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1、20 五月 2023电子产品创作设计电子产品创作设计(1)1、课程学习参考资料、课程学习参考资料参考资料及相关通知参考资料及相关通知 password:password:electronic electronic BookBook：Practical Electronics for Inventors,Second Edition.Practical Electronics for Inventors,Second Edition.谢自美主编谢自美主编.电子线路设计电子线路设计.实验实验.测试测试.华中理工大学出版社华中理工大学出版社汤元信等编汤元信等编.电子工艺及电子工程设计电子工艺及电子工
2、程设计.清华大学出版社清华大学出版社.李哲英等编李哲英等编.实用电子电路设计实用电子电路设计.电子工业出版社电子工业出版社傅劲松主编傅劲松主编.电子制作实例集锦电子制作实例集锦陈永甫主编陈永甫主编.电子电路智能化设计实例与应用电子电路智能化设计实例与应用一、关于课程一、关于课程5/20/20232目的：目的：提高电子产品设计的工程意识及设提高电子产品设计的工程意识及设计制造能力计制造能力(基本技能基本技能:电路设计、元件电路设计、元件选择与识别、安装、调试、包装设计选择与识别、安装、调试、包装设计),培养和提高解决问题能力、创新能力培养和提高解决问题能力、创新能力,培培养电子竞赛人员。养电子竞
3、赛人员。A、培养综合设计和实践能力。、培养综合设计和实践能力。B、培养查阅资料文献和仿真技术应用的能力。、培养查阅资料文献和仿真技术应用的能力。C、培养工艺素质。、培养工艺素质。D、培养团队精神。、培养团队精神。E、培养市场素质。、培养市场素质。5/20/20233.任务：任务：由由4-5人合作成立项目设计组，选择设人合作成立项目设计组，选择设计题目计题目(或自选或自选)一个，并完成电子产品设计一个，并完成电子产品设计制作作品一件制作作品一件,设计报告一份设计报告一份(约约5000字左右字左右),作品参加今年校作品参加今年校“星火怀星火怀”/“挑战杯挑战杯”竞赛，竞赛，记课程学分记课程学分2分
4、。分。5/20/20234.授课方式：授课方式：讲课、讨论和指导式相结合讲课、讨论和指导式相结合;5.课程开课时间课程开课时间:9月月28日至日至11月月2日；日；6作品和报告验收时间作品和报告验收时间:10月月29日至日至11月月2日下午日下午2：005：30;7制作场地制作场地:新校区新校区E楼楼222实验室实验室,开放时开放时间间10月月15日后每天下午、晚上；日后每天下午、晚上；8.管理方式管理方式:器件各组自行解决器件各组自行解决,制作作品归制作作品归个人所有个人所有,制作工具、仪器、导线、焊锡、制作工具、仪器、导线、焊锡、器件手册由实验室提供器件手册由实验室提供;5/20/2023
5、二时间安排时间安排 1.方案设计安排方案设计安排:时间时间9月月28日至日至10月月12日日;任务任务:完成方案设计完成方案设计,电路设计电路设计,包装方案设计包装方案设计;2、设计方案讨论课安排、设计方案讨论课安排;a.时间时间:10月月13日至日至10月月14日日(参加参加22日提交院竞赛作品的日提交院竞赛作品的同学提前联系，国庆期间安排时间讨论同学提前联系，国庆期间安排时间讨论)；b.讨论内容讨论内容:设计方案设计方案(与应用场合和功能扩展、包装创新内容为讨论重点与应用场合和功能扩展、包装创新内容为讨论重点);对电路组成及工作原理理解程度对电路组成及工作原理理解程度;元器件选择依据和应用
6、方法元器件选择依据和应用方法;包装设计方案预案包装设计方案预案;例出应购置器件清单，由导师审核。例出应购置器件清单，由导师审核。5/20/20233、选购元器件、通用板和、选购元器件、通用板和IC插座、包装机插座、包装机壳壳;时间：时间：10月月15月至月至10月月17日日4、安装调试时间安排、安装调试时间安排:10月月18日至日至11月月2日日开放时间安排：每天下午开放时间安排：每天下午2：00至至21：30点，点，周六周日全天开放周六周日全天开放,每天上午每天上午8:30至至11:30,下午下午:2：00至至21：30。5/20/20235、实验地址：新校区、实验地址：新校区E楼楼222实
