工程師必須知道的電子電路設計基礎知識

用導線將電源、開關(電鍵)、用電器、電流表、電壓表等連接起來組成電路,再按照統一的符號將它們表示出來,這樣繪製出的就叫做電路圖。今天小編給大家整理了工程師必須知道的電子電路設計基礎知識介紹,歡迎大家參考。

工程師必須知道的電子電路設計基礎知識

  一、 電子電路的設計基本步驟:

1、 明確設計任務要求:

充分了解設計任務的具體要求如性能指標、內容及要求,明確設計任務。

2、 方案選擇:

根據掌握的知識和資料,針對設計提出的任務、要求和條件,設計合理、可靠、經濟、可行的設計框架,對其優缺點進行分析,做到心中有數。

3、 根據設計框架進行電路單元設計、參數計算和器件選擇:

具體設計時可以模仿成熟的電路進行改進和創新,注意信號之間的關係和限制;接着根據電路工作原理和分析方法,進行參數的估計與計算;器件選擇時,元器 件的工作、電壓、頻率和功耗等參數應滿足電路指標要求,元器件的極限參數必須留有足夠的裕量,一般應大於額定值的1.5倍,電阻和電容的參數應選擇計算值 附近的標稱值。

4、 電路原理圖的繪製:

電路原理圖是組裝、焊接、調試和檢修的依據,繪製電路圖時佈局必須合理、排列均勻、清晰、便於看圖、有利於讀圖;信號的流向一般從輸入端或信號源畫 起,由左至右或由上至下按信號的流向依次畫出務單元電路,反饋通路的信號流向則與此相反;圖形符號和標準,並加適當的標註;連線應爲直線,並且交叉和折彎 應最少,互相連通的交叉處用圓點表示,地線用接地符號表示。

  二、 電子電路的組裝

電路組裝通常採用通用印刷電路板焊接和實驗箱上插接兩種方式,不管哪種方式,都要注意:

1.集成電路:

認清方向,找準第一腳,不要倒插,所有IC的插入方向一般應保持一致,管腳不能彎曲折斷;

2. 元器件的裝插:

去除元件管腳上的氧化層,根據電路圖確定器件的位置,並按信號的流向依次將元器件順序連接;

3. 導線的選用與連接:

導線直徑應與過孔(或插孔)相當,過大過細均不好;爲檢查電路方便,要根據不同用途,選擇不同顏色的導線,一般習慣是正電源用紅線,負電源用藍線,地 線用黑線,信號線用其它顏色的線;連接用的導線要求緊貼板上,焊接或接觸良好,連接線不允許跨越IC或其他器件,儘量做到橫平豎直,便於查線和更換器件, 但高頻電路部分的連線應儘量短;電路之間要有公共地。

4. 在電路的輸入、輸出端和其測試端應預留測試空間和接線柱,以方便測量調試;

5. 佈局合理和組裝正確的電路,不僅電路整齊美觀,而且能提高電路工作的可靠性,便於檢查和排隊故障。

  三、 電子電路調試

實驗和調試常用的儀器有:萬用表、穩壓電源、示波器、信號發生器等。調試的主要步驟。

1. 調試前不加電源的檢查

對照電路圖和實際線路檢查連線是否正確,包括錯接、少接、多接等;用萬用表電阻檔檢查焊接和接插是否良好;元器件引腳之間有無短路,連接處有無接觸不 良,二極管、三極管、集成電路和電解電容的極性是否正確;電源供電包括極性、信號源連線是否正確;電源端對地是否存在短路(用萬用表測量電阻)。若電路經過上述檢查,確認無誤後,可轉入靜態檢測與調試。

2. 靜態檢測與調試

斷開信號源,把經過準確測量的電源接入電路,用萬用表電壓檔監測電源電壓,觀察有無異常現象:如冒煙、異常氣味、手摸元器件發燙,電源短路等,如發現異常情況,立即切斷電源,排除故障;如無異常情況,分別測量各關鍵點直流電壓,如靜態工作點、數字電路各輸入端和輸出端的高、低電平值及邏輯關係、放大電路輸入、輸出端直流電壓等是否在正常工作狀態下,如不符,則調整電路元器件參數、更換元器件等,使電路最終工作在合適的工作狀態;對於放大電路還要用示波器觀察是否有自激發生。

3. 動態檢測與調試

動態調試是在靜態調試的基礎上進行的,調試的方法地在電路的輸入端加上所需的信號源,並循着信號的注射逐級檢測各有關點的波形、參數和性能指標是否滿 足設計要求,如必要,要對電路參數作進一步調整。發現問題,要設法找出原因,排除故障,繼續進行。(詳見檢查故障的一般方法)

4. 調試注意事項

(1)正確使用測量儀器的接地端,儀器的接地端與電路的接地端要可靠連接;

(2)在信號較弱的輸入端,儘可能使用屏蔽線連線,屏蔽線的外屏蔽層要接到公共地線上,在頻率較高時要設法隔離連接線分佈電容的影響,例如用示波器測量時應該使用示波器探頭連接,以減少分佈電容的影響。

(3)測量電壓所用儀器的輸入阻抗必須遠大於被測處的等效阻抗。

(4)測量儀器的帶寬必須大於被測量電路的帶寬。

(5)正確選擇測量點和測量

(6)認真觀察記錄實驗過程,包括條件、現象、數據、波形、相位等。

(7)出現故障時要認真查找原因。