电子电路设计实践毕业设计

电子电路设计实践毕业设计

二、电子电路设计入门

1.开展电子电路设计与制作，如何选题

（1）选题应新颖，实用性强。

（2）选题应包括硬件设计和软件设计的内容，且硬件内容应多于软件内容。

（3）选题应综合性强，能涵盖模拟电路、数字电路，而且一般都需要用单片机作为控制核心或处理信号，或者用PLD等新器件来实现。

（4）选题的难易程度应低于毕业设计的题目。

（5）如何想通过完成选题在全国电子竞赛拿上名次，选题应有创新点，有特色。特色就是人无我有，人有我新，而且选题比较复杂，很可能是机电结合型的。

2.开展电子电路设计与制作，如何入门

（1）介入电路设计与制作，宜早不宜迟

（2）兴趣是最好的老师

（3）勤于动手是最好的途径

例：运算放大器：按理论分析，只要比例电阻选定后，就可决定运放的放大倍数，计算结果十分明确。而事实并非如此，需要用理论计算和实验调整方式选取比例电阻，这样才能获得切合实际的放大倍数。

三、电子电路设计平台

1.硬件平台

电路、信号、电子技术基础：含低频电路、高频电路、信号分析与处理知识。

例：各种运算放大器、555定时器、各种计数器、译码驱动器、显示器、A/D 、D/A 、发射、接收、锁相环芯片(锁相环由鉴相器、环路滤波器和压控振荡器组成)等。

可编程CPLD、FPGA芯片：可进行灵活的编程和下载，具有可重复性、可组合性，可设计并下载系统级的数字电路；可以构建高速电子电路，可用于前端电路。

微控制器MCU（单片机）：可通过灵活的编程改变其功能，处理速度较慢，

但接口丰富，常常作为综合电子系统的控制核心。

专业芯片ASIC：为完成某一特定功能制定芯片。例：图像压缩芯片，可以使图像信息在电话线中传输；移动通信中的射频、音频接口芯片等。

数字信号处理器DSP：DSP芯片由于其特殊的设计结构，使数字信号处理理论建立的算法得以实时运行，并逐步进入MCU的应用领域。

2.软件平台

汇编语言：它是最简单、最基本、最实用的语言，也是一种低级语言，速度快，可直接控制硬件，在单片机开发中广为应用。

C语言：作为一种通用的高级语言，可大幅地提高单片机的应用系统开发效率。C语言程序便于移植和修改，能提供处理复杂的数据类型，增强了程序处理能力和灵活性。但用C语言编译器生成代码效率较低并且执行时间较长，影响速度。

MATLAB语言：是一种较强大的数学运算和图形功能的语言，他的应用范围几乎涵盖了所有科学和工程计算领域；应用MATLAB工具箱还能进行系统级的模拟分析。因此它是集编程和EDA仿真于一体的语言。

VHDL语言：超高速集成电路硬件描述语言，它是开发、烧制大规模集成电路语言，是个大半导体公司开发产品的有力工具。

EDA仿真软件：虚拟电子实验平台EWB、Multisim ，主要用于电路、低频模拟电路、简单数字电路的仿真设计；Proteus电子系统仿真软件，实现高级原理图布图、MCU、混合模式SPICE仿真、PCB设计以及自动布线等完整的电子设计系统；常见的EDA有通用电路分析软件PSPICE，用于高频电路的仿真设计。

四、电子电路设计的步骤

1.多拟定几个设计方案（提出原理方案，原理方案的比较与选择）

例：”自动计时/定时器“

方案一，用专用电子计数芯片实现

方案二，用PLD器件实现

方案三，用数字电路中组合逻辑电路实现

方案四，用单片机实现

2.单元电路的设计与选择

（1）单元电路结构形式的选择与设计

满足功能要求的单元可能不止一个，因此必须进行分析比较，择优选择。（2）元器件选择的一般原则

多查元器件手册和有关的科技资料，尤其要熟悉一些常用元器件、性能和价格，这对单元电路和总体电路设计极为有利。

首先应考虑满足单元电路对元器件性能指标的要求，其次考虑价格、货源和元器件体积等方面问题。

（3）集成电路与分立元器件电路的选择问题

例如：设计直流电源，采用分立元件至少花几天时间，采用三端稳压块即简单又实用。

优先选用集成电路不等于什么场合都一定要用集成电路。在某些特殊情况，如高频、宽频带、高电压、大电流等场合，集成电路往往不适用，有时仍需采用分立元件。

（4）怎样选用集成电路

模拟集成电路：集成运算放大器、比较器、模拟乘法器、集成功率放大器、集成稳压器、集成函数发生器以及其它专用模拟集成电路等；

数字集成电路：集成门、驱动器、译码器/编码器、数据选择器、触发器、寄存器、计数器、存储器、微处理器、可编程器件等；

混合集成电路有：定时器、A/D 、D/A 转换器、锁相环等。 3.纯硬件电路设计步骤

图1 设计框图

在上面框图中，并不要求所有媒介都通过仿真或搭电路验证，特别在电子竞

赛中，时间紧、任务重，不可能按步骤办事，可以超常规设计，提前进入制作阶段，在制作中边调试编修改设计。 4.基本工艺：印制电路板制作工艺 （1）印制电路板简称PCB 。

（2）设计软件主要用Protel99工具软件

①仔细审阅所提供元器件型号、规格，特别是外形尺寸、封装形式、引脚排列顺序，并注意大功率需安装散热片，确定那些元件装在板上，那些元件装在板外。

②从整体上考虑元件的安装与布局。如低频电路，可采取规则排列，比较整齐，便于安装调试及维修；对高频电路，采取不规则排列，要求布线越短越好，就近链接，看起来比较杂乱，减少分布参数。

③对于元件安装方式的考虑，可采用立式或卧式。 ④大面积接地可以有效地抑制干扰。 5.元器件的测试与筛选 （1）对电路中消耗能量较大的耗能元件和承受电压较高的元件，应有1.5倍～2倍的余量。

（2）高频电路中的调谐电容、振荡电容，应选优质的电介电容、云母电容。 （3）对滤波电路选普通电容即可，对定时电路，应选漏电小的胆电容。 6.焊接工艺

要求：焊点圆滑光亮、无气孔、无尖角、无拖尾；焊点大小一致；焊点的焊料适当，使焊锡充布焊盘，不堆锡，更不能粘连。焊接CMOS 器件应使用防静电烙铁，防止将其极间击穿。

特别注意是虚焊，虚焊的原因：被焊处表面有氧化物或污垢；元件处理及镀锡不好；焊接温度不足；焊接时间短。 7.装配工艺

（1）根据整机零部件、电路板的尺寸选择箱的外形和大小。外部是显示屏、输

设计

设计设计审题

设计

系统图

设计单元

设计单元设计单元电路1电路2电路3

设计元件参

设计元件参设计元件参数性能指标数性能指标数性能指标

仿真或搭

仿真或搭仿真或搭电路验证电路验证电路验证

修改

修改修改

入输出插口、调节旋钮或键盘。

（2）发热元件要留出散热空间，必要时加散热片；要尽量避免各部分干扰，必要时应加屏蔽；各单板、部件最好通过接插件相连。

（3）电路板上的元件安装应整齐美观，视元件孔的位置可选择立式或卧式。（4）如各部件需要导线连接，而且连接点较多，最好选用排线；对于信号线应采用同轴电缆；对公共地线，最好采用较粗的裸导线。在布线时，应尽量做到短而直，这样布线美观、可靠、分布参数或干扰小。

五、电子电路中的抗干扰与屏蔽接地

1. 电子电路干扰的抑制

（1）干扰源

电子电路工作时，往往在有信号之外，还存在一些令人头痛的干扰电压（或电流）。如何克服这些干扰是电子电路（设备）在设计、制造时的主要问题之一。干扰产生于干扰源。干扰源有的在电子电路（设备）外部，也有的在电子电路（设备）内部。

（2）电子电路设备外部干扰源

主要有：电弧机、日光灯、弧光灯、辉光放电管、火花点火装置等产生的干扰；直流发电机及电动机，交流整流子电动机等旋转设备，以及继电器、开关等产生的干扰；由大功率输电线产生的工频干扰；无线电设备辐射的电磁波等。（3）电子电路设备内部产生的干扰

主要有：交流声，不同信号的互相感应，寄生振荡；绕线电位器的动点、电子元件的引线和印制电路板布线等各种金属的接点间，由于温度差而产生的热电动势等；在数字电路中，由于传输线各部分的特性阻抗不同或与负载阻抗不匹配时，所传输的信号在终端部位发生一次或多次反射，使信号波形发生畸变或产生振荡等。

2.干扰途径及其抑制方法

（1）为减少设备内部产生的干扰

设计人员应注意以下几点：元器件布置不可过密，改善电子设备的散热条件，分散设置稳压电源，避免通过电源内阻引进干扰，在配线和安装时，尽量减少不必要的电磁耦合，尽量减少公共阻抗的阻值，低频信号采用一点接地，数字器件的输入端子不可悬空，必须结合电路的实际情况和条件妥善处理。

