电子电路设计十篇

电子电路设计篇1

关键词:电子电路设计；创新；路径

科技的不断进步和发展,电子产品逐渐的渗透到生产和生活的各个领域,成为国家科技生产水平的主要组成因素,推动者计算机技术的不断进步,成为国家发展的动力,为技术的全面进步提供必要的条件。但是现阶段我国进行电子电路设计的过程中存在一定的问题,创新能力不足,自主知识产权意识较弱,造成整体发展水平出现滞后性,因此在今后的发展中需要对电子电路设计的创新路径进行分析,全面的掌握创新方法,保证电子电路自主研发能力的提升,促进我国科技水平的全面进步。

1电子电路设计概述

1.1电子电路设计的原则

电子电路设计需要遵循相关的原则,这样才能更好地保证设计的科学性,首先需要对电子电路内部的各项原件相互之间的关系进行全面的分析,掌握设计的内部结构以及外部结构,整体上对原件内部的各项构造进行分析,综合地对电子电路的各项类型进行分析,全面地掌握各项设计类型。其次需要关注设计的功能性原则,在进行设计的过程中需要将电子电路系统进行更加细致全面的划分,掌握不同模块的实际功能,考虑到实现这些模块和功能的途径,从而在设计中了解掌握原件的情况,实现电子电路设计的规范性。在进行电子电路设计的过程中需要保证各项功能的完整性,在进行设计的过程中需要针对每一个部件的实际使用效果进行分析,确定整体的设计成果符合实际使用的效果,这样才能进一步提升设计的科学性与合理性,在实际使用中保证使用的质量。

1.2电子电路设计的技术

进行电子电路设计需要采用合适的方法,具体的方法包括遗传算法。这种方法在进行设计的过程中将关注的焦点放在需要解决的问题上,针对性地进行代码设计,对需要解决的问题进行相应的编程,这样的方式可以在进行程序编制的过程中避免因为竞争机制带来不同遗传操作和交叉变异的问题,满足现实情况下的管理机制,对其中较差的个体进行替代,保证代码的使用更加符合技术的需要,不断地满足现实条件,对结果进行更加全面的管理,对实际问题进行整体解决。而现场可编程逻辑阵列是将逻辑电路方式进行应用,采用在线编程的方式,将存储芯片设置在RAM内,在需要编程的过程中通过原理图和硬件对语言进行描述,然后将数据存储到RAM内,这样将数据进行存储的方式使得相关的逻辑关系得到更加科学的处理,一旦对其中的FPGA开发软件进行断电之后,就会出现RAM的逻辑关系空白,为整体的数据存储节省较多的空间,提升FPGA系统的使用效率,将不同的数据流灌入到硬件系统中,提升电子电路设计的整体质量,便于对设计方法进行全面的创新。

2电子电路设计的创新基本方法

2.1对电子电路进行层次化的设计

进行电子电路层次化的设计首先需要将基本构造分成相应的模块,对不同的模块进行分层次的设计描述,整体设计过程中需要按照从硬件顶层抽象描述向最底层结构进行转换,直到实现硬件单元描述为止,层次化设计在进行管理设计的过程中相比较而言较为灵活,可以根据实际特点选择适宜的设计方式,既能够是自顶向底的方式,也可以是自底向顶的方式,具体情况需要按照实际情况进行分析,对电子电路的设计进行全面科学的管理。

2.2对电子电路进行渐进式设计

渐进式设计也是电子电路设计中经常出现的情况,这种设计方式主要是将一些附加功能带入到管理中,将设计的相关指标使用到设计中,其中包括高频、低频模拟电路、数字电子线路的结构设计,然后依据实际情况设计相应的单元电路结构,将电子电路工作的特点和运行方式融入到设计中,并将线路设计进行全面的整合,注重输入与输出之间的相互关系,保证电路设计的规范性,将电子电路设计得更加便于操作。同时在进行设计的过程中需要对渐进式设计的步骤进行分析,根据应用型电子电路的功能,及时地对电子电路进行组合,在进行拼装时需要关注连接点信号连接的强度、幅度以及电压值之间的关系,将整体电路进行更加科学的设计。

2.3硬件语言描述设计

在进行电子电路设计的过程中还可以使用基于硬件语言描述的形式,首先需要对设计目标进行全面的管理,熟悉电子设计中对信号进行控制的相关原理,保证信号处理的各项参数。在具体信息确定完成之后需要对系统进行分解,找出硬件的总体框架,之后对设计图进行仿真设计,将较为重要的位置使用相关的记号进行标注,然后借助CAD软件对设计进行仿真测试,保证电子电路设计的逻辑关系、正负极值、时序等的正确性,提升方案设计的规范性。

3电子电路设计的创新路径

3.1电子电路构架设计

进行设计创新首先需要对整体的设计构架进行管理,在设计中对FPGA系统进行重新定义,在硬件单元内部建立连接,找出更加明确的构建系统,对设计途径进行创新。在设计结束之后需要对设计目标以及设计结果进行对比,可以采用错误的代码,验证系统在进行甄别过程中的效果,对于出现问题的地方及时进行改进。在结束之后选择适宜的子系统,其中一部分保持原本的运行状态,一部分按照遗传算法进行一定的修改,这样可以对系统进行更加完善的处理,使操作的适应性更强。进行改进之后再对系统进行整体的验证,不断地对设计方案进行改进,使得设计更加符合方案的需要。

3.2对设计环境进行创新

在设计过程中需要对系统的环境进行创新,用于测试的环境需要将测试的硬件与显示的FPGA构架和硬件进行全面的控制,制定适宜的仿真软件。计算机在使用的过程中可以通过通信电缆将数据从计算机下载到FPGA系统中,使用规范化的仪器对数据采集中的硬件和软件进行连接,对设计方案进行全面的评估,并将数据转化进行应试实验,对软件进行仿真处理,提升系统整体运行环境。

4结语

电子电路设计对于科技的发展具有较为关键的作用,需要对系统进行全面的管理,对设计方法进行不断的创新,使设计在多变的环境中实现自我重构,提升设计的科学性,使抽象的理论形象化、复杂的电路实际化。不仅能提高理解分析能力,而且能提高设计能力。通过设计和模拟仿真可以快速地反映出所设计电路的性能,使设计更加生动、直观、实时、高效,更好地为人类造福。

参考文献

[1]梁光胜.电子技术系列课程教学改革的研究与实践[A].中国光学学会光电技术专业委员会,教育部高等学校电子信息科学与工程类专业教学指导分委员会,全国高等学校光学教育研究会.全国光学、光电和电子类专业教学经验交流、研讨会专集[C].中国光学学会光电技术专业委员会,教育部高等学校电子信息科学与工程类专业教学指导分委员会,全国高等学校光学教育研究会,2012.

[2]黄品高,叶懋,景新幸.电子电路基础实验教学中培养学生创新能力的基本素质的探索[A].教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会.教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会第二十届学术年会会议论文集（上册）[C].教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会,2010.

[3]宋菲.电子电路设计的创新路径分析[J].数字技术与应用,2015(6):17.

电子电路设计篇2

关键词：电子电路设计 创新 路径

中图分类号：TN702 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）04（b）-0115-02

科技的不断进步和发展，电子产品逐渐的渗透到生产和生活的各个领域，成为国家科技生产水平的主要组成因素，推动者计算机技术的不断进步，成为国家发展的动力，为技术的全面进步提供必要的条件。但是现阶段我国进行电子电路设计的过程中存在一定的问题，创新能力不足，自主知识产权意识较弱，造成整体发展水平出现滞后性，因此在今后的发展中需要对电子电路设计的创新路径进行分析，全面的掌握创新方法，保证电子电路自主研发能力的提升，促进我国科技水平的全面进步。

1 电子电路设计概述

1.1 电子电路设计的原则

电子电路设计需要遵循相关的原则，这样才能更好地保证设计的科学性，首先需要对电子电路内部的各项原件相互之间的关系进行全面的分析，掌握设计的内部结构以及外部结构，整体上对原件内部的各项构造进行分析，综合地对电子电路的各项类型进行分析，全面地掌握各项设计类型。其次需要关注设计的功能性原则，在进行设计的过程中需要将电子电路系统进行更加细致全面的划分，掌握不同模块的实际功能，考虑到实现这些模块和功能的途径，从而在设计中了解掌握原件的情况，实现电子电路设计的规范性。在进行电子电路设计的过程中需要保证各项功能的完整性，在进行设计的过程中需要针对每一个部件的实际使用效果进行分析，确定整体的设计成果符合实际使用的效果，这样才能进一步提升设计的科学性与合理性，在实际使用中保证使用的质量。

