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。　　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。 　　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。　　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，为滤掉高频通常还需并联小容量（0．01uF～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（三）极管，晶闸管等。根据其用途分别进行选择。 　　选择的期间种类不同，注意事项也不同。例如选择晶体三极管时，首先注意是选择NPN型还是PNP型管，是高频管还是低频管，是大功率管还是小功率管，并注意管子的参数PCM，ICM，BVCEO，ICBO，β，T和β是否满足电路设计指标的要求，高频工作时，要求T=（5～10）， 　 为工作频率。 　　（3） 集成电路的选择 　　由于集成电路可以实现很多单元电路甚至整机电路的功能，所以选用集成电路来设计单元电路和总体电路既方便又灵活，它不仅使系统体积缩小，而且性能可靠，便于调试及运用，在设计电路时颇受欢迎。　　集成电路又模拟集成电路和数字集成电路。国内外已生成出大量集成电路，其器件的型号，原理，功能，特征可查阅有关手册。　　选择的集成电路不仅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，价格等多方面的要求。　　为详细表示设计的整机电路及各单元电路的连接关系，设计时需绘制完整电路图。 　　电路图通常是在系统框图，单元电路设计，参数计算和器件选择的基础上绘制的，它是组装，调试和维修的依据。绘制电路图时要注意一下几点：　　（1） 布局合理，排列均匀，图片清晰，便于看图，有利于对图的理解和阅读。　　有时一个总电路由几部分组成，绘图时应尽量把总电路图画在一张图纸上。如果电路比较复杂，需绘制几张图，则应把主电路画在同一张图纸上，二把一些比较独立和次要的部分画在另外的图纸上，并在图的断口两端做上标记，标出信号从一张图到另一张图的引出点和引入点，以此说明各图纸在电路连线之间的关系。　　有时为了强调并便于看清各单元电路的功能关系， 每一个功能单元电路的元件应集中布置在一起，并尽可能按工作顺序排列。　　（2） 注意信号的流向，一般从输入端和信号源画起，由左至右或由上至下按信号的流向依次画出各单元电路，而反馈通路的信号流向则与此相反。　　（3） 图形符号要标准，图中应加适当的标注。图形符号表示器件的项目或概念。电路图中的中，大规模集成电路器件，一般用方框表示，在方框中标出它的型号，在方框的变新两侧标出每根线的功能名称和管脚号。图中，大规模器件外，其余元器件符号应当标准化。　　（4） 连接线应为直线，并且交叉和折弯应最少。通常连接可以水平或垂直布置，一般不画斜线，互相连同的交叉除用原点表示，根据需要，可以在连接线上加注信号名或其他标记，表示其功能或其去向。由的连线可用符号表示，例如期间的电源一般标电源电压的数值，地线用符号（┴）表示。　　设计的电路是否能满足设计要求，还必须通过组装，调试进行验证。