例如，与非门多余输入端可以通过电阻上接电源，或者将端子合并使用等。

3.电子电路中抗干扰措施

（1）抑制快速变化开关干扰的思路是尽可能减小du/dt、di/dt。

减小du/dt干扰主要在干扰源两端并联电容、续流二极管或RC串联吸收回路。

例1：继电器线圈并联续流二极管，可消除断开线圈时产生反电动势。

例2：单片机的I/O口用来控制电机等噪声器件，在I/O口与噪声源之间加隔离电路，如电压比较器。

减小di/dt干扰在干扰源回路串联电感或电阻以及续流二极管。

（2）抑制缓慢变化干扰主要是接地合理，如电源退耦滤波技术；对于共模干扰，则考虑采用双端输入运放。

（3）抑制高频干扰的措施是电源退耦滤波电容两端并联0.01uF～0.1uF高频电容；干扰源与被干扰源的对象加以屏蔽；电路的引线、布线尽量短而直，减少分

布参数的影响；在引线上穿上磁珠，形成滤波电路；晶振与单片机引脚尽量靠近。（4）良好的接地与屏蔽。

4.电子电路的布线与接地技术

（1）要求电路板布局合理，强电、弱电、数字信号、模拟信号应分开。

例：大功率器件尽可能放在电路板边缘。

（2）数字地和模拟地分开集中后接地（实行一点接地），用最短线连接起来接到低阻抗的接地平面上，如接于电源地。

（3）高频或开关IC器件应直接焊在电路板上，尽量少用IC座，以减少分布参数的影响。

（4）尽可能使干扰源（如电机，继电器）与敏感元件（如单片机）远离。（5）PCB上两条线靠得近，容易形成寄生电容和互感，应尽量避免。

（6）大小信号分离，即输入信号应远离输出信号。

（7）传输小信号的线一定要用屏蔽线，将屏蔽层单端接地。

5.有关接地的几点基本知识

（1）安全接地

一般实验室中安全接地有三种方法，第一种是把三孔插座的地与电源线的中线直接连接，这种接法不是绝对安全的。第二种是把地连到一座大楼的刚骨架上。第三种是最理想的，在实验室的地下深埋一块面积较大的金属板，用与金属板焊接的粗铜线接到实验室作信号地线。第一种地线可能会引入较大的50Hz交流信号干扰；第二种用大楼刚骨架作地线的方法，由于它的电阻大，接地不好，可能感应各种干扰电压（含50Hz交流信号）；只有第三种地线上的干扰信号才是最小的。

（2）工作接地

电子电路在工作和测量时，要求有公共的电位参考点。这个参考点一般是把直流电源的某一端作公共点，叫做工作接地点。工作接地点一般是指接机壳或底板，并不一定要与大地相连接。

（3）信号地

信号地是指信号电路、逻辑电路、控制电路的地。设计接地要尽可能减少各支路电流流过公共地阻抗产生的耦合干扰。信号地的连接方法主要有三种：①单点接地②串联接地，从防止干扰和噪声的角度来看，这种接法不合理，但其接法简单，在许多地方仍被采用。特别是在设计印刷电路板上应用比较方便。②平面接地，这种接地方式适用于高频电路和数字电路。

（4）系统接地

6.电子电路中的浮置、滤波、隔离技术

浮置又称浮空、浮接，泛指测量仪表的输入信号放大器公共地（即模拟信号地）不接机壳或大地。浮置和屏蔽接地的作用相反，是阻断干扰电流的通路。电路被浮置后，明显地加大了系统的信号处理器公共线与大地（或外壳）之间的阻抗，因此，浮置能减小共模干扰。

滤波：显示器或彩电在交流电源进线与开关电源之间加的磁珠式滤波器。对直流电源输出需加对高频及低频滤波，通常用“一大一小”两个电容并联即可取得对高低频滤波效果。当一直流电源对几个电路同时供电时，为避免通过电源内阻造成几个电路之间相互干扰，应在每个电路的直流电源进线与地之间加装去耦滤波器。

光电耦合是常用强电和弱电之间的隔离。

六、电子电路的调试

1.电子电路的调试

简单系统调试：电源调试---单板调试---联调

复杂系统调试：电源调试---单板调试---分机调试---主机调试---联调

2.调试前的直观检测

连线是否正确：按照电路图检查安装的线路，按照实际线路来对照原理电路进行查线。

为了防止出错，对于已查过的线通常应在电路图上做标记，最好用指针万用表“Ω 1”挡或数字万用表“Ω挡”的蜂鸣器来测量，这样可以同时发现接触不良的地方。

3.元器件安装情况

检查元器件引脚有无短路；连接处有无接触不良；二极管、三极管、集成器件和电解电容极性等是否连接错误。

4.电源供电（包括极性）、信号源连线是否正确。

5.电源端对地是否存在短路。在通电前，断开一根电源线，用万用表检查电源端对地是否存在短路。

若电路经过上述检查，并确认无误后，就可转入调试。

6.调试方法

（1）通电观察

接通电源，观察有无异常现象，包括有无冒烟，是否有异常气味，手摸元器件是否发烫等。如出现异常，应立即切断电源，待排除故障后才能再通电。然后测量各器件引脚电源，以保证元器件正常工作。

（2）静态调试

交流、直流并存是电子电路工作的一个重要特点。一般情况下，直流为交流服务，直流是电路工作基础。静态调试一般是指在没有外加信号的条件下所进行的直流测试和调整过程。例如，通过静态测试模拟电路的静态工作点、数字电路的各输入和输出端的高低电平值及逻辑关系等，可以及时发现已损坏的元器件，判断电路工作情况，并及时调整电路参数，使电路工作状态符合设计要求。

对于运算放大器，静态检查除测量正、负电源是否接上外，主要检查在输入为零时，输出端是否接近零电位，调零电路起不起作用。当运放输出直流电位始终接近正电源电压值或负电源电压值时，说明运放处于阻塞状态，可能是外接电路没有接好，也可能是运放已经损坏。如果通过调零电位器不能使输出为零，除了运放内部对称性能差外，也可能运放处于振荡状态，所以调试时最好接上示波器进行监视。

（3）动态调试

动态调试是在静态调节的基础上进行的。调试的方法是在电路的输入端接入适当频率和幅值的信号，并循着信号的流向逐级检测各有关点的波形、参数和性能指标。

7.调试中注意事项

（1）正确使用测量仪器的接地端

进行测量时，仪器的接地端应和放大器的接地端连接在一起，否则仪器机壳引入的干扰不仅会使放大器的工作状态发生变化，而且将使测量结果出现误差。（2）在信号比较弱的输入端，尽可能用屏蔽线。屏蔽线的外屏蔽层要接到公共

地线上。在频率比较高时要设法隔离连接线分布电容的影响，例如用示波器测量时应该使用有探头的测量线，以减少分布电容的影响。

（3）测量电压所用仪器的输入阻抗必须远大于被测处的等效阻抗。因为，若测量仪器输入阻抗小，则在测量时会引起分流，给测量结果带来很大误差。

（4）测量仪器的带宽必须大于被测电路的带宽。例如，MF47型万用表的工作频率为20~20000Hz 。如果放大器的kHz f H 100 ，不能用MF47型表来测量，否则，测量结果就不能反映放大器的真实情况。 （5）测量方法要方便可行 需要测量某电路的电流时，一般尽可能测电压而不测电流，因为测量电压不必改动被测电路，测量方便。

（6）调试过程中，不但要认真观察和测量，还要善于记录。记录的内容包括实验条件，观察的现象，测量的数据、波形和相位关系等。

（7）调试时出现故障，要认真查找故障原因，且不可一遇故障解决不了就拆掉线路重新安装。应当把查找故障，分析故障原因，看成一次学习机会，通过它来不断提高自己分析问题和解决问题的能力。

七、故障检测

1.常见的故障现象

（1）放大电路没有输入信号，而有输出波形

（2）放大电路有输入信号，但没有输出波形或者波形异常。

（3）串联稳压电源无电压输出或输出电压过高且不能调整或输出稳压性能变坏、输出电压不稳定等。

（4）振荡电路不能产生振荡。

（5）计数器输出波形不稳或不能正确计数。

（6）收音机中出现“嗡嗡”交流声和“啪啪”的汽船声等。 2.产生故障的原因

（1）对于定性产品使用一段时间后出现故障，故障原因可能是元器件损坏，连线发生短路或断路。 （2）对于新安装的电路来说，故障原因可能是：实际电路与设计的原理图不符；元器件使用不当或损坏；设计的电路本身就存在某些严重缺点，不满足技术要求；连线发生短路或断路。

（3）各种干扰引起的故障。 3.排除故障的基本方法

排除故障遵循“由表及里”、“先易后难”、“先电源后负载”、“先静态后动态”的原则。排除故障的常用方法： （1）直接观察法

利用人的视、听、嗅、触等作为手段来发现问题，寻找和分析故障。直接观察法包括不通电检查和通电观察。 （2）用万用表检查静态工作点 （3）信号寻迹法 （4）对比法

可将此电路的参数与工作状态和相同的正常的参数进行一一对比，进而分析故障原因，判断故障点。

（5）部件替换法

有时故障比较隐蔽，不能一眼看出，可以将仪器中的部件、元件器、插件等替换故障仪器中相关器件，以便缩小故障范围，进一步查找故障。

（6）旁路法

当有寄生振荡现象，可以利用适当容量的电容器，选择适当的检查点，将电容临时跨接在检查点与参考接地点之间，如果振荡消失，就表明振荡是产生在此附近或前级电路中。否则就在后面，再移动检查点寻找之。应该指出，旁路电容要适当，不宜过大，只要能较好地消除有害信号即可。

