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電子電路設(shè)計(jì)與分析范文第1篇

利用硬件描述語言VHDL，數(shù)字電路系統(tǒng)可從系統(tǒng)行為級、寄存器傳輸級和門級三個(gè)不同層次進(jìn)行設(shè)計(jì)，即上層到下層（從抽象到具體）逐層描述自己的設(shè)計(jì)思想，用一系列分層次的模塊來表示極其復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)。然后，利用EDA工具，逐層進(jìn)行仿真驗(yàn)證，再把其中需要變?yōu)閷?shí)際電路的模塊組合，經(jīng)過自動綜合工具轉(zhuǎn)換到門級電路網(wǎng)表。接著，再用專用集成電路（ASIC）或現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）自動布局布線工具，把網(wǎng)表轉(zhuǎn)換為要實(shí)現(xiàn)的具體電路布線結(jié)構(gòu)。目前，這種高層次設(shè)計(jì)的方法已被廣泛采用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前在美國硅谷約有90%以上的ASIC和FPGA采用硬件描述語言進(jìn)行設(shè)計(jì)。VHDL的應(yīng)用已成為當(dāng)今以及未來EDA解決方案的核心，而且是復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心。

一、VHDL的特點(diǎn)

VHDL是一種全方位的硬件描述語言，具有極強(qiáng)的描述能力，能支持系統(tǒng)行為級、寄存器傳輸級和邏輯門級三個(gè)不同層次的設(shè)計(jì)，支持結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、行為三種描述形式的混合描述，覆蓋面廣，抽象能力強(qiáng)，因此在實(shí)際應(yīng)用中越來越廣泛。VHDL的主要特點(diǎn)有：

1.功能強(qiáng)大。與其他的硬件描述語言相比，VHDL具有更強(qiáng)的描述能力和語言結(jié)構(gòu)，可以用簡潔的源代碼描述復(fù)雜的邏輯控制。它具有多層次的設(shè)計(jì)描述功能，層層細(xì)化，最后直接生成電路級描述。

2.系統(tǒng)硬件描述能力強(qiáng)。VHDL具有豐富的數(shù)據(jù)類型，豐富的仿真語句和庫函數(shù)，在任何大系統(tǒng)的設(shè)計(jì)早期就能查驗(yàn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能的可行性，隨時(shí)可對設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真模擬。

3.設(shè)計(jì)與工藝無關(guān)。用VHDL進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì)時(shí)，并不需要首先考慮選擇完成設(shè)計(jì)的器件。VHDL的硬件描述與具體的工藝和硬件結(jié)構(gòu)無關(guān)，因此VHDL設(shè)計(jì)程序的硬件實(shí)現(xiàn)目標(biāo)器件有廣闊的選擇范圍。

4.設(shè)計(jì)方法靈活，易于修改。VHDL語言標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，大多數(shù)EDA工具都支持VHDL。在硬件設(shè)計(jì)過程中，用VHDL語言編寫的源程序便于管理，VHDL易讀、結(jié)構(gòu)模塊化，方便修改、交流和保存。

5.支持廣泛，移植能力強(qiáng)。VHDL是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)語言，在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，為眾多的EDA工具支持，因此移植能力好。

二、VHDL的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法

1.VHDL的基本結(jié)構(gòu)

VHDL的結(jié)構(gòu)模型包括五個(gè)部分：實(shí)體、結(jié)構(gòu)體、配置、程序包、庫。前四種可分別編譯，編譯后放入庫中，以備上層模塊調(diào)用。

（1）實(shí)體定義了器件的輸入輸出端口，設(shè)計(jì)實(shí)體是VHDL的基本單元，可以表示整個(gè)系統(tǒng)、一塊電路板、一個(gè)芯片或一個(gè)門電路。

（2）結(jié)構(gòu)體定義實(shí)體的實(shí)現(xiàn)，即描述系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和行為。

（3）配置用于從庫中選取所需單元來組成系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不同版本，為實(shí)體選定某個(gè)特定的結(jié)構(gòu)體。

（4）程序包存放各設(shè)計(jì)模塊都能共享的數(shù)據(jù)類型、常數(shù)和子程序等。

（5）庫用來存放編譯結(jié)果，包括實(shí)體、結(jié)構(gòu)體、配置、程序包。

2.VHDL的設(shè)計(jì)方法

VHDL將層次化的設(shè)計(jì)方法引入到硬件描述中，自上向下的設(shè)計(jì)是從系統(tǒng)級開始，將整個(gè)系統(tǒng)劃分為子模塊，然后對這些子模塊再進(jìn)行進(jìn)一步的劃分，直到可以直接用庫中的元件來實(shí)現(xiàn)為止。在設(shè)計(jì)方法上，將傳統(tǒng)的“電路設(shè)計(jì)硬件搭試調(diào)試焊接”模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤肮δ茉O(shè)計(jì)軟件模擬仿真下載”方式。數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用自頂向下的方法，最頂層電路設(shè)計(jì)是指系統(tǒng)的整體要求，最下層是指具體邏輯電路的實(shí)現(xiàn)。一般的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)可分為兩個(gè)階段，第一階段是系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)和仿真，得出的是門級電路的原理圖或網(wǎng)表；第二階段設(shè)計(jì)如印刷電路板的布局布線，集成電路的版圖設(shè)計(jì)等，得出的是最終的物理設(shè)計(jì)。

