电子设计1教学内容.ppt

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1、电子设计12 2参数计算参数计算1)1)、电电子子元元件件的的工工作作电电流流、电电压压、频频率率和和功功耗耗等等参参数数应应能能满满足电路指标的要求。足电路指标的要求。1 1单元电路设计单元电路设计具具体体设设计计时时，可可以以参参考考成成熟熟的的先先进进电电路路，也也可可以以进进行行创创新新或或改进，但都必须保证性能要求。改进，但都必须保证性能要求。2)2)元器件的极限参数须留有足够裕量，大于额定值的元器件的极限参数须留有足够裕量，大于额定值的1.51.5倍倍3)3)电阻器和电容的参数应选计算值附近的标称值。电阻器和电容的参数应选计算值附近的标称值。第一章第一章 电子系统设计基础知识电子系

2、统设计基础知识3 3器件选择器件选择1)1)、阻容元件的选择、阻容元件的选择设设计计时时要要根根据据电电路路的的要要求求选选择择性性能能和和参参数数合合适适的的阻阻容容元元件件，并注意功耗、容量、频率和耐压范围是否满足要求。并注意功耗、容量、频率和耐压范围是否满足要求。2)2)、分立元件的选择、分立元件的选择分分立立元元件件包包括括二二极极管管、晶晶体体三三极极管管、场场效效应应管管、光光电电二二极极管管、光电三极管、晶闸管等。根据其用途分别进行选择。光电三极管、晶闸管等。根据其用途分别进行选择。第一章第一章 电子系统设计基础知识电子系统设计基础知识3)3)、集成电路的选择、集成电路的选择集集

3、成成电电路路有有模模拟拟集集成成电电路路和和数数字字集集成成电电路路。选选择择的的集集成成电电路路不不仅仅要要在在功功能能和和特特性性上上实实现现设设计计方方案案，而而且且要要满满足足功功耗耗、电电压、速度、价格等多方面要求。压、速度、价格等多方面要求。第一章第一章 电子系统设计基础知识电子系统设计基础知识四、计算机辅助设计四、计算机辅助设计电电子子设设计计CADCAD的的内内容容包包括括方方案案验验证证与与设设计计、电电路路与与印印刷刷板板设设计等。计等。1 1电路图的绘制电路图的绘制目目前前应应用用较较广广的的绘绘图图软软件件包包有有PROTELPROTEL、ORCADORCAD、POWE

4、RPCBPOWERPCB。本课程重点讲述本课程重点讲述PROTELPROTEL软件。软件。第一章第一章 电子系统设计基础知识电子系统设计基础知识3 3印刷电路板的设计印刷电路板的设计PROTELPROTEL软软件件包包是是绘绘制制印印刷刷电电路路板板的的最最常常用用软软件件。尤尤其其是是PROTEL PROTEL 99SE 99SE 功功能能强强大大、齐齐全全，但但升升级级版版功功能能并并不不理理想想，大大多数不好。多数不好。2 2电子电路的仿真电子电路的仿真目目前前应应用用较较广广的的仿仿真真软软件件有有PSPICEPSPICE、ORCADORCAD。近近期期出出现现了了功功能多、应用方便的

5、能多、应用方便的ELECTRONICS WORK BENCH(EWB)ELECTRONICS WORK BENCH(EWB)等。等。第一章第一章 电子系统设计基础知识电子系统设计基础知识1.2 1.2 电子电路的组装、调试与总结电子电路的组装、调试与总结1 1元器件的焊接技术元器件的焊接技术一、电子电路的组装一、电子电路的组装焊接质量取决于四个条件：焊接工具、焊料、焊剂、焊接技术。焊接质量取决于四个条件：焊接工具、焊料、焊剂、焊接技术。1)1)、焊接工具、焊接工具焊焊接接集集成成电电路路一一般般可可选选用用25W25W的的，元元器器件件管管脚脚较较粗粗或或印印刷刷板焊盘面积较大时可选用板焊盘面