（7）短路法

短路法对检查断路性故障有效。但要注意对电源是不能采用短路法的。（8）断路法

断路法用于检测短路最有效。例如，某稳压电源因接入一带有故障的电路，使输出电流过大，采取依次断开电路的某一支路来检查故障。如果断开该之路后，电流恢复正常，则故障就发生在此电路。

（9）暴露法

有时故障不明显或时有时无，一时很难确定，此时采用暴露法。检查虚焊时对电路进行敲击就是暴露法的一种。另外可以让电路长时间工作，例如几小时，然后再来检查电路是否正常。这种情况下有些临界状态的元器件经不住长时间工作，就会暴露出问题，然后对症处理。

4.正确处理几个关系

（1）电路工作的充分必要条件

一是保证供电正常，这是必要条件；二是要有输入信号，这是充分条件。（2）模拟电路和数字电路的关系

模拟电路的输入输出信号传输方向是单向的，一般一条线就一路信号。物理意义明显。数字信号的输入输出有串行、并行之分。串行传输用一路，分时传送；并行传输用多路，同时传送，有的情况下数字信号是双向传输。

数字信号传送的是数据流，物理意义不明显，所以不针对信号的码进行研究，在检测时用示波器测传输的数据流，只要符合电平要求且无干扰既是正常。但数字电路发出控制信号，只有高（低）电平，需要利用万用表测得。

（3）善于确定关键的测试点

测试点根据电路图确定，例：高频和低频的分界点；数字电路和模拟电路的分界点；控制电路和被控对象的分界点；电源和负载的分界点等等。

实践一 Proteus仿真软件入门

一、Proteus软件简介

Proteus软件是英国Labcenter公司开发的电路开发的电路分析与仿真软

件。

1.仿真工具----激励源

DC:直流电压源

Sine：正弦波发生器

Pulse：脉冲发生器

Exp：指数脉冲发生器

SFFM：单频率调频波信号发生器

Pwlin：任意分段线性脉冲信号发生器

File：File信号发生器，数据来源于ASCII文件

Audio:音频信号发生器，数据来源于wav文件

DState：单稳态逻辑电平发生器

DEdge：单边沿信号发生器

DPulse：单周期数字脉冲发生器

DClock：数字时钟信号发生器

Dpattern：模式信号发生器

2.仿真工具----虚拟仪器

OSCILLOSCOPE：虚拟示波器

LOGIC ANALYSER：逻辑分析仪

COUNTER TIMER：计数器、定时器

VIRUAL TERMINAL：虚拟终端

SIGNAL GENERATOR：信号发生器

PATTERN GENERATOR：模式发生器

AC/DC voltmeters/ammeters：交直流电压表和电流表SPI DEBUGGER：SPI调试器

I2C DEBUGGER：I2C调试器

3.元器件库

Analog ICs:模拟集成器

Capacitors：电容

CMOS 4000 series：CMOS 4000系列数字芯片

Connectors：接头

Data Converters：数据转换器

Debugging Tools：调试工具数据

Diodes：二极管

Inductors：电感

Laplace Primitives：拉普拉斯模型

Memory ICs:存储器芯片

Microprocessor ICs:微处理器芯片

Modelling Primitives:建模源

Operational Amplifiers：运算放大器

Optoelectronics：光电器

Resistors：电阻

Simulator Primitives：仿真源

Switches and Relays：开关和继电器

Switching Devices：开关器件

Thermionic Valves：热离子真空管

Transducers：传感器

Transistors：晶体管

二、实践内容

1.Proteus软件使用

开始---程序---“Proteus 7 Professional”,单击蓝色图标“Proteus 7 Professional”打开应用程序。

2.电路原理图的设计流程

（1）新建设计文档。在进入原理图设计之前，首先要构思好原理图，即必须知道所设计的项目需要哪些电路来完成，用何种模板；然后在Proteus ISIS 编辑环境中画出电路原理图。

（2）设置工作环境。根据实际电路的复杂程度来设置图纸的大小等。在电路图设计的整个过程中，图纸的大小可以不断地调整。设置合适的图纸大小是完成原理图设计的第一步。

（3）放置元器件。首先从添加元器件对话框中选取需要添加的元器件，将其布置到图纸的合适位置，并对元器件的名称、标注进行设定；再根据元器件之间的走线等联系对元器件在工作平面上的位置进行调整和修改，使得原理图美观、易懂。

（4）对原理图进行布线。根据实际电路的需要，利用Proteus ISIS编辑环境所提供的各种工具、命令进行布线，将工作平面上的元器件作用导线连接起来，构成一幅完整的电路原理图。

3.元器件清单

表1.1 仿真元件信息

三、电路设计与仿真

1.

（1

（2）直接查找和拾取元件

2.元件放置

3.元件位置的调整和参数的修改

4.电路连线

5.电路的动态仿真

6.文件保存

四、练习

1.电路图

实践二 二极管伏安特性分析

一、二极管伏安特性

与PN 结一样，二极管具有单向导电性。当正向电压足够大时，二极管的正向电流才从零开始随端电压按指数规律增大。使二极管开始导通的临界电压称为开启电压U on 。不同材料的小功率二极管开启电压、正向导通电压范围不同，如表2.1所示。

表2.1 不同材料的二极管开启电压与正向导通电压范围

二、二极管伏安特性测量电路

点选“Component ”图标，点击“P ”按钮，选取二极管仿真元件。

表2.2 仿真元件信息

2.

图2.3直流信号源编辑窗口

3.探针及直流分析图表编辑

放置测量探针。点击工具箱中的“激励源模式”图标，将在浏览窗口显示电流探针的外观，如图2.1所示。

4.放置电流探针

图2.4电流探针选取

三、直流分析图表

直流扫描分析可以观察电路元件参数值在使用者定义范围内发生变化时对电路工作状态（电压和电流）的影响（如观察电阻值、晶体管放大倍数、电路工作温度等参数变化对电路工作状态的影响），也可以通过扫描激励元件参数值测量元件直流传输特性。

点击工具箱中的Simulation Graph图标，在对象选择器中将出现各种仿真分析所需的图表（如：模拟、数字、噪声、混合、AC变化等）。选择“DC SWEEP”仿真图表，如图2.5所示。

图2.5 选取直流扫描分析图表

在编辑窗口期望放置图表的位置点击鼠标左键，并拖动鼠标，此时将出现一个矩形图表轮廓，在期望的结束点点击鼠标左键，放置图表，如图2.6所示。

图2.6 直流扫描分析图表

在图2.6所示，鼠标左键选“添加图线”，将弹出如图2.7所示对话框。名称为“CURRENT”，探针P1：选“l”。

图2.7 添加瞬态曲线对话框

对图2.7点击确定，将弹出如图2.8所示。

图2.8 添加电流探针到图表

设置直流扫描分析图表。双击图表将弹出如图2.9所示的直流扫描分析图表编辑对话框。其中，设置扫描变量：V，开始值：-800mV，停止值：800mV，标称值：0，步数：50。编辑完成，点击“确定”按钮完成设置，结果如图2.10所示。

图2.9 直流扫描分析图表的设置

图2.10 编辑好的直流扫描分析图表

四、二极管伏安特性分析

仿真电路。鼠标右键如图2.10，点击“仿真图表”，电路出现仿真结果如图2.11所示。

图2.11 直流扫描分析仿真结果图

点击图表表头，图表将以窗口形式出现。在窗口点击鼠标左键放置测量探针，测量曲线上各点对应的电压值与电流值。测试结果填写下表2.3。

表2.3 测量伏安特性曲线中各点对应的电压值与电流值

实践三晶体管输出特性分析

一、双极型NPN晶体管输出特性

NPN型硅管有三个引出电极，分别是基极b、发射极e和集电极c。基极电

流I

B 为一常量时，集电极电流i

C

玉管压降u

CE

之间的函数关系为：i

C

=f（u

CE

）|

IB=

常数

。

对于每一个确定的I

B

，都有一条曲线，所以晶体管的输出特性曲线是一族曲

线。对于某一条曲线，当u

CE

从零逐渐增大时，集电结电场随之增强，收集基区

非平衡少子的能力逐渐增强，因而i

C 也就逐渐增大；而当u

CE

增大到一定数值时，

集电结电场足以将基区非平衡少子的绝大部分收集到集电区来，u

CE

在增大，收

集能力已不能明显提高，即i

C 几乎仅仅决定于I

B

。

从输出特性曲线可以看出，晶体管有三个工作区域: 截止区：此时晶体管集电极电流i

C

≈0;

