电子技术课程设计基础

第一章概论

“电子技术课程设计”是电子技术课程的实践性教学环节，是

对学生学习电子技术的综合性训练，这种训练是通过学生独立进行

某一课题的设计、安装和调试来完成的。然而，要完成一个课题将

涉及到许多方面的知识，既要涉及到许多理论知识（设计原理与方

法），还要涉及到许多实际知识与技能（安装、调试与测量技术）。

一、电子电路课程设计的目的、要求

实验课、课程设计和毕业设计是大学阶段既互相联系又互有区

别的三大实践性教学环节。实验课着眼于通过实验验证课程的基本

理论，并培养学生的初步实验技能。而课程设计则是针对某一门课

程的要求，通过一阶段课程的各教学环节（课堂教学、实习和实验）

之后，对学生进行的综合性训练，旨在培养学生运用课程中所学到

的理论知识与实践紧密结合，培养学生能够独立地解决实际问题。

毕业设计虽然也是一种综合性训练，但它不是针对某一门课程，而

是针对本专业的要求所进行的更为全面的综合训练。

通过电子技术课程设计，学生应能达到如下基本要求：

1.综合运用电子技术课程中所学到的理论知识去独立完成一

个设计课题。

2.通过查阅手册和文献资料,培养学生独立分析和解决实际问

题的能力。

3.进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的

原则。

4.学会常用电子电路的正确安装与调试技能。

5.进一步熟悉常用电子仪器的正确使用方法；正确记录并分析

实验结果。

6.学会撰写课程设计总结报告。

7.通过课程设计培养实事求是的科学作风及严肃、认真的工作

作风和严谨的科学态度。

二、电子电路课程设计的教学过程

课程设计是在教师指导下，通过学生独立完成课题来达到对学

生的综合性训练。

1.设计、计算阶段（预设计阶段）：

学生可根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计,

通过论证与选择，确定总体方案。此后是对方案中的单元电路进行

选择和设计计算，包括元器件的选用和电路参数的计算。最后画出

总体电路图（原理图和布线图）。

2.安装、调试阶段

预设计方案经指导教师审查通过后，学生即可向实验室领取所

需元器件等材料，并在实验箱或实验板上组装电路。然后运用测试

仪表或仪器对电路进行调试，通过调整元器件等，排除电路故障,

修改原设计电路，使之达到设计指标要求。

3.撰写总结报告阶段

总结报告是学生对课程设计全过程的系统总结。学生应按规定

的格式编写设计说明书。说明书的主要内容有：

(1)课题名称。

(2)设计任务和要求。

(3)方案选择与论证。

(4)方案的原理框图，总体电路图、布线图，以及它们的说明；

单元电路的设计方案与计算说明；元器件选择和电路参数计算的说

明等。

(5)电路调试。对电路调试过程中出现的问题进行分析，并说

明解决的措施；记录、整理测试结果并进行分析。

(6)收获和体会及存在的问题和进一步的改进意见等。

4.成绩评定

课程设计结束后，教师将根据以下儿个方面来评定成绩：

(1)设计方案的正确性与合理性。

(2)实验动手能力：包括安装工艺水平、调试过程中分析和解

决问题的能力，以及创新精神等。

(3)设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神。

(4)总结报告。

三、电子电路课程设计的一般方法与步骤

设计一个电子电路系统时，首先必须明确系统的设计任务，根

据设计任务进行方案选择，然后对方案中的各部分进行单元的设

计、参数计算和器件选择，最后将各部分连接在一起，画出一个符

合设计要求的完整的系统电路图。电子电路的一般设计方法和步骤

为：

1.总体案的设计与选择

2.单元电路的设计与选择

3.元器件的选择与参数计算

4.画出总体电路图

5.总体电路的安装与调试

6.撰写课程设计实验总结报告

第二章电子电路课程设计的方法

一个实用的电子电路通常是由若干个单元电路组成的。因此，

一个电子电路的设计不仅包括单元电路的设计，还包括总体电路的

系统设计（总体电路由哪些单元电路构成，以及单元电路之间如何

连接等）。随着微电子技术的发展，各种通用和专用的模拟和数字

集成块大量涌现，所以单元电路一般不再需要进行设计，而只需要

正确选用集成块就可以了。因此，电子电路的系统设计就显得越来

越重要。但从教学训练角度出发，课程设计仍应保留一定的单元电

路的内容。

电子电路的设计包括模拟电路设计和数字电路设计两部分，两