7、验室；实验室使实验室；实验室使用及管理办法：用及管理办法：每一个组值一天班每一个组值一天班,负责实验室开放和实验设备、工具负责实验室开放和实验设备、工具管理管理;交班时间：每天晚上交班时间：每天晚上21:30;辅导时间辅导时间:每周一每周一五下午五下午2:00至至5:30;6、作品和设计报告验收时间：作品先完成先验收、作品和设计报告验收时间：作品先完成先验收和设计报告可随后发至导师邮箱，验收时间：和设计报告可随后发至导师邮箱，验收时间：10月月29日至日至11月月2日有导师的辅导时间中即可。日有导师的辅导时间中即可。5/20/2023三 选题每每45人为一组人为一组,选一个组长参于组织管理选一
8、个组长参于组织管理,选择一个题目选择一个题目;自拟题目：请携带自拟题目相关资料找老师讨论。自拟题目：请携带自拟题目相关资料找老师讨论。非自拟题目：请从老师所发资料中选择题目。不同组可重非自拟题目：请从老师所发资料中选择题目。不同组可重复选题。复选题。每班班长用每班班长用exel统计。格式为：题目，姓名，学号，手机，统计。格式为：题目，姓名，学号，手机，邮箱。红色字体标出组长。邮箱。红色字体标出组长。班长统计后，交给科协做全级统计。统计后发邮箱。班长统计后，交给科协做全级统计。统计后发邮箱。5/20/2023本课程是一门理论和实践紧密结合的课程。它本课程是一门理论和实践紧密结合的课程。它利用利用
9、基本电子电路原理，设计、制作出合乎要求的具有实用价基本电子电路原理，设计、制作出合乎要求的具有实用价值的电子装置的过程。是考察学生电子技术基本应用技能、值的电子装置的过程。是考察学生电子技术基本应用技能、实践创新能力的重要实践过程。主要侧重以下方面：实践创新能力的重要实践过程。主要侧重以下方面：设计内容具有实际意义和应用背景，并考虑到目前设计内容具有实际意义和应用背景，并考虑到目前教学的基本内容和新技术的应用趋势。教学的基本内容和新技术的应用趋势。学习者综合运用基础知识进行理论设计的能力、创学习者综合运用基础知识进行理论设计的能力、创新精神和独立工作能力。新精神和独立工作能力。4.14.1性质
10、和目的性质和目的四四 电子产品创作设计电子产品创作设计基础基础5/20/20234.2 4.2 设计的基本原则设计的基本原则(1)(1)满足系统功能和性能的要求。这是电子电路系统满足系统功能和性能的要求。这是电子电路系统设计时必须满足的基本条件。设计时必须满足的基本条件。(2)(2)电路简单，成本低，体积小。系统集成技术是简电路简单，成本低，体积小。系统集成技术是简化系统电路的最好方法。化系统电路的最好方法。(3)(3)电磁兼容性好。电磁兼容特性是现代电子电路的电磁兼容性好。电磁兼容特性是现代电子电路的基本要求。基本要求。(4)(4)可靠性高、性价比高。可靠性高、性价比高。(5)(5)系统的集
11、成度高、节能。系统的集成度高、节能。(6)(6)调试简单方便。调试简单方便。(7)(7)生产工艺简单。生产工艺简单。5/20/2023（1 1）电磁兼容特性）电磁兼容特性是指确保仪器或者系统正常是指确保仪器或者系统正常工作时对周围电磁环境和内部电路相互之间电工作时对周围电磁环境和内部电路相互之间电磁作用的限制、要求和特点。（抗干扰能力，磁作用的限制、要求和特点。（抗干扰能力，干扰源）干扰源）（2 2）在电路设计时应注意：）在电路设计时应注意：选用电磁兼容特性好的集成电路；选用电磁兼容特性好的集成电路；尽量提高系统集成度；尽量提高系统集成度；只要条件允许尽量降低系统工作频率；只要条件允许尽量降低
12、系统工作频率；为系统提供足够功率的电源；为系统提供足够功率的电源；电路布局、布线要合理，做到高低频分开、功电路布局、布线要合理，做到高低频分开、功率电路与信号电路分开数字电路与模拟电路分率电路与信号电路分开数字电路与模拟电路分开。开。4.34.3电路兼容设计电路兼容设计5/20/20234.4 电子产品设计步骤调查研究方案选择与可行性论证单元电路设计和元器件选择 生成PCB图组装与调试编写设计文档与总结报告5/20/20234.4.1电子电路的基本设计方法电子电路的基本设计方法自顶向下自顶向下5/20/20231 1、明确系统设计任务和要求、明确系统设计任务和要求 对设计任务分析，了解性能、指