放大区：此时晶体管集电极电流i

C =βI

B

，其中β为共射直流电流系数；

饱和区：此时晶体管集电极电流i

C 不仅与I

B

有关，而且明显随u

CE

增大而增

大，i

C <βI

B

。

BC108为低噪声NPN晶体管，常用于音频放大器，其共射直流电流系数β=120。

二、晶体管输出特性测量电路

点选Component图标，点击“P”按钮，从弹出的选取元件对对话框中选取晶体管仿真元件。仿真元件信息如表3.1所示。

表3.1 仿真元件信息

信号源。

三、直流信号源编辑

1.设置与晶体管集电极相连的直流信号源，将弹出图3.2所示的直流信号源编辑对话框。按图3.2所示编辑信号源，编辑完成后，点击“确定”按钮。

图3.2 与晶体管集电极相连的直流信号源编辑窗口

2. 设置与晶体管基极相连的直流信号源，将弹出图

3.3所示的直流信号源编辑对话框。按图3.3所示编辑信号源，编辑完成后，点击“确定”按钮。

图3.3 与晶体管基极相连的直流信号源编辑窗口

四、探针及直流分析图表编辑

1.放置测量探针。点击工具箱中的Current probe图标，电流探针被放置到电路

2.放置转移特性分析图表

转移特性分析图表：转移特性分析是一种非线性分析，用于分析在给定激励信号的情况下电路的时域响应。

点击工具箱中的Simulation Graph图标，在对象选择器中选择“TRANSFER”仿真图表。在编辑窗口期望放置图表的位置点击鼠标左键，并拖动鼠标，在期望的结束点点击鼠标左键，放置图表，如图3.5所示。

图3.5 转移特性分析图表

放置电流探针。选中电路中的IC电流探针，按下左键拖到其到图表中，如图3.6所示。松开左键即可放置IC电流探针到图表中。后双击图3.6设置图3.7所示。

(完整版)智能电子电路设计与制作期末试卷A

淮安信息职业技术学院2012-2013学年度第2学期 《智能电子电路设计与制作》期末试卷A 一、填空题（每空0.5分）共15分 1、MEGA16单片机I/O 端口的方向寄存器作用是（对端口输入输出选择）。 2、MEGA16单片机I/O 端口的输入寄存器作用是（ 判断端口电平高低 ）。 3、MEGA16单片机I/O 端口的数据寄存器作用是（对端口写入“1”或“0” ）。 4、ATmega16单片机是（ 8 ）位单片机。 5、MCUCR 寄存器是（ 控制寄存器 ），用于设置 INTO 和INT1的中断（ 触发）方式。 6、GICR 寄存器是（ 中断控制寄存器 ），用于设置外部中断的中断（允许 ）位。 7、全局中断使能位是（状态）寄存器中的 第（ 七 ）位 即（ BIT/7 ）位。 8、TCNT0是定时器（ T/C0）的（数据 ）寄存器，作用是（ 对计数器进行读写 ）。 9、T/C0的计数时钟源可以来自（ 内部 ）和（ 外部 ）两种。 10、T/C0工作在普通模式时，（ 计数初值 ）由TCNTO 设置，最大值为（ OXFFFF ）。 11、使用MEGA16单片机的AD 相关寄存器有（ AD 多工选择寄存器 ）、（ ADC 控制和状态寄存器A ）、（ ADC 数据寄存器）、（ 特殊功能IO 寄存器 ）。 12、MEGA16单片机TWI 相关寄存器有（ TWI 比特率寄存器 ）、( TWI 控制寄存器 )、（ TWI 状态寄存器 ）、（ TWI 数据寄存器 ）。 13、MEGA16单片机与SPI 相关的寄存器有（ SPI 控制寄存器 ）、（ SPI 状态寄存器 ）。 14、24C08是具有（ I 2c ）总线协议的非易失性存储器。 15、USART 模块的管脚发送数据管脚名称为（ TXD ）。 二、选择题（每题3分，共45分） 1. MCUCR 寄存器中的中断触发模式位是？（D ） A 、ICS00\ICS01 B 、ICS10\ICS11 C 、SM2 D 、A 和B 2. ATmega16的GICR 寄存器中外部中断0的中断使能位是（B ） A 、INT1 B 、INT0 C 、INT2 D 、INT3 3.多位数码管显示器通常采用（B ）法显示 系部： 班级： 学号： 姓名：

电气原理图设计方法及实例分析

电气原理图设计方法及实例分析 【摘要】本文主要对电气原理图绘制的要求、原则以及设计方法进行了说明，并通过实例对设计方法进行了分析。 【关键词】电气原理图；设计方法；实例 继电-接触器控制系统是由按钮、继电器等低压控制电器组成的控制系统，可以实现对 电力拖动系统的起动、调速等动作的控制和保护，以满足生产工艺对拖动控制的要求。继电-接触器控制系统具有电路简单、维修方便等许多优点，多年来在各种生产机械的电气控制 中获得广泛的应用。由于生产机械的种类繁多，所要求的控制系统也是千变万化、多种多样的。但无论是比较简单的，还是很复杂的控制系统，都是由一些基本环节组合而成。因此本节着重阐明组成这些控制系统的基本规律和典型电路环节。这样，再结合具体的生产工艺要求，就不难掌握控制系统的分析和设计方法。 一、绘制电气原理图的基本要求 电气控制系统是由许多电气元件按照一定要求连接而成，从而实现对某种设备的电气自动控制。为了便于对控制系统进行设计、研究分析、安装调试、使用和维修，需要将电气控制系统中各电气元件及其相互连接关系用国家规定的统一图形符号、文字符号以图的形式表示出来。这种图就是电气控制系统图，其形式主要有电气原理图和电气安装图两种。 安装图是按照电器实际位置和实际接线电路，用给定的符号画出来的，这种电路图便于安装。电气原理图是根据电气设备的工作原理绘制而成，具有结构简单、层次分明、便于研究和分析电路的工作原理等优点。绘制电气原理图应按GB4728-85、GBTl59-87等规定的标 准绘制。如果采用上述标准中未规定的图形符号时，必须加以说明。当标准中给出几种形式时，选择符号应遵循以下原则： ①应尽可能采用优选形式； ②在满足需要的前提下，应尽量采用最简单形式； ③在同一图号的图中使用同一种形式。 根据简单清晰的原则，原理图采用电气元件展开的形式绘制。它包括所有电气元件的导电部件和接线端点，但并不按照电气元件的实际位置来绘制，也不反映电气元件的大小。由于电气原理图具有结构简单、层次分明、适于研究等优点，所以无论在设计部门还是生产现场都得到广泛应用。 控制电路绘制的原则： ①原理图一般分主电路、控制电路、信号电路、照明电路及保护电路等。 ②图中所有电器触头，都按没有通电和外力作用时的开闭状态（常态）画出。 ③无论主电路还是辅助电路，各元件应按动作顺序从上到下、从左到右依次排列。 ④为了突出或区分某些电路、功能等，导线符号、连接线等可采用粗细不同的线条来表示。 ⑤原理图中各电气元件和部件在控制电路中的位置，应根据便于阅读的原则安排。同一电气元件的各个部件可以不画在一起，但必须采用同一文字符号标明。 ⑥原理图中有直接电联系的交叉导线连接点，用实心圆点表示；可拆卸或测试点用空心圆点表示；无直接电联系的交叉点则不画圆点。 ⑦对非电气控制和人工操作的电器，必须在原理图上用相应的图形符号表示其操作方式。 ⑧对于电气控制有关的机、液、气等装置，应用符号绘出简图，以表示其关系。 二、分析设计法及实例设计分析 根据生产工艺要求，利用各种典型的电路环节，直接设计控制电路。这种设计方法比较简单，但要求设计人员必须熟悉大量的控制电路，掌握多种典型电路的设计资料，同时具有丰富的设计经验，在设计过程中往往还要经过多次反复地修改、试验，才能使电路符合设计

电子电路设计与制作教学大纲

《电子电路设计与制作》教学大纲1．课程中文名称：电子电路设计与制作 2．课程代码： 3．课程类别：实践教学环节 4．课程性质：必修课 5．课程属性：独立设课 6．电子技术课程理论课总学时:256总学分：16 电子电路设计与制作学时：3周课程设计学分：3 7．适用专业：电子信息类各专业 8．先修课程：电路分析基础、模拟电子技术、数字电子技术、PCB电路设计一、课程设计简介 实验课、课程设计、毕业设计是大学阶段既相互联系又相互区别的三大实践性教学环节。实验课是着眼于实验验证课程的基本理论，培养学生的初步实验技能；毕业设计是针对本专业的要求所进行的全面的综合训练；而课程设计则是针对某几门课程构成的课程群的要求，对学生进行综合性训练，培养学生运用课程群中所学到的理论学以致用，独立地解决实际问题。电子电路设计与制作是电子信息类各专业必不可少的重要实践环节，它包括设计方案的选择、设计方案的论证、方案的电路原理图设计、印制板电路（即PCB）设计、元器件的选型、元器件在PCB板上的安装与焊接，电路的调试，撰写设计报告等实践内容。电子电路设计与制作的全过程是以学生自学为主，实践操作为主，教师的讲授、指导、讨论和研究相结合为辅的方式进行，着重就设计题目的要求对设计思路、设计方案的形成、电路调试和参数测量等展开讨论。 由指导教师下达设计任务书（学生自选题目需要通过指导教师和教研室共同审核批准），讲解示范的案例，指导学生各自对自己考虑到的多种可行的设计方案进行