1.2 电子电路设计的技术

进行电子电路设计需要采用合适的方法，具体的方法包括遗传算法。这种方法在进行设计的过程中将关注的焦点放在需要解决的问题上，针对性地进行代码设计，对需要解决的问题进行相应的编程，这样的方式可以在进行程序编制的过程中避免因为竞争机制带来不同遗传操作和交叉变异的问题，满足现实情况下的管理机制，对其中较差的个体进行替代，保证代码的使用更加符合技术的需要，不断地满足现实条件，对结果进行更加全面的管理，对实际问题进行整体解决。而现场可编程逻辑阵列是将逻辑电路方式进行应用，采用在线编程的方式，将存储芯片设置在RAM内，在需要编程的过程中通过原理图和硬件对语言进行描述，然后将数据存储到RAM内，这样将数据进行存储的方式使得相关的逻辑关系得到更加科学的处理，一旦对其中的FPGA开发软件进行断电之后，就会出现RAM的逻辑关系空白，为整体的数据存储节省较多的空间，提升FPGA系统的使用效率，将不同的数据流灌入到硬件系统中，提升电子电路设计的整体质量，便于对设计方法进行全面的创新。

2 电子电路设计的创新基本方法

2.1 对电子电路进行层次化的设计

进行电子电路层次化的设计首先需要将基本构造分成相应的模块，对不同的模块进行分层次的设计描述，整体设计过程中需要按照从硬件顶层抽象描述向最底层结构进行转换，直到实现硬件单元描述为止，层次化设计在进行管理设计的过程中相比较而言较为灵活，可以根据实际特点选择适宜的设计方式，既能够是自顶向底的方式，也可以是自底向顶的方式，具体情况需要按照实际情况进行分析，对电子电路的设计进行全面科学的管理。

2.2 对电子电路进行渐进式设计

渐进式设计也是电子电路设计中经常出现的情况，这种设计方式主要是将一些附加功能带入到管理中，将设计的相关指标使用到设计中，其中包括高频、低频模拟电路、数字电子线路的结构设计，然后依据实际情况设计相应的单元电路结构，将电子电路工作的特点和运行方式融入到设计中，并将线路设计进行全面的整合，注重输入与输出之间的相互关系，保证电路设计的规范性，将电子电路设计得更加便于操作。同时在进行设计的过程中需要对渐进式设计的步骤M行分析，根据应用型电子电路的功能，及时地对电子电路进行组合，在进行拼装时需要关注连接点信号连接的强度、幅度以及电压值之间的关系，将整体电路进行更加科学的设计。

2.3 硬件语言描述设计

在进行电子电路设计的过程中还可以使用基于硬件语言描述的形式，首先需要对设计目标进行全面的管理，熟悉电子设计中对信号进行控制的相关原理，保证信号处理的各项参数。在具体信息确定完成之后需要对系统进行分解，找出硬件的总体框架，之后对设计图进行仿真设计，将较为重要的位置使用相关的记号进行标注，然后借助CAD软件对设计进行仿真测试，保证电子电路设计的逻辑关系、正负极值、时序等的正确性，提升方案设计的规范性。

3 电子电路设计的创新路径

3.1 电子电路构架设计

进行设计创新首先需要对整体的设计构架进行管理，在设计中对FPGA系统进行重新定义，在硬件单元内部建立连接，找出更加明确的构建系统，对设计途径进行创新。在设计结束之后需要对设计目标以及设计结果进行对比，可以采用错误的代码，验证系统在进行甄别过程中的效果，对于出现问题的地方及时进行改进。在结束之后选择适宜的子系统，其中一部分保持原本的运行状态，一部分按照遗传算法进行一定的修改，这样可以对系统进行更加完善的处理，使操作的适应性更强。进行改进之后再对系统进行整体的验证，不断地对设计方案进行改进，使得设计更加符合方案的需要。

3.2 对设计环境进行创新

在设计过程中需要对系统的环境进行创新，用于测试的环境需要将测试的硬件与显示的FPGA构架和硬件进行全面的控制，制定适宜的仿真软件。计算机在使用的过程中可以通过通信电缆将数据从计算机下载到FPGA系统中，使用规范化的仪器对数据采集中的硬件和软件进行连接，对设计方案进行全面的评估，并将数据转化进行应试实验，对软件进行仿真处理，提升系统整体运行环境。

4 结语

电子电路设计对于科技的发展具有较为关键的作用，需要对系统进行全面的管理，对设计方法进行不断的创新，使设计在多变的环境中实现自我重构，提升设计的科学性，使抽象的理论形象化、复杂的电路实际化。不仅能提高理解分析能力，而且能提高设计能力。通过设计和模拟仿真可以快速地反映出所设计电路的性能，使设计更加生动、直观、实时、高效，更好地为人类造福。

参考文献

[1] 梁光胜.电子技术系列课程教学改革的研究与实践[A].中国光学学会光电技术专业委员会，教育部高等学校电子信息科学与工程类专业教学指导分委员会，全国高等学校光学教育研究会.全国光学、光电和电子类专业教学经验交流、研讨会专集[C].中国光学学会光电技术专业委员会，教育部高等学校电子信息科学与工程类专业教学指导分委员会，全国高等学校光学教育研究会，2012.

[2] 黄品高，叶懋，景新幸.电子电路基础实验教学中培养学生创新能力的基本素质的探索[A].教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会.教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会第二十届学术年会会议论文集（上册）[C].教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会，2010.

电子电路设计篇3

关键词：电子电路；单元电路；设计方法

1 前言

在我国，电子技术是随着我国的改革开放发展起来的，虽然起步晚，但是当今的发展也在世界发展水平之列。经过几十年的发展，电子技术从电路的设计和应用的领域都发生了翻天覆地的改变，应用范围越来越广，对于我国的电子电路的工程师和设计人员来说，合理的设计出一个符合要求的完整的电路图是非常重要的。

2 电子技术和单元电路的概念

所谓的电子技术，就是在我们解决实际的电路问题时，电路工程师根据电子学的原理，将电子的某种特性设计在一个实际的电子器件上的一门新兴的技术。电子技术主要分为电子信息技术和电子电路技术两大类。在电子信息技术中，从前只有电子模拟技术，但是最近几年又新发展出一门数字电子技术，后者处理电路的能力更强，因此，成为现今社会电子技术的主流。在电子电路中，组成电子电路系统的一个主要部分就是我们要分析的单元电路。单元电路很复杂，对电子工程师要求的技术严格，为了将电子电路设计的水平不断的进行提高，我们电子工程师就要对单元电路进行设计的研究，通过这些来增加单元电路的经验。

3 单元电路的设计步骤和方法

3.1 单元电路的设计步骤

在传统的电路设计时，一般的步骤有三步。单元电路在设计上也一样，都是明确设计任务、计算单元电路的参数以及画出最后的单元电路图。

在单元电路设计前，一定要明确设计的目的和任务。主要考虑的是设计出的单元电路的性能，在单元电路设计时，我们要将电压、电阻、电流设计为最佳的状态，以使设计出的单元电路的性能达到最好，当然，在设计时，还要考虑到设计出的电路体积要小，成本要低，结构要简单，方便使用和维护、

在计算单元电路参数时，我们一定要运用我们电子工程师的专业知识，将设计的参数计算准确，保证设计出的单元电路功能达到预期的目标。举例说明，当我们在设计单元电路中的放大器电路时，我们一定要计算准确电阻值及其放大的倍率，这样才能保证放大器电路正常的工作。在参数计算时，我们要计算不止一次，将计算的结果进行比较，在误差范围内才能使用。

在单元电路设计参数计算出来后，接下来就是画单元电路图。画出完整的单元电路图主要是让我们能总体的了解单元电路和整机电路间的相互联系和转换。在画单元电路图时，要确保所画的电路图简单、明了、准确。尽可能的将电路图画在一张图纸上，这样方便电子工程师检查其中的问题和错误，单元电路的主要部分要在图纸上标明，有必要的还要画出主要部件的详细电路图。