三、VHDL的應(yīng)用實(shí)例

筆者以Max＋plusⅡ軟件作為平臺的一個(gè)空調(diào)機(jī)控制器的設(shè)計(jì)為例，談?wù)刅HDL在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用。

實(shí)現(xiàn)一個(gè)控制器，常用有限狀態(tài)機(jī)方法實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法主要包括5個(gè)過程：確定原始狀態(tài)圖，狀態(tài)簡化，狀態(tài)編碼，觸發(fā)器類型的選擇及控制邏輯方程和輸出方程的確定，畫出電路原理圖。采用這種方法設(shè)計(jì)復(fù)雜狀態(tài)機(jī)將會十分繁雜。

利用VHDL來設(shè)計(jì)有限狀態(tài)機(jī)，可以充分發(fā)揮硬件描述語言的抽象能力，進(jìn)行功能描述，而具體的邏輯化簡和電路設(shè)計(jì)可由計(jì)算機(jī)自動完成，從而提高了設(shè)計(jì)的工作效率，并且條理清晰，修改起來也更方便，所以很適合復(fù)雜時(shí)序電路的設(shè)計(jì)。應(yīng)用VHDL設(shè)計(jì)狀態(tài)機(jī)的步驟如下：第一，根據(jù)系統(tǒng)要求確定狀態(tài)數(shù)量、狀態(tài)轉(zhuǎn)移的條件和各狀態(tài)輸出信號的賦值，并畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖；第二，按照狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編寫有限狀態(tài)機(jī)的VHDL程序；第三，利用EDA工具進(jìn)行功能仿真驗(yàn)證；第四，編程下載。

空調(diào)機(jī)控制器的設(shè)計(jì)。它的兩個(gè)輸入來自溫度傳感器，用于監(jiān)測室內(nèi)溫度。如果室內(nèi)溫度正常，則temp-high和temp-low均為‘0’；如果室內(nèi)溫度過高，則temp-high為‘1’，temp-low為‘0’；如果室內(nèi)溫度過低，則temp-high為‘0’，temp-low為‘1’。根據(jù)temp-high和temp-low的值來決定當(dāng)前的工作狀態(tài)，并給出相應(yīng)的制冷和制熱輸出信號。

按照繪制好的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編寫VHDL程序，編程中采用case語句來描述狀態(tài)的改變，它具有直觀、條理清晰及易于修改等特點(diǎn)。也可以采用不同進(jìn)程來實(shí)現(xiàn)狀態(tài)的改變，所以編程方法多種。

功能仿真。利用Max＋plusⅡ軟件工具對所編程序進(jìn)行編譯、仿真。當(dāng)temp-low為“1”，即溫度過低，則heat為“1”（制熱）；當(dāng)temp-high為“1”，即溫度過高，則cool為“1”（制冷）。經(jīng)綜合后的仿真分析表明，該方案是合理可行的。通過仿真后，即可編程下載。

四、使用VHDL應(yīng)注意的一些問題

由于VHDL語言是描述硬件行為的，相對其它開發(fā)軟件的高級語言而言，在編程過程中有一些特殊性，所以經(jīng)常會出現(xiàn)語法正確但無法綜合的問題。其原因多半因?yàn)榫幊陶邔τ布?nèi)部的工作原理了解不夠，寫出的代碼硬件無法實(shí)現(xiàn)。在此總結(jié)出一些應(yīng)注意的問題：

電子電路設(shè)計(jì)與分析范文第2篇

【關(guān)鍵詞】Pspice 模擬電子電路 電子電路設(shè)計(jì)

在電氣、電子、自動化、計(jì)算機(jī)等類型的專業(yè)中，模擬電子電路設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)的技術(shù)課程，其理論知識較為抽象且電路的原理較為復(fù)雜，對于學(xué)生來說比較困難，教師也難以教好。本文提出將Pspice應(yīng)用在模擬電子電路設(shè)計(jì)中，有了該軟件，就等于有了電路以及實(shí)驗(yàn)室，完美地將理論與實(shí)踐結(jié)合，為教師和學(xué)生提供便利。

1 Pspice軟件概述

Pspice軟件由Schematics（電路模擬器）、Pspice（仿真軟件的數(shù)據(jù)處理器）、Probe（軟件的圖形后期處理器）、Stmed（產(chǎn)生信號的工具）、Parts（為器件建立模型的工具）和Pspice Optimizer（軟件的優(yōu)化設(shè)置工具）等組成，能夠提供強(qiáng)大的電路圖繪制、電路模擬仿真、圖形后期處理等功能。