6、积较大时可选用45w45w或功率更大的。或功率更大的。焊焊接接CMOSCMOS电电路路一一般般选选用用20W20W内内热热式式电电烙烙铁铁，而而且且外外壳壳要要连连接接良好的接地线。良好的接地线。内热式内热式 电烙铁电烙铁 烙铁架烙铁架 松香松香 锡丝锡丝 海绵海绵 可调恒温电烙铁可调恒温电烙铁 黄花黄花907(内热式）内热式）60W 使用电压使用电压:4.5V(:4.5V(三节三节5 5号电池号电池)功率功率:6W:6W温度：最高可达温度：最高可达450450度度2)2)、焊料、焊料常常用用的的焊焊料料是是焊焊锡锡，焊焊锡锡是是一一种种铅铅锡锡合合金金。常常用用的的焊焊锡锡有有松香焊锡和无松

7、香的焊锡两种。松香焊锡和无松香的焊锡两种。焊接元器件通常使用的焊剂有松香和松香酒精溶液。焊接元器件通常使用的焊剂有松香和松香酒精溶液。首先要求焊接牢固、无虚焊，其次是焊点的大小、形状及表首先要求焊接牢固、无虚焊，其次是焊点的大小、形状及表面粗糙度等。面粗糙度等。4)4)、焊接技术、焊接技术3)3)、焊剂、焊剂第一章第一章 电子系统设计基础知识电子系统设计基础知识高纯度免清洗焊锡丝高纯度免清洗焊锡丝 不锈钢焊条不锈钢焊条 2 2在面包板上的插接技术在面包板上的插接技术1)1)、集成电路的装插。、集成电路的装插。2)2)、元器件的装插。、元器件的装插。3)3)、导线的选用和连接。、导线的选用和连接

8、。5 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,不仅电路整齐美观不仅电路整齐美观,而而且能提高电路工作的可靠性且能提高电路工作的可靠性,便于检查和排队故障。便于检查和排队故障。4 4）、在在电电路路的的输输入入、输输出出端端和和其其测测试试端端应应预预留留测测试试空空间间和和接线柱接线柱,以方便测量调试以方便测量调试;第一章第一章 电子系统设计基础知识电子系统设计基础知识二、电子电路的调试二、电子电路的调试电电子子电电路路调调试试通通常常的的两两种种方方法法:边边安安装装边边调调试试、电电路路安安装装完完毕，实行一次性调试。毕，实行一次性调试。调调试试时时应应注注意意做做好好

9、调调试试记记录录，准准确确记记录录电电路路各各部部分分的的测测试试数数据和波形。一般调试步骤如下：据和波形。一般调试步骤如下：1 1通电前检查。通电前检查。2 2通电检查。通电检查。3 3单元电路调试。单元电路调试。电路电路调试包括静态和动态调试。调试包括静态和动态调试。第一章第一章 电子系统设计基础知识电子系统设计基础知识通通过过调调试试掌掌握握必必要要的的数数据据、波波形形、现现象象，然然后后对对电电路路进进行行分析、判断、排除故障，完成调试要求。分析、判断、排除故障，完成调试要求。4 4整机联调。整机联调。电路故障的排除可以按下述几种方法进行：电路故障的排除可以按下述几种方法进行：静态检

10、测与调试静态检测与调试动态检测与调试动态检测与调试断开信号源断开信号源,把经过准确测量的电源接入电路把经过准确测量的电源接入电路 ：有无异常现象、各关键点直有无异常现象、各关键点直流电压流电压 加上所需的信号源加上所需的信号源 ：检查：检查波形、参数和性能指标波形、参数和性能指标 第一章第一章 电子系统设计基础知识电子系统设计基础知识(1)(1)信号寻迹法。信号寻迹法。(2)(2)对分法。对分法。(3)(3)分割测试法。分割测试法。(4)(4)对比法。对比法。(5)(5)替代法。替代法。(6)(6)静态测试法。静态测试法。(7)(7)动态测试法。动态测试法。第一章第一章 电子系统设计基础知识电

11、子系统设计基础知识三、总结报告三、总结报告总结报告应包括以下几点：总结报告应包括以下几点：(1)(1)课题名称；课题名称；(2)(2)内容摘要；内容摘要；(3)(3)设计内容及要求；设计内容及要求；(4)(4)比较和选定设计的系统方案，画出系统框图；比较和选定设计的系统方案，画出系统框图；第一章第一章 电子系统设计基础知识电子系统设计基础知识(5)(5)单元电路设计、参数计算和元器件选择；单元电路设计、参数计算和元器件选择；(6)(6)画出完整的电路图，并说明电路的工作原理；画出完整的电路图，并说明电路的工作原理；(7)(7)组装调试的内容。包括：组装调试的内容。包括：调试中出现的故障、原因及