者的设计方法有所不同，现分别给予介绍。

一、模拟电子电路设计

电子电路设计一般包括拟订性能指标、电路的预设计、实验和

修改设计等环节。

衡量设计的标准：工作稳定可靠，能达到所要求的性能指标，

并留有适当的余量；电路简单、成本低、功耗低；所采用元器件的

品种少、体积小；便于生产、测试和维修等。电子电路的一般设计

方法和步骤可参考图2-1。

由于电子电路种类繁多，千差万别，设计方法和步骤也因情况

不同而有所差异，因而设计步骤需要交叉进行，有时甚至会出现多

次反复。因此在设计电路时，应根据情况灵活掌握。

1.总体方案的设计与选择

设计电路的第一步就是选择总体方案，所谓选择总体方案是根

据设计任务、指标要求和给定的条件，分析所要设计电路应完成的

功能，并将总体功能分解成若干单元，分清主次和相互的关系，形

成若干单元功能模块组成的总体方案。该方案可以有多个，需要通

过实际的调查研究，查阅有关的资料或集体讨论等方式，着重从方

案能否满足要求、结构是否简单、实现是否经济可行等方面，对儿

个方案进行比较和论证，择优选取。对已选用的方案，常用方框图

的形式表示出来。

选择方案应注意的儿个问题：

(1)应当针对关系到电路全局的问题，开动脑筋，多提一些不

同的方案，深入分析比较，有些关键部分，还要提出各种具体

电路，根据设计要求进行分析比较，从而找出最优方案。

图2-1电子电路设计一般步骤

(2)要考虑方案的可行性、性能、可靠性、成本、功耗和体积

等实际问题。

(3)选择一个满意的方案并非易事，在分析论证和设计过程中

需要不断改进和完善，出现一些反复在所难免，但应尽量避免方案

上的大反复，以免浪费时间和精力。

2.单元电路的设计与选择

在确定了总体方案，画出详细框图之后，即可进行单元电路设

计。任何复杂的电子电路，都是由若干具有简单功能的单元电路组

成的，这些单元电路的性能指标往往比较单一。在明确每个单元电

路的技术指标后，要分析清楚单元电路的工作原理，设计出各单元

的电路结构形式，尽量采用学过的或熟悉的单元电路，要善于通过

查资料，分析研究一些新型电路，开发利用新型器件，亦可在与设

计要求相近的电路基础上进行适当改进或进行创造性设计。

设计单元电路的一般方法和步骤：

(1)根据设计要求和已选定的总体方案的原理框图，确定对各

单元电路的设计要求，必要时应详细拟定主要单元电路的性能指

标。注意各单元电路之间的相互配合，但要尽量少用或不用电平转

换之类的接口电路，已简化电路结构、降低成本。

(2)拟定出各单元电路的要求后应全面检查一遍，确实无误后

方可按一定顺序分别设计各单元电路。

(3)选择单元电路的结构形式。一般情况下，应查阅有关资料,

以丰富知识，开阔眼界，从而找到适用的电路。当确实找不到性能

指标完全满足要求的电路时，也可选用与设计要求比较接近的电

路，然后调整电路参数。

各单元电路之间要注意在外部条件、元器件使用、连接关系等

方面的配合，尽可能减少元器件的数量、类型、电平转换和接口电

路，以保证电路最简单、工作最可靠、经济实用。各单元电路拟定

后应全面地检查一次，看每个单元各自的功能是否能实现，信息是

否能畅通，总体功能是否满足要求，如果存在问题必须及时做出局

部调整。

3.元器件的选择与参数计算

(1)元器件的选择

选择元器件只要能清楚“需要什么”和“有什么”，问题就比较

好解决了。“需要什么”是指根据具体问题的要求所选择的方案，

需要什么样的元器件，即每个元器件各应具有哪些功能和什么样的

性能指标；“有什么”是指有哪些元器件，哪些在市场上能买得到,

它们的性能、价格如何，体积大小等。众所周知，电子元器件的种

类繁多，而且不断出现新产品，这就需要用户经常关心元器件的新

信息和新动向，多查阅资料。

►集成电路的选择

集成电路的广泛应用，不仅减少了电子设备的体积和成本，提

高了可靠性，使安装调试和维修变得比较简单，而且大大简化电子

电路的设计。但是，并不是采用集成电路就一定比采用分立元器件

好，有时功能相当简单的电路，只要用一只二极管或晶体管就解决

问题，若采用集成电路反而会使问题复杂化，而且增加成本。但在

一般情况下，应优选集成电路，必要时可画出两种电路进行比较。

集成电路的种类繁多，选用方法一般是“先粗后细”，即先根据

主体方案考虑应选用什么功能的集成电路，再进一步考虑它的具体

性能，然后再根据价格等因素决定选用什么型号。选择的集成电路

不仅要在功能和特性上实现设计方案，满足功耗、电压、温度、价

格等多方面的要求，而且应考虑到封装方式。集成电路常见的封装

