电子电路设计的原则、方法和步骤论文_朱佩栋

电子电路设计的原则、方法和步骤论文_朱佩栋

(浙江先锋机械股份有限公司 浙江省桐乡市 314500)

摘要:在电子电路中,包含多种基本电路,因此,其所具备的复杂程度比较高,在进行设计时,必须要遵循一定的原则,选择恰当的方法,并严格的按照设计步骤来进行,这样才能保证电子电路设计的科学性及合理性。本文通过对电子电路设计的原则以及电子电路设计的具体方法进行了分析和探讨,总结归纳出了电子电路设计的具体步骤,以供相关人员参考或采纳。

关键词:电子电路设计;原则;方法;步骤

0引言

电子电路最早始于十九世纪末期,开始时电子电路技术的发展速度是十分缓慢的,随着社会的不断进步和发展,在二十世纪中期时,才算是真正意义上的发展起来。现在的世界电子技术无处不在,实际的电子电路往往是很复杂的,是由多种基本电路组合而成,设计时要根据具体情况,遵循一些规律去合理地设计电路的形式。文章对电子电路设计过程中应遵循的一些基本原则、方法和步骤进行了阐述。

1电子电路设计的原则

1.1整体性原则

在设计电子电路时,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子电路整体与外部环境之间的关系入手,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电子电路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,即在对电子电路各部分进行分别考察的过程中,往往也需要有电子电路局部的综合。③综合必须以分析为基础,只有对电子电路的分析了解达到一定程度以后,才能进行综合。没有详尽的分析电子电路作基础,综合就是匆忙的、不坚实的,往往带有某种主观臆测的成分。

1.2功能性原则

虽然电子电路的设计是十分复杂的,但是无论是多么复杂的大型电子电路,都可以通过划分部件的方式将电子电路分成不同层次的小电路。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,即采用哪些电路来完成它;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各单元电路。

1.3最优化原则

基本的电子电路设计完成之后,就可以保证电子产品具备一定的功能,由于元件自身或相互配合问题、功能模块的相互配合或藕合还存在一些缺陷,使电子电路对信号的传送、处理等方面不尽完美,所以在进行电子电路设计时,一定要保证每一个部件都能够达标。

1.4稳定性原则

其实影响电子电路稳定性的因素有很多,并且有一些问题并不是人为可以控制的,也就是说,在进行设计电子电路时,一定有很多不确定因素,并且发生的时间也是完全不受控制的,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。

1.5性价比原则

在现如今电子产业竞争如此激烈的当下,无论是任何产品,都必须要将生产周期和成本进行有效的控制,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、易操作、具有先进性(核心竞争力),在设计时要充分考虑电子电路的性能与价格比。

2电子电路设计的基本方法

2.1层次化设计方法

层次化设计的方法就是在设计时,要将设计思路分层次化处理,将各个部分的电路进行分别分析和描述,只有这样才能最大程度上保证电子电路的整体使用性能和稳定性。具体说来,可以分为三层,第一层为顶层,设计时面向系统,对系统的总功能进行描述,第二层为中层,设计时面向电路级,第三层为底层,设计时面向物理实现级,此层次的设计是对较小单元的设计。

2.2渐近式的组合设计方法

此种设计方法适用于应用型电子电路,在进行设计时,首先根据其功能需求,将组合图设计出来,随后,在组合图的基础上分析出其工作原理,这是对基本单元的设计。此方法能够有效的避免在设计过程中,出现失误的几率,从而最大程度上提升电子电路的稳定性。

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2.3硬件描述语言设计方法

从当前来看,这是一种比较先进的电子电路设计方法。所谓硬件描述语言设计方法,就是指电子设计自动化。利用硬件语言描述的方法进行设计,能够最大程度上保证电子电路设计的准确性,因为硬件语言描述设计方法是利用计算机进行数字化设计和整理的,所以这种方法比人工设计准确性要更高。

2.4最优化设计方法

对于一些电子电路一经制出便很难调整,所以必须采用计算机辅助设计。计算机辅助设计程序一般包括三部分:一是实测数据的数据处理程序;二是网络分析程序;三是网络最佳化分析程序。没有一种万能的方法能解决所有的问题,对于某一指定问题也并非只有一种可行方法。

2.5电路方程设计

在电路设计中时常会遇到给出一个较为复杂的电路方程(数学模型),诸如机电模拟、信号处理、元器件参数补偿等等,可以利用电路方程的设计方法进行设计,这种方法都是由一个数学模型进行模拟设计,最大程度上简化了设计过程,提升了精准度。

3电子电路设计的具体步骤

3.1明确功能要求

电子产品的类型是比较多,不同的类型具备不同的功能要求,因此,电路设计的形式也不相同。通过设计要求和目标进行分析和整理,判断出设计要求中需要哪些功能,控制关系是怎样的,最后画出功能框架设计图,再根据用户的设计要求,进行相应的整改。

3.2确定整体设计方案

功能要求明确后,应对比多种方法与思路,综合考虑成本、难度、器件的易采购性、方便合理性等因素,根据系统功能画出系统的原理框图,将系统分解。通过对成本的计算和器件的采购难易度进行分析,再根据各个功能画出系统功能框架最终设计图纸,必要时也可以设计多个方案,在从中挑选。

3.3验算电路以及选择元器件

电路原理图设计完成之后,需要以此为依据进行验算,必须明确对各单元电路的具体要求,详细拟定出单元电路的性能指标,认真考虑各单元之间的相互联系,注意前后级单元之间信号的传递方式和匹配,尽量少用或不用电平转换之类的接口电路,并应使各单元电路的供电电源尽可能的统一,以便使整个电子系统简单可靠。

3.4电路调试

在整机电路图完成的基础上,制作出印刷电路板,在器件安装到印刷电路板上之前,对所选用的器件进行测试,然后将各种器件安装到印刷电路板上,完成样品制作。在制出成品之后,设计人员要对其进行相应的电路调试,包括系统故障的问题排查,还有一点就是系统使用性能的测试以及功能测试。

3.5电路定型

电子电路设计最终也是最重要的一部就是电子电路的定型,做出最终的样品之后就要对所有的电路和分电路进行测试,最终将调试合格的样品进行定性,再由专业的专家进行鉴定,电子电路才能够算是真正的定型。

4结束语

电子电路设计看似简单,但是其实电子电路的设计是十分复杂的,通过电子电路设计的原则、方法以及步骤的简单阐述,为电子电路的设计提供了科学的依据,从而有效地保证了电子电路设计的科学性,提升了电子产品的性能和质量。

参考文献

[1]蔡久评,熊中侃.电子电路设计的原则、方法和步骤[J].江西教育学院学报,2012,06(35):13-16.

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[4]吴杨,孙蔚.电子电路设计的原则、方法和步骤[J].电子制作,2014,11(29):231-232.

[5]杨聚庆,刘娇月.数字电路系统设计与制作的一般方法[J].洛阳工业高等专科学校学报.2006(04).

论文作者:朱佩栋

论文发表刊物:《电力设备》2018年第20期

论文发表时间:2018/11/13

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