12、排除方法。调试中出现的故障、原因及排除方法。测试的数据和波形并与计算结果比较分析；测试的数据和波形并与计算结果比较分析；调试电路的方法和技巧；调试电路的方法和技巧；使用的主要仪器和仪表；使用的主要仪器和仪表；第一章第一章 电子系统设计基础知识电子系统设计基础知识(8)(8)总总结结设设计计电电路路和和方方案案的的优优缺缺点点，指指出出课课题题的的核核心心及及实实用用价值，提出改进意见和展望。价值，提出改进意见和展望。(9)(9)列出系统需要的元器件。列出系统需要的元器件。(11)(11)收获、体会。收获、体会。(10)(10)列出参考文献。列出参考文献。第一章第一章 电子系统设计基础知识电子系

13、统设计基础知识1.3 1.3 电子电路的抗干扰措施电子电路的抗干扰措施常见的干扰有供电系统的常见的干扰有供电系统的电源干扰、电磁场干扰和通道干扰电源干扰、电磁场干扰和通道干扰。抑制干扰主要从形成干扰的三方面采取措施：抑制干扰主要从形成干扰的三方面采取措施：(1)(1)消除和抑制噪声源。消除和抑制噪声源。(2)(2)破坏干扰通道。破坏干扰通道。(3)(3)削弱接收电路对噪声干扰信号的敏感性。削弱接收电路对噪声干扰信号的敏感性。第一章第一章 电子系统设计基础知识电子系统设计基础知识一、供电系统抗干扰措施一、供电系统抗干扰措施防止从电源引入干扰的措施有：防止从电源引入干扰的措施有：1 1采用交流稳压

14、器供电；采用交流稳压器供电；2 2采用隔离变压器供电；采用隔离变压器供电；3 3加装滤波器；加装滤波器；目前广泛采用的抗干扰措施有以下几种方法：目前广泛采用的抗干扰措施有以下几种方法：第一章第一章 电子系统设计基础知识电子系统设计基础知识(1)(1)低通滤波器。低通滤波器。(2)(2)交流电源进线的对称滤波器。交流电源进线的对称滤波器。(3)(3)直流电源出线的滤波器。直流电源出线的滤波器。(4)(4)退耦滤波器。退耦滤波器。4 4采用分散独立电源功能块供电；采用分散独立电源功能块供电；在在每每个个功功能能电电路路上上用用三三端端稳稳压压集集成成块块如如78057805、79057905、78

15、127812、79127912等组成稳压电源，或采用工业产品等组成稳压电源，或采用工业产品AC/DCAC/DC等。等。5 5采用高抗干扰稳压电源及干扰抑制器。采用高抗干扰稳压电源及干扰抑制器。第一章第一章 电子系统设计基础知识电子系统设计基础知识二、屏蔽技术二、屏蔽技术防防止止静静电电或或电电磁磁的的相相互互感感应应所所采采用用的的方方法法称称之之为为“屏屏蔽蔽”。其目的是隔断其目的是隔断“场场”的耦合。的耦合。1 1静电屏蔽静电屏蔽它它是是利利用用与与大大地地相相连连的的导导电电性性良良好好的的金金属属容容器器，使使静静电电场场的的电力线在接地的导体处中断。电力线在接地的导体处中断。2 2电

16、磁屏蔽电磁屏蔽采采用用导导电电性性能能良良好好的的金金属属材材料料做做成成屏屏蔽蔽层层，使使高高频频干干扰扰电电磁磁场场在在屏屏蔽蔽金金属属内内产产生生涡涡流流，而而此此涡涡流流产产生生的的磁磁场场又又抵抵消消或或减减弱高频干扰磁场的影响（如金属外壳）。弱高频干扰磁场的影响（如金属外壳）。第一章第一章 电子系统设计基础知识电子系统设计基础知识3 3低频磁屏蔽低频磁屏蔽采采用用高高导导磁磁材材料料作作屏屏蔽蔽层层，以以便便将将干干扰扰磁磁通通限限制制在在磁磁阻阻很很小小的磁屏蔽体的内部，防止其干扰。的磁屏蔽体的内部，防止其干扰。4 4屏蔽规则屏蔽规则(1)(1)静电屏蔽罩必须与被屏蔽电路的零基准