方式有双列直插式、扁平式、和直立式三种（其他封装方式还有：

引线载体式等十余种），一般尽可能选用双列直插式，因为这种封

装易于安装和更换。选用集成电路时，还应尽量选择全国集成电路

标准化委员会提出的优选集成电路系列中的产品。

►电阻器的选择

电阻器除阻值和功耗等参数以外，还应从以下儿个方面进行考

虑：

A.掌握所设计电路对电阻器的特殊要求，即对高频特性、过载

能力、精度、温度系数等方面的技术要求。

B.优先选用通用型的电阻器，因为此类电阻器价格低、货源足。

C.根据电路的工作频率要求，选用相应的电阻器。各种电阻器

由于他们的结构与制造工艺不同，分布参数也不同。RX型线绕电阻

器的分布电容和分布电感较大，仅用于工作频率低于50KHZ的电路

中；RH型合成膜电阻器和RS型有机实心电阻器的工作频率在儿十

MHZ左右；RT型碳膜电阻器的工作频率可达100MHZ；RJ型金属膜

电阻和RY型氧化膜电阻器的工作频率可高达儿百MHZ。

D.按照电路对温度稳定性的要求，选择温度系数不同的电阻

器。在实际的电路中，有时需要选用正（或负）温度系数的电阻器

作为温度补偿元件。

E.在高增益前置放大电路中，应选用噪声电动势小的电阻器。

RJ型、RX型电阻器以及RT型电阻器均具有较小的噪声电动势。

F.所选用电阻器的额定功率必须大于实际承受功率的两倍。

A电容器的选择

选择电容器除容量和耐压等主要参数以外，还应从以下儿个方

面进行考虑：

A.合理确定对电容器精度的要求。在延时电路、音调控制电路、

滤波器以及接收机的本振电路和中频放大电路中，对某些电容器的

精度要求较高或很高，应选用高精度的电容器来满足电路的要求。

而在旁路、去耦合、低频耦合等电路中对电容量及精度没有很严格

的要求，因此仅需按设计值选用相近容量或稍大容量的电容器。

B.注意所设计电路对电容器绝缘电阻和损耗角正切值tan8的

要求。绝缘电阻小的电容器，漏电流较大，漏电流产生的功率损耗

将使电容器发热升温，从而导致电流进一步上升，轻则导致电路性

能恶化，重则使电容器失效甚至爆炸。对在高温和高压下工作的电

容器尤其要注意绝缘电阻参数。在采样/保持电路以及电桥电路中

作为桥臂使用的电容器，其绝缘电阻值的高低将直接影响测量精

度。电容器的损耗有时也直接影响到电路的性能，在振荡电路中、

中频回路和滤波器等电路中，要求tan6尽可能小，以提高电路的

品质因数Q。

C.注意对电容器高频特性的要求。在高频应用时，某些电容器

不可忽视的自身电感、引线电感和高频损耗，会使电容器的自身性

能下降，导致电路不能正常工作。有时为了解决电容器自身分布电

感的影响，常在自身电感较大的电容器的两端并接一个自身等效电

感很小的小容量电容器。

A电位器的选择

电位器的主要参数有标称阻值、精度、额定功率、电阻温度系

数、阻值变化规律、躁声、分辨率、绝缘电阻、耐磨寿命、平滑性、

零位电阻、启动力矩、耐潮性等。其制作材料、结构形式和调节方

式繁多，选用时应根据设计电路的要求确定。

A.选择电位器的结构形式和调节方式。在电视机以及许多测量

仪器中，电源开关和亮度（或音量）、灵敏度的控制常要求用一个

旋钮来实现，这时可选用带开关的电位器；在立体音响设备和文式

电桥等电路中，需要同时调节两个电位器值，这时可选用双连电位

器；在校正电路中，可选用锁紧型电位器；在计算机伺服系统及某

些精密仪器设备中，常选用多圈电位器；在晶体管放大器的偏置电

路中，可选用半可调型电位器。

B.选择电位器的阻值变化规律。为了适应各种不同的用途，电

位器的阻值变化规律通常做成三种，即直线式、对数式和反对数式

（亦称为指数式）。直线式电位器可用于示波器和电视接收机中控

制示波器和显象管的聚焦和亮度。在稳压电源的取样电路中，也可

选用直线式电位器。此外，直线式电位器还用于晶体管电路中工作

点的调节，接收机中AGC电压的控制以及电视机中桢线性、桢幅、

行同步、桢同步等的调节；反对数式电位器阻值在转角较小时变化

大，以后逐渐变小。这种变化规律适用于音调控制电路及电视机中

对比度的调节；对数式电位器可用于音响设备、收音机及电视接收

机的音量控制电路中。因为人耳对声音响度的听觉特性是符合对数

规律的，即在声音微弱时，若声音响度稍有增加，人耳的感觉十分

灵敏，但当声音响度增大到一定程度后，再继续增大声音响度，人

耳的反映则比较迟钝了。音量电位器选用对数式阻值变化规律，恰

可与人耳的听觉特性相互补偿，使音量电位器转角从零开始逐渐增

大时，人对音量的增加有均匀的感觉。

＞分立元器件的选择