比较，选择其中的最佳方案并进行论证，制作出满足设计要求的电子产品，撰写设计报告。需要注意是，设计方案的原理图须经Proteus软件仿真确信无误后，才能进行印刷电路图的制作，硬件电路的制作，以避免造成覆铜板、元器件等材料的浪费。电路系统经反复调试，完全达到（或超过）设计要求后，再完善设计报告。设计的整个过程在创新实验室或电子工艺实验室中完成。 二、电子电路设计与制作的教学目标与基本要求 教学目标： 1、通过课程设计巩固、深化和扩展学生的理论知识，提高综合运用知识的能力，逐步提升从事工程设计的能力。 2、注重培养学生正确的工程设计思想，掌握工程设计的思路、内容、步骤和方法。使学生能根据设计要求和性能参数，查阅文献资料，收集、分析类似电路的性能，并通过设计、安装、焊接、调试等实践过程，使电子产品达到设计任务书中要求的性能指标的能力。 3、为后续的毕业设计打好基础。课程设计的着眼点是让学生开始从理论学习的轨道上逐渐转向实际运用，从已学过的定性分析、定量计算的方法，逐步掌握工程设计的步骤和方法，了解工程设计的程序和实施方法；通过课程设计的训练，可以给毕业设计提供坚实的铺垫。 4、培养学生获取信息和综合处理信息的能力，文字和语言表达能力以及协调工作能力。课程设计报告的撰写，为今后从事技术工作撰写科技报告和技术文件打下基础。 5、提高学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力及其基本工程素质。 基本要求： 1、能够根据设计任务和指标要求，综合运用电路分析、电子技术课程中所学到的理论知识与实践操作技能独立完成一个设计课题的工程设计能力。 2、会根据课题需要选择参考书籍，查阅手册、图表等有关文献资料。能独立思考、深入钻研课程设计中所遇到的问题，培养自己分析问韪、解决问题的能力。

电子技术课程设计的基本方法和步骤模板

电子技术课程设计的基本方法和步骤

电子技术课程设计的基本方法和步骤 一、明确电子系统的设计任务 对系统的设计任务进行具体分析, 充分了解系统的性能、指标及要求, 明确系统应完成的任务。 二、总体方案的设计与选择 1、查阅文献, 根据掌握的资料和已有条件, 完成方案原理的构想; 2、提出多种原理方案 3、原理方案的比较、选择与确定 4、将系统任务的分解成若干个单元电路, 并画出整机原理框图, 完成系统的功能设计。 三、单元电路的设计、参数计算与器件选择 1、单元电路设计 每个单元电路设计前都需明确本单元电路的任务, 详细拟订出单元电路的性能指标, 与前后级之间的关系, 分析电路的组成形式。具体设计时, 能够模拟成熟的先进电路, 也能够进行创新和改进, 但都必须保证性能要求。而且, 不但单元电路本身要求设计合理, 各单元电路间也要相互配合, 注意各部分的输入信号、输出信号和控制信号的关系。 2、参数计算 为保证单元电路达到功能指标要求, 就需要用电子技术知识对参数进行计算, 例如放大电路中各电阻值、放大倍数、振荡器中电阻、电容、振荡频率等参数。只有很好地理解电路的工作原理, 正确利用计算公式, 计算的参数才能满足设计要求。 参数计算时, 同一个电路可能有几组数据, 注意选择一组能完成

电路设计功能、在实践中能真正可行的参数。 计算电路参数时应注意下列问题: （1）元器件的工作电流、电压、频率和功耗等参数应能满足电路指标的要求。 （2）元器件的极限必须留有足够的裕量, 一般应大于额定值的 1.5倍。 （3）电阻和电容的参数应选计算值附近的标称值。 3、器件选择 ( 1) 阻容元件的选择 电阻和电容种类很多, 正确选择电阻和电容是很重要的。不同的电路对电阻和电容性能要求也不同, 有些电路对电容的漏电要求很严, 还有些电路对电阻、电容的性能和容量要求很高, 例如滤波电路中常见大容量( 100~3000uF) 铝电解电容, 为滤掉高频一般还需并联小容量( 0.01~0.1uF) 瓷片电容。设计时要根据电路的要求选择性能和参数合适的阻容元件, 并要注意功耗、容量、频率和耐压范围是否满足要求。 ( 2) 分立元件的选择 分立元件包括二极管、晶体三极管、场效应管、光电二极管、晶闸管等。根据其用途分别进行选择。选择的器件类型不同, 注意事项也不同。 ( 3) 集成电路的选择 由于集成电路能够实现很多单元电路甚至整机电路的功能, 因此选用集成电路设计单元电路和总体电路既方便又灵活, 它不但使系统体积缩小, 而且性能可靠, 便于调试及运用, 在设计电路时颇受欢迎。选用的集成电路不但要在功能和特性上实现设计方案, 而且要满足功耗、电压、速度、价格等方面要求。 4、注意单元电路之间的级联设计, 单元电路之间电气性能的 相互匹配问题, 信号的耦合方式

电子电路设计的基础知识

电子电路设计的基础知识 一、电子电路的设计基本步骤： 1、明确设计任务要求： 充分了解设计任务的具体要求如性能指标、内容及要求，明确设计任务。 2、方案选择： 根据掌握的知识和资料，针对设计提出的任务、要求和条件，设计合理、可靠、经济、可行的设计框架，对其优缺点进行分析，做到心中有数。 3、根据设计框架进行电路单元设计、参数计算和器件选择： 具体设计时可以模仿成熟的电路进行改进和创新，注意信号之间的关系和限制；接着根据电路工作原理和分析方法，进行参数的估计与计算；器件选择时，元器件的工作、电压、频率和功耗等参数应满足电路指标要求，元器件的极限参数必须留有足够的裕量，一般应大于额定值的1.5倍，电阻和电容的参数应选择计算值附近的标称值。 4、电路原理图的绘制： 电路原理图是组装、焊接、调试和检修的依据，绘制电路图时布局必须合理、排列均匀、清晰、便于看图、有利于读图；信号的流向一般从输入端或信号源画起，由左至右或由上至下按信号的流向依次画出务单元电路，反馈通路的信号流向则与此相反；图形符号和标准，并加适当的标注；连线应为直线，并且交叉和折弯应最少，互相连通的交叉处用圆点表示，地线用接地符号表示。 二、电子电路的组装 电路组装通常采用通用印刷电路板焊接和实验箱上插接两种方式，不管哪种方式，都要注意： 1．集成电路：

认清方向，找准第一脚，不要倒插，所有IC的插入方向一般应保持一致，管脚不能弯曲折断； 2．元器件的装插： 去除元件管脚上的氧化层，根据电路图确定器件的位置，并按信号的流向依次将元器件顺序连接； 3．导线的选用与连接： 导线直径应与过孔（或插孔）相当，过大过细均不好；为检查电路方便，要根据不同用途，选择不同颜色的导线，一般习惯是正电源用红线，负电源用蓝线，地线用黑线，信号线用其它颜色的线；连接用的导线要求紧贴板上，焊接或接触良好，连接线不允许跨越IC或其他器件，尽量做到横平竖直，便于查线和更换器件，但高频电路部分的连线应尽量短；电路之间要有公共地。 4．在电路的输入、输出端和其测试端应预留测试空间和接线柱，以方便测量调试； 5．布局合理和组装正确的电路，不仅电路整齐美观，而且能提高电路工作的可靠性，便于检查和排队故障。 三、电子电路调试 实验和调试常用的仪器有：万用表、稳压电源、示波器、信号发生器等。调试的主要步骤。 1．调试前不加电源的检查 对照电路图和实际线路检查连线是否正确，包括错接、少接、多接等；用万用表电阻档检查焊接和接插是否良好；元器件引脚之间有无短路，连接处有无接触不良，二极管、三极管、集成电路和电解电容的极性是否正确；电源供电包括极性、信号源连线是否正确；电源端对地是否存在短路（用万用表测量电阻）。 若电路经过上述检查，确认无误后，可转入静态检测与调试。 2．静态检测与调试 断开信号源，把经过准确测量的电源接入电路，用万用表电压档监测电源电压，观察有无异常现象：如冒烟、异常气味、手摸元器件发烫，电源短路等，如发现异常情况，立即切断电源，排除故障； 如无异常情况，分别测量各关键点直流电压，如静态工作点、数字电路各输入端和输出端的高、低电平值及逻辑关系、放大电路输入、输出端直流电压等是否在

《电子电路设计实践》内容

电子电路设计实践 编著：李怀亮 绥化学院 电气工程学院电子创新园区 2014年2月

前言电子电路设计 一、电子电路设计 1.应达到的基本要求 （1）综合运用电子技术课程中所学到理论知识去独立完成一个设计课题。 （2）通过查阅手册和文献资料，培养独立分析和解决实际问题的能力。 （3）进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则。 （4）学会电子电路的安装与调试技能。 （5）进一步熟悉电子仪器的正确使用方法。 （6）学会撰写课程设计总计报告、科技论文等。 （7）培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。 2.电子电路设计大体分三个阶段 （1）设计与计算阶段。 （2）安装与调试阶段。 （3）撰写总结报告或论文阶段。 3.电子电路设计的方法与步骤 包括：总体方案的设计与选择、单元电路的选择与设计、单元电路间的连接方法、绘制总体电路草图、关键电路试验、最后绘制正式的总体电路图等设计环节。 二、电子电路设计入门 1.开展电子电路设计与制作，如何选题 （1）选题应新颖，实用性强。 （2）选题应包括硬件设计和软件设计的内容，且硬件内容应多于软件内容。 （3）选题应综合性强，能涵盖模拟电路、数字电路，而且一般都需要用单片机作为控制核心或处理信号，或者用PLD等新器件来实现。 （4）选题的难易程度应低于毕业设计的题目。 （5）如何想通过完成选题在全国电子竞赛拿上名次，选题应有创新点，有特色。特色就是人无我有，人有我新，而且选题比较复杂，很可能是机电结合型的。 2.开展电子电路设计与制作，如何入门 （1）介入电路设计与制作，宜早不宜迟 （2）兴趣是最好的老师 （3）勤于动手是最好的途径 例：运算放大器：按理论分析，只要比例电阻选定后，就可决定运放的放大倍数，计算结果十分明确。而事实并非如此，需要用理论计算和实验调整方式选取比例电阻，这样才能获得切合实际的放大倍数。 三、电子电路设计平台 1.硬件平台 电路、信号、电子技术基础：含低频电路、高频电路、信号分析与处理知识。 例：各种运算放大器、555定时器、各种计数器、译码驱动器、显示器、A/D 、