17、电位线相接。静电屏蔽罩必须与被屏蔽电路的零基准电位线相接。(2)(2)零零信信号号基基准准电电位位线线的的相相接接点点必必须须保保证证干干扰扰电电流流不不流流经经信信号线，而是直接接到接地点。号线，而是直接接到接地点。第一章第一章 电子系统设计基础知识电子系统设计基础知识三、接地三、接地接接地地是是抑抑制制干干扰扰的的重重要要方方法法，在在电电子子电电路路中中，地地线线有有系系统统地地、机壳地机壳地(屏蔽地屏蔽地)、数字地、数字地(逻辑地逻辑地)和模拟地等。和模拟地等。1 1单点接地与多点接地单点接地与多点接地在在低低频频电电路路中中,信信号号的的工工作作频频率率小小于于1MHz,1MHz,应

18、应采采用用一一点点接接地地；当信号工作频率大于当信号工作频率大于10MHz10MHz时时,应采用就近多点接地应采用就近多点接地 。高频电路宜采用多点串联接地。高频电路宜采用多点串联接地。第一章第一章 电子系统设计基础知识电子系统设计基础知识多多级级电电路路通通过过公公共共接接地地母母线线后后再再在在一一点点接接地地，如如图图1-1(a)1-1(a)、(b)(b)所示，其中所示，其中a a存在电位差。存在电位差。电电路路1 1I I2 2I I1 1I I3 3R R2 2R R3 3R R1 1B BC CA A电电路路2 2电电路路3 3电电路路1 1I I2 2I I1 1I I3 3B

19、BC CA A电电路路2 2电电路路3 3 (a)(b)(a)(b)图图1-1 1-1 多级电路的单点接地多级电路的单点接地第一章第一章 电子系统设计基础知识电子系统设计基础知识2 2数字、模拟电路的接地分开数字、模拟电路的接地分开四、传输通道的抗干扰措施四、传输通道的抗干扰措施主要措施有光电耦合隔离、双绞线传输等。主要措施有光电耦合隔离、双绞线传输等。电电路路板板上上既既有有高高速速逻逻辑辑电电路路,又又有有线线性性电电路路,应应使使它它们们尽尽量量分分开开,而而两两者者的的地地线线不不要要相相混混,分分别别与与电电源源端端地地线线相相连连。要要尽尽量量加大线性电路的接地面积。加大线性电路的

20、接地面积。1 1双绞线传输双绞线传输它的优点是波阻抗高，抗共模噪声能力强，缺点是频带较窄。它的优点是波阻抗高，抗共模噪声能力强，缺点是频带较窄。第一章第一章 电子系统设计基础知识电子系统设计基础知识2 2光电耦合隔离光电耦合隔离采用光电耦合器可有效地切断地环路电流的干扰。采用光电耦合器可有效地切断地环路电流的干扰。光光电电耦耦合合隔隔离离的的主主要要优优点点是是能能抑抑制制尖尖峰峰脉脉冲冲及及各各种种噪噪声声干干扰扰，有很强的抗干扰能力。有很强的抗干扰能力。电电路路1 1电电路路2 2图图1-2 1-2 光电辐合隔离示意图光电辐合隔离示意图第一章第一章 电子系统设计基础知识电子系统设计基础知识

21、(1)(1)在电路的关键部位配置去耦电容。在电路的关键部位配置去耦电容。(2)CMOS(2)CMOS芯芯片片的的输输入入阻阻抗抗很很高高，使使用用时时，对对其其不不用用端端应应根根据据功能接地或接正电源。功能接地或接正电源。(3)TTL(3)TTL器件的多余输入端不能悬空，应根据其功能进行处理。器件的多余输入端不能悬空，应根据其功能进行处理。五、抗干扰的其它常用方法五、抗干扰的其它常用方法(4)(4)按按钮钮、继继电电器器、接接触触器器等等元元件件的的接接点点动动作作时时会会产产生生火火花花，必须用必须用RCRC电路加以吸收。电路加以吸收。第一章第一章 电子系统设计基础知识电子系统设计基础知识本章总结：本章总结：电子系统的设计方法；电子系统的设计方法；电子电路的组装、调试与总结；电子电路的抗干扰措施；电子电路的组装、调试与总结；电子电路的抗干扰措施；讨论：数字电路的抗干扰措施？讨论：数字电路的抗干扰措施？第一章第一章 电子系统设计基础知识电子系统设计基础知识此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