分立元器件包括二极管、三极管、场效应管和晶闸管等，选择

器件的种类不同，注意事项也不同。例如三极管，在选用时应考虑

是NPN型还是PNP型，是大功率管还是小功率管，是高频管还是低

频管，并注意管子的电流放大倍数、击穿电压、特征频率、静态功

耗等是否满足电路设计的要求。

(2)元器件的参数计算

单元电路的结构、形式确定以后，需要对影响技术指标和参数

的元器件进行计算。这种计算有的需要根据电路理论进行，有的按

照工程估算方法，有的可用典型电路参数或经验数据。选用的元器

件参数值最终都必须采用标称值。计算电路参数时应注意如下问

题：

A各元器件的工作电流、工作电压、频率和功耗应在允许的范

围内，并留有适当的余量，以保证电路在规定的条件下正常工作，

达到所要求的性能指标。

A对于环境温度、交流电网电压等工作条件，计算参数时应按

最不利的情况考虑。

A设计元器件的极限参数时，必须留有足够的余量，一般按

1.5倍左右考虑。例如，如果实际电路中的三极管的VCE的最大值

为20V,挑选三极管时应按V(BR)CEO。30V考虑。

►电阻值应在常用电阻标称值系列内，并根据具体情况正确选

择电阻的品种。

A电解电容数值应在常用电容标称值系列内，并根据具体情况

正确选择电容的品种。

A在保证电路性能的前提下，尽可能设法降低成本，减少元器

件的品种、功耗和体积，并为安装调试创造有利条件。

►在满足性能指标和上述各项要求的前提下，应优先选用现有

的或容易买到的元器件，以节省时间和精力。

＞应把根据计算所确定的各参数值标在电路图中适当的位置。

4.总体电路图设计

设计好各单元电路以后，应画出总电路图。总电路图是进行实

验和印制电路板设计制作的主要依据，也是进行生产、调试、维修

的依据，因此画好一张总电路图非常重要。

(1)画总电路图的一般方法

►画总电路图应注意信号的流向，通常从输入端或信号源画

起，由左到右或由上到下按信号的流向的主通道依次画出单元电

路。但一般不要把电路画成很长的窄条，必要时可按信号流向的主

通道依次把各单元电路排成类似字母“U”的形状，它的开口可以

朝左，也可以朝其他方向。

»尽量把总电路图画在同一张纸上，如果电路比较复杂，一张

图画不下，应把主电路画在同一张纸上，而把一些比较独立或次要

的部分（例如直流稳压电源）画在另一张或儿张纸上，并用适当的

方式说明各图之间的信号关系。

A电路图中所有的连线都要表示清楚，各元器件之间的绝大多

数连线应在图上直接画出。连线通常画成水平线或竖线，一般不画

斜线。互相连通的交叉线，应在交叉处用圆点标出。连线要尽量短。

电源一般只标出电源电压的数值（例如+5V,+15V,—15V）O电路

图的安排要紧凑、协调，疏密恰当，避免出现有的地方画的很密，

有的地方却空出一大块。总之，要清晰明了，容易看懂，美观协调。

A电路图中的大规模集成电路，通常用方框图表示。在框中标

出它的型号，框的边线两侧标出每根连线功能名称和管脚号。除中

大规模器件外，其余元器件的符号应当标准化。

►集成电路器件的管脚较多，多余的管脚应做适当处理。

►如果电路比较复杂，设计者经验不足，有些问题在画出总体

电路之前难以解决，可以先画出总电路图的草图，调整好布局和连

线之后，再画出正式的总电路图。

以上只是总电路的一般画法，实际情况千差万别，应根据具体

情况灵活掌握。

(2)审图

因为在设计过程中有些问题难免考虑不周，所以在画出总电路

图之后，要进行全面审查，审图时应注意以下儿点：

A先从全局出发，检查总体方案是否合适，有无问题，再检查

各单元电路的原理是否正确，电路形式是否合适；

►检查各单元电路之间的配合有无问题；

►检查电路图中有无烦琐之处，是否可以简化；

》要特别注意电路图中各元器件是否工作在额定值范围内，以

免实验时损坏；

A解决所发现的全部问题后，若改动较多，应当复查一遍。

5.电子电路的安装与调试

电子电路的安装与调试在电子电路实践和电子工程技术中都占

有非常重要的地位。它是把理论付诸于实践的阶段，也是将理论电

路转换为实际电路和电子设备的过程。这一过程的实现，为电子技

术在人类的社会生活和生产实践中发挥巨大作用提供了现实性和

可能性的保证，同时一，这一过程也是对理论设计的检验、修改和完

善。

(1)电子电路的安装

简单的电子电路安装可在接插板(面包板)上完成。较复杂的

电子电路需制作专门的印制电路板，还必须考虑电路的布局、焊接、

组装等工艺。无论采用哪种方法均应注意以下儿个方面：

》所有元器件在组装前应尽可能全部测试一遍，以保证所用元