电子系统设计的基本原则和方法

电子系统设计的基本原则和设计方法 一、电子系统设计的基本原则： 电子电路设计最基本的原则应该使用最经济的资源实现最好的电路功能。具体如下： 1、整体性原则 在设计电子系统时，应当从整体出发，从分析电子电路整体内部各组成元件的关系以及电路整体与外部环境之间的关系入手，去揭示与掌握电子系统整体性质，判断电子系统类型，明确所要设计的电子系统应具有哪些功能、相互信号与控制关系如何、参数指标在那个功能模块实现等，从而确定总体设计方案。 整体原则强调以综合为基础，在综合的控制与指导下，进行分析，并且对分析的结果进行恰当的综合。基本的要点是：（1）电子系统分析必须以综合为目的，以综合为前提。离开了综合的分析是盲目的，不全面的。（2）在以分析为主的过程中往往包含着小的综合。即在对电子系统各部分进行分别考察的过程中，往往也需要又电子局部的综合。（3）综合不许以分析为基础。只有对电子系统的分析了解打到一定程度以后，才能进行综合。没有详尽以分析电子系统作基础，综合就是匆忙的、不坚定的，往往带有某种主管臆测的成分。 2、最优化原则 最优化原则是一个基本达到设计性能指标的电子系统而言的，由于元件自身或相互配合、功能模块的相互配合或耦合还存在一些缺陷，使电子系统对信号的传送、处理等方面不尽完美，需要在约束条件的限制下，从电路中每个待调整的原器件或功能模块入手，进行参数分析，分别计算每个优化指标，并根据有忽而

指标的要求，调整元器件或功能模块的参数，知道目标参数满足最优化目标值的要求，完成这个系统的最优化设计。 3、功能性原则 任何一个复杂的电子系统都可以逐步划分成不同层次的较小的电子子系统。仙子系统设计一般先将大电子系统分为若干个具有相对独立的功能部分，并将其作为独立电子系统更能模块；再全面分析各模块功能类型及功能要求，考虑如何实现这些技术功能，即采用那些电路来完成它；然后选用具体的实际电路，选择出合适的元器件，计算元器件参数并设计个单元电路。 4、可靠性与稳定性原则 电子电路是各种电气设备的心脏，它决定着电气设备的功能和用途，尤其是电气设备性能的可靠性更是由其电子电路的可靠性来决定的。电路形式及元器件选型等设计工作，设计方案在很大程度上也就决定可靠性，在电子电路设计时应遵循如下原则：只要能满足系统的性能和功能指标就尽可能的简化电子电路结构；避免片面追求高性能指标和过多的功能；合理划分软硬件功能，贯彻以软代硬的原则，使软件和硬件相辅相成；尽可能用数字电路代替模拟电路。影响电子电路可靠性的因素很多，在发生的时间和程度上的随机性也很大，在设计时，对易遭受不可靠因素干扰的薄弱环节应主动地采取可靠性保障措施，使电子电路遭受不可靠因素干扰时能保持稳定。抗干扰技术和容错设计是变被动为主动的两个重要手段。 5、性能与价格比原则 在当今竞争激烈的市场中，产品必须具有较短的开发设计周期，以及出色的性能和可靠性。为了占领市场，提高竞争力，所设计的产品应当成本低、性能好、

电子设计大赛常用电路图

错误 ！未定义书签。 图2 L293D 的电机驱动电路 图3 电源稳压电路 图4 降压电路

图3 降压斩波电路原理图 图4 电流检测模块

OS CI ICE_SDA ICE_SCK ICE_EN AV SS1OP I AGC M ICOUT DA C2DA C IOB12IOB11IOB15IOB13SLE EP IOB14VS S IOA12IOA14IOA11IOA10IOA15IOA13I O B 9I O B 10IOA9 I O B 5I O B 8I O B 7V C P I O A 8 V D D H I O A 6I O A 7V S S VS S V D D H VS S V R T A V S S 1 V D D _P I O B 2V C M I O A 3I O B 6I O B 1I O A 1V M I C I O B 0I O A 2M I C P R E S _B I O B 4 I O A 4 I O B 3I O A 0I O A 5VREF2V S S V D D H SPCE061A DA C1M ICN AV SS1VDD VS S VS S VS S OS CO +C29100u C31104 U1 OS C32O 12OS C32I 13XT EST 14VDD 15XICE 16XICECLK 17XICES DA 18VS S 19PV IN 20DA C121DA C222VREF223VS S 24AGC 25OP I 26M ICOUT 27M ICN 28PFUSE 29M I C P 33V C M 34V R T P A D 35V D D 36V M I C 37V S S 38I O A 041I O A 142I O A 243I O A 344I O A 445I O A 546I O A 647I O A 748V S S 49V S S 50V D D H 51V D D H 52I O A 8 53 N C 39N C 40NC 30NC 31NC 32 IOA9 54 IOA1055IOA1156IOA1257IOA1358IOA1459IOA1560XROM T 61VS S 62XS LEEP 63IOB1564IOB1465IOB1366IOB1267IOB1168PV PP 69V D D H 75 I O B 1076I O B 977NC 70NC 71NC 72NC 73NC 74I O B 878I O B 779I O B 680I O B 581I O B 41I O B 32I O B 23N C 82N C 83N C 84I O B 14I O B 05X R E S B 6V D D 7V C P 8V S S 9N C 10N C 11C8104C7104C18104 +C5 100u C28104 + C27100u +C17100u + C4100u V D D _A SPCE061A 芯片引脚电路图 电机驱动电路 图5 电源变换电路图

电子电路设计软件

电子电路设计软件 我们大家可能都用过试验板或者其他的东西制作过一些电子制做来进行实践。但是有的时候，我们会发现做出来的东西有很多的问题，事先并没有想到，这样一来就浪费了我们的很多时间和物资。而且增加了产品的开发周期和延续了产品的上市时间从而使产品失去市场竞争优势。有没有能够不动用电烙铁试验板就能知道结果的方法呢？结论是有，这就是电路设计与仿真技术。 说到电子电路设计与仿真工具这项技术，就不能不提到美国，不能不提到他们的飞机设计为什么有很高的效率。以前我国定型一个中型飞机的设计，从草案到详细设计到风洞试验再到最后出图到实际投产，整个周期大概要10年。而美国是1年。为什么会有这样大的差距呢？因为美国在设计时大部分采用的是虚拟仿真技术，把多年积累的各项风洞实验参数都输入电脑，然后通过电脑编程编写出一个虚拟环境的软件，并且使它能够自动套用相关公式和调用长期积累后输入电脑的相关经验参数。这样一来，只要把飞机的外形计数据放入这个虚拟的风洞软件中进行试验，哪里不合理有问题就改动那里，直至最佳效果，效率自然高了，最后只要再在实际环境中测试几次找找不足就可以定型了，从他们的波音747到F16都是采用的这种方法。空气动力学方面的数据由资深专家提供，软件开发商是IBM，飞行器设计工程师只需利用仿真软件在计算机平台上进行各种仿真调试工作即可。同样，他们其他的很多东西都是采用了这样类似的方法，从大到小，从复杂到简单，甚至包括设计家具和作曲，只是具体软件内容不同。其实，他们发明第一代计算机时就是这个目的（当初是为了高效率设计大炮和相关炮弹以及其他计算量大的设计）。 电子电路设计与仿真工具包括SPICE/PSPICE；multiSIM7；Matlab；SystemView；MMICAD LiveWire、Edison、Tina Pro Bright Spark等。下面简单介绍前三个软件。 ①SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）：是由美国加州大学推出的电路分析仿真软件，是20世纪80年代世界上应用最广的电路设计软件，1998年被定为美国国家标准。1984年，美国MicroSim 公司推出了基于SPICE的微机版PSPICE（Personal-SPICE）。现在用得较多的是PSPICE6.2，可以说在同类产品中，它是功能最为强大的模拟和数字电路混合仿真EDA软件，在国内普遍使用。最新推出了PSPICE9.1版本。它可以进行各种各样的电路仿真、激励建立、温度与噪声分析、模拟控制、波形输出、数据输出、并在同一窗口内同时显示模拟与数字的仿真结果。无论对哪种器件哪些电路进行仿真，都可以得到精确的仿真结果，并可以自行建立元器件及元器件库。 ②multiSIM（EWB的最新版本）软件：是Interactive Image Technologies Ltd在20世纪末推出的电路仿真软件。其最新版本为multiSIM7，目前普遍使用的是multiSIM2001，相对于其它EDA软件，它具有更加形象直观的人机交互界面，特别是其仪器仪表库中的各仪器仪表与操作真实实验中的实际仪器仪表完全没有两样，但它对模数电路的混合仿真功能却毫不逊色，几乎能够100%地仿真出真实电路的结果，并且它在仪器仪表库中还提供了万用表、信号发生器、瓦特表、双踪示波器（对于multiSIM7还具有四踪示波器）、波特仪（相当实际中的扫频仪）、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换仪、失真度分析仪、频谱分析仪、网络分析仪和电压表及电流表等仪器仪表。还提供了我们日常常见的各种建模精确的元器件，比如电阻、电容、电感、三极管、二极管、继电器、可控硅、数码管等等。模拟集成电路方面有各种运算放大器、其他常用集成电路。数字电路方面有74系列集成电路、4000系列集成电路、等等还支持自制元器件。MultiSIM7还具有I-V分析仪（相当于真实环境中的晶体管特性图示仪）和Agilent信号发生器、Agilent万用表、Agilent 示波器和动态逻辑平笔等。同时它还能进行VHDL仿真和Verilog HDL仿真。 ③MATLAB产品族：它们的一大特性是有众多的面向具体应用的工具箱和仿真块，包含了完整的函数集用来对图像信号处理、控制系统设计、神经网络等特殊应用进行分析和设计。它具有数据采集、报告生成和