3.2 单元电子电路的设计方法

前面详细的讲解到单元电路的设计步骤，这都是为单元电路的设计方法做准备，一个单元电子电路正常运行与否，根本还要看单元电路的设计是否合理，因此单元电子电路的设计方法尤为重要。下面主要讲三种实际生产中常用的设计方法。

第一种就是线性的集成运放组成的稳压电源的设计方法，在稳流网络，稳压电源中的电压变压器只有通过输入电压才能借助滤波网络进入最后的稳压网络中去，因此，在电子工程师设计电路时，要将电流的短路保护考虑在内，防止负载的电流超过额定电流，对电路产生损害，一般的稳压电路都是串联式，因此在设计时，要将负载区的纹波系数降低，保证电路的稳压效果，带动负载一定不能选用直流电，防止出现短路。

第二种就是单元电路的级联设计方法。在将各个分单元的电路设计好后，就要设计他们之间的级联图了，一些涉及的是模拟电路的联系，一些是数字电路的联系，更多的是两者结合的综合电路，这些电路总体是要提高电路的放大倍数和提高其负载能力，因此，我们设计时要综合考虑对电路进行匹配设计。在耦合信号的设计中，要考虑不同耦合种类的相互影响，对电路进行最优设计。对于电路中的时序配合，要总体的先对系统进行分析，确定电路系统的时序，在按照最简原则进行设计。

第三种就是对电路中的放大器的设计。放大器在电路中的作用主要是放大电路中的单元倍数，加强电路中某个模块的功能。放大器要考虑的因素主要是电源的单、双供电，电源的最优电流，最佳输入和输出电压等，在放大器设计中，一定要处理好各个参数的关系，在设计中要避免出现两级以上的放大级别，减少出现的消振问题。

4 结语

现在的电路中的单元电路种类很多，因此在设计方法上会有很多版本，随着科学技术的不断发展，集成电路逐渐成为电子市场的新宠，并且已经形成集成电路的新兴器件，这对电路的单元电路设计要求提出了更加严格的要求。这就需要我们电子工程师在电路的设计上要积极地积累设计经验，参考国外的先进技术，将我国的电子设计推向一个新的台阶。

[参考文献]

[1]徐雷.关于电子技术单元电路的级联问题[J].电子制作，2013，（9）：17-19.

电子电路设计篇4

【关键词】电子电路；设计；调试方法

电子电路设计制作、调试是理论与实践相结合的重要阶段。一个性能较好的电子装置，即使按照理论设计的电路参数进行安装，往往也难于达到预期的性能指标。这是因为人们在设计时，不可能周全地考虑各种复杂的客观因素（如元件值的误差、器件参数的分散性、分布参数的影响等），必须通过安装后的测试和调整，来发现和纠正设计方案的不足，然后采取相应措施加以改进，使装置达到预定的技术指标。

1.常用电子电路的设计方法

在日常生活、生产现场中，往往为了解决某些实际问题，需要采用一些电子电路来实现某些功能、要求。如果有现成的装置，而且性能价格比能令人满意，当然最好采用现成的装置。然而，在大多数情况下，难于找到合适的装置，那就必须设计、制作一些电子电路以满足日常生活、生产现场的需要。通常，我们把这种行为称之为“工程设计”。他是科学知识与实践经验的结合应用，最终构成一个有效、可行、适用的系统，属于应用研究的范畴。在处理问题的方法上不同于科学研究，科学研究方法是通过观察自然现象，经过分析思考，提出解释自然现象的假说，通过实验验证假说是否符合客观想像；工程设计则是从人类社会的某项需求出发，提出解决问题的方案，经过对各种方案的比较，选出最佳方案，进行必要的实验，实施方案，解决问题。需求电子电路种类繁多，千差万别，其设计方法、设计步骤也因情况不同而异，这就要求设计者应根据具体情况灵活运用自己掌握的知识、信息、资料，进行设计、制作。任何一个稍微复杂的电子电路系统往往是由不同功能的模块组成，在设计过程如何巧妙地组合这些功能模块，使设计的系统既能满足设计指标要求又最简单，是设计过程中应坚持的原则之一。要做到这一点，就必须灵活运用所掌握的各方面的理论知识，多多实践和运用自己积累的经验；设计原则之二是，尽量采用元器件生产厂商提供的典型应用电路；多运用网络、图书资料查阅典型运用电路；设计原则之三是，要为后续调试、生产等提供方便；设计原则之四是，设计产品要稳定、可靠，经得起产品长期运行不出故障。这里，对常用电子电路的设计、制作的一般方法作具体说明。

1.1明确系统设计任务的要求

设计者要了解所设计系统的性能、指标、内容、要求。对一些具体参数要求尽可能直接准确。如果一些参数不能确定下来，在选择设计方案时要考虑一定的裕量。设计者要在进行调查研究、具体分析的基础上，明确系统应完成的任务。

1.2总体方案的选择

设计的第一步，就是根据系统的任务、要求和条件，以及设计者掌握的知识、信息、资料，提出不同的总体方案。这些方案应尽可能合理、可靠、经济、功能齐全、技术先进。然后对每一种方案的可行性和优缺点进行分析，加以比较，逐步筛选，择优录用几个自己认为可行的方案，再进行调查研究，征求有关方面的意见。最后，确定一种方案。在提方案时，常用框图表示各种方案的工作原理，框图不必很详细，有把握的电路部分可以画出来，工作原理框图应能反映出系统应完成的任务，各组成都分的功能及其相互关系。

1.3单元电路的设计、参数计算和器件选择

在确定了总体方案后，便可根据系统的性能指标，画出详细框图，设计单元电路。所谓单元电路，就是用“化整为零”的方法，将系统总框图分解成多个小系统。

1.3.1单元电路的设计。设计单元电路的第一步，是根据设计的总要求和已选定的总体方案框图，明确各单元电路应完成的任务、功能以及与其他单元之间的关系。必要时，应拟出主要单元电路的性能指标。具体设计单元电路时，可以模仿成熟的先进的电路，也可以进行创新或改进。但无论是模仿成熟的电路，还是自己另外设计一套独特的电路，都必须保证性能要求。设计单元电路时，最好多查阅各种资料，丰富自己的知识，开阔眼界，寻找电路简单、成本低廉的电路，以起到事半功倍的作用。

1.3.2参数计算。电子电路的设计常常需要计算某些参数。计算参数的具体方法是在弄清电路的工作原理、性能指标的基础上，利用一些计算公式，计算电路所需的某些参数。例如，要设计一个放大器，就需计算出电压放大倍数，所需电阻元件的阻值等。进行参数计算时，在理论上满足要求的参数不是唯一的，而是一组，这就给设计者提供了足够的选择余地。设计者可以根据成本、体积、货源情况自行选择。

1.4实验

设计解决一个具体问题的电路，需要考虑的问题很多，如果设计者考虑得不周全，想不到的问题就会常常出现，加上元器件的品种繁多、性能各异、参数的分散性较大，要想对一个复杂的电子电路，单凭看资料，纸上谈兵，设计出一个原理正确、性能指标完善的电路是不可能的。设计者需要通过实验发现问题，深入思考，分析原因，改进电路设计，使性能指标达到要求。特别是电路的关键部分和设计中采用的新电路、新器件部分，只有当实验成功后才能确定下来，成为定型电路。

2.电子电路的一般调试方法

电子电路的调试是以达到电路设计指标为目的，是一个经过“测试一判断一调整一再测试”的过程。通过这一过程，我们可以发现和纠正设计方案的不足、安装的不合理，通过采取一定的改进措施，使电路达到设计技术指标。电子电路的调试是设计、维修的一个重要环节，它是理论与实际的有机结合。它要求调试者既要十分清楚电路的工作原理，又要有一定的科学实验方法。调试电于电路的一般步骤如下：

