模拟电子技术与实训 教学课件 作者 罗厚军第7章　现代电子设计方法修改2版.ppt

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1、第7章　现代电子设计方法简介7.1　电子系统概述7.2　模拟电子电路的设计方法7.3　模拟电路仿真分析7.4　设计应用举例7.1　电子系统概述图7-1　电子系统组成框图第7章　现代电子设计方法简介电子系统分为模拟型、数字型或模数混合型电子系统，无论哪一种形式的电子系统，都是指能够完成某种任务的电子设备。一般把功能较为单一、规模较小的称为单元电路；而功能复杂，由若干个单元电路组成的规模较大的电路称为电子系统。通常电子系统由输入、输出以及信息处理等三大部分组成，用来实现对某些信息的处理、控制或驱动相关负载。7.2　模拟电子电路的设计方法7.2.1　模拟电子系统设计

2、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。1.满足系统功能要求和性能要求2.电路简单3.电磁兼容性好4.可靠性高5.系统集成度高6.调试简单方便7.生产工艺简单8.操作简单方便9.性能价格比高7.2　模拟电子电路的设计方法7.2.2　模拟电子系统的设计流程由于实际应用电子系统种类繁多，千差万别，故设计电子系统的方法和步骤也不尽相同。1.总体方案确定在全面分析电子系统任务书所下达的功能诉求、技术指标后，根据已掌握的知识和资料，将总体系统功能合理的分解成若干个子系统（电路单元），并画出由各个电路单元框图相互连接而形成的系统原理框图。2.单元电路

3、设计在进行单元电路设计时，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。7.2　模拟电子电路的设计方法3.参数计算1)各元器件的工作电流、电压和功耗等应符合要求，并留有适当的余量。2)对元器件的极限参数必须留有足够的余量，一般应大于额定值的1.5倍。3)对于环境温度、交流电网电压等工作条件应按最不利的情况考虑。4)电阻、电容的参数应选计算值附近的标称值。5)在保证电路达到功能指标要求的前提下，应尽量减少元器件的品种、价格、体积等。7.2　模拟电子电路的设计方法4.元器件选择1

4、)一般优先选择集成电路。2)电阻和电容是两种最常用的元件，它们的种类很多，性能相差也比较大，应用的场合也不同。3)分立半导体器件的选择。5.计算机模拟仿真随着计算机技术的飞速发展，电子系统的设计方法发生了很大变化。目前，EDA（电子设计自动化）技术已成为现代电子系统设计的必要手段。在计算机工作平台上，利用EDA软件，可对各种电子电路进行调试、测量、修改，大大提高了电子设计的效率和精确度，同时节约了设计费用。目前常用的电子电路辅助分析、设计的常用软件有EWB，Protel，ORCAD，PSPIC，Proteus等。7.2　模拟电子电路的设计方法6.绘制总体电路图

5、1)总体电路图尽可能画在同一张图样上；同时注意信号的流向，一般从输入端画起，由左至右或由上至下按信号的流向依次画出各单元电路；对于电路图比较复杂的，应将主电路图画在一张图样上，而将其余的单元电路画在一张或数张图样上，并在每图所有端口上标注上标号，依次说明各图样之间的连线关系。2)注意总体电路图的紧凑和协调，要求布局合理，排列均匀。3)连线一般画成水平线和垂直线，并尽可能减少交叉和拐弯。7.PCB设计根据结构确定PCB尺寸，导入网络表，按规则放置元件和布线。7.2　模拟电子电路的设计方法8.调试1)通电观察。在确认电路连接没有错误的情况下，接通电源。电源接通后不

6、要先急于测量数据，而应首先观察有无异常现象，如有无冒烟，是否问到异常气味，手摸元器件是否发烫，电源是否有短路现象等。如有异常，应立即关断电源，待故障排除后方可重新通电。2)分块调试。把电路按功能分成不同的模块，分别对各模块进行调试。通常调试顺序是按照信号的流向进行，这样可把前面测试过的输出作为后一级的输入信号，为最后联调创造条件。7.2　模拟电子电路的设计方法分块调试包括静态和动态调试，静态调试是在没有外加信号的条件下测量电路各点电位，通过静态测试可以及时发现已经损坏的元器件或其他故障；动态调试是在信号源的作用下，借助示波器观察各点波形，进行波形分析后对电路以

7、及相关参数做出合理的修正。3)整机联调。各单元电路调试好后，还要将它们连接成整机进行统调。整机统调主要观察和测量动态特性，把测量的结果与设计指标逐一比对，找出问题及解决办法，然后对电路及相关参数进行修正，直到整机的性能完全符合设计要求为止。9.撰写设计文件样机完成后，应整理出如下的设计文件：完整的电路原理图、PCB图、结构图、元器件清单、功能与性能测试结果、使用说明书等。7.3　模拟电路仿真分析7.3.1　单管放大电路的设计与仿真1)启动Multisim9，绘制如图7-2所示的单管放大电路图。2)万用表的测量。图7-2　单管放大电路7.3　模拟电路仿真分析3)

8、静态数据仿真，即直流工作点分析。图7-