Pspice包括以下主要功能：直流特性分析，其中包囊直流靜態(tài)工作點(diǎn)分析、直流靈敏度分析、直流掃描分析以及直流小信號傳遞函數(shù)值分析；交流掃描分析，包括頻率特性分析和噪聲分析；瞬態(tài)特性分析；蒙特卡羅分析；溫度特性和參數(shù)掃描分析；最壞情況分析等。

在設(shè)計(jì)電子電路期間，以既定的功能及技術(shù)參數(shù)來制定設(shè)計(jì)方案，可以應(yīng)用Pspice模擬和連接電路并檢測電路設(shè)計(jì)有無達(dá)到預(yù)期效果，也可以在計(jì)算機(jī)上對電路的結(jié)構(gòu)和相關(guān)參數(shù)進(jìn)行修改，不斷測試、觀察輸出的波形，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求，以便取得電路的最優(yōu)技術(shù)指標(biāo)，為電路設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)性評價(jià)提供便利。此外，還能夠分析容差、敏捷性、最壞狀況、溫度特性等，這些都是傳統(tǒng)的方法難以完成的，還能夠比較各種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣，方便選擇最優(yōu)的方案，使電路設(shè)計(jì)最優(yōu)化。

2 Pspice軟件的仿真實(shí)例

Pspice軟件在電子電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用可以提高教學(xué)效率，仿真電路的步驟大致分為五步：第一，繪制電路圖；第二，分析電路的特性和仿真參數(shù)；第三，仿真測驗(yàn)；第四，顯示仿真的結(jié)果；第五，分析并輸出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。下面對Pspice軟件的仿真實(shí)例進(jìn)行分析。

2.1 限幅電路的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

限幅電路的示意圖如圖1所示，二極管的型號為DIN4148，電阻為1kΩ，電源電壓為3伏特，當(dāng)輸入電壓達(dá)到6sin wt的時(shí)候，電路要達(dá)到限制輸入電壓幅值的目的。

設(shè)置直流掃描分析以及瞬態(tài)分析，得出輸入電壓Ui以及輸出電壓U0的波形，如圖2所示，可見電路對輸入電壓幅值的限制效果。

在限幅電路的瞬態(tài)分析結(jié)果示意圖中可見（圖3），當(dāng)輸入的電壓超出固定范圍時(shí)，超出的部分就會被截止，這樣就能使信號的電壓在一定的幅值內(nèi)，防止電路受信號電壓的影響出現(xiàn)故障。

2.2 RC正弦振蕩電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

RC振蕩電路在電子技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用，振蕩電路在自動進(jìn)行振蕩的過程中，其達(dá)到平衡的條件所花費(fèi)的時(shí)長極短，在課堂上，教師直接講授相關(guān)的理論會令學(xué)生難以在有限的課堂時(shí)間內(nèi)理解并掌握，因?yàn)閷W(xué)生難以根據(jù)抽象的理論想象出波形。就此，將Pspice運(yùn)用到其中，可以觀察出振蕩電路建立振蕩的過程以及振蕩器在穩(wěn)定之后的波形，同時(shí)，可以改變電阻或電容，觀察其對振蕩電路會產(chǎn)生怎樣的影響，更加便捷、直觀地掌握振蕩電路的設(shè)計(jì)原理及運(yùn)行原理。

3 總結(jié)

從上述的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中可知，在模擬電子電路設(shè)計(jì)中應(yīng)用Pspice能夠使設(shè)計(jì)仿真的效果精準(zhǔn)且直觀形象，為電子電路的設(shè)計(jì)提供極大便捷。Pspice是應(yīng)用極廣的電路設(shè)計(jì)及分析軟件，具有繪制電路圖、模擬仿真電路、圖形后期處理等強(qiáng)大功能，在建立真實(shí)的電路之前，在該軟件上設(shè)計(jì)、繪制仿真電路，依據(jù)具體的需求來設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，斷定電路設(shè)計(jì)是否科學(xué)、性能是否可靠、能否達(dá)到設(shè)計(jì)的要求、有無必要修改電路等，還可以對元件的變化會對電路造成怎樣的影響進(jìn)行綜合評估，同時(shí)也能對一些電路的特性進(jìn)行測量分析?？傊?，Pspice的應(yīng)用能夠?yàn)殡娮与娐返哪M仿真設(shè)計(jì)帶來很好的內(nèi)外部條件，幫助設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)出最優(yōu)電路，提高教師的教學(xué)效率和學(xué)生的掌握速率，從根本上減少成本支出，使電路設(shè)計(jì)最優(yōu)化，提高電路性能的可靠性，是模擬電子電路設(shè)計(jì)中必不可少的仿真設(shè)計(jì)軟件。

參考文獻(xiàn)

