10电子技术综合设计第2讲(电子设计基础)

1、电子技术综合设计电子技术设计基础电子设计介绍 电子设计是利用基本电子电路原理，设计、制作出合乎要求的电子装置的过程。他是考察学生电子技术的基本应用技能、实践创新能力的重要实践过程。主要侧重以下方面：设计内容具有实际意义和应用背景，并考虑到目前教学的基本内容和新技术的应用趋势。培养综合运用基础知识进行理论设计的能力、创新精神和独立工作能力8/11/2022电子技术综合设计与本课程相似的大学生电子竞赛包括：学院科技活动每年一届省电子设计竞赛两年一届（双年份）企业应用专题竞赛NI模拟电路、嵌入式系统等全国大学生电子设计竞赛两年一届（单年份）挑战杯、机器人大赛等全国课外科技活动竞赛等8/11/2022

2、电子技术综合设计1、明确系统设计任务和要求分析设计任务，了解性能、指标、内容及要求。这点十分重要，充分理解题目的要求、每项指标的含义，这是完成综合设计和实验的前提8/11/2022电子技术综合设计举例：程控电压电流信号源设计性能要求：系统工作电源15V ， 5V 稳压电压输出0.05.0V，电流负载能力100mA。 恒流电流输出0.010mA, 负载电阻500。电压及电流输出在充许负载范围内误差小于5FS。电压及电流输出须共用一个输出正端, 输出负端为地。输出电压及电流设定精确到二位十进制数 8/11/2022电子技术综合设计2、制订方案与构筑总体框图对于同一个题目，实现的方案可能是多个，实现

3、的途径和技术路线也可能是多方面的。可以将不同的方案与途径加以对比。从中选择一种方案来实现。 选择的原则一般是“相对容易，相对巧妙，性价比高”8/11/2022电子技术综合设计3、单元电路设计、参数计算与EDA计算机仿真 单元电路设计：要考虑前后级的关系。各元件参数计算：电路电压、电流、阻抗、功率和标称值。 在这一阶段，可以利用EDA软件如PROTEUS帮助设计电路，优化调整电路结构和元器件参数，直到达到指标要求8/11/2022电子技术综合设计4、器件选择： 电路是由若干元、器件构成的，对元、器件性能的深入了解和应用是保证正确设计和达到设计指标的关键之一。有时候，一个元器件的应用或一个新的元器

4、件的出现，将会使系统变得十分容易实现，所以应尽量地了解元器件，除教材以外，平时多看参考资料，上网去查一查，到电子市场去逛一逛，使自己的头脑中“存储”更多的元、器件。需要的时候，将会熟能生巧，应用自如8/11/2022电子技术综合设计应该根据器件自身特性和电路要求选择合适的器件。（如工作频率、功率、工作电压等其他指标，可以参阅器件技术手册） 一般情况下，在元、器件选择方面，建议在保证电路性能的前提下，尽量选用常见的、通用性好的、价格相对低廉、手头有的或容易买到的。8/11/2022电子技术综合设计 在元器件应用中，必须注意以下几个方面：电源电压的范围是多少？是单电源供电还是需要双电源供电？这点十

5、分重要。若不注意，将+3.3 V电源的器件加+5v，将+5V器件加+9V，甚至更高，那器件是必烧无疑。元器件的主要指标是什么？这不外乎是速度和精度两方面。不要以为只要是运放就能作放大器、滤波器。例如要求做一个2MHz带宽的放大器，如果选用LM741，结果无论如何都达不到要求，因为LM741的单位增益带宽积只有1MHz。元器件互相之间的电平匹配如何？元器件的输入阻抗，允许的输入电压、电流范围以及输出驱动负载的能力等等。这一方面会涉及器件的安全，另一方面又可能影响到系统的某些指标能否达到。8/11/2022电子技术综合设计二、电路的组装布局、调试与总结1、组装、布局注意器件极性注意信号之间的相互干

6、扰，连线最短做好输入、输出和其他必要的关键点标示布局合理、美观、整齐8/11/2022电子技术综合设计2、调试通电前检查：电路板检查；连线是否正确，电源电压是否正常，去掉暂时不用的器件。通电检查：加入正常电压，查找是否有异常，正常后断电插入芯片再开电检查一遍单元电路检查：利用信号源和仪器检查单元电路结果是否正确（分电路检查）。整机联调:从最前端到末级进行统调，检查各级动态信号工作情况，分析是否满足设计要求。8/11/2022电子技术综合设计3、故障诊断与排除方法信号寻迹法：逐级检查对分法：缩小故障范围分割测试法：切断电路间的相互联系，查找原因电容器旁路法：用于自激或排查干扰的时候对比法：相同电