（1）认真检查。检查电路中元件是否接错，对地是否短路，二极管、三极管管脚接得正确与否，电解电容的极性是否对，集成电路安装、焊接是否正确，电源的正、负、地线有无问题，焊接牢固与否； （2）通电检查。在电源电压未加入前，先检查电压大小正确与否，极性对不对。通电后，先不要急于测量，首先观察有无冒烟、各元件发烫、异常气味等异常现象。如果有，应排除故障后再进行下一步；（3）分块调试。把整个系统按功能分成不同的部分，把每一部分看作一个模块进行调试。调试时，先进行静态调试，对于模拟电路，通过静态工作点的测试，判断电路能否正常工作。尤其是对于运算放大器，检查正、负电源正常与否？输出电压是否接近正负电源电压？（如果是这样，可能是电源有问题，也可能器件有问题）调零电路起不起作用，有无自激震荡，对于数字电路，要测试各输入输次端的电压，判断其逻辑关，一直把静态调试正常后才能进入动态调试。对于动态调试，可以按照信号的流向进行。把前面调试过部分的输出作为后面的输入。输入级可根据实际情况加入模拟信号进行调试；（4）联机调试。分块调试好后，再把全部电路连通进行联机调试。联机调试主要是观察动态结果，同时将调试结果与设计指标逐一进行比较，找出问题，改进电路，直至完全符合设计指标。

参考文献

电子电路设计篇5

关键词：数字电子电路；VHDL；EDA技术；可编程芯片

中图分类号：TN702 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）19-0051-02

大规模集成电路的出现以及计算机技术的不断更新换代与广泛应用，促使数字电子电路的设计已经发展到了一个更新的领域，用以下四方面便足以显示：（1）硬件电路的设计越来越趋向软件化；（2）数字电路发展愈加芯片化；（3）电子器件以及与其相关的技术研发越来越多地朝着服务于EDA的方向；（4）电路设计技术的发展趋势朝着更加规范化、标准化的HDL硬件描述语言及EDA工具的推广使用上。当今的技术发展趋势要求从业人员在进行数字电子电路设计过程中，必须具备运用电子计算机以及操作超大规模的可编程逻辑器件的能力。本文通过对以EDA与VHDL为基础的数字电子电路开发设计过程进行简要叙述，为该技术的推广运用，做出必要的文献研究支撑。

1 EDA技术概述以及其开发设计流程

1.1 EDA技术的基本知识

EDA技术指的是以计算机为工作平台，将应用信息处理、计算机技术、智能化技术及电子技术进行融合的最新成果，进行电子产品的自动设计。20世纪60年代中叶，随着技术水平的不断进步逐渐，该技术结合了CAM、CAT、CAD以及CAE的综合优势被逐步发展出来。

与其前身相比，EDA在以下五方面拥有着十分明显的优势：（1）EDA技术能够对目标进行现场编程，并即时地实现在线升级。（2）硬件电路设计过程中采用软件设计的方式，通过输入波形、原理图、编程语言等指令，可以在进行硬件设计、修改、检测中，不涉及任何硬件工具进行特定作业。（3）产品直面设计自动化。EDA技术能够自动地根据设计输入的电路原理图或者HDL进行逻辑编译、适配、布局、优化等一系列工序调整并生成符合要求的目标系统。换句话说，就是运用电路功能完成对电子产品的测试、仿真、优化全程操作。（4）EDA技术的经济实用性更加科学、合理，不仅设计成本保持在较低水平，设计的灵活性也大大提高，同时新技术的开发周期也明显缩短。（5）集成化程度更加完善。EDA设计方法，还有另外一种称呼：利用芯片进行设计的方法，在集成芯片日益大规模的发展背景下，利用EDA技术，可以实现在芯片上构建系统的目的。

1.2 EDA技术的开发设计流程

EDA技术在设计方法上，通过对以往的“电路设计硬件搭试调试”模式进行革命化的转变，代之以计算机自动化完成的模式（如图1），完成了数字电子电路设计的巨大飞跃。

笔者将EDA技术设计过程中两个最基本的组成部分设计载体：可编程逻辑器件PLD以及设计输入：硬件描述语言VHDL进行具体介绍。

2 可编程逻辑器件PLD

可编程逻辑器件（Programmable Logic Device，PLD）是一种电子零件、电子组件，简而言之也是一种集成电路、芯片。PLD芯片属于数字型态的电路芯片，而非模拟或混讯（同时具有数字电路与模拟电路）芯片。PLD与一般数字芯片不同的是：PLD内部的数字电路可以在出厂后才规划决定，有些类型的PLD也允许在规划决定后再次进行变更、改变，而一般数字芯片在出厂前就已经决定其内部电路，无法在出厂后再次改变。

3 硬件描述语言VHDL

3.1 VHDL的基本知识

VHDL全名Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language，在电子工程领域，已成为事实上的通用硬件描述语言。具有以下特点与优势：（1）更强大的行为描述能力。有效避免具体的器件结构，为实现超大规模的电子系统设计与描述打下坚实基础。（2）适用范围多样，且易于操作修改。VHDL采用国际通用的编程语言，能够很好地适用于不同版本的EDA工具，为操作者进行使用和修改提供了极大的便利。（3）设计描述过程独为一体。编程人员能够在对设计最终目标以及其他设计领域不甚了解的情况下，完成自身的编程操作工序。（4）使用EDA工具可以十分方便地对VHDL语言进行进一步的优化提升，由于EDA工具对其的可识别性，EDA可以实现对VHDL的设计语言重新进行整合、升级，并用门级网表将其表示出来。

3.2 基于VHDL的设计实例

用一个简单的状态机举例说明

4 结语

通过使用精简描述语言VHDL进行数字电子电路设计，不仅能够完成各种逻辑复杂、规模庞大的数据运算，更可以有效地将设计周期大大缩短，提高整个系统的可靠性以及集成度。

参考文献

[1] 于玲.EDA应用课程教学改革分析[J].辽宁工业大学学报（社会科学版），2012，（1）：136-138.

[2] 王彩凤，胡波，李卫兵，杜玉杰.EDA技术在数字电子技术实验中的应用[J].实验科学与技术，2011，（1）：782-783.

[3] 李晓敏，徐涛.EDA技术在“数字电子技术”课程中的应用[J].中国科技信息，2011，（9）：167-169.

电子电路设计篇6

本文对目前在电子电气通信专业的课程高频电子线路实验提出了改进思路，针对目前在实验中采用软件仿真代替搭建实验电路的流行做法，提出了商榷。本文建议在低年级短学期阶段让学生接触电路板制作、高频防电磁干扰设计准则，通过制作通用高频电路板并调试高频电路，接触高频电路设计，激发学生今后学习电路的兴趣，培养电路调试能力，缩短未来高频电路实验需要的时间，在高频实验中将软件仿真和电路搭建调试结合，用软件仿真验证理论知识，用搭建电路实现功能。

关键词

电子线路；实验；仿真；电路搭建

1前言

高频电子线路课程，又称通信电子线路，是高校电子、电气、通信专业的必修课程，由于该课程工程实践性较强，通常必须配有相应的实验课程。通过调查目前国内高校针对该课程相应的实验课程设计，我们发现目前该课程理论阶段一般设置课时为36-64学时，而相应的实验通常有10-24课时。高频电路类似于乐高积木，即其每个部分基本功能实现都具有固定的经典电路，整体电路设计需要根据电路参数计算，在每个功能部分从几个经典电路中选择合适的一个即可，这样多个基本功能电路采用乐高积木般组合搭建而成最终电路，这点与低频电路不同，低频电路很多时候需要自己设计，而高频主要还是“搭积木”。这样看似乎该课程实验很简单，其实不然，在很多侧重理工的大学（通常这类大学对该课程要求更高、赋予更多课时），该课程和对应的实验课均被称为“杀手课程”，很多学生提起来都头疼。高频电路实验主要是对教授的经典电路进行验证，因此设计部分不是难点，实验的难点在于如何成功调试电路。在实际实验中常常会出现设计验证成功，但电路不成功的情况，比如高频振荡电路无论如何都无法起振、功率放大电路输出信号严重失真等现象，这源于高频电路中电磁干扰很严重，为消除电磁干扰对走线的粗细、走线的拐角、电源线的布设位置、接地处理、哪里需要添加去耦合电容、去耦合电容的容值选取多大等等均需要经验，因此有种说法：“能设计开发模拟高频电路的工程师如同老中医，越老越珍贵。”而这些知识理论上很容易，远比高频电路设计计算容易理解，但实际应用时颇有“大音希声，大象无形”的感慨———飘渺难以把握的感觉，调试相同的2个PCB版，一个很容易就调通了，另一个无论如何效果不好。