13、标、内容及要求。对设计任务分析，了解性能、指标、内容及要求。这点这点十分重要，充分理解题目的要求、每项指标的含义，这是完成十分重要，充分理解题目的要求、每项指标的含义，这是完成综合设计和实验的前提。综合设计和实验的前提。2 2、制订方案与构筑总体框图、制订方案与构筑总体框图 对于同一个题目，实现的方案可能是多个，实现的途对于同一个题目，实现的方案可能是多个，实现的途径和技术路线也可能是多方面的。可以将不同的方案与途径加径和技术路线也可能是多方面的。可以将不同的方案与途径加以对比。从中选择一种方案来实现。以对比。从中选择一种方案来实现。选择的原则一般是选择的原则一般是“相对容易，相对巧妙，性价比
14、高相对容易，相对巧妙，性价比高”。4.4.2电子电路的基本设计方法电子电路的基本设计方法自顶向下自顶向下5/20/20233 3、单元电路设计、单元电路设计 设计单元电路的一般方法和步骤如下：设计单元电路的一般方法和步骤如下：(1)(1)根据设计要求和已选定的总体方案原理框图，根据设计要求和已选定的总体方案原理框图，确定对各单元电路的设计要求，拟定主要单元电路的确定对各单元电路的设计要求，拟定主要单元电路的性能指标、与前后级之间的关系、分析电路的构成形性能指标、与前后级之间的关系、分析电路的构成形式。应注意各单元电路之间的相互配合，注意各部分式。应注意各单元电路之间的相互配合，注意各部分输入信
15、号、输出信号和控制信号的关系。输入信号、输出信号和控制信号的关系。(2)(2)拟定好各单元电路的要求后，按信号流程顺序拟定好各单元电路的要求后，按信号流程顺序分别设计各单元电路。分别设计各单元电路。5/20/2023（3 3）选择单元电路的组成形式。一般情况下，应查阅）选择单元电路的组成形式。一般情况下，应查阅有关资料，以丰富知识，开阔眼界，有关资料，以丰富知识，开阔眼界，（4 4）从已掌握的知识和了解的各种电路中选择一个合）从已掌握的知识和了解的各种电路中选择一个合适的电路。如确实找不到性能指标完全满足要求的电适的电路。如确实找不到性能指标完全满足要求的电路时，也可选用与设计要求比较接近的电
16、路，然后调路时，也可选用与设计要求比较接近的电路，然后调整电路参数。整电路参数。（5 5）在单元电路的设计中特别要注意保证各功能块协）在单元电路的设计中特别要注意保证各功能块协调一致地工作。调一致地工作。5/20/2023 此此外外还还要要注注意意前前后后级级单单元元之之间间信信号号的的传传递递方方式式和和匹匹配配，尽尽量量少少用用或或不不用用电电平平转转换换之之类类的的接接口口电电路路，并并考考虑虑到到各各单单元元电电路路的的供供电电电电源源尽尽可可能能统统一一，以以便便使使整整个个电电子子系系统统简简单单可可靠靠。另另外外，尽尽量量选选择择现现有有的的、成成熟熟的的电电路路来来实实现现单单
17、元元电电路路的的功功能能。有有时时找找不不到到完完全全满满足足要要求求的的现现成成电电路路，可可在在与与设设计计要要求求比比较较接接近近的的某某电电路路基基础础上上适适当当改改进进，或或自自己己进进行行创创造造性性设设计计。为为了了使使电电子子系系统统的的体体积积小小，可可靠靠性性高，电路单元尽可能用集成电路组成。高，电路单元尽可能用集成电路组成。5/20/2023 选择元器件可从选择元器件可从“需要什么需要什么”和和“有什么有什么”两个两个方面来考虑。方面来考虑。所谓所谓“需要什么需要什么”是指根据具体问题的要求所是指根据具体问题的要求所选择的方案需要什么样的元器件，即每个元器件各选择的方案
18、需要什么样的元器件，即每个元器件各应具有哪些功能和什么样的性能指标。应具有哪些功能和什么样的性能指标。所谓所谓“有什么有什么”是指有哪些元器件，哪些在市是指有哪些元器件，哪些在市场上能买得到，它们的性能如何、价格如何、体积场上能买得到，它们的性能如何、价格如何、体积多大等。众所周知，电子元器件的种类繁多，而且多大等。众所周知，电子元器件的种类繁多，而且不断出现新产品，这就需要用户不断出现新产品，这就需要用户经常关心元器件的经常关心元器件的新信息和新动向，多查资料。大量了解各种元器件新信息和新动向，多查资料。大量了解各种元器件特性、规格、参数、价格。特性、规格、参数、价格。一般优先选用集成电路。
19、一般优先选用集成电路。建议：在保证电路性能的前提下，尽量选用常建议：在保证电路性能的前提下，尽量选用常见的、通用性好的、价格相对低廉、手头有的或容见的、通用性好的、价格相对低廉、手头有的或容易买到的。易买到的。4、器件的选择、器件的选择5/20/2023应该根据器件自身特性和电路要求选择合适的器件。应该根据器件自身特性和电路要求选择合适的器件。（如工作频率、功率、工作电压等其他指标，可以（如工作频率、功率、工作电压等其他指标，可以参阅器件技术手册）参阅器件技术手册）一般情况下，在元、器件选择方面，建议在保证电路性一般情况下，在元、器件选择方面，建议在保证电路性能的前提下，尽量选用常见的、通用性