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電子電路設(shè)計(jì)與分析范文第3篇

【關(guān)鍵詞】電子電路設(shè)計(jì)；調(diào)試方法；步驟

當(dāng)前，隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國的電子行業(yè)已在市場經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中得到了大規(guī)模的發(fā)展，同時(shí)也得到了廣泛的應(yīng)用。其中，對于電子設(shè)備來說，電子電路的設(shè)計(jì)是其中的一個(gè)關(guān)鍵性內(nèi)容，為了有效地滿足社會對電子行業(yè)的需求，人們對電子電路的設(shè)計(jì)質(zhì)量也提出了更高的要求，而電力的調(diào)試工作作為電子電路設(shè)計(jì)中的一個(gè)核心內(nèi)容，重視和完善電路的調(diào)試工作便顯得尤為重要，其對優(yōu)化電子電路的設(shè)計(jì)質(zhì)量具有非常重要的影響。

1電子電路設(shè)計(jì)常用的調(diào)試方法

電子電路設(shè)計(jì)常用的調(diào)試方法主要有兩種，即分別為分塊調(diào)試法和整體調(diào)試法。下面主要對此兩種方法進(jìn)行了一定的分析。

1.1分塊調(diào)試法

在進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)時(shí)，分塊調(diào)試法的應(yīng)用主要是將整個(gè)電子電路按照一定的規(guī)律分成不同類型的模塊，然后再對每個(gè)模塊進(jìn)行調(diào)試。通常情況下，其主要是按照電路的不同功能進(jìn)行劃分的，由此則可以對不同電路部分的性能進(jìn)行單獨(dú)地調(diào)試。其中，在實(shí)際調(diào)試作業(yè)過程中，為了保障電子電路分塊的科學(xué)合理性以及調(diào)試工作的正常開展，相關(guān)工作人員應(yīng)首先對電子電路的工作方式、工作原理進(jìn)行具體地掌握，然后在實(shí)際的調(diào)試過程中應(yīng)嚴(yán)格按照電路的信號流通線路進(jìn)行具體地劃分，從而便可以將電子電路劃分成多個(gè)級別。在此前提下，工作人員則可以對電子電路進(jìn)行一級一級地作業(yè)，以更加有效地完成對電子電路的調(diào)試。此外，分塊調(diào)試法還適用于邊安裝邊調(diào)試的情況下，即在整個(gè)電子電路中每安裝完一個(gè)模塊就可以對其進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)試工作。與在電子電路安裝完畢之后再進(jìn)行分塊調(diào)試的模式相比較的話，雖然該調(diào)試方式會在一定程度上增加調(diào)試工作的難度，但是該工作的效果卻是比較理想的，其不僅可以在電力電路安裝的過程中立即發(fā)現(xiàn)其間可能存在的故障模塊，且當(dāng)電子電路安裝完畢之后，與之相對應(yīng)的調(diào)試作業(yè)也便同時(shí)完成了。在實(shí)際作業(yè)過程中，分塊調(diào)試法常被普遍應(yīng)用于較小的電路中。

1.2整體調(diào)試法

與分塊調(diào)試法不同，整體調(diào)試法主要是在整個(gè)電子電路都安裝完畢之后再對其進(jìn)行一次性地總調(diào)試，而并不對每一模塊進(jìn)行單獨(dú)地調(diào)試。一般情況下，整體調(diào)試法常被應(yīng)用于結(jié)構(gòu)簡單的電子電路中，但其也可以取得良好的調(diào)試效果，尤其是對于一些無法分塊調(diào)試的產(chǎn)品來說，整體調(diào)試法的應(yīng)用在其中具有著極其重要的意義。

2電子電路設(shè)計(jì)常用的調(diào)試步驟

在對整個(gè)電子電路進(jìn)行調(diào)試的作業(yè)時(shí)，相關(guān)工作人員需掌握具體的調(diào)試方法和調(diào)試步驟，以保證調(diào)試工作的正常開展。其中，在進(jìn)行電子電路調(diào)試工作之前，其需做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作。①工作人員需準(zhǔn)備好相關(guān)性的技術(shù)文件，這是保證調(diào)試工作正常運(yùn)行的首要內(nèi)容，如準(zhǔn)備好電子電路的線路圖、電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)說明書等文件，這些重要的文件都可以為調(diào)試工作提供良好的理論依據(jù)。②在進(jìn)行調(diào)試工作時(shí)，其也需要借助相應(yīng)的儀器設(shè)備，因此工作人員需準(zhǔn)備好相應(yīng)的使用儀器。一般情況下，調(diào)試工作的開展需要的儀器工具主要有萬用表、示波器、信號發(fā)生器等，因此在進(jìn)行電路調(diào)試的時(shí)候，工作人員還需掌握儀器的性能和使用，以更加有效地完成調(diào)試工作。除此之外，在準(zhǔn)備好相應(yīng)的儀器設(shè)備后，工作人員還需檢查儀器是否完好。③調(diào)試場地的準(zhǔn)備也是調(diào)試工作中的一個(gè)重要內(nèi)容，工作人員需做好調(diào)試場地的準(zhǔn)備工作，如保證場地的清潔、無漏電風(fēng)險(xiǎn)等。在做好相應(yīng)的電子電路調(diào)試前的準(zhǔn)備工作之后，則需開始進(jìn)行具體的調(diào)試步驟。一般情況下，電子電路設(shè)計(jì)常用的調(diào)試步驟主要有四步，則分別為線路檢查、通電檢查、功能檢測以及指標(biāo)檢測。下面主要對此步驟進(jìn)行了具體地分析。