2当前实验课程设计现状及问题

正是为了避免高频电路设计容易、调试难的这个特点，当前很多学校在高频电路实验中普遍采用两种方式：（1）软件仿真，目前常用的实验仿真软件有Candence中的pSpice，NI公司的multisim，其中multisim在目前高校应用是最广泛的；（2）使用现成的调试好的实验板/箱，同学只需要改变电路中某个器件的参数，然后通过使用滤波器测试输出变化即可。在我们调研中发现以上两种方式目前前者约占60%出头，并且近几年来有越来越受欢迎的趋势，后者约占40%。无论采用以上哪种方式进行实验，均避开了电路调试这个环节，的确电路调试时间远大于设计所花费时间，并且可能最终电路还调试不好，而以上两种方式只有做实验快慢的问题，绝不会出现实验做不出的问题，老师减少了工作强度，学生能完成实验，大家皆大欢喜。我校高频电子线路实验以上两种方式都采用，我们对以上两种实验方式的反思来自于本校近几年毕业生的反馈，很多在学校动手能力较强、成绩比较好的学生反映，在实际工作中进行电路设计和调试，设计还比较简单，如何选择器件参数也会计算，但当PCB板做好需要调试时若电路出现问题，根本就不知所措，没有任何头绪，不知道从哪里开始排查，单位里老工程师问是否大学里做过实验？答曰做过，软件仿真直接在实验板上测试的。他们反馈希望在大学学习阶段尽早接触实际电路设计调试。我们认为仿真软件代替实验，固然可以使得实验变得简单，学生能够用鼠标键盘改变电路中某个元件的参数，轻而易举地测得某个位置参数变化对输出的影响，对所学理论有直观感性的认识，但亲手搭建实验电路也是必不可少的。因此目前对高频电路的设计实验，还是应该以软件仿真、实验板测试和实际电路设计调试相结合，不可简单用一个代替另一个。但做高频实际电路，需要的时间很长，不可控因素较多，而大学高频电路实验课程一般有10-24学时，有的学校甚至少至只有6学时，在如此少的时间内面对复杂电磁干扰下的电路，能调试成功电路的难度还是相当大，如果学生经过很长时间不能完成电路，他们就会感到沮丧，彻底丧失了学习的兴趣。

3实验改革思路

为了保证实验能达到验证电路设计理论、调试电路的目的，同时在此前提下将任务简单化，笔者提出了高频电路系列实验的改革方案，即“从娃娃抓起”，将该实验分两个分阶段完成，从大学一年级就逐步开始实施。改革的基本思路是将该实验进行分解，其中某些分解的部分与其他课程实验、实习、短学期相结合，并将这些结合后的实验结果用于后续的高频电路实验中，相当于拉长了该课程的实际实验学时，具体思路为将整个高频电路实验分为两个阶段：第一阶段为第二学期的短学期电子线路实习阶段，在此阶段完成部分高频电路实验内容；第二阶段为第六学期的高频电路实验阶段，在此阶段完成高频电路具体功能实现的调试和学习。

3.1第一阶段改革方案

首先由高频电路实验教师设计一个通用的高频电路实验版，在这个实验版上可以完成目前高频电路实验课程需要的所有实验。这步由高频电子线路实验课老师和理论课教师合作商讨完成，无需学生参与。教师将该通用板的原理图和PCB图交给负责一年级暑假电子线路实习的老师，通常电子、通信、电气专业在一年级暑假会有电子线路短学期实习，这时候学生们实际上还没有接触电路设计的任何理论知识，以往短学期实习是让他们学习使用制电路图软件，并最终做出实际电路，而电路多来自于在这之后的二年级低频电子线路课程，改革后将短学期实习内容略做修改：学习使用制版图的软件，学习高频防电磁干扰的基本设计理念，根据老师给出的原理图画出PCB图。由于此时的学生既没有电路基本知识也无调试电路板的经验，仅有在步骤（2）中学习到的一些理论，在此情况下他们画出的PCB图必然和能实际应用的PCB图有很大差异，因此需要短学期指导教师的纠错：在同学上交自己的PCB图后，短学期指导老师将高频电路实验老师设计的PCB图发给每个同学，同学自己比较两个PCB设计的差异，对照在步骤（2）中高频设计基本理念，分析自己的设计与老师给出的设计中有哪些不同？这些差异中哪些是无关紧要的？哪些部分是违背了高频设计基本理念的？写出总结报告，并根据参考图修改自己的通用电路板的PCB图，在此过程中有任何疑问可以与短学期指导老师和高频电子线路实验老师商榷，最终完成制版。电路焊接练习：当通用PCB版制成后，由高频电路实验老师给出高频电路中的几个常用电路（每个电路是PCB的一部分），由学生自行选择哪个电路（或者说PCB板哪个部分）进行焊接练习。考虑到此时的同学们没有电路分析知识，这里我们推荐选择高频振荡电路或者高频小信号放大电路，因为这两个电路调试相对简单，每个同学任选一个作为焊接电路，将分体元件焊接在PCB板上，分体元件由短学期指导老师统一采购分发给同学们。此过程没有改变电路实习短学期的教学目的———训练学生焊接电路，电路所使用的器件、各个器件参数均由高频电路实验老师指定，学生仅在此过程中练习焊接技术。短学期实习阶段的电路调试，此电路调试不同于高频电路实验课的调试，在此阶段同学们主要检查电路是否虚焊，有无短路等问题（这些问题必须在短学期解决），学会使用各种测量仪器，具体电路效果的调试需要应用电路理论知识解决问题，此阶段同学们还不具备条件，如果前面的调试都顺利完成，则老师可以指导学生完成进一步的简单效果测试。电路调试过程中，不仅负责电路实习的老师在场，高频电子线路实验老师也要在场，帮助带领同学们解决遇到的问题。由于短学期实习时间较长，并且时间集中，相比于高年级的实验课时时间上充裕了很多，通过电路调试中解决问题的过程，同学们学会了示波器等测试仪器的使用方法，由于电路原理对于一年级的同学还是没有概念的，因此每一步骤的调试都要在老师指导下进行，比如测量输入信号后测试三极管输出，三极管的输出放大信号应该是输入信号的多少倍，老师必须告诉同学倍数的范围在多少以内是合理的，诸如此类。对应高频电磁干扰的问题，老师不能直接告诉学生如何处理，而要求学生自己通过上网查资料的方式找答案，这部分知识对理论要求不高，所以学生即使没有学过电路知识也可以理解，再经过一段学生自己找资料解决问题的阶段后，高频电路实验老师帮助学生一起解决电磁干扰的问题。通过一年级的短学期经历，激发同学们对电路设计的兴趣，而兴趣往往是最好的老师，引导他们在二年级时学习低频电路有好奇心，学习的主观能动性更强，学习效果更好。低频电路是高频电路的基础课程，只有低频电路学好了，高频电路才有可能学好，所以适当调整一年级短学期实习内容，可以为后续课程打下良好的基础。另外，通过短学期的学习，学生有充裕的时间调试电路板，学习高频防止电磁干扰的方法等，这样可以提高在高频电路实验中的效率，减少调试电路所花费的时间。

3.2第二阶段改革方案

我们建议在高频电路实验中将软件仿真与硬件电路调试结合，进行实验设计，比如在经典高频功率放大器电路实验中，先用软件仿真电路，通过更改负载值、基极电压，调整分压值，更改输入电源电压等，在软件中观察输出电压、电流的变化，并画出对应曲线，将该曲线与理论曲线相比较，验证理论，正如前面所述，这样实验花费时间较少，难度低，学生都能做出来，不会有挫败感进而丧失学习的兴趣。然后固定各部分参数值，让学生使用他们自己一年级短学期制作的分离元件搭建高频功率放大电路，进行功能调试，即用焊接好的电路板达到设计功能要求，由于已经在一年级处理过电磁干扰的问题了，此时工作量大为减少，他们面对新的高频电路无法工作时，惶恐感没那么强烈，多少还是有些经验的，加上实验老师的辅导协同帮助，绝大部分同学有能力在规定时间内解决问题。然后我们采用反向设计法进行实验：在现成的实验箱中任选一功能模块，这些模块都是二层电路板设计，对这个功能首先学生进行电路设计，为加快时间只需完成原理图设计即可，然后学生被要求画出试验箱中该模块的电路，比较自己设计的电路与实际电路之间的异同，分析为什么会出现这些差异？这些差异哪些是允许的、无关紧要的，哪些是由于设计不当引发而必须改正的，写出分析报告。通过反向设计，同学们能体会到理论和实践的差异，在今后的工作中不可掉以轻心，多思考，积累经验。

4总结

我们三年前进行高频电子线路课程改革，在改革的第一年在一年级同学短学期期间也要求二年级同学一道参与制作PCB板、焊接元器件，到了三年级下学期这些同学学习高频电路时，他们已经迫不及待要验证自己以往的劳动成果了，调试电路时主动性大大增强，几乎没有人像以往那样什么问题都等老师来解决，很多同学自发组成讨论组，自己上网查资料，基本能做到独立调试好电路，相比用软件仿真和用实验板，教师在该课程实验阶段的工作量会有些增加，同学们在规定学时内完成实验电路调试也是可行的，教师和学生的压力均在可承受范围内，但实际能力得到了更多的锻炼。

作者：侯俊 陈文 单位：上海理工大学光电信息与计算机工程学院 上海应用技术学院

参考文献

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[2]陈耿彪,黄浩铭.基于载体、技术与分组三维交互的本科实验教学[J].教学研究,2014(6):101-103.