7、路对比替代法：用已知正常的电路、器件代替怀疑的电路静态测试法：确定单一故障元件动态测试法：观察动态工作状况8/11/2022电子技术综合设计4、设计文档整理与总结报告课程名称、内容摘要设计内容与要求比较和选定设计的系统方案，画出系统方框图单元电路设计、参数计算和器件选择画出完整的电路图，并说明工作原理画流程图组装调试内容（主要调试仪器、调试方法技巧、测试数据与分析、故障以及排除方法）总结方案优缺点，指出实用价值并提出改进方案附上所有的测试数据和曲线等等。调整报告及程序的格式，程序加注解8/11/2022电子技术综合设计电子设计中必备的器件知识1、常用无源器件：电阻、电容、电感等。 应注意使用功

8、率、工作频率、噪声系数、工作损耗等参数进行选择。8/11/2022电子技术综合设计2、常用有源器件：半导体晶体管、集成电路等。 使用中应注意关键的直流、交流参数，器件手册中推荐使用的条件和典型应用电路等。 例如：极限工作参数、测试工作条件等等。8/11/2022电子技术综合设计电阻常识注意瓦数，1/4瓦以下用色环色环：棕红橙黄绿、蓝紫灰白黑、金银 、 -1 -2常用阻值范围：1.0 1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.7 3.03.3 3.6 3.9 4.3 4.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8.2 9.1元件名称：RJ-0.25-470常

9、用网络电阻：A型电位器：环行、多圈（如3296W）8/11/2022电子技术综合设计8/11/2022电子技术综合设计电容常识容量：1pF=10-3nF=10-6uF 注意耐压和极性常用种类及特点：涤纶电容（稳定）、聚苯乙烯电容（高压）、聚四氟乙烯电容（高温）独石电容（小，便宜），瓷片电容（便宜）铝电解（容量大，漏电流大）、钽电解（漏电流比前者小）8/11/2022电子技术综合设计继电器继电器:当输入量(或激励量)满足某些规定的条件是能在一个或多个电器输出电路中产生跃变的一种器件8/11/2022电子技术综合设计功率晶体管输出驱动继电器8/11/2022电子技术综合设计特殊器件与应用 气敏电阻

10、 有一种煤气泄漏报警器，在瓦斯泄漏后会报警，甚至启动脱排油烟机通风。这种报警器内就是装置了一种气敏电阻。这种半导体在表面吸收了某种自身敏感的气体之后会发生反应，而使自身的电阻值改变。它一般有四个电极，两个为加热电极，另两个为测量电极。气敏电阻根据型号对不同的气体敏感。有的是对汽油，有的是对一氧化碳，有的是对酒精敏感。 8/11/2022电子技术综合设计气敏常用电路图8/11/2022电子技术综合设计湿敏电阻湿敏电阻对环境湿度敏感，它吸收环境中的水分，直接把湿度变成电阻值的变化。 压敏电阻 压敏电阻用作电路的过压保护。将压敏电阻和电路并联，其两端电压正常时电阻值很大，不起作用。一旦超过保护电压，

11、它的电阻值迅速变小，使电流尽量从自己身上流过（很有牺牲精神！），从而保护了电路。正规的电话机中少不了压敏电阻，其实你的MODEM中也有这东西。 8/11/2022电子技术综合设计霍尔器件 霍尔器件几乎是每台计算机中都用的器件，另外在各种精密的工业设备中也有它的身影。它主要用来检测磁力，而且基本上都是以“集成霍尔传感器”的形式出现。用高灵敏的霍尔器件还可以制作电子罗盘呢。8/11/2022电子技术综合设计干簧管 （干簧继电器）初听这个名字很怪，（习惯了就好），干簧管是一种磁敏的特殊开关。它的两个触点由特殊材料制成，被封装在真空 的玻璃管里。只要用磁铁接近它，干簧管两个节点就会吸合在一起，使电路导