2.1線路檢查

在電子電路設(shè)計(jì)調(diào)試作業(yè)中，開展線路檢查的內(nèi)容主要包括兩個(gè)方面。①線路檢查即為直觀性的檢查，在該作業(yè)過程中，其主要是檢查電子電路的線路連接是否正確，看是否存在錯線、少線、多線的情況。此時(shí)，為了保障檢查工作的質(zhì)量，相關(guān)檢查人員可根據(jù)電路的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行一定的對比，并可在檢查的過程中在圖紙進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)記，以此不僅可以保障檢查工作的思路清晰性，且還能全面地提升線路檢查的效果，避免出現(xiàn)漏查的現(xiàn)象。②線路檢查還需對元器件的連接方式進(jìn)行相應(yīng)的檢查，此時(shí)在作業(yè)過程中則需要借助一定的儀表檢查元件的連接是否正確、元件的連接是否到位等。例如，在實(shí)際檢查作業(yè)中，工作人員可以運(yùn)用數(shù)字萬用表進(jìn)行測試，其主要需觀察連線兩端連接的元件引腳位置是否與設(shè)計(jì)圖紙的相對應(yīng)，而通過觀察則可及時(shí)發(fā)現(xiàn)引腳與連線接觸不良的故障等。

2.2通電檢查

通電檢查主要是對接入電源的電子電路進(jìn)行通電性的檢查，以保障整個(gè)電路的安全性能。其中，在實(shí)際檢查作業(yè)中，通電檢查是不接入任何信號源的，其主要是在接入電源之后觀察整個(gè)電子電路是否存在冒煙、冒火、出現(xiàn)異味等一些異常的情況，且只有首先進(jìn)行最初的觀察與判斷才利于后續(xù)的進(jìn)一步檢查。對于正常運(yùn)行的電子電路來說，其在通電之后并不會出現(xiàn)發(fā)熱、發(fā)燙的情況，因此當(dāng)觀察到通電檢查中存在任何的異常情況時(shí)，相關(guān)人員也無需太過緊張，其首先需要做的事便是立即切斷電源，然后根據(jù)實(shí)際發(fā)生故障的位置進(jìn)行相應(yīng)的處理，如可將發(fā)生故障的元器件拔出，待排除其存在的故障之后再對其進(jìn)行電源測試。此時(shí)，在接入元器件時(shí)，其需認(rèn)真檢查元器件的引腳連接是否正確以及檢查電源電壓是否處于正常狀態(tài)下，待確定電子電路所處的狀態(tài)為正常狀態(tài)時(shí)，其可再一次接通電源實(shí)行通電檢查。

2.3功能檢測

通常情況下，功能檢測也是不需要接入信號源的。在電子電路設(shè)計(jì)調(diào)試中，功能檢測的主要內(nèi)容是檢測電路在靜態(tài)工作下的參數(shù)值，即主要是測試電路靜態(tài)的工作狀態(tài)，看其所顯示的相關(guān)數(shù)據(jù)是否合理。例如，在實(shí)際作業(yè)過程中檢測放大功能的元器件的工作狀態(tài)是否處于正常的放大區(qū)域內(nèi)；檢測數(shù)字電子電路中的各個(gè)電路輸入端、輸出端的電瓶電壓值是否合理，以及檢測其內(nèi)部的邏輯關(guān)系是否正常等；對于運(yùn)算放大器來說，工作人員在檢查電路中的正、負(fù)電源之外，還需進(jìn)一步檢查調(diào)零電路是否存在零點(diǎn)漂移的情況，以此保障整個(gè)電子電路的正常運(yùn)行。此外，為了在一定程度上實(shí)現(xiàn)全面化的電子電路功能檢測，在進(jìn)行功能檢測作業(yè)時(shí)還需在電路輸入端接入一定的幅度、頻率的信號源，與此同時(shí)可通過雙蹤示波器的運(yùn)用來進(jìn)一步觀察輸入、輸出信號的波形形狀、信號幅值、相位關(guān)系、頻率等相應(yīng)的參數(shù)值，而檢測人員即可逐級對此進(jìn)行全面地檢測。

2.4指標(biāo)檢測

在經(jīng)過前面幾個(gè)步驟的檢測作業(yè)之后，則可以基本上確定電子電路的正常運(yùn)行狀況。其中，指標(biāo)檢測是整個(gè)調(diào)試作業(yè)中的最后一個(gè)步驟，其主要是在前面三個(gè)步驟的基礎(chǔ)上對電子電路的應(yīng)用效果進(jìn)行一定的檢測。對于整個(gè)電子電路的設(shè)計(jì)來說，其首先便會具備一定的設(shè)計(jì)要求，而指標(biāo)檢測作業(yè)的開展則是根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)際需求對其中的相關(guān)性技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行測試。在實(shí)際作業(yè)過程中，其可以通過準(zhǔn)確地記錄測試數(shù)據(jù)來進(jìn)行全面地分析與研究，以通過確定電子電路中的技術(shù)參數(shù)是否合格來實(shí)現(xiàn)指標(biāo)檢測的目標(biāo)。其中，如若相關(guān)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)存在不合格的現(xiàn)象，則相關(guān)人員需對整個(gè)電子電路設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行再一次地分析與研究，以通過不斷開展調(diào)試作業(yè)來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙的合理性。