[3]刘颖,王向军,单潮龙,刘德红.虚拟和实际相结合的电路实验考核方法探索[J].实验室研究与探索,2013(11):290-292.

[4]张建红,贺林.电路实验考核创新研究与实践[J].创新体系建设,2013(10):244.

电子电路设计篇7

【关键词】缸内直喷;电控系统;硬件模块

一、引言

电子节气门控制系统是发动机电子控制系统的重要组成部分，能够显著改善汽车的动力性能、经济性能和安全性能等指标，是汽车电子控制技术发展的重要方向。鉴于当前国内电子节气门控制系统研究和应用的现状，开展电子节气门控制系统的研究与开发具有重要现实意义和应用价值。

电子节气门控制系统根据油门踏板位置传感器和节气门体角位移信号等综合判断发动机实时工况的需求，通过电控单元控制节气门阀的开度，改变进入发动机气缸内的可燃混合气量，使发动机输出整车所需求的功率和转矩。

图1 源稳压电路图

二、电源模块电路设计

电源模块主要为电控单元、传感器和直流电动机提供电源。其中由于传感器电路精度比较高，节气门位置传感器和踏板位置传感器输入的模拟信号供电电压必须非常稳定，否则对踏板位置传感器和节气门位置传感器信号会有很大的扰动，本设计中给传感器单独供电，电控单元5V供电电源与传感器SV供电电源分开。本设计共需两个5V和一个12V直流电源。其中5V电源由两个电压转换器件7805从12V直流电源直接转化得到。

直流电机所需12V直流电源直接从12V蓄电池得到。图1所示为系统采用电源稳压电路图，主要由电源稳压芯片7805组成。

三、角位移信号调理电路

角位移信号调理电路是电控系统的重要组成部分，主要完成信号的跟随和滤波。信号调理可以防止各种干扰信号进入系统，是整个系统抗干扰的重点部分。

电子节气门控制系统信号输入部分包含两路模拟量输入，油门踏板角位移信号和节气门角位移信号。两路传感器信号均为电压信号，其范围为O-5V，数模转换芯片AD7705输入模拟电压范围为0-2.5V，故设计分压电路对传感器信号进行分压;且由于车辆的工作环境比较恶劣，输入的模拟信号存在干扰，故需对模拟信号进行滤波。油门踏板位置信号调理电路与节气门位置信号调理电路原理相同，其原理图如图2所示。

图2 油门踏板与节气门位置信号调理电路

四、A/D转换电路的设计

本设计采用一片AD780转换器，通过三线制与单片机连接，同时为了保证A/D转换器正常工作和复位，将A/D转换器的复位端子和片选信号端子也接到单片机。在三线制连接方式时，通过采用硬件监控DRDY端子的状态来判断寄存器是否被更新，D即Y端子的输出与通信寄存器的DRDY 位同步，DRDY端子一旦变成低电平，表明数据寄存器的数据已经更新，可以读取。通过将DRDY输出端子接至单片机的外部中断端子INTI就可以通过硬件监控数据寄存器的更新，通过中断服务函数就可以读取寄存器的数值，也可以通过软件查询的方式来读取数据。若DRDY端子为高电平，则不能读取数据，以免读到不可靠的数据。A/D转换电路的电路图如图3所示。

图3 A/D转换电路

图4 PWM调速控制原理和电源波形图

五、执行控制模块

近年来，随着单片机在控制领域的应用，采用脉宽调制控制直流电机逐渐成为主要的直流电机控制方式。脉宽调试的原理为：将冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果是相同的。PWM控制技术就是以该结论为理论基础，通过高速PWM信号对半导体开关器件进行不断的导通和关断的控制，同时控制PWM信号的占空比来获得输出大小变化的电压值。图4所示是利用开关管对直流电动机进行PWM调速控制的原理和电压波形。

图5 H桥电动机驱动电路

在图4中，当开关管的栅极输入高电平时，开关管导通，直流电动机电枢绕组两端电压为Us。tl秒后栅极输入变为低电平，开关管截止，电动机电枢两端电压为0。（T-tl）秒后，栅极输入电压重新变为高电平，开关管的动作重复前面的过程。

六、H桥电动机驱动电路

H桥电路中的四个功率MOS管采用N沟道MOS管，N沟道的MOS管具有以下两方面的优点：一方面，N沟道的MOS管载流子的迁移率较高，频率响应较好，跨导较大;另一方面，N沟道MOS管的导通电流大和导通电阻小。其电路如图5所示。

图中VI、VZ、V3、V4四个MOSFET的型号为IRF840，是H桥的核心元件，其主要的电特性参数如表4.3所示。Dl、DZ、D3、D4为续流二极管，其主要作用是提供电路续流回路，消除电动机所产生的反向电动势，避免该反向电动势击穿MOSFET。电源电压为+12V，由汽车蓄电池提供。

电动机正转时，Vl与V4受同一路PWM控制信号控制，VZ与V3输入低电平，使反转电路截止;电动机反转时，VZ与V3受另外一路PWM控制信号控制，Vl与V4输入低电平，使正转电路截止。

节气门体电机电枢电阻取3.3Ω，正常电流1.2A，峰值电流5-7.8A，工作电压12伏。

七、结论

电子节气门控制系统与传统机械式节气门控制系统相比，具有节能环保、结构紧凑，重量轻，装配方便，成本低，效益高，易与汽车其它电子控制系统集成，保养方便等特点。介绍了电子节气门控制系统的基本原理，对控制系统涉及的电源模块、角传感器信号处理、A/D转换、执行控制模块和H桥电动机驱动等部分的电路进行了分析和设计，为电子节气门控制系统总成的设计提供了硬件支持。

参考文献

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电子电路设计篇8

【关键词】 电子设计　多路控制　安全　家用电器

引言

自动化技术已成为家用电器发展的主流。目前市场上智能家电产品层出不穷，但是大部分设计的出发点在于使产品的使用更为简单便捷，而对于其在家电安全方面还有很多值得研究之处。

随着输电线路的电压等级升高，各种安全装置都进行了更新和改造，以确保系统的安全。但是在家电设计中，由于已建立的生产体系固定，使得安全设计没有与时俱进的加强。虽然前者为高电压技术，后者更多的只是涉及220V电压等级的弱电技术，但是可以借鉴高电压安全措施的思想，提高家用电器的安全性。

在输电线路中需要大量的断路器。但是在建设线路时，施工人员通常会购买不同厂家的断路器，合用于同一段线路的电能传输。其原因在于一旦某一厂家的断路器拒动，误动或是损坏，只有一处或少数几处线路出现问题，而不至引起大面积停电事故。

由此可以得出，对于单向控制的家用电器，如果以并联的形式增加不同的控制回路，必然可以有效改善家用电器的安全可靠性能。本文提出了将多路控制应用于家电安全方面的思路，还利用数字电路给出了上述理念的具体实现，利用仿真计算验证了其正确性和有效性。