电子电路设计的一般方法和步骤

电子电路设计的一般方法与步骤 一、总体方案的设计与选择 1.方案原理的构想 (1)提出原理方案 一个复杂的系统需要进行原理方案的构思，也就是用什么原理来实现系统要求。因此，应对课题的任务、要求和条件进行仔细的分析与研究，找出其关键问题是什么，然后根据此关键问题提出实现的原理与方法，并画出其原理框图（即提出原理方案）。提出原理方案关系到设计全局，应广泛收集与查阅有关资料，广开思路,开动脑筋,利用已有的各种理论知识，提出尽可能多的方案，以便作出更合理的选择。所提方案必须对关键部分的可行性进行讨论，一般应通过试验加以确认。 (2)原理方案的比较选择 原理方案提出后，必须对所提出的几种方案进行分析比较。在详细的总体方案尚未完成之前,只能就原理方案的简单与复杂，方案实现的难易程度进行分析比较，并作出初步的选择。如果有两种方案难以敲定，那么可对两种方案都进行后续阶段设计，直到得出两种方案的总体电路图,然后就性能、成本、体积等方面进行分析比较，才能最后确定下来。 2.总体方案的确定 原理方案选定以后，便可着手进行总体方案的确定，原理方案只着眼于方案的原理，不涉及方案的许多细节，因此，原理方案框图中的每个框图也只是原理性的、粗略的，它可能由一个单元电路构成，亦可能由许多单元电路构成。为了把总体方案确定下来，必须把每一个框图进一步分解成若干个小框，每个小框为一个较简单的单元电路。当然，每个框图不宜分得太细，亦不能分得太粗，太细对选择不同的单元电路或器件带来不利，并使单元电路之间的相互连接复杂化；但太粗将使单元电路本身功能过于复杂，不好进行设计或选择。总之,

应从单元电路和单元之间连接的设计与选择出发，恰当地分解框图。 二、单元电路的设计与选择 1.单元电路结构形式的选择与设计 按已确定的总体方案框图，对各功能框分别设计或选择出满足其要求的单元电路。因此，必须根据系统要求，明确功能框对单元电路的技术要求，必要时应详细拟定出单元电路的性能指标，然后进行单元电路结构形式的选择或设计。 满足功能框要求的单元电路可能不止一个，因此必须进行分析比较，择优选择。 2.元器件的选择 (1)元器件选择的一般原则 元器件的品种规格十分繁多，性能、价格和体积各异，而且新品种不断涌现，这就需要我们经常关心元器件信息和新动向，多查阅器件手册和有关的科技资料，尤其要熟悉一些常用的元器件型号、性能和价格，这对单元电路和总体电路设计极为有利。选择什么样的元器件最合适，需要进行分析比较。首先应考虑满足单元电路对元器件性能指标的要求，其次是考虑价格、货源和元器件体积等方面的要求。 (2)集成电路与分立元件电路的选择问题 随着微电子技术的飞速发展，各种集成电路大量涌现，集成电路的应用越来越广泛。今天，一块集成电路常常就是具有一定功能的单元电路，它的性能、体积、成本、安装调试和维修等方面一般都优于由分立元件构成的单元电路。 优先选用集成电路不等于什么场合都一定要用集成电路。在某些特殊情况，如：在高频、宽频带、高电压、大电流等场合，集成电路往往还不能适应，有时仍需采用分立元件。另外，对一些功能十分简单的电路，往往只需一只三极管或一只二极管就能解决问题，就不必选用集成电路。

硬件电路设计基础知识.docx

硬件电子电路基础关于本课程 § 4—2乙类功率放大电路 § 4—3丙类功率放大电路 § 4—4丙类谐振倍频电路 第五章正弦波振荡器 § 5—1反馈型正弦波振荡器的工作原理 § 5— 2 LC正弦波振荡电路 § 5— 3 LC振荡器的频率稳定度 § 5—4石英晶体振荡器 § 5— 5 RC正弦波振荡器

第一章半导体器件 §1半导体基础知识 §1PN 结 §-1二极管 §1晶体三极管 §1场效应管 §1半导体基础知识 、什么是半导体半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。（导电能力即电导率）（如：硅Si锗Ge等+ 4价元素以及化合物） 、半导体的导电特性本征半导体一一纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。 硅和锗的共价键结构。（略）

1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化 ?掺杂一一管子 *温度--- 热敏元件 ?光照——光敏元件等 2、半导体中的两种载流子一一自由电子和空穴 ?自由电子——受束缚的电子（一） ?空穴——电子跳走以后留下的坑（+ ） 三、杂质半导体——N型、P型 （前讲）掺杂可以显著地改变半导体的导电特性，从而制造出杂质半导体。 *N型半导体（自由电子多） 掺杂为+ 5价元素。女口：磷；砷P—+ 5价使自由电子大大增加原理：Si—+ 4价P与Si形成共价键后多余了一个电子。 载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子——数量少。 o掺杂后由P提供的自由电子——数量多。 o 空穴——少子 o 自由电子------ 多子 ?P型半导体（空穴多） 掺杂为+ 3价元素。女口：硼；铝使空穴大大增加 原理：Si—+ 4价B与Si形成共价键后多余了一个空穴。 B——+ 3价 载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子数量少。 o掺杂后由B提供的空穴——数量多。 o 空穴——多子 o 自由电子——少子

2013电子电路设计与实践(A)

北京林业大学2012 --2013 学年第二学期考试试卷 课程名称：电子电路设计与实践（A）课程所在学院：理学院 考试班级学号姓名成绩 试卷说明： 1.本次考试为开卷考试。本试卷共计 4 页，共 4 大部分，请勿漏答； 2.考试时间为 60 分钟，请掌握好答题时间； 3.答题之前，请将试卷和答题纸上的考试班级、学号、姓名填写清楚； 4.本试卷全部分答案写在试卷上； 5.答题完毕，请将试卷和答题纸正面向外对叠交回，不得带出考场； 6.考试中心提示：请你遵守考场纪律，诚信考试、公平竞争！ 一、判断（20分） 1.（）平行线不能远距离传送高速脉冲的主要原因是因为双线间的分布参数（例分布电容）过小而造成的。 2.（）对20Hz~ 10K Hz音频信号作A/D转换时，A/D转换芯片的转换时间（采样时间）至少应大于50μs。 3.（）负反馈措施只能改善反馈环内电路和性能指标。 4.（）常用的8051单片机也能对高频信号（例10MHz以上）进行处理。 5.（）负反馈会使放大器的增益降低，但能提高放大器的上限截止频率?H和下限截止频率f L。 6.（）只要工作点合适，晶体管放大器就不会使输出信号的波形产生失真。 7.（）场效应管共源放大电路的性能与BJT共发射场放大器类似。 8.（）51单片机的P0、P1、P2、P3作为通用I/O端口使用时，均需外接上拉电阻。 9.（）场效应管的输入阻抗要比双极型晶体管的输入阻抗小。 10.（）电感可以做存储元件。 二、选择（20分） 1.（）在共e、共b、共c三种放大电路中，输入阻抗最高的放大器是： A、共e放大器 B、共b放大器 C、共e、共b放大器 D、共c放大器 2.（）下列论述哪一项是错误的： A、RS-232是同步传输数据的 B、RS-232编码协议是传输距离短的主要原因 C、RS-422、RS-485的电路原理与RS-232基本相同 D、RS-232广泛用于计算机接口 3. 为了提高放大器的输入电阻，并稳定放大器的输出电压，应采用的反馈方式是：( ) A.电压串联负反馈 B.电压并联负反馈 C.电流串联负反馈 D.电流并联负反馈 4. （）无损电感上电压与电流的相位关系是： A、二者同相 B、二者反相 C、电压超前电流90° D、电压落后电流90° 5.已知下图,输入为周期4μs的对称方波，若要在输出端仍得到与输出近似的对称方波，则RC的乘积应（）。

电子线路设计与制作实验报告

电子线路设计与制作 实验报告 班级：电信12305班 指导老师：朱婷 小组成员：张壮安剑锋罗杰杨康熊施任务分工：1.张壮实验报告的撰写 2.安剑锋检查元件及整理 3.罗杰电路的焊接 4.杨康元器件的保管及测试 5.熊施协助电路的焊接 2014年11月14日