器件均合格。

A所有集成电路的组装方向要保持一致，以便于正确布线。

►组装分立元件时应使标志朝上或朝向易于观察的方向，以便

于查找和更换。对于有极性的元件，如电解电容器、二极管等，组

装时一定要特别注意，切勿出错。

»为了便于查线，可根据连接线的不同作用选择不同颜色的导

线，一般习惯是正电源用红色线，负电源用蓝色线，地线用黑色线,

信号线用黄色线等。

A连线尽量做到横平竖直，连线不允许跨接在集成电路上，必

须从其周围通过，同时应尽可能做到连线不互相重叠、不从元器件

上通过。

正确的组装方法和合理的布局，不仅可使电路整齐美观、工作

可靠，而且便于检查、调试和故障的排除。如果能在组装前先拟订

出组装草图，则可获得事半功倍的效果，使组装既快又好。

(2)电子电路的调试

电子电路的调试在电子工程中占有重要地位，是对设计电路的

正确与否及性能指标的检测过程，也是初学者实践技能培养的重要

环节。

调试过程是利用符合指标要求的各种电子测量仪器，如示波器、

万用表、信号发生器、频率计、逻辑分析仪等，对安装好的电路或

电子装置进行调整和测量，以保证电路或装置正常工作，同时，判

别其性能的好坏，各项指标是否符合要求等。因此，调试必须按一

定的方法和步骤进行。

A调试的方法和步骤

A.不通电检查

电路安装完毕后，不要急于通电，应首先认真检查接线是否正

确，包括多线、少线、错线等，尤其是电源线不能接错或接反，以

免通电后烧坏电路或元器件。查线的方式有两种：一种是按照设计

电路接线图检查安装电路，在安装好的电路中按电路图对照检

查接线；另一种方法是按照实际线路，对照电路原理图按两个元件

接线端之间的连线去向检查。无论哪种方法，在检查中都要对已经

检查过的连线做标记。使用万用表对检查连线很有帮助。

B.直观检查

连线检查完毕后，直观检查电源、地线、信号线、元器件接线

端之间有无短路，连线处有无接触不良，二极管、晶体管、电解电

容等有极性的元器件引线端有无错接、反接，集成块是否插对。

C.通电检查

把经过准确测量的电源电压加入电路，但暂不接入信号源信号。

电源接通之后不要急于测量数据和观察结果，首先要观察有无异常

现象，包括有无冒烟、异常气味、触摸元件是否有发烫现象、电源

是否短路等。如果出现异常，应立即切断电源，待故障排除后方可

重新通电。

D.分块调试

调试包括测试和调整两个方面。测试是在安装后对电路的参数

及工作状态进行测量，调整则是在测试的基础上对电路的结构或参

数进行修正，使之满足设计要求。

为了使测试能够顺利进行，设计的电路图上应标出各点的电位

值、相应的波形以及其他参考数值。

调试的方法有两种。第一种是边安装边调试的方法，也就是把

复杂的电路按原理图上的功能分块进行调试，在分块调试的基础上

逐步扩大调试的范围，最后完成整机调试，采用这种方法能及时发

现问题和解决问题，这是常用的方法，对于新设计的电路更为有效。

另一种方法是整个电路安装完毕后，实行一次性调试。这种方法适

用于简单电路和定型产品。下面介绍分块调试。

分块调试是把电路按功能分成不同的部分，把每个部分看成一

个模块进行调试。比较理想的调试程序是按信号的流向进行，这样

可以把前面调试过的输出信号作为后一级的输入信号，为最后的联

调创造条件。分块调试分为静态调试和动态调试。

静态调试一般指在没有外加信号的条件下测试电路各点的电

位，如测试模拟电路的静态工作点，数字电路的各输入、输出电平

及逻辑关系等，将测试获得的数据与设计值进行比较，若超出指标

范围，应分析原因，并进行处理。

动态测试可以利用前级输出信号作为后级的输入信号，也可利

用自身的信号来检查电路功能和各种指标是否满足设计要求，包括

信号幅值、波形的形状、相位关系、频率、放大倍数、输出动态范

围等。模拟电路比较复杂，而对数字电路来说，由于集成度比较高,

一般调试工作量不大，只要元器件选择合适，逻辑关系就不会有太

大问题。

把静态和动态的测试结果与设计的指标进行比较，经过进一步

分析后对电路参数实施合理的修正。

E.整机联调

对于复杂的电子电路系统，在分块调试的过程中，由于是逐步

扩大调试范围，故实际上已完成了某些局部联调工作。只要做好各

功能块之间接口电路的调试工作，再把全部电路接通，就可以实现

整机联调。整机联调只需要观察动态结果，即把各种测量仪器及系

统本身显示部分提供的信息与设计指标逐一比较，找出问题，然后

进一步修改电路参数，直到完全符合设计要求为止。

调试过程中不能单凭感觉和印象，要始终借助仪器观察。使用