1　多路控制在“热得快”中的应用

“热得快”是一种利用镍铁合金电热丝发热、作用于液体的小型快速电加热器，其大功率设定对产品的安全性能提出了很高的要求。我国《家用和类似用途电器的安全通用要求》和《家用和类似用途电器的安全室内加热器的特殊要求》等行业条例中明确规定，未获得强制性产品认证证书和未注明3C认证标志的室内加热器产品，均不得出厂、进口、销售。使用这类功率大的电加热器，特别要注意检查室内电线是否老化，因为电线长期处于高温状态，万一发生漏电，后果不堪设想。

市场上有可自动跳闸的热得快产品，这使得其安全性在设计上得到改进，但是使用时其可靠性仍然存在隐患。由于水在剧烈运动，影响温度传感器不能正确判断，可能出现拒动的状态，造成千烧。工作示意图如图1所示。

应用多路控制改善这一设计，如图2所示。在原有温度传感的基础上，增加一种新思路的控制回路。即一般家用的热水瓶容量约为2.5L，加热时间可以进行计算。

加热一瓶水所需热量为：通常使用的热得快为1kW，所以所需时间约为14min。所以可在热得快电路中添加一个计数器模块，它与加热水系统完全隔离，不受加热的影响，从热得快通电开始进行计时，当到达14min后送出一个高电平信号到热双金属片，使之断开，从而断电。

计时电路一旦失电，自动回零，以备下次工作。如果温度传感器先感应到水温，并动作，这时热得快断电，计时电路失电，停止计数并回零。

在设计时厂家可以根据具体条件设定时间，并且时间允许一定的裕度。因为计数器电路的作用在于提高安全性，所以时间可稍大于水烧开所需的计算时间。

2　多路控制在热得快中的应用设计仿真

通过一定的换算，以14min为计数器的标准进行设计，即计数840s，设计840进制计数器需要3片74LSl61实现。

如图3所示，当热得快插电后，开始进入加热状态，有电流流过，这时通过取样，经变压器隔离得到电压信号，与参考信号比较，输出高电平。当热得快断电时，这时没有工作电流，电压信号为0，输出低电平。

计数器部分的设计，如图4所示。以高低电平代替实际电路输入信号，作为置零端输入，从而判断是否计数。图5为置零端输入低电平，这时热得快没有通电，不计数。置零端为高电平时，热得快通电加热，计数工作。由于设计时根据二进制设计，图中所示的七段数显为十六进制计数。327对应十进制为839，即计数的最后一个状态，这时输出信号为高电平，送到温度感应器输出信号和双金属片的控制接口处，可使金属片断开。

3　多路控制在电热毯中的应用

电热毯内由电阻丝盘旋而成，通电后将电能转化成热能，从而实现供热。其主要的安全隐患在于，电热毯依靠手动控制，当人体进入睡眠状态之后不能手动控制电热毯的断电。从而带来身体不适，或更严重的后果。

引入多回路的控制思想，可有效改善这一实际问题。如图6所示。

自动控制回路的具体设计为：将电热毯上承担的重量转换为电信号，当电热毯设定为升温后，如果在一定时间内电热毯感受到的压力不变，表明无人或者人处于熟睡状态，则手动控制失去作用，自动控制切断电热毯。在设定时间内压力发生变化，则手动控制有效，计时回零，等待下次工作。

对电热毯所承受重量进行采样，再通过传感器和模数转换器将采样结果变为数字信号。并实时进行采样，将某时间t的采样和时间t+1的采样信号输入至一个同或门，当两次采样结果相同时输出为1，当两次采样结果不同时输出为0。取样电流通过变压器隔离转换为电压信号，进而与参考直流电压进行比较，输出高低电平信号。将此输出接在计数器的置零端上，当采样结果相同，表明可能无人或人处于睡眠状态，置零端为1，计数器工作，当计数到设定的时间，可自动关断开关，这时采用的电路与多用电插座自动关断开关的设计完全一致；当采样结果不同，表明人处于清醒状态，可由人自己进行手动控制，置零端为0，计数器不工作。从而实现了整个电路的功能。

除输入信号的产生方式外，计数器的设计过程和计数器输出信号控制开关过程与热得快十分类似。如图7所示。

4　结束语

通过对热得快和电热毯的实例分析，可以看出，采用多路控制，一方面改善了原有控制的误动率，增加了控制的量；另一方面改进了原有控制的局限性，提高了控制的质。增加支路法的多路控制原理还可以用于更为广泛的家用电器领域，使弱电市场的安全性能得到大幅提高。