项目一：红外线电路设计 一、电路工作原理 常用的红外线遥控系统一般分发射和接收两个部分。发射部分的主要元件为红外发光二极管。它实际上是一直特殊的发光二极管，由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便发出的红外线而不会死可见光。 接收部分的红外接收管是一种光敏二极管。在实际应用中要给红外线接收二极管加反向偏压，它才能正常工作，亦即红外线接收二极管在电路中应用时是反向运用，这样才能获得较高的灵敏度。红外线二极管一般有圆形和方形两种。 二、电路原理图设计

课题名称元件数量备注 红外线发射——接收模拟 电路红外线发射管 1 红外线接收管 1 发光二极管 1 运放uA741 1 20K可调电位器 1 100Ω电阻 1 10kΩ电阻 1 330Ω电阻 1 元件清单表 三、电路设计与调试 （1）各小组从指导老师那里领取元器件，分工检测元器件的性能。（2）依据电路原理图，各小组讨论如何布局，最后确定一最佳方案在洞洞板上搭建红外线发射\接收电路图。 （3）检查电路无误后，从信号发生器送入适应电压。 （4）调节可调电阻R3的阻值，观察发光二极管LED是否出现闪烁现象，如果出现说明有发射和接收，如果没有检查电路。（5）实验完毕，记录结果，并写实验报告。

四、实验注意事项 （1）发光二极管的电流不能天大（小于200mA）；（2）在通电前必须检查电路无误后才可； （3）信号发生器的输出电压峰峰值1.5~2.5V。 项目二：定时电路的设计一、电路原理图与工作原理

电子电路识图的基本方法和技巧

电子电路识图的基本方法和技巧 对初学者来说，复杂的电子电路图上布满了密密麻麻的电路符号，根本不知从何下手识图，也不能从电子电路原理图中找出电子产品的故障所在，更不能得心应手地去设计各种各样的电子电路。其实，只要对电子电路图进行仔仔细细观察，就会发现电子电路的构成具有很强的规律性，即相同类型的电子电路不仅功能相似，而且在电路结构上也是大同小异的。任何一张错综复杂、表现形式不同的电子电路图都是由一些最基本的电子电路组合而成的，构成复杂电子电路图的最基本电路称为单元电路。只要掌握了基本单元电路，任何复杂的电路都可以看成是基本单元电路的集合。1.从基本元器件入手，为识图打下良好的基础。电子元器件是构成电子产品的基础。因此，了解电子元器件的基础知识，掌握不同元器件在电路中的电路表示符号及各元器件的基本功 能特点是进行电子识图的第一步。 2.掌握基本单元电路，为识读复杂电路打下基础。在学习基本单元电路时，要掌握好基本单元电路的工作原理、电路的功能及特性、电路典型参数、组成电路的元器件、每一个元器件在电路中所起的作用及电路调试方法等。 3.分解复杂电路。复杂电路被分解为基本单元电路后，就可以根据一个个基本单元电路的功能、特点进而分析到整个复

杂的电子电路，设计出各种各样的电路。 4.掌握基本单元电路之间的连接方法。基本单元电路之间可以直接连接起来，叫做直接耦合；通过变压器的初、次级间的磁感应来实现信号的连接，叫做变压器耦合；用电容来连接，叫做电容耦合。 5.明确各分体元器件在电子电路中所起的作用。为了方便初学者识图，现将各分体元器件在电子电路中不同的接法及与不同元器件连接所起的作用归纳如下。电阻器：在电路中主要起限流、分压的作用。 1）电阻器与电阻器在电路中并联一般是为了增大电阻器的功率。 2）电阻器与电阻器串联并从中间引出抽头，在一般情况下是为了得到电阻器上的分压。 3）电阻与稳压管串联，电阻器为稳压二极管的限流电阻器。4）电阻器与电容器串联组成微分电路，在这里电阻器为电容器的充电限流电阻器，充电常数由RC的乘积觉定。在这里如果微分电路与二极管或单向晶闸管等半导体器件并联，且电路中有电感性负载，则微分电路在电路中起阻容吸收的作用，即吸收电感器由于在开机、关机一瞬间产生的较高感应电动势，保护半导体器件不因太高的感应电动势而击穿损坏。 5）电阻器与电容器并联，在一般情况下电阻器为电容器的

从EMC角度考虑常用电路设计及PCB设计

从EMC角度考虑常用电路设计及PCB设计 A.电源电路 电源电路设计中，功能性设计主要考虑温升和纹波大小。温升大小由结构 很关键：大电容一般采用低ESR电容，小电容采用0.1UF和1000pF共用。电源电路设计中，电磁兼容设计是关键设计。主要涉及的电磁兼容设计有：传导发射和浪涌。 传导发射设计一般采用输入滤波器方式。外部采购的滤波器内部电路一般采用下列电路： Cx1和Cx2为X电容，防止差模干扰。差模干扰大时，可增加其值进行抑制；Cy1和Cy2为Y电容，防止共模干扰。共模干扰大时，可增加其值进行抑制。需要注意的是，如自行设计滤波电路，Y电容不可设计在输入端，也不可双端都加Y电容。 浪涌设计一般采用压敏电阻。差模可根据电源输入耐压选取；共模需要电源输入耐压和产品耐压测试综合考虑。 当浪涌能量大时，也可考虑压敏电阻（或TVS）与放电管组合设计。

1 电源输入部分的EMC设计 应遵循①先防护后滤波；②CLASS B规格要求的电源输入端推荐两级滤波电路，且尽量靠近输入端；③在电源输入端滤波电路前和滤波电路中无采样电路和其它分叉电路；如果一定有采样电路，采样电路应额外增加了足够的滤波电路。 原因说明： ①先防护后滤波： 第一级防护器件应在滤波器件之前，防止滤波器件在浪涌、防雷测试中损坏，或导致滤波参数偏离，第二级保护器件可以放在滤波器件的后面；选择防护器件时，还应考虑个头不要太大，防止滤波器件在PCB布局时距离接口太远，起不到滤波效果。 ②CLASS B规格要求的电源输入端推荐两级滤波电路，且尽量靠近输入端：CLASSB要求比CLASS A要求小10dB，即小3倍，所以应有两级滤波电路； CLASSA规格要求至少一级滤波电路；所谓一级滤波电路指包含一级共模电感的滤波电路。

电路设计的基本原理和方法

电路设计的基本原理和方法 本人经过整理得出如下的电路设计方法，希望对广大电子爱好者及热衷于硬件研发的朋友有所帮助。 电子电路的设计方法 设计一个电子电路系统时，首先必须明确系统的设计任务，根据任务进行方案选择，然后对方案中的各个部分进行单元的设计，参数计算和器件选择，最后将各个部分连接在一起，画出一个符合设计要求的完整的系统电路图。 一．明确系统的设计任务要求 对系统的设计任务进行具体分析，充分了解系统的性能，指标，内容及要求，以明确系统应完成的任务。 二．方案选择 这一步的工作要求是把系统要完成的任务分配给若干个单元电路，并画出一个能表示各单元功能的整机原理框图。 方案选择的重要任务是根据掌握的知识和资料，针对系统提出的任务，要求和条件，完成系统的功能设计。在这个过程中要敢于探索，勇于创新，力争做到设计方案合理，可靠，经济，功能齐全，技术先进。并且对方案要不断进行可行性和有缺点的分析，最后设计出一个完整框图。框图必须正确反映应完成的任务和各组成部分的功能，清楚表示系统的基本组成和相互关系。 三．单元电路的设计，参数计算和期间选择 根据系统的指标和功能框图，明确各部分任务，进行各单元电路的设计，参数计算和器件选择。 1．单元电路设计 单元电路是整机的一部分，只有把各单元电路设计好才能提高整机设计水平。 每个单元电路设计前都需明确各单元电路的任务，详细拟定出单元电路的性能指标，与前后级之间的关系，分析电路的组成形式。具体设计时，可以模仿传输的先进的电路，也可以进行创新或改进，但都必须保证性能要求。而且，不仅单元电路本身要设计合理，各单元电路间也要互相配合，注意各部分的输入信号，输出信号和控制信号的关系。 2．参数计算 为保证单元电路达到功能指标要求，就需要用电子技术知识对参数进行计算。例如，放大电路中各电阻值，放大倍数的计算；振荡器中电阻，电容，振荡频率等参数的计算。只有很好的理解电路的工作原理，正确利用计算公式，计算的参数才能满足设计要求。 参数计算时，同一个电路可能有几组数据，注意选择一组能完成电路设计要求的功能，在实践中能真正可行的参数。 计算电路参数时应注意下列问题： （1）元器件的工作电流，电压，频率和功耗等参数应能满足电路指标的要求； （2）元器件的极限参数必须留有足够充裕量，一般应大于额定值的1．5倍； （3）电阻和电容的参数应选计算值附近的标称值。 3．器件选择 （1）元件的选择 阻容电阻和电容种类很多，正确选择电阻和电容是很重要的。不同的电路对电阻和电容性能要求也不同，有解电路对电容的漏电要求很严，还有些电路对电阻，电容的性能和容量要求很高。例如滤波电路中常用大容量（100ｕF～3000uF）铝电解电容，为滤掉高频通常