示波器时，最好把示波器信号输入方式置于“DC”档，即采用直流

耦合方式可以同时观察被测信号的交、直流成分。

A调试注意事项

A.测试之前要熟悉各种仪器的使用方法，并仔细加以检查，避

免由于仪器使用不当或出现故障而做出错误判断。

B.测试仪器和被测电路应具有良好的共地，只有使仪器和电路

之间建立一个共地参考点，测试的结果才是准确的。

C.调试过程中，发现器件或接线有问题需要更换或修改时，应

关断电源，待更换完毕认真检查后方可重新通电。

D.调试过程中，不但要认真观察和检测，还要认真记录，包括

记录观察的现象，测量的数据、波形及相位关系，必要时在记录中

应附加说明，尤其是那些和设计不符合的现象更是记录的重点。依

据记录的数据才能把实际观察的现象和理论预计的结果加以定量

比较，从中发现问题，加以改进，最终完善设计方案。通过收集第

一手资料可以帮助自己积累实际经验，切不可低估记录的重要作

用。

E.安装和调试自始至终要有严谨的科学作风，不能抱有侥幸心

理。出现故障时，不要手忙脚乱，马虎从事，要认真查找故障原因,

仔细作出判断，切不可一遇到故障解决不了时就拆线重新安装，因

为重新安装的线路仍然存在各种问题，况且原理上的问题也不是重

新安装电路就能解决的。

(3)电子电路的故障分析与处理

实践训练过程中，电路故障常常不可避免，分析故障现象、解

决故障问题可以提高实践和动手能力。分析和排除故障的过程，就

是从故障现象出发，通过反复测试，做出分析判断、逐步找出问题

的过程。首先要通过对原理图的分析，把系统分成不同功能的电路

模块，通过逐一测量找出故障所在区域，然后对故障模块区域内部

加以测量并找出故障，即从一个系统或模块的预期功能出发，通过

实际测量，确定其功能的实现是否正常来判断是否存在故障，然后

逐步深入，进而找出故障并加以排除。

假如是原来正常运行的电子电路，使用一段时间出现故障，其

原因可能是元器件损坏，或连线发生短路，也可能是使用条件的变

化影响电子设备的正常运行。

》调试中常见的故障原因

A.实际电路与设计的原理图不符。

B.元器件使用不当。

C.设计本身不满足要求。

D.误操作。

A查找故障的方法

查找故障的通用方法是把合适的信号或某个模块的输出信号引

到其他模块上，然后依次对每个模块进行测试，直到找到故障模块

为止。查找的顺序可以从输入到输出，也可以从输出到输入。找到

故障模块后，要对该模块产生故障的原因进行分析、检查。查找模

块内部故障的步骤如下：

A.检查用于测量的仪器是否使用得当。

B.检查安装的线路与原理是否一致，包括连线、元件的极性及

参数、集成电路的安装是否正确等。

C.测量元器件接线端的电源电压。使用接插板做实验出现故障

时，应检查是否因接线端接触不良而导致元器件本身没有正常工

作。

D.断开故障模块输出端所接的负载，可以判断故障来自模块本

身还是负载。

E.检查元器件使用是否得当或已经损坏。在实验、实习中大量

使用的是中规模集成电路，由于它的接线端比较多，使用时会将接

线端接错，从而造成故障。在电路中，由于安装前经过调试，元器

件损坏的可能性很小。如果怀疑某个元器件损坏，必须对它进行单

独测试，并对已损坏的元器件进行更换。

F.反馈回路的故障判断是比较困难的，因为它是把输出信号的

部分或全部以某种方式送到模块的输入端口，使系统形成一个闭环

回路。在这个闭环回路中只要有一个模块出故障，则整个系统都存

在故障现象。查找故障需要把反馈回路断开，接入一个合适的输入

信号使系统成为一个开环系统，然后再逐一查找发生故障的模块及

故障元器件等。

前面介绍的通用方法对一般电子电路都适用，但它具有一定的

盲目性，效率低。对于自己设计的系统或非常熟悉的电路，可以采

用观察判别法，通过仪器、仪表观察到结果，直接判断故障发生的

原因和部位，从而准确、迅速地找到故障并加以排除。

当遇到电路中某个元器件静态正常而动态有问题时，不要急于

更换元件，应首先检查电路本身的负载能力及提供输入信号信号源

的负载能力。把电路的输出端断开，检查是否工作正常，若电路空

载时工作正常，说明电路负载能力差，需要调整电路。如断开负载

电路仍不能正常工作，则要检查输入信号波形是否符合要求。

由于诸多因素的影响，原来的理论设计可能要做修改，选择的

元器件需要调整或改变参数，有时可能还要增加一些电路或元器

件，以保证电路能稳定地工作。因此，调试之后很可能要对前面的

“选择元器件和参数计算”一节中所确定的方案再作修改，最后完

成实际的总体电路，制作出符合设计要求的电子设备来。

6.设计报告的撰写