20、好的、价格相对低能的前提下，尽量选用常见的、通用性好的、价格相对低廉、手头有的或容易买到的。廉、手头有的或容易买到的。尽量采用集成电路和新器件将可起到尽量采用集成电路和新器件将可起到事半功倍事半功倍的效的效果。果。一切从实际需求出发，将分壹元件与集成电路巧妙地结一切从实际需求出发，将分壹元件与集成电路巧妙地结合起来，而且尽量应用集成电路，以使系统简化，体积小，合起来，而且尽量应用集成电路，以使系统简化，体积小，可靠性提高。可靠性提高。5/20/2023在元器件应用中，必须注意以下几个方面在元器件应用中，必须注意以下几个方面：电源电压的范围是多少？电源电压的范围是多少？是单电源供电还是需要双电源
21、是单电源供电还是需要双电源供电？这点十分重要。若不注意，将供电？这点十分重要。若不注意，将+3.3 V+3.3 V电源的器件电源的器件加加+5 v+5 v，将，将+5 V+5 V器件加器件加+9 V+9 V，甚至更高，那器件是必烧，甚至更高，那器件是必烧无疑。无疑。注意元器件的主要技术指标。注意元器件的主要技术指标。不要以为只要是运放就能不要以为只要是运放就能作放大器、滤波器。例如要求做一个作放大器、滤波器。例如要求做一个2MHz2MHz带宽的放大器，带宽的放大器，如果选用如果选用LM741LM741，结果无论如何都达不到要求，因为，结果无论如何都达不到要求，因为LM741LM741的单位增益
22、带宽积只有的单位增益带宽积只有1MHz1MHz。元器件互相之间的电平匹配如何？元器件互相之间的电平匹配如何？元器件的输入阻抗，允许的输入电压、电流范围以及输元器件的输入阻抗，允许的输入电压、电流范围以及输出驱动负载的能力等等。出驱动负载的能力等等。如音频功放如音频功放LM386LM386是不能推动是不能推动0.5W0.5W以上的负载。这一方面会涉及器件的安全，另一方以上的负载。这一方面会涉及器件的安全，另一方面又可能影响到系统的某些指标能否达到。面又可能影响到系统的某些指标能否达到。5/20/2023可单电源工作的运放可单电源工作的运放LM324 ;LM358;AD822;OP295运算放大器
23、的使用细节和单电源供电运算放大器的使用细节和单电源供电5/20/2023单电源放大电路设计单电源放大电路设计5/20/2023 0V输出：输出：多数运放不能输出0V值LM358 ;LM324特殊运放可以0V输出。例如OP295等满幅输出满幅输出:普通运放不能满幅输出 LM324,LM358,AD711特殊运放能够满幅输出 AD822,POA350运放的输出幅度和运放的输出幅度和“轨至轨轨至轨”满幅输出满幅输出5/20/2023 为保证单元电路达到功能指标要求，常需计算某为保证单元电路达到功能指标要求，常需计算某些参数。例如放大器电路中各电阻值、放大倍数，振些参数。例如放大器电路中各电阻值、放大
24、倍数，振荡器中电阻、电容、振荡频率等参数。只有很好地理荡器中电阻、电容、振荡频率等参数。只有很好地理解电路的工作原理，正确利用计算公式，计算的参数解电路的工作原理，正确利用计算公式，计算的参数才能满足设计要求。才能满足设计要求。一般来说，计算参数应注意以下几点：一般来说，计算参数应注意以下几点：(1)(1)各元器件的工作电压、电流、频率和功耗等应在各元器件的工作电压、电流、频率和功耗等应在允许的范围内，并留有适当的裕量允许的范围内，并留有适当的裕量.(2)(2)对于环境温度、交流电网电压等工作条件，计算对于环境温度、交流电网电压等工作条件，计算参数时应按最不利的情况考虑。参数时应按最不利的情况
25、考虑。5 5、参数计算、参数计算5/20/2023（3 3）涉涉及及元元器器件件的的极极限限参参数数必必须须留留有有足足够够的的裕裕量量，一般按一般按1.51.5倍左右考虑。倍左右考虑。（4 4）对对于于电电阻阻、电电容容参参数数的的取取值值，应应选选计计算算值值附附近近的的标标称称值值。电电阻阻值值一一般般在在1M1M欧欧姆姆内内选选择择；非非电电解解电电容容器器一一般般在在100pF100pF0.47uF0.47uF选选择择；电电解解电电容容一一般般在在1uF1uF2000uF2000uF范围内选用。范围内选用。（5 5）在在保保证证电电路路达达到到功功能能指指标标要要求求的的前前提提下下
