开元体育官方网站工程师入门：电子电路设计基础知识

　　开元体育官方网站工程师入门：电子电路设计基础知识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。

　　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. 预留测试空间和接线柱：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：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。

　　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。

　　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开元体育、放大电路输入、输出端直流电压等是否在正常工作状态下，如不符，则调整电路元器件参数开元体育、更换元器件等，使电路最终工作在合适的工作状态；对于放大电路还要用示波器观察是否有自激发生。

　　动态调试是在静态调试的基础上进行的，调试的方法地在电路的输入端加上所需的信号源，并循着信号的注射逐级检测各有关点的波形、参数和性能指标是否满足设计要求，如必要，要对电路参数作进一步调整。发现问题，要设法找出原因，排除故障，继续进行。(详见检查故障的一般方法)

　　(2)在信号较弱的输入端，尽可能使用屏蔽线连线，屏蔽线的外屏蔽层要接到公共地线上，在频率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示波器探头连接，以减少分布电容的影响。

　　对于新设计组装的电路来说，常见的故障原因有：实验电路与设计的原理图不符;元件使用不当或损坏；设计的电路本身就存在某些严重缺点，不能满足技术要求，连线发生短路和开路；焊点虚焊，接插件接触不良，可变电阻器等接触不良；电源电压不合要求，性能差；仪器作用不当；接地处理不当；相互干扰引起的故障等。

　　检查故障的一般方法有：直接观察法、静态检查法、信号寻迹法、对比法、部件替换法旁路法、短路法、断路法开元体育、暴露法等，下面主要介绍以下几种。

　　1. 直接观察法和信号检查法：与前面介绍的调试前的直观检查和静态检查相似，只是更有目标针对性。

　　2. 信号寻迹法：在输入端直接输入一定幅值、频率的信号，用示波器由前级到后级逐级观察波形及幅值，如哪一级异常，则故障就在该级。对于各种复杂的电路，也可将各单元电路前后级断开，分别在各单元输入端加入适当信号，检查输出端的输出是否满足设计要求。

　　3. 对比法：将存在问题的电路参数与工作状态和相同的正常电路中的参数(或理论分析和仿真分析的电流、电压、波形等参数)进行比对，判断故障点，找出原因。

　　5. 加速暴露法：有时故障不明显，或时有时无，或要较长时间才能出现，可采用加速暴露法，如敲击元件或电路板检查接触不良、虚焊等，用加热的方法检查热稳定性差等等。

　　设计性实验报告主要包括以下几点：课题名称、内容摘要、设计内容及要求、比较和选择的设计方案、单元电路设计、参数计算和器件选择、画出完整的电路图并说明电路的工作原理。

　　组装调试的内容，如使用的主要仪器和仪表、调试电路的方法和技巧、测试的数据和波形并与计算结果进行比较分析、调试中出现的故障、原因及排除方法

　　电子电路工作时，往往在有用信号之外还存在一些令人头痛的干扰源，有的产生于电子电路内部，有的产生于外部。

　　内部的干扰主要有：交流声、不同信号之间的互相感应、调制，寄生振荡、热噪声、因阻抗不匹配产生的波形畸变或振荡

　　元器件布局： 元件在印刷线路板上排列的位置要充分考虑抗电磁干扰问题，原则之一是各部件之间的引线要尽量短。在布局上，要把模拟信号部分，高速数字电路部分，噪声源部分(如继电器，大电流开关等)这三部分合理地分开，使相互间的信号耦合为最小。

　　电源线设计：根据印制线路板电流的大小，尽量加租电源线宽度，减少环路电阻。 同时、使电源线、地线的走向和数据传递的方向一致，这样有助于增强抗噪声能力。

　　地线设计：在电子设备中，接地是控制干扰的重要方法。如能将接地和屏蔽正确结合起来使用，可解决大部分干扰问题(详细方法见下节接地)。

　　在印制板中有接触器、继电器、 按钮等元件时。操作它们时均会产生较大火花放电，必须采用附图所示的 RC 电路 来吸收放电电流。一般 R 取 1 ~ 2K,C取2.2 ~ 47UF。

　　这里所谈的是工作接地，设计接地点就是要尽可能减少各支路电流之间的相互耦合干扰，主要方法有：单点接地、串联接地、平面接地。在电子设备中，接地是控制干扰的重要方法。

　　如能将接地和屏蔽正确结合起来使用，可解决大部分干扰问题。电子设备中地线结构大致有系统地、机壳地(屏蔽地)、数字地(逻辑地)和模拟地等。在地线设计中应注意以下几点：

　　在低频电路中，信号的工作频率小于1MHz，它的布线和器件间的电感影响较小，而接地电路形成的环流对干扰影响较大，因而应采用一点接地。当信号工作频率大于10MHz时，地线阻抗变得很大，此时应尽量降低地线阻抗，应采用就近多点接地。高频电路宜采用多点串联接地，地线应短而租，高频元件周围尽量用栅格状大面积地箔。当工作频率在1~10MHz时，如果采用一点接地，其地线，否则应采用多点接地法。

　　电路板上既有高速逻辑电路，又有线性电路，应使它们尽量分开，而两者的地线不要相混，分别与电源端地线相连。要尽量加大线性电路的接地面积。

　　若接地线很细，接地电位则随电流的变化而变化，致使电子设备的定时信号电平不稳，抗噪声性能变坏。因此应将接地线. 将接地线构成闭环路

　　设计只由数字电路组成的印制电路板的地线系统时，将接地线做成闭环路可以明显的提高抗噪声能力。其原因在于：印制电路板上有很多集成电路元件，尤其遇有耗电多的元件时，因受接地线粗细的限制，会在地结上产生较大的电位差，引起抗噪声能力下降，若将接地结构成环路，则会缩小电位差值，提高电子设备的抗噪声能力。