设计报告的撰写应包括以下内容：

(1)设计电路名称。

(2)内容提要。

(3)设计任务和要求。

(4)总体方案选择的论证，内容包括曾考虑过的各方案框图、

简要原理和优缺点以及所选定方案的理由等。

(5)单元电路的设计、元器件选择和参数计算。

(6)绘出总体电路图及必要的波形图，并说明电路的工作原理。

(7)组装与调试，内容包含：

A使用的主要仪器、仪表。应列出名称、型号、生产厂家等；

A测试的数据、波形，必要时应与计算结果比较并进行误差分

析；

A组装与调试的方法、技巧和注意事项；

A调试中出现的故障及其诊断与排除方法。

(8)所设计电路的特点及改进意见。

(9)所用元器件的编号列表。列表项目为序号、符号与编号、

名称、型号与规格、数量以及必要的说明等。

(10)列出参考文献，格式为作者、文献名、刊物名、出版单

位、出版时间、卷号和页码。

7.干扰及抑制

干扰是电子电路稳定可靠工作的大敌，尤其是在工作条件恶劣、

干扰源很强且复杂的场合中。因此，干扰与抗干扰成为电子电路设

计中的一个非常重要的内容。然而，抗干扰设计又是电子电路设计

者最感头痛的难题，原因是它与具体电路和应用环境有着密切的关

系，在一个电路中有效的抗干扰措施，未必能在另一个电路中奏效。

因此，设计者必须结合具体电路的实际情况，在实践中去解决抗干

扰问题。

(1)电子电路中常见的干扰

干扰源可来自电子系统内部，也可来自电子系统外部。电子系

统内的噪声信号，尤其是功率级内高频振荡电路和功率开关电路所

产生的噪声信号是系统内部的主要干扰源。电子系统周围的大功率

电子设备的启停，以及自然雷电所产生的干扰信号是构成电子系统

外部的主要干扰源。

干扰是客观存在的，在工业现场往往又是不可避免的，不可能

为了电子电路的可靠运行而去清除干扰源，那是不现实的。只能是

适应环境，抑制干扰，加强电子系统的抗干扰能力，以保证电子电

路的可靠运行。

抗干扰技术主要是从干扰进入电子系统的通路上来采取抑制措

施。根据干扰传播通道，干扰主要分为：

►来自电网的干扰；

＞来自地线的干扰；

》来自信号通道的干扰；

*来自空间电磁辐射的干扰。

上述四种干扰，危害性最大的是来自电网的干扰和来自地线的

干扰，其次为来自信号通道的干扰，而来自空间电磁辐射的干扰一

般不太严重，只要电子系统与干扰源保持一定距离或采取适当的屏

蔽措施，基本上就可解决。这里只重点介绍前面三种干扰及抗干扰

措施。

(2)常用的抗干扰措施

►电网干扰及抗干扰措施

大多数电子电路的直流电源都是由电网交流电源经整流滤波、

稳压后提供的。若此电子系统附近有大型电力设备接于同一个交流

电源线上，那么，电力设备的启停将产生很高的浪涌电压叠加在

50HZ的电网电压上。此外，雷电感应也在电网上产生强烈的高频浪

涌电压，其幅值可以达到电网电压的几倍到儿十倍。这些干扰信号

沿着交流电源线进入电子系统，可干扰电子电路的正常工作。

为了防止这些从交流电源线引入的干扰,常见的抗干扰措施有：

A.采用交流稳压器。用来保证供电的稳定性，防止电源系统的

过电压与欠电压，有利于提高整个电子系统的可靠性。由于交流稳

压器比较贵，在一些小型电子电路中一般不用，只用于较大型的电

子系统，以及抗干扰要求比较高的场合。

B.接电源滤波器。它接在电源变压器之前，其特性是让交流

50Hz基波通过，而滤去高频干扰信号，改善电源波形。在市场上可

以购到体积小、价格合理的电源滤波器。

C.采用带有屏蔽层的电源变压器。由于高频干扰信号通过电源

变压器的主要传播通道是初级线圈与次级线圈之间的分布电容，而

不是初、次级之间的电磁耦合。因此，在初、次级线圈之间加一个

金属屏蔽层，并将屏蔽层接地，可有效地减小分布电容值，从而有

效地抑制高频干扰信号通过电源变压器进入初级线圈，这是最常见

的抗电源干扰的措施。

D.双T滤波器。它用于整流电路之后，其特性是阻止50Hz工

频干扰或其他固定频率的干扰信号进入电子电路。双T电路参数计

算公式为：

f5。

若欲阻止50HZ工频干扰，则选用f=50HZo在抗干扰要求不

高的场合，可以不采用抗干扰措施，以免增加电路的复杂性。

E.电容滤波。采用0.01〜0.1uf的无极性电容，并接到直流

稳压电路的输入和输出端以及集成块的电源引脚上，用以滤掉高频

干扰。

》地线干扰及抗干扰措施

地线干扰是存在于电子系统内的干扰。由于电子系统内各部分

电路往往共用一个直流电源，或者虽然不用同一个电源，但不同电

源之间往往共用一个地，因此，当各部分电路的电流均流过公共地