26、，尽尽量减少元器件的品种、价格、体积等。量减少元器件的品种、价格、体积等。5/20/2023 随着计算机的普及和随着计算机的普及和EDAEDA技术的发展，电子电路设技术的发展，电子电路设计中的实验演变为仿真和实验相结合。计中的实验演变为仿真和实验相结合。仿真具有下列优越之处：仿真具有下列优越之处：(1)(1)对电路中只能依据经验来确定的元器件参数，用电对电路中只能依据经验来确定的元器件参数，用电路仿真的方法很容易确定，而且电路的参数容易调整。路仿真的方法很容易确定，而且电路的参数容易调整。(2)(2)由于设计的电路中可能存在错误，或者在搭接电路由于设计的电路中可能存在错误，或者在搭接电路时出错
27、，可能损坏元器件，或者在调试中损坏仪器，从时出错，可能损坏元器件，或者在调试中损坏仪器，从而造成经济损失。而电路仿真中也会损坏元器件或仪器，而造成经济损失。而电路仿真中也会损坏元器件或仪器，但不会造成经济损失。但不会造成经济损失。(3)(3)电路仿真不受工作场地、仪器设备、元器件品种、电路仿真不受工作场地、仪器设备、元器件品种、数量的限制。数量的限制。6 6、计算机仿真和实验验证、计算机仿真和实验验证5/20/2023 尽管电路仿真有诸多优点，但其仍然不能完全代替尽管电路仿真有诸多优点，但其仍然不能完全代替实验。对于电路中关键部分或采用新技术、新电路、实验。对于电路中关键部分或采用新技术、新电
28、路、新器件的部分，一定要进行实验最终确定可行方案。新器件的部分，一定要进行实验最终确定可行方案。仿真和实验验证要完成以下任务：仿真和实验验证要完成以下任务：检查各元器件的性能、参数、质量能否满足设计要检查各元器件的性能、参数、质量能否满足设计要求。求。检查各单元电路的功能和指标是否达到设计要求。检查各单元电路的功能和指标是否达到设计要求。检查各个接口电路是否起到应有的作用。检查各个接口电路是否起到应有的作用。把各单元电路组合起来，检查总体电路的功能、性把各单元电路组合起来，检查总体电路的功能、性能是否最佳。能是否最佳。5/20/20237、电路图和、电路图和PCB图的绘制图的绘制 总总体体电电
29、路路图图是是在在总总框框图图、单单元元电电路路设设计计、参参数数计计算算和和元元器器件件选选择择的的基基础础上上绘绘制制的的，它它是是组组装装、调调试试、印印刷刷电电路路板板设设计计和和维维修修的的依依据据。目目前前绘绘电电路路图图一一般般是是在在计计算算机机上上利利用用绘绘图图软软件件完完成成。绘绘制制电电路路图图时主要注意以下几点时主要注意以下几点：（1 1）总总体体电电路路图图通通常常按按照照信信号号的的流流向向，从从输输入入端端画画起起，由由左左至至右右或或由由上上至至下下按按信信号号的的流流向向依依次次画画出出各各单元电路；单元电路；（2 2）注注意意总总体体电电路路图图的的紧紧凑凑
30、和和协协调调，要要求求布布局局合合理理，排排列列均均匀匀。图图中中元元器器件件的的符符号号应应标标准准化化，元元件件符符号号旁旁边应标出型号和参数。边应标出型号和参数。5/20/2023（3 3）连连线线一一般般画画成成水水平平线线和和垂垂直直线线，并并尽尽可可能能减减少少交交叉叉和和拐拐弯弯。对对于于相相互互交交叉叉的的线线，应应在在交交叉处用圆点标出。叉处用圆点标出。5/20/2023PCB设计要求电路的形式确定后电路的形式确定后,用用Protel99SE制板软件进行制板软件进行PCB板制板制作作,在本课程中对较简单的电路一般建议不制印制板在本课程中对较简单的电路一般建议不制印制板,选用选
31、用通用板直接用导线焊接完成通用板直接用导线焊接完成;印制板制作过程一般为：印制板制作过程一般为：A:原理图输入原理图输入;B:pcb板元件布局设计：板元件布局设计：按功能模块分区布局和处理顺序布局；按功能模块分区布局和处理顺序布局；按外形包装进行布局；按外形包装进行布局；对外连接方便对外连接方便,元件重心居中、布局合理、整齐等元件重心居中、布局合理、整齐等;C:PCB连线：连线：电源线加粗电源线加粗;1mm5mm;信号线信号线:0.3mm1mm;避免走直角避免走直角,走线整齐；走线整齐；干忧源屏蔽布线。干忧源屏蔽布线。5/20/2023PCB图示例图示例5/20/2023A A、组装、布局、组
