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1、电子方案设计的一般方法与步骤电子方案设计呢下面是小编整理的电子方案设计的一般方法与步骤欢迎大家阅读！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
2、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
3、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
4、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
5、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(3) 怎样选择集成电路集成电路的品种很多总的可分为模拟集成电路、数字集成电路 和模数混合集成电路等三大类按功能分模拟集成电路有：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 发生器以及其他专用模拟集成电路等；数字集成电路有: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
6、/D、 D/A转换器、锁相环等按集成电路中有源器件的性质又可分为双极型和单极型两种集 成电路同一功能的集成电路可以是双极型的亦可以是单极型的双极 型与单极型集成电路在性能上的主要差别是:双极型器件工作频率高 功耗大、温度特性差、输入电阻小等而单极型器件正好相反至于采用 一种这要由单元电路所要求的性能指标来决定数字集成电路有：双极型的TTL、ECL和I2L等单极型的CMOS、 NMOS和动态MOS等选择集成电路的关键因素主要包括性能指标、工 作条件、性能价格比等集成电路选择流程如图14.1.1所示：图14.1.1集成电路选择的流程三、单元电路之间的级联设计各单元电路确定以后还要认真仔细地考虑他们
7、之间的级联问题 如：电气特性的相互匹配、信号耦合方式、时序配合以及相互干扰等 问题1. 电气性能相互匹配问题关于单元电路之间电气性能相互匹配的问题主要有：阻抗匹配、 线性范围匹配、负载能力匹配、高低电平匹配等前两个问题是模拟单 元电路之间的匹配问题最后一个问题是数字单元电路之间的匹配问 题而第三个问题（负载能力匹配）是两种电路都必须考虑的问题从提 高放大倍数和负载能力考虑希望后一级的输入电阻要大,前一级的输 出电阻要小,但从改善频率响应角度考虑则要求后一级的输入电阻要 小对于线性范围匹配问题这涉及到前后级单元电路中信号的动态 范围显然为保证信号不失真地放大则要求后一级单元电路的动态范 围大于前
8、级负载能力的匹配实际上是前一级单元电路能否正常驱动后一级 的问题这在各级之间均有但特别突出的是在后一级单元电路中因为 末级电路往往需要驱动执行机构如果驱动能力不够则应增加一级功 率驱动单元在模拟电路里如对驱动能力要求不高可采用运放构成的 电压跟随器否则需采用功率集成电路或互补对称输出电路在数字电 路里则采用达林顿驱动器、单管射极跟随器或单管反向器电平匹配问 题在数字电路中经常遇到若高低电平不匹配则不能保证正常的逻辑 功能为此必须增加电平转换电路尤其是CMOS集成电路与TTL集成电 路之间的连接当两者的工作电源不同时（如CMOS为+15V,TTL为+5V）, 此时两者之间必须加电平转换电路2.
9、信号耦合方式常见的单元电路之间的信号耦合方式有四种：直接耦合、阻容 耦合、变压器耦合和光电耦合（1）直接耦合方式直接耦合是上一级单元电路的输出直接（或通过电阻）与下一 级单元电路的输入相连接这种耦合方式最简单它可把上一级输出的 任何波形的信号（正弦信号和非正弦信号）送到下一级单元电路但是 这种耦合方式在静态情况下存在两个单元电路的相互影响在电路分 析与计算时必须加以考虑(2)阻容耦合方式(如图14.1.2所示)14.1.2阻容耦合传递脉冲信号(3) 变压器耦合方式(4) 光电耦合方式光电耦合方式是一种常用的方式其主要是通过光电信号的转换 变成信号的传输以达到前后级隔离的目的3. 时序配合单元电
10、路之间信号作用的时序在数字系统中是非常重要的个信 号作用在前个信号作用在后以及作用时间长短等都是根据系统正常 工作的要求而决定的换句话说一个数字系统有一个固定的时序时序 配合错乱将导致系统工作失常时序配合是一个十分复杂的问题为确定每个系统所需的时序必 须对该系统中各个单元电路的信号关系进行仔细的分析画出各信号 的波形关系图时序图确定出保证系统正常工作下的信号时序然 后提出实现该时序的措施四、画出总体电路草图单元电路和它们之间连接关系确定后就可以进行总体电路图的 绘制总体电路图是电子电路设计的结晶是重要的设计文件它不仅仅 是电路安装和电路板制作等工艺设计的主要依据而且是电路试验和 维修时不可缺少
11、的文件总体电路涉及的方面和问题很多不可能一次 就把它画好因为尚未通过试验的检验所以不能算是正式的总体电路 图而只能是一个总体电路草图对画出总体电路图的要求是：能清晰公整地反映出电路的组成、 工作原理、各部分之间的关系以及各种信号的流向因此图纸的布局、 图形符号、文字标准等都应规范统一五、总体电路试验由于电子元器件品种繁多且性能分散电子电路设计与计算中又 采用工程估算再加之设计中要考虑的因素相当多所以设计出的电路 难免会存在这样或那样的问题甚至差错实践是检验设计正确与否的 唯一标准任何一个电子电路都必须通过试验检验未能经过试验的电 子电路不能算是成功的电子电路通过试验可以发现问题分析问题找 出解
12、决问题的措施从而修改和完善电子电路设计只有通过试验,证明 电路性能全部达到设计的要求后才能画出正式的总体电路图电子电路试验应注意以下几点：1.审图电子电路组装前应对总体电路草图全面审查一遍尽早发 现草图中存在的问题以避免实验中出现过多反复或重大事故2.电子电路组装一般先在面包板上采用插接方式组装或在多功 能印刷板上采用焊接方式组装有条件时亦可试制印刷板后焊接组装3. 选用合适的试验设备一般电子电路试验必备的设备有：直流 稳压电源、万用表、信号源、双踪示波器等其他专用测试设备视具体 电路要求而定4. 试验步骤：先局部后整体即先对每个单元电路进行试验重点 是主电路的单元电路试验可以先易后难亦可依次进行视具体情况而定调整后再逐步扩展到整体电路只有整体电路调试通过后才能进行 性能指标测试性能指标测试合格才算试验完结六、绘制正式的总体电路图经过总体电路试验后可知总体电路的组成是否合理及各单元电 路是否合适各单元电路之间联结按是否正确元器件参数是否需要调 整是否存在故障隐患以及解决问题的措施从而为修改和完善总体电 路提供可靠的依据画正式总体电路应注意的几点与画草图一样只不 过要求更严格更工整一切都应按制图标准绘图