电子电路设计篇9

顾玲芙 江苏省无锡汽车工程中等专业学校 214153

【文章摘要】

计算机技术的迅速发展，为软件

的开发与应用创造了广阔的发展空

间。在电子线路设计领域中，软件应

用作为其重要组成部分，能够为电路

设计提供更为高效的参数优选方案，

其在当下社会应用和教学中所占比

重也日渐增加。在电路研究与设计过

程中，已有越来越多的设计者利用电

脑仿真技术对电路设计进行分析与

调试，计算机软件的应用逐渐成为当

下电子电路设计中的重要工具。本文

从电子电路设计过程中的设计质量，

设计周期及成本计算角度出发，对电

子电路设计教学中的软件应用进行

分析，并通过探讨不同类软件在电子

电路设计教学中的应用特点，为电子

电路教学提供有效的教学依据。

【关键词】

软件应用；电子电路设计；设计教学

1 电子电路设计教学发展概况

随着计算机技术的飞速进步，软件的

开发与利用日渐成为当下社会各领域发

展的重要构成部分，在现阶段的电子电路

设计中，各类软件的应用在为电路设计提

供极大便利的同时，也为电子线路连接及

功能的验证提供了有效途径。各类软件在

日渐普及和广泛应用中得以不断完善，这

也极大的促进了计算机软件在电子电路

设计中的应用。在电子电路的实际设计应

用中，由于电子电路结构设计和线路搭建

涉及到了多个电子领域，如电路图绘制，

电路设计，元件设计及结构调动等，都需

要不同类型的软件进行应用设计。在当下

我国电子电路的设计与教学中，理论课程

与课程实验的有机结合为学生的电路学

习设计提供了良好的发展空间。计算机软

件的应用教学，使得学生在掌握了软件应

用的基础上，能够以软件工具开展电子电

阻的设计，搭建和线路调试。在计算机软

件的电子电路教学设计与应用中，模拟电

子技术实验教学是一个极具代表性的实

例，学生在模拟电子电路设计的课程中，

能够在课程内容中学习到电路技术和计

算机技术的基础知识，并通过课堂练习和

课程实践不断加深对计算机软件应用和

电子电路设计的认知，在课程教学后期的

课程实践中，教师通过带领学生开展电路

设计实践，以进一步促进学生软件知识和

电子电路知识的有机融合。电子电路教学

的开展，为计算机软件和电路设计应用的

结合提供了发展前提，这也为我国电子电

路技术的发展奠定了基础。

各类软件在电子电路

设计教学中的运用

顾玲芙 江苏省无锡汽车工程中等专业学校 214153

2 电子电路设计教学中软件应用意

义探讨

在电子电路的实际设计与开发中，

电路结构的软件设计仿真测试已成为当

下最具有效性的技术，加之越来越多的电

子电路设计者选择运用计算机软件对电

子电路设计进行研究，这就使计算机软件

应用在电子电路的设计中具有十分重要

的意义。计算机软件提供的软件仿真功能

为电子电路的方案设计提供了有力的参

考，学生能够利用软件进行对预先设计好

的电路方案进行仿真，并通过对比方案设

计与当真结果对具体内容进行改进，这在

帮助学生完善仿真方案的同时，也进一步

巩固了其对知识的掌握，提升了电路设计

中发现问题和处理问题的能力。与传统形

式的电路测量检验方式不同，计算机软件

的应用仅需要将电路接口连接到实验箱，

通过程序调试模拟实际应用环境，以更为

高效率的检测出电路系统的设计错误。软

件应用在为电子电路设计提供仿真环境

的同时，也能够在学生的电子理论学习中

起到极大的辅助作用。在电子电路教学开

展过程中，课程理论和实验设计的有机结

合能够进一步加深学生对电路知识的理

性认知，而在电路的设计和应用检测过程

中，由于校园客观环境的限制，电路的检

验与应用通常无法得到充分开展，而利用

计算机软件设计则能够有效实现对电路

设计的检验和校正，使得学生能够在真正

意义上掌握电子电路设计课程中的研究

方法。

3 各类软件在电子电路教学中的具

体运用

3.1 CAD 软件在电子电路教学中的

应用

CAD 软件系统是当下电路设计软件

中图形设计功能作为全面的应用软件，其

在电子电路设计教学中的应用也十分广

泛。在电路设计教学的开展中，CAD 软

件为课程开展提供了绘图，几何造型以及

特征计算等功能，在进行电路设计过程

中，教师能够通过带领学生进行元件设

计，是学生进一步掌握不同电路元件的功

能，并以此为基础，使学生利用不同元件

的特性进行电路的功能设计。CAD 软件

在为电路教学设置元件设计功能的同时，

也自带有元件库，电路的实际设计可以直

接对元件进行调用，这也能够有效节约电

路原理图设计时间。在利用该软件开展教

学时，教师还要强调实际元件和虚拟元件

的区别，并通过在教学过程中着重强调，

以保证学生实际电路连接的准确性和安

全性。

3.2 EWB 软件在教学中的具体应用

分析

EWB 计算机软件是一种用于电路设

计与仿真的EDA 工具软件，与CAD 软件

不同，EWB 软件中包含更多的高品质模

拟电路元件和组件模型。教师在开展电子

电路设计教学时能够在元件调用的基础

上，引导学生利用软件进行多种功能仿

真，如对以连接的电路结构进行交流频

率特性分析，静态分析和参数扫描分析

等。EWB 软件主要结构包括函数信号发

生器和仿真电路模板等，学生能够在课程

设计中通过元件调用和参数整合，完成电

路设计，并通过将电路系统调用与仿真模

板中，对其进行功能测试。在电路仿真教

学过程中，教师应首先开展信号发生器教

学，使得学生能够依据实际电路结构设计

选定对应的激励信号，以此保证电子电路

结构仿真结构的准确性和有效性。

3.3 PSPICE 仿真软件在电路设计教

学中的应用

作为现阶段不同类型电路分析与设

计仿真软件之一，PSPICE 软件具有十分

优越的实用性能。该软件主要包括电子线

路仿真，图形方式输出，模拟计算电路功

能和网表生成等功能，不仅能够对模拟电

子线路进行仿真与模式实验，也能够与实

体电路结构进行连接并开展模拟仿真。在

电子电路的设计教学中，教师要将课程演

示重点放在利用 PSPICE 软件模拟连接

电路上，使学生能够在掌握元件参数的基

础上，更为全面的掌握电路波形和电压电

流值的检测方法。PSPICE 仿真软件的应

用，也为电路设计教学中元件参数的优化

提供了科学有效的途经，教师通过对比软

件中不同模拟元件的功能，以选择灵敏度

高和容差关系稳定的软件开展教学，这能

够极大的优化电路设计中的元件参数，并

使得电子电路设计的教学质量得到有效

提升。

4 结束语

不同类型计算机软件在电子电路教

学中的应用，为电路设计与功能检测提供

了有效的教学方式。教师在备课过程中通

过对比不同电路软件的应用特点，并选取

更具教学价值的应用软件开展电子电路

教学，能够更为全面的对电路参数进行讲

解，进而培养学生电路工程设计的眼光，

为学生今后的就业与发展打下坚实的基

础。

【参考文献】

[1] 周长森. 电子电路计算机仿真技

术的实际应用探究[J]. 山东科学

技术出版社.2011（6）：6-14.

[2] 胡晓云，邓肖月.EDA 技术在电

子电路教学中的应用. 实验与探

索.2012

[3] 胡卫平.CAISD 软件包的研制及其

在逆变器优化设计中的应用. 北

京电子教育出版社.2009,9-15

[4] 周淑芳. 柔性电路板在电子电路

电子电路设计篇10

【关键词】电子技术;声光控制;照明电路;设计研究

随着社会经济的不断发展，人们对于环保概念中的节能减排理念逐渐加深了认同感，提倡节约资源，避免不必要的浪费，促进可持续发展[1]。而在我们生活中，对于电能使用方面的节约就成了当前电路设计研究的重点。小区、工厂等场所，在过去都是要提供整晚的照明，极大的造成了浪费。而手持照明设备虽然可以降低一定的照明灯使用，但是却极其不方便。基于电子技术的不断发展进步，一种新型声光控制照明电路已经逐渐被研发使用，真正的为我国的可持续发展建设做出了极大的贡献。

一、基于电子技术的声光控制照明电路设计研究的意义

我国传统公共照明灯，要么为了方便人们夜晚活动彻夜不关，要么就是采用手动开关的设计方式。前者会造成严重的电能资源浪费，后者则给夜视能力欠佳的人造成了极大的困扰[2]。因此，声控照明灯首先应运而生。相对于前面两种情况来说，声控照明灯的使用，的确在一定程度上解决了人们的使用困扰，但是，声控灯无法避免白天不受声音的影响，还是会存在一定的资源浪费现象。接着，人们为了解决声控灯的不便，又研发出了定时开关总电源，虽然解决了节能需求，但是又加大了管理方面的负担。而声光控制照明电路，顾名思义，就是从声源以及光源两方面对电路进行双重控制，极好的满足了人们对于夜晚照明设备兼具照明使用及节能减排功能的需求。

二、基于电子技术的声光控制照明电路设计研究的具体方案

声光控制照明电路设计的总原理，就是以光信号作为电路发光的基础条件，然后用声信号来完成对照明设备的发光控制。具体来说，就是通过声电转换装置，能够把电路接收到的声信号转变成为频率不一且相对薄弱的电信号，再经过处理电路以及放大电路的加工，形成控制整个电路的控制信号[3]。如果这一过程中电路接收到的光信号强度达到预定的恒定状态，那么该部分控制开关就会打开，否则，开关就会关闭。具体各电路的设计介绍如下：

2.1电源电路设计

电源电路设计，选用了稳压二极管作为降压装置。稳压直流输出后，先后经过降压电容器（C1）、全桥整流器（QD）、滤波电容（C2）后，最后通过稳压二极管（DW）完成稳压，最终得到能够满足照明电路需要的稳定电压。这一部分的设计的主要原则，就是要保证电路能够满足正常的声光控制电路工作，同时力求使整个电流电路的结构简单化。

2.2信号放大线路设计

对于信号放大线路的设计，主要包括拾音器以及放大器两部分。选择拾音装置时，要选取价格不贵，但内部压电陶瓷片具有较高灵敏度的。例如，电压蜂鸣器型号为HTD35A-1的这一装置，采集到声音后，经过压电陶瓷片形成微弱的电效应，经过直藕式音频放大器的作用，可以对这个电信号进行放大，再经过T3，产生倒向放大，进而触发电路中的单稳态电路。

2.3声光控制电路设计

声光控制电路设计，具体分为两种情况：首先，是强制复位状态。即光敏三极管在白天会接受到强烈的光照，受较大阻抗影响，单稳态触发器会输出低电平，形成强制复位状态，照明开关不会打开，照明设备就不会发亮。其次，夜晚正好相反，光敏三极管能够感受到的光照较弱，受阻抗值较小的影响，单稳态触发器就会输出高电平，而此时如果拾音器也接收到一定的声信号，通过对声信号进行加工，产生了极大的电流，触发单稳态触发器，使得可控硅被触发倒通，照明设备就会持续一段时间的发光。一般这一电路设计要求照明持续保持120S，可以考虑选用型号3DK2的三极管，以及0.01μ的最小电容。

2.4光电传感器电路设计

最后，对于光电传感器电路的设计，主要就是满足电路照明的需求。在这一设计环节中，主要注重选择一些合适的贴近实际使用需求的材料，确保照明设备能够正常使用即可。例如，选用型号为3DU5的光敏三极管，其工作电压的正常范围在6V——8V间，光谱响应范围也刚好符合实际需求。

三、结语

综上所述，基于电子技术研发的声光控制照明电路的使用，在节省电能及人力方面，都具有极好的效果，大大方便了人们的夜间生活。且操作模式的自动化设计理念，正是当前时展的重要标志，同时也符合人们高效利用信息科学技术，满足日常生活需求的理念，是一项性价比极高的设计研究成果。

参考文献

[1]张英争,陈鹏.基于电子技术的声光控制照明电路设计研究[J].电子测试,2016,(20):26-27.

[2]王飞.基于DALI协议的LED智能照明系统关键技术研究[D].广东工业大学,2013.