32、装、布局注意器件极性注意器件极性注意信号之间的相互干扰，连线最短注意信号之间的相互干扰，连线最短做好输入、输出和其他必要的关键点标示做好输入、输出和其他必要的关键点标示布局合理、美观、整齐布局合理、美观、整齐8、电路组装与调试5/20/2023 设设计计电电路路完完成成以以后后要要进进行行电电路路的的安安装装，一一般般采采用用印印刷刷电电路路板板、通通用用电电路路板板和和面面包包板板，在在进进行行安安装装时时注注意以下方面：意以下方面：（1 1）准准备备好好常常用用的的工工具具和和材材料料。要要将将各各种种各各样样的的电子元器件及结构各异的零部件装配成电子元器件及结构各异的零部件装配成 （2
33、2）所所有有电电子子元元器器件件在在安安装装前前要要全全部部测测试试一一遍遍，有有条条件件的的还还要要进进行行老老化化，以以保保证证元元器器件件的的质质量量。符符合合要要求求的的电电子子产产品品，一一套套基基本本的的工工具具是是必必不不可可少少的的。如如烙烙铁铁、钳钳子子、改改锥锥、镊镊子子和和焊焊锡锡。正正确确使使用用得得心心应应手手的工具，可大大提高工作效率，保证装配质量。的工具，可大大提高工作效率，保证装配质量。5/20/2023（3 3）有有极极性性的的电电子子元元器器件件安安装装时时其其标标志志最最好好方方向向一一致致，以以便便于于检检查查和和更更换换。集集成成电电路路的的方方向向要
34、要保保持持一一致致，以以便便正正确确布布线线和和查查线。线。（4 4）在在电电路路板板上上组组装装电电路路时时，为为了了便便于于查查线线，可可根根据据连连线线的的不不同同作作用用选选择择不不同同颜颜色色的的导导线线。如如正正电电源源采采用用红红色色线线、负负电电源源采采用蓝色导线、地线采用黑色导线、信号线采用黄色导线等。用蓝色导线、地线采用黑色导线、信号线采用黄色导线等。（5 5）布布线线要要按按信信号号的的流流向向有有序序连连接接，连连线线要要做做到到横横平平竖竖直直，不不允允许许跨跨接接在在集集成成电电路路上上。另另外外，选选择择导导线线粗粗细细要要适适中中，避避免免导导线与面包板插孔之间
35、接触不良。线与面包板插孔之间接触不良。（6 6）印刷电路板的设计原则是性质相同的电路安排在一块板）印刷电路板的设计原则是性质相同的电路安排在一块板上。例如模拟电路或小信号电路安排在一块板上；大功率电路、上。例如模拟电路或小信号电路安排在一块板上；大功率电路、高压电路、发射电路单独配置，甚至要安排必要的屏蔽盒、绝高压电路、发射电路单独配置，甚至要安排必要的屏蔽盒、绝缘盒、散热装置等。缘盒、散热装置等。5/20/2023 整个调试过程最好也整个调试过程最好也分层次进行，先单元电路，分层次进行，先单元电路，再模块电路，最后系统联调再模块电路，最后系统联调。按照分配的指标、分按照分配的指标、分解的模块
36、，一部分一部分调试，然后将各模块连接解的模块，一部分一部分调试，然后将各模块连接起来总调。起来总调。这一阶段，要这一阶段，要充分利用电子仪器充分利用电子仪器来观察波形，测量来观察波形，测量数据，发现问题，解决问题，以达到最终的目标数据，发现问题，解决问题，以达到最终的目标。通电前检查：连接是否错误通电前检查：连接是否错误通电检查：加入正常电压，观察电路情况有无异常通电检查：加入正常电压，观察电路情况有无异常单元电路调试：利用信号源或其他实验仪器判断各单元电路调试：利用信号源或其他实验仪器判断各单元电路的工作状态单元电路的工作状态整机联调：从最前端到末级进行统调，检查整机联调：从最前端到末级进行
37、统调，检查各级动态信号工作情况，分析是否满足设计各级动态信号工作情况，分析是否满足设计要求。要求。B、调试、调试5/20/2023（1）调试电路的常用仪器）调试电路的常用仪器 万万用用表表。它它可可以以测测量量交交直直流流电电压压、交交直直流流电电流流、电电阻阻、电电容容及及半半导导体体二二极极管管和和三三极极管管。具具有有精精度度高高，使用方便，应用广泛等特点使用方便，应用广泛等特点。示示波波器器。示示波波器器可可以以对对电电路路中中的的各各点点电电位位进进行行测测量量和和观观察察波波形形，同同时时可可比比较较任任意意两两点点波波形形的的相相位位关关系系。示示波波器器具具有有高高的的灵灵敏敏