12、通。因此可以作为传感器用，用于计数，限位等等。有一种自行车公里计，就是在轮胎上粘上磁铁，在一旁固定上干簧管构成的。装在门上，可作为开门时的报警、问候等。在“断线报警器”的制作中，也会用到干簧管。！8/11/2022电子技术综合设计热释电红外探测器：利用人体发出的红外线进行检测，产生电信号输出，常用于防盗报警等电路中。8/11/2022电子技术综合设计如何提高电子设计能力？1、多分析各种应用电路图和其工作原理说明。2、多进行实际动手制作。3、充分利用图书、期刊、网络等各种渠 道了解新器件、新技术等。8/11/2022电子技术综合设计常用电子资料下载网址http:/http:/jap.hu/ele

13、ctronic/otherproduct/radio/ 电子爱好者/samples/ 美信免费芯片申请/buy/sample/?DCMP=TI-cn_Home_Tracking&HQS=v?OT+home_b_samples TI免费芯片申请/productSelection/orderSamples/index.html AD免费芯片申请8/11/2022电子技术综合设计PCB布线要求PCB大小：8cm x 10cm 10cm x 10cm （超出自费）布线要求：电源线：50mil信号线：25mil焊盘和过孔：80mil间距：20mil8/11/2022电子技术综合设计电阻电阻按材料分一般有

14、：碳膜电阻、金属膜电阻、水泥电阻、线饶电阻等。一般的家庭电器使用碳膜电阻较多，因为它成本低廉。金属膜电阻精度要高些，使用在要求较高的设备上。水泥电阻和线饶电阻都是能够承受比较大功率的.线饶电阻的精度也比较高，常用在要求很高的测量仪器上。小功率碳膜和金属膜电阻，一般都用色环表示电阻阻值的大小。电阻阻值的单位是欧姆。 8/11/2022电子技术综合设计电阻色环电阻分为四色环和五色环，先说四色环。黑0 棕1 红2 橙3 黄4 绿5 蓝6 紫7 灰8 白9 金、银表示误差各色环表示意义如下：第一条色环：阻值的第一位数字；第二条色环：阻值的第二位数字；第三条色环：10的幂数；第四条色环：误差表示。例如：

15、电阻色环：棕绿红金阻值为：15X100=1500欧=1.5千欧=1.5K 8/11/2022电子技术综合设计电阻精确度更高的“五色环”电阻，用五条色环表示电阻的阻值大小，具体如下：第一条色环：阻值的第一位数字；第二条色环：阻值的第二位数字；第三条色环：阻值的第三未数字；第四条色环：阻值乘数的10的幂数；第五条色环：误差（常见是棕色，误差为1%）四色环电阻误差为5-10%，五色环常为1%，精度提高了8/11/2022电子技术综合设计电阻第一色环识别：技巧1： 先找标志误差的色环，从而排定色环顺序。最常用的表示电阻误差的颜色是：金、银、棕，尤其是金环和银环，一般绝少用做电阻色环的第一环，所以在电阻

16、上只要有金环和银环，就可以基本认定这是色环电阻的最末一环。 技巧2： 棕色环是否是误差标志的判别。棕色环既常用做误差环，又常作为有效数字环，且常常在第一环和最末一环中同时出现，使人很难识别谁是第一环。在实践中，可以按照色环之间的间隔加以判别：比如对于一个五道色环的电阻而言，第五环和第四环之间的间隔比第一环和第二环之间的间隔要宽一些，据此可判定色环的排列顺序。 技巧3： 在仅靠色环间距还无法判定色环顺序的情况下，还可以利用电阻的生产序列值来加以判别。比如有一个电阻的色环读序是：棕、黑、黑、黄、棕，其值为：100104=1M误差为1，属于正常的电阻系列值，若是反顺序读：棕、黄、黑、黑、棕，其值为140100=140，误差为1。显然按照后一种排序所读出的电阻值，在电阻的生产系列中是没有的，故后一种色环顺序是不对的。 8/11/2022电子技术综合设计电位器分类及相关型号按电阻体材料分类： 1线绕电位器：它的电阻体是用电阻丝绕在涂有绝缘材料的金属或非金属板上制成的。它又可分为通用、精密、大功率、预调试线绕电位器型号为WX； 2非线绕电位器：可分为实心电位器、膜式电位器。 实心电位