3結(jié)束語

綜上所述，在電子電路的設(shè)計(jì)過程中，人們應(yīng)對電路的調(diào)試工作給予高度的重視，并需在實(shí)際作業(yè)過程中加強(qiáng)對電路的調(diào)試管理，以根據(jù)實(shí)際情況采取有效的調(diào)試方法，從而通過對電子電路進(jìn)行有效性的調(diào)試管理來優(yōu)化電子電路的設(shè)計(jì)質(zhì)量，以在一定程度上實(shí)現(xiàn)電子電路的真正實(shí)效性設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

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電子電路設(shè)計(jì)與分析范文第4篇

電子技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，其中電子電路設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，掌握單元電路的設(shè)計(jì)方法是每個(gè)電子工程師必備的能力。具體介紹了單元電子電路設(shè)計(jì)步驟及幾種重要單元電路的設(shè)計(jì)方法。

電子技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，加強(qiáng)技能的訓(xùn)練及培養(yǎng)，是提高工程人員的素質(zhì)和能力的必要手段。在電子信息類教學(xué)中，電子電路設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，著重讓學(xué)員從理論學(xué)習(xí)過渡到實(shí)際的應(yīng)用，為以后從事技術(shù)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

設(shè)計(jì)電子電路系統(tǒng)時(shí)，首先必須明確系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)，根據(jù)任務(wù)進(jìn)行方案選擇，然后對方案中的各個(gè)部分進(jìn)行單元的設(shè)計(jì)，參數(shù)計(jì)算和器件選擇，最后將各個(gè)部分連接在一起，畫出一個(gè)符合設(shè)計(jì)要求的完整的系統(tǒng)電路圖。因此，掌握單元電路的設(shè)計(jì)方法和實(shí)際設(shè)計(jì)電路的能力，是電子工程師必備的能力。

一、電子技術(shù)及單元電路概念

所謂電子技術(shù)是根據(jù)電子學(xué)的原理，運(yùn)用電子器件設(shè)計(jì)和制造某種特定功能的電路以解決實(shí)際問題的一門學(xué)科。包括信息電子技術(shù)和電路電子技術(shù)兩大分支。信息電子技術(shù)包括模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)。電子技術(shù)是對電子信號進(jìn)行處理的技術(shù)，處理的方式有信號的發(fā)生、放大、濾波、轉(zhuǎn)換。

電子電路是由兩部分組成，即電子元件和電子器件。電子原件是指電子設(shè)備中的電阻器、電容器、變壓器和開關(guān)等，而電子器件通常由電子管、離子管、晶體管等構(gòu)成。電子電路按組成方式可分為分立電路和集成電路。單元電路是整個(gè)電子電路系統(tǒng)的一部分，常用的單元電路有放大電路，整流電路，震蕩電路，檢波電路，數(shù)字電路。總體來說是與門，非門，或門及其組合的計(jì)數(shù)電路，觸發(fā)器，加減運(yùn)算器等。單元電路的設(shè)計(jì)訓(xùn)練是為了能提高整體電子電路的設(shè)計(jì)水平。

二、單元電路的設(shè)計(jì)步驟

1.明確任務(wù)

單元電路設(shè)計(jì)前都需明確本單元電路的任務(wù)，詳細(xì)擬定出單元電路的性能指標(biāo)，這是單元電路設(shè)計(jì)最基本的條件。通過計(jì)算電壓放大的倍數(shù)、輸入及輸出電阻的大小，并且根據(jù)電路設(shè)計(jì)的簡單明了、成本低、體積小、可靠性高等特點(diǎn)進(jìn)行單元電路的設(shè)計(jì)。

2.參數(shù)計(jì)算

參數(shù)計(jì)算是為了保證單元電路的功能指標(biāo)達(dá)到所需的要求，參數(shù)計(jì)算需要電子技術(shù)知識，對這方面的理論要求很高。例如，放大器電路中我們通常需要計(jì)算各電阻值以及他們的放大倍數(shù)；振蕩器中我們通常需要計(jì)算電阻電容以及震蕩頻率。進(jìn)行參數(shù)計(jì)算時(shí)，同一個(gè)電路可能得出不止一組數(shù)據(jù)，我們要注意選擇數(shù)據(jù)的方法，選擇的這組數(shù)據(jù)需要完成電路設(shè)計(jì)的要求，并且在實(shí)踐中能真正可行。