38、度度、高高的的交交流流阻阻抗抗、对对负负载载影影响响小小等等特特点点。在在使使用用示示波波器器应应注注意意的的是是所所用用示示波波器器的的频频带一定要大于被测信号的频率。带一定要大于被测信号的频率。信信号号发发生生器器。因因为为经经常常要要在在加加信信号号的的情情况况下下进进行行测测试试，则则在在调调试试和和故故障障诊诊断断时时最最好好备备有有信信号号发发生生器器。如如函函数数发发生生器器，它它可可产产生生正正弦弦波波、三三角角波波、方方波波等等波波形。形。5/20/2023（2）调试电路前的检查。）调试电路前的检查。电路安装完毕后，不要急于通电，首先要根据电路原理图电路安装完毕后，不要急于通
39、电，首先要根据电路原理图认真检查电路接线是否正确。主要直观检查电源、地线、信号认真检查电路接线是否正确。主要直观检查电源、地线、信号线、元器件引脚之间有无短路，连线有无接触不良，元器件有线、元器件引脚之间有无短路，连线有无接触不良，元器件有无漏焊，二极管、三极管和电解电容极性有无错误。查线时最无漏焊，二极管、三极管和电解电容极性有无错误。查线时最好用数字万用表的蜂鸣器挡来测量。好用数字万用表的蜂鸣器挡来测量。（3）调试步骤）调试步骤。对于电子系统的调试一般采用化整为零，分块调试：对于电子系统的调试一般采用化整为零，分块调试：通通电电观观察察。在在确确认认电电路路连连接接没没有有错错误误的的情情
40、况况下下，接接通通电电源源。电电源源接接通通后后不不要要先先急急于于测测量量数数据据，而而应应首首先先观观察察有有无无异异常常现现象象，如如有有无无冒冒烟烟，是是否否闻闻到到异异常常气气味味，手手摸摸元元器器件件是是否否发发烫烫，电电源源是是否否有有短短路路现现象象等等。如如有有异异常常，应应立立即即关关断断电电源源 ，待待故故障障排排除除后方可重新通电。后方可重新通电。5/20/2023 分分块块调调试试。把把电电路路按按功功能能分分成成不不同同的的模模块块，分分别别对对各各模模块块进进行行调调试试。通通常常调调试试顺顺序序是是按按照照信信号号的的流流向向进进行行，这这样样可可把把前前级级测
41、测试试过过的的输输出出作作为为后后一一级级的的输输入入信信号号，为为最最后后联联调调创创造造条条件件。分分块块调调试试包包括括静静态态和和动动态态调调试试。静静态态测测试试是是在在没没有有外外加加信信号号的的条条件件下下测测量量电电路路各各点点电电位位，通通过过静静态态测测试试可可以以及及时时发发现现已已经经损损坏坏的的元元器器件件或或其其他他故故障障。动动态态测测试试是是在在信信号号源源的的作作用用下下，借借助助示示波波器器观观察察各各点点波波形形，进进行行波波形形分分析析，测测量量动动态态指指标标。把把静静态态和和动动态态测测试试的的结结果果与与设设计计的的指指标标加加以以比比较较，经经深
42、深入入分分析析后后对对电电路路与与参参数数提提出出合合理理的的修修整整。调调试试电电路路过过程程应应对对测测试试结结果果作作详尽记录。详尽记录。整整机机联联调调。各各单单元元电电路路调调试试好好以以后后，还还要要将将它它们们连连接接成成整整机机进进行行统统调调。整整机机统统调调主主要要观观察察和和测测量量动动态态特特性性，把把测测量量的的结结果果与与设设计计指指标标逐逐一一对对比比，找找出出问问题题及及解解决决办办法法，然然后后对对电电路路及及参参数数进进行行修修正正，直直到到整整机机的的性性能能完完全全符符合合设设计计要要求求为止。为止。5/20/2023信号寻迹法：逐级检查信号寻迹法：逐级
43、检查对分法：缩小故障范围对分法：缩小故障范围分割测试法：切断电路间的相互联系，查找原因分割测试法：切断电路间的相互联系，查找原因电容器旁路法：用于自激或排查干扰的时候电容器旁路法：用于自激或排查干扰的时候对比法：相同电路对比对比法：相同电路对比替代法：用已知正常的电路、器件代替怀疑的电路替代法：用已知正常的电路、器件代替怀疑的电路静态测试法：确定单一故障元件静态测试法：确定单一故障元件动态测试法：观察动态工作状况动态测试法：观察动态工作状况C、故障诊断与排除方法、故障诊断与排除方法5/20/2023 撰写总结报告是对学生写科学论文和科研撰写总结报告是对学生写科学论文和科研总结报告的能力训练，通
44、过编写设总结报告的能力训练，通过编写设 计报告，计报告，不仅把设计、组装、调试的内容进行全面总结，不仅把设计、组装、调试的内容进行全面总结，以提高学生的文字组织表达能力，以提高学生的文字组织表达能力，而且也把而且也把实践内容上升到理论高度。实践内容上升到理论高度。从设计报告中可以从设计报告中可以反映出设计人员的知识水平和层次。反映出设计人员的知识水平和层次。9、电子产品设计文件书电子产品设计文件书 5/20/2023 课程结束后要在规定的时间内交一份设计总结报告。课程结束后要在规定的时间内交一份设计总结报告。总结报告的首页包括课题名称、课程设计时间、使总结报告的首页包括课题名称、课程设计时间、
