电子系统设计方法和原则

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1、电子系统设计方法和原则电子系统设计是系统工程设计，一般是比较复杂的，必须采取有效的方法去管理才能使设计工程顺利并取得成功。电子系统设计从功能与结构层次上考虑，设计可分为三种方法：1.自顶向下(ToptoDown)自顶向下的设计方法，首先从系统设计开始，根据系统所描述的该系统应具备的各项功能，将系统划分为单一功能的子系统，再根据子系统任务划分各部件，完成部件设计后，才是元器件级设计。优点：避开具体细节，有利于抓住主要矛盾，适用于大型、复杂的系统设计。2.自底向上根据要实现系统各个功能的要求，从现有的元器件或模块中选出合适的元件，设计各部件，一级一级向上设计，最后完成整个系统。优点：可以继承经过

2、验证、成熟的部件和子系统，实现设计重用，提高设计效率，多用于小系统或系统的组合、测试。3.组合法组合法综合了以上两种方法的优点。自顶向下的设计方法是目前较为流行的设计方法，下面将详细介绍目前最流行的自顶向下的系统设计方法。一．总体方案的设计与选择总体方案的设计是系统开发的第二个阶段，第一阶段是系统需求分析，选择总体方案是在系统需求分析的基础上，根据设计任务、指标要求，分析系统应完成的功能，并将系统按功能分解成若干子系统，硬件设备的配置、分清主次和相互关系，形成实现规划的总体方案。系统设计一般需要多个方案进行比较，每个方案用方框图的形式表示出来(关键的功能模块的作用一定要表达清楚，还要表示出它

3、们各自的作用和相互之间的关系，注明信息走向等)，然后通过实际的调查研究，查阅有关的资料和集体讨论等方式，着重从方案能否满足设计指标要求，结构是否简单，实现是否经济可行等方面，对几个方案进行以上方面的比较和论证，择优选取。ò对不同的方案应深入分析比较。对关键部分还要提出各种具体电路，根据设计要求进行分析比较，从而找出最优方案。ò还需考虑方案的可行性、性能、可靠性、成本功耗等实际问题。二．单元电路的设计与选择在确定了总体方案后，给出子系统中各部件的详细功能框图，便可以进行单元电路设计，任何复杂的电路都是有若干具有简单功能的单元电路组成的，这些单元电路的性能指标往往比较单一。在明确每个单元电路的性

4、能技术指标后，要分析清楚单元电路的工作原理，设计出各单元的电路结构形式。尽量采用学过的或熟悉的单元电路，也要善于通过查阅资料，分析研究一些新型电路，开发利用新型器件。根据设计要求和已选定的总体方案的原理框图，确定对各单元电路的设计要求，必要时应详细拟定主要单元电路的性能指标。注意各单元电路之间的相互配合，但要尽量少用或不用电平转化之类的接口电路，以简化电路结构，降低成本。各单元电路之间要注意外在条件、元器件使用、连接关系等方面的配合，尽可能减少元器件的数量、类型、电平转化和接口电路，以保证电路最简单，工作最可靠，且经济实用。各单元电路拟定后，应全面地检查一次，看每个单元各自的功能是否能实现，

5、信息是否畅通，总体功能是否满足要求，如果存在问题，必须及时做出局部调整。三．元器件的选择对元器件的选择优先选用集成电路，减少电子设备的成本和体积，提高可靠性，使安装调试和维修变得比较简单、并可简化设计。1)集成电路的选择选用方法是“现粗后细”，先根据主体方案应选用什么功能的集成电路，再进一步考虑其具体性能，然后在根据价格等因素选用型号。选择的集成电路不仅要在功能和性能上实现设计方案，而且要满足功耗、电压、温度、价格等多方面的要求。2)阻容元件的选择对不同电路，阻容性能要求不同，根据电路的要求选择参数合适的阻容元件，要注意功耗、容量、频率、耐压范围等方面的要求。3)分立元器件的选择分立元器件包

6、括二极管、三极管、场效应管、晶闸管四．元器件的参数计算单元电路的结构、形式确定以后，需要对影响技术指标和参数的元器件进行计算。这种计算有的要根据电路理论公式进行，有的按照工程估算方法进行，有的可用典型电路参数或经验数据。选用的元器件参数最终都必须采用标称值。参数计算应注意如下问题：①各元器件的工作电流、工作电压、频率和功率应用在允许范围内，并留有适当的余量，以保证电路在规定的条件下正常工作，达到所要求的性能指标。②对于环境温度，其它干扰等工作条件，计算参数时应按最坏的情况考虑。③保证电路性能的前提下，尽可能设计降低成本，减少元器件的品种、功耗和体积，并为安装调试创造有利条件。电子应用系统综合

7、设计的一般原则任何一项系统的设计，都要遵循一定的原则或标准、规范。各种应用系统的标准不同，但都要遵循一定的原则：(1)兼顾技术的先进性和成熟性电子技术发展日新月异，系统设计应适应技术发展的潮流，使系统保持长时间的先进性和适用性。同时也要兼顾技术上的成熟性，以缩短开发时间和上市时间。(2)安全性、可靠性和容错性安全在任何产品中都是第一位的，在电子系统综合设计中也是必须首先考虑的，采用成熟技术，元器件和部件，可以