3.畫出電路圖

為詳細(xì)表述單元電路與整機(jī)電路的連接關(guān)系，設(shè)計(jì)時(shí)需要繪制完整的電路圖。通過單元電路之間的相互配合和前后之間的關(guān)系使得設(shè)計(jì)者盡量簡化電路結(jié)構(gòu)。例如對于單元電路之間的級聯(lián)設(shè)計(jì)，在各單元電路確定以后，還要認(rèn)真仔細(xì)地考慮它們之間的級聯(lián)問題，從而到達(dá)減少浪費(fèi)，從而降低工作量。注意各部分輸入信號、輸出信號和控制信號的關(guān)系，模擬輸入、輸出，使得輸入、輸出、電源、通道間全隔離，將

轉(zhuǎn)貼于

直流電流、電壓信號分成多路相同或不同的電流、電壓信號，實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備同時(shí)采集控制。

（1）注意電路圖的可讀性

繪圖時(shí)盡量把主電路圖畫在一張紙上，比較獨(dú)立和次要部分畫在令一張紙上，圖的端口和兩端做好標(biāo)記，標(biāo)出各圖紙之間信號的引入及引出。

（2）注意信號的流向及圖形符號

一般從輸入端和信號源畫起，又左至右或者由上至下按信號的流向依次畫出單元電路。圖中應(yīng)加適當(dāng)?shù)臉?biāo)注，并且圖形符號要標(biāo)準(zhǔn)，

（3）注意連接線畫法

各元件之間的連接線應(yīng)為直線，并且盡量減少交叉。通常情況下連接線應(yīng)水平或垂直布置，無特殊情況不畫斜線，互相連接的交叉用原點(diǎn)表示。

三、幾種典型單元電路的設(shè)計(jì)方法

單元電路的設(shè)計(jì)是否合理，能夠關(guān)系到整個(gè)電子電路的設(shè)計(jì)是否能夠正常運(yùn)行。因此，各個(gè)單元設(shè)計(jì)的工程師紛紛致力于單元電路的設(shè)計(jì)。

1.對于線性集成運(yùn)放組成的穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)

穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)的一般思路是讓輸入電壓先通過電壓變壓器，再通過整流網(wǎng)絡(luò)，然后經(jīng)過濾波網(wǎng)絡(luò)最后經(jīng)過穩(wěn)壓網(wǎng)絡(luò)。在單元電路中，對于串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路大體上可分為調(diào)整部分、取樣部分、比較放大電路、基準(zhǔn)電壓電路等。經(jīng)過這樣設(shè)計(jì)的線路，具有過流及短路保護(hù)功能，當(dāng)負(fù)載電流到達(dá)限額是能起到保護(hù)電路的功能工作。其具體設(shè)計(jì)方法為：對于整流出來的直流電是很少用來直接帶動負(fù)載，還必須濾波后降低其紋波系數(shù)，但這種電路不能起到穩(wěn)壓的作用。所以穩(wěn)壓電源都應(yīng)滿足一定的技術(shù)指標(biāo)。

2.單元電路之間的級聯(lián)設(shè)計(jì)

各單元電路確定以后，還要認(rèn)真仔細(xì)地考慮它們之間的級聯(lián)問題。如電器特性的相互匹配、信號耦合方式、時(shí)序配合以及相互干擾等問題。

對于電氣性能相互匹配的問題有些涉及到的是模擬單元電路之間的匹配，有的涉及到的是數(shù)字單元電路之間的匹配，有的則需要兩者兼顧。從提高放大倍數(shù)和負(fù)載能力考慮，希望后一級的輸入電阻要大，前一級的輸入電子要小，但從改善頻率響應(yīng)角度考慮，則剛好相反。

信號耦合方式有直接耦合、間接耦合、阻容耦合、變壓器耦合和光耦合。直接耦合方式最簡單，但是在靜態(tài)情況下，存在兩個(gè)單元電路的相互影響，因此在電路分析時(shí)應(yīng)加以考慮。

時(shí)序配合的問題比較復(fù)雜，先對系統(tǒng)中各個(gè)單元電路的信號關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)的分析，來確定系統(tǒng)的時(shí)序，以確保系統(tǒng)正常工作下的信號時(shí)序。最后設(shè)計(jì)出實(shí)現(xiàn)該時(shí)序的方法。

3.對于運(yùn)算放大器電路的設(shè)計(jì)

運(yùn)算放大器是具有很高放大倍數(shù)的電路單元，在實(shí)際電路中通常結(jié)合反饋網(wǎng)絡(luò)共同組成某種功能模塊。運(yùn)放是一個(gè)從功能的角度命名的電路單元，可以由分立的器件實(shí)現(xiàn)，也可以實(shí)現(xiàn)在半導(dǎo)體芯片當(dāng)中。運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)中，其基本參數(shù)應(yīng)當(dāng)選擇單、雙電源供電，電源電流。而且應(yīng)當(dāng)輸入失調(diào)電壓、輸入失調(diào)電流、輸入電阻。并且轉(zhuǎn)換速率、建立時(shí)間。設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)正確認(rèn)識、對待各種參數(shù)，不盲目片面追求指標(biāo)的先進(jìn)。其中值得引起重視的是：依據(jù)推薦參數(shù)在規(guī)定的消振引腳之間接入適當(dāng)?shù)碾娙菹?，這是為了消除運(yùn)放的高頻自激，同時(shí)為了減小消振困難這一情況，應(yīng)盡量避免兩級以上放大級級連。