45、使用仪器及编号、学生姓名、班级和指导教师等。用仪器及编号、学生姓名、班级和指导教师等。设计总结报告内容包括：设计总结报告内容包括：(1)(1)课题名称；课题名称；(2)(2)内容摘要；内容摘要；(3)(3)设计指标设计指标(要求要求)；(4)(4)系统框图；系统框图；(5)(5)各单元电路设计、参数计算和元器件选择；各单元电路设计、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；5/20/2023(7)(7)组装调试；包括使用的主要仪器、仪表，调试电组装调试；包括使用的主要仪器、仪表，调试电 路的方法和技巧、测试的数路的方法和技
46、巧、测试的数 据和波形并与计算结果据和波形并与计算结果比较分析，调试中出现的故障、原因及排除方法；比较分析，调试中出现的故障、原因及排除方法；(8)(8)实际实际PCBPCB图或布线图；图或布线图；(9)(9)电路的特点和方案的优缺点，提出改进意见和展望；电路的特点和方案的优缺点，提出改进意见和展望；(10)(10)设计结果与数据处理；设计结果与数据处理；(11)(11)列出参考文献；列出参考文献；(12)(12)设计报告的设计观点、理论分析、方案结论、计设计报告的设计观点、理论分析、方案结论、计算等必须正确，尽量做到纲目分明、逻辑清楚、内容算等必须正确，尽量做到纲目分明、逻辑清楚、内容充实、
47、轻重得当、文字通顺、图样清晰规范。充实、轻重得当、文字通顺、图样清晰规范。5/20/2023五 课程选择题目题目1热释红外照明灯控制器设计题目2锂离子电池充电器设计题目3射频感应电子门锁题目4太阳能自动跟踪控制器设计题目5热释电红外孩童监护器设计题目6超声波电子驱蚊器设计题目7简易计数式频率计设计题目8电子变压器设计题目9防盗电子狗设计题目10声光电子“骰子”设计5/20/2023题目11触摸式声光提示器设计题目12光控式电子发光追逐器设计题目13电子讲解员电路设计题目14红外和光照双控路障提示器设计题目15三色光交替流水闪光音乐树电路设计题目16 低成本4位数字式工频表题目17热释电红外门迎
48、电路设计题目18触摸式声光提示游戏电路题目19房间取电、用电控制器设计题目20红外反射式音乐喷泉定时控制器5/20/2023题目21 演讲定时声光告诫器设计题目22电器定时断电控制电路题目23红外光控自动冲水器题目24高精度定时器题目25农用土壤湿度控制电路题目26可靠的可燃性气体报警器题目27光控触摸式多用电源开关题目28家用数字式能耗检测器题目29车辆倒车防撞告警器题目30超声波多普勒效应防盗报警器5/20/2023题目31剩余时间定时器题目32数字式波形信号发生器题目33单次触发的固体定时继电器题目34烟雾报警器设计题目35珍贵物品防接近声光报警器题目36优先电子呼叫器题目37数控直流稳
49、压电源题目38电子驱鸟器题目39农作物自动防霜控制器题目40电子驱鼠器5/20/2023题目41沼气泄露报警器题目42温湿度超限报警器题目43电缆防盗割报警器题目44声、光、触摸三控时延照明灯题目45微波传感自动灯题目46视力保健灯题目47电子密码锁题目48超声波测距仪设计题目49直流电机调速控制器题目50汽车用DC/AC逆变器 5/20/2023题目51航标灯控制器题目52声控防盗报警器题目53无线数显温度监控器题目54磁场强度测量仪题目55超短波物品遗留提醒器题目56无线多路遥控灯开关题目57连续可调稳压电源题目58红外线多路编码遥控灯开关题目59:袖珍型情绪放松器/静思器设计 题目60:
50、盲人用电子指南音响器设计 5/20/2023题目61:地下金属探测雷达题目62:LED数字显示“L、C”表的设计制作 题目63:激光通信演示装置的设计制作 题目64:盲人用电子温度计的设计制作 题目65:电热装置过零调功器的设计制作题目66:防晕车仪的设计制作 题目67:省电的LED调光台灯的设计题目68:磁场剌激式生物反馈心态调节器的设计制作 5/20/2023六六 经典电路模块分析经典电路模块分析a、低电平驱动发光二极管、低电平驱动发光二极管（1）开关量驱动输出接口电路（轻负载）开关量驱动输出接口电路（轻负载）b、高电平驱动电路？、高电平驱动电路？6.1 驱动负载驱动负载5/20/2023