電子電路設(shè)計(jì)與分析范文第5篇

一般情況下，半導(dǎo)體集成電路常用直流電壓，電網(wǎng)中的電壓通常是交流電壓，若要將電網(wǎng)中交流電的電壓換成直流電壓，則需要借由電壓變壓器進(jìn)行降壓，再經(jīng)由整流電路實(shí)現(xiàn)交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的目的。但是，整流過后的直流電壓內(nèi)還存在著交流電壓的成分，應(yīng)采用濾波電路濾除夾雜的交流電壓，得到平滑純正的直流電壓。通過利用Protel98軟件進(jìn)行模擬仿真和分析發(fā)現(xiàn)，沒有接連濾波電路之前，整流電路所輸出電壓的波形呈現(xiàn)為直流電壓。而將濾波電容器加在電路中以后，不僅可以降低整流輸出脈動直流電壓，并使電容器的容量得以改變，還能夠改變電路開關(guān)電源的波紋。如果需要較小的電路開關(guān)電源波紋，受負(fù)載電流大小的影響，應(yīng)該將電容量調(diào)大。由于電流大的時(shí)候，放電的速度比較快，最電容量的要求就會增大。而當(dāng)電路交流成分減少時(shí)，也會使電容器的容量減少，因此容量改變以后所輸出的計(jì)算結(jié)果也會不同于容量改變前的計(jì)算結(jié)果。通過采用示波器進(jìn)行測試后發(fā)現(xiàn)，利用Protel98軟件模擬仿真后輸出來圖形同實(shí)際電路測試輸出的波形相同。由此可見，若要改變電子電路中的某個(gè)元件，只需要利用Protel98軟件修改參數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)，從而達(dá)到模擬仿真應(yīng)實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。Protel98軟件成為修改和優(yōu)化設(shè)計(jì)電子電路的有效輔助工具，也是電子電路設(shè)計(jì)模擬仿真的重要手段。利用Protel98軟件模擬仿真電路設(shè)計(jì)的具體步驟包括以下幾個(gè)方面：第一，根據(jù)電子電路設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)和所需規(guī)模繪制準(zhǔn)確的電路原理圖。在繪制原理圖時(shí)，應(yīng)選用比較簡單和普及的電路，從而有效實(shí)現(xiàn)模擬仿真的目的。第二，繪制完電路原理圖之后，借由Protel98軟件設(shè)置元件的參數(shù)，通過鼠標(biāo)選中元件并雙擊元件的性質(zhì)項(xiàng)目后，就可以修改元件的參數(shù)。修改結(jié)果可以利用電子電氣法進(jìn)行測試和檢查，從而找出出現(xiàn)錯誤的地方，再通過有效的分析和科學(xué)的修改，就可以完善電路設(shè)計(jì)。第三，再用Protel98軟件模擬繪制出的電路原理圖，并對電路功能進(jìn)行仿真和驗(yàn)證，從而判斷所設(shè)計(jì)的電路是否具有可行性。

2基本邏輯門電路的模擬實(shí)驗(yàn)

Protel98軟件的仿真器由實(shí)用的數(shù)模與模擬混合而組成，利用網(wǎng)表文件將電路的所有元素結(jié)合起來，使數(shù)字仿真與模擬間的壁壘被有機(jī)的打破，再利用波形記錄分析系統(tǒng)將數(shù)字波形的結(jié)果同模擬結(jié)果一起顯示出來，組合成一個(gè)各種門電路。在進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)首先輸入繪制出來的電路圖，并編輯激勵信號波形和跟蹤誤差信號的波形，再從電子元件的數(shù)據(jù)庫里找出相關(guān)的數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行電路模擬，并計(jì)算出波形模擬的結(jié)果。而從繪制的波形圖中可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)輸入信號的電平組合表現(xiàn)為高—高、高—低、低—低和低—高時(shí)，基本邏輯門電路輸出的信號和輸入的信號之間具有可行的邏輯性關(guān)系。由此可見，利用Protel98軟件對數(shù)字電路進(jìn)行模擬仿真，不僅能擴(kuò)大模擬電路設(shè)計(jì)規(guī)模，而且對其進(jìn)行定時(shí)的精確度也非常高，通過采取輸入不同激勵信號波形的方式，可以準(zhǔn)確修改基本邏輯門電路數(shù)據(jù)庫的特性。不但如此，Protel98軟件進(jìn)行電路模擬仿真，其良好界面對于分析電路設(shè)計(jì)和修改電路設(shè)計(jì)具有重要的意義。

3結(jié)束語