电阻时便产生电压降，此电压降便成为各部分之间相互影响的噪声

干扰信号，即所谓地线干扰。抗地线干扰的措施：

A.尽量采用一点接地，即各部分的地自成一体后再分别接到公

共地的一点上，印制电路板上采用此方法不太方便布线，而都是采

用串联接法，为了减少地线噪声干扰，可适当加大地线宽度。

B.强信号电路和弱信号电路的地应分开，然后再在一点上接公

共地。

C.模拟地和数字地也应分开，然后再在一点上接公共地，切忌

两者交叉混连。

D.不论哪种方式接地，接地线应短而粗，以减小接地电阻

＞信号通道干扰和抗干扰措施

在远距离测量、控制和通信中，电子系统的输入和输出信号线

很长，线间很近，信号在此长线内的传输过程中很容易受到干扰，

导致所传输的信号发生畸变或失常，从而影响电子电路的正常工

作，必须予以足够的重视。长线信号传输所遇到的干扰有:

A.周围空间电磁场对长线的电磁感应干扰。信号线越长及周围

电磁场越强，则干扰强度越大。

B.信号间的干扰。当强信号线与弱信号线靠得很近时，通过线

间分布电容和互感产生线间干扰。信号线间越近和线越长，干扰强

度就越大。

C.长线信号的地线干扰。信号线越长表明信号源与电子系统的

距离越远，则信号地线也越长，即地线电阻就越大，会导致信号源

的地与电子系统的地不是等电位，而形成较大的电位差，此电位差

构成长线信号的地线干扰信号。

针对上述信号通道上的干扰，常用的抗干扰措施有：

A.使用双绞线传输。即每个信号都采用互绞的线进行传输，其

中一条是信号线，另一条是地线。双绞线是抑制空间电磁干扰、线

间串扰和信号地线干扰最有效且简便的方法。因为空间电磁场在每

个绞环内产生的感应电动势是相同的，但对每一条线来说，感应电

动势可互相抵消，因此，不会对传输的信号产生影响。其次，信号

电流在两条线上大小相等、方向相反，所以双绞线对其他信号的互

感是零，抑制了串扰。另外，各个信号的地线是单独的，可有效地

抑制信号间通过地线的干扰。

B.采用光电耦合传输。光电耦合器是由发光二极管和光敏晶体

管组成，两者相互绝缘地密封在一起，信号从发光二极管一方输入,

使发光二极管发光，光照射到光敏晶体管基极上，使光信号转换成

电信号，并从集电极输出。输入与输出被隔离开，只有光耦合，而

无电的联系，因此，两边的地可以不同，彼此可以独立。

若电子系统的每条输入信号与输出信号线之间均采用光电耦合

传输信号，则可以有效地抑制信号线干扰和信号线上的噪声干扰，

这是因为两边的地是独立的，所以不存在地线干扰。由于光电耦合

器输入阻抗很低，而叠加在信号上的噪声信号的内阻很高，所以，

尽管噪声信号的幅值较高，但进入光电耦合器的噪声很小，只形成

很微弱的电流，不足以使发光二极管发光，从而抑制了噪声信号的

传输。

光电耦合器分为传送模拟信号和传送数字信号两种类型。

二、数字电子电路设计

数字电路作为电子电路的一大分支，其应用是极为广泛的。常

用的数字电路有编码器、译码器、数据选择器、数值比较器、寄存

器、计数器、单稳态触发器、多谐振荡器等。常见的半导体存储器

（RAMROM）也属于数字电路。随着科学技术的发展，数字电子技

术的研究和应用又取得了新的进展，其中尤以可编程逻辑器件的广

泛应用令人瞩目。下面主要讨论常用数字电路的设计与应用方法。

1.常用组合逻辑电路的设计

根据逻辑功能的不同特点，可以把数字电路分成两大类，一类

为组合逻辑电路（简称为组合电路），另一类则是时序逻辑电路（简

称时序电路）。

对于组合逻辑电路，任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入,

与电路原来的状态无关。分析组合逻辑电路，就是通过分析确定电

路的逻辑功能，再根据给出的实际逻辑问题，求出实现这一逻辑功

能的最简单逻辑电路，这即是设计组合电路时要完成的工作。所谓

的“最简”是指电路所用的器件数最少、器件种类最少、器件之间

的连线也最少。

(1)组合逻辑电路的设计

组合逻辑电路在设计过程中，应注意掌握组合逻辑电路的分析

和设计工具，如：逻辑表达式、真值表、卡诺图、时序图等。组合

逻辑电路的基本设计步骤如下：

A逻辑抽象。在许多情况下，提出的设计要求是具有一定因果

关系的实际问题，这时就需要通过逻辑抽象的方法，用一个逻辑函

数来描述这一因果关系。

逻辑抽象的工作通常包括以下儿个方面：

A.分析事件的因果关系，确定输入变量和输出变量。一般总是

把引起事件的原因作为输入变量，而把事件的结果作为输出变量。

B.逻辑状态的含义。以二值逻辑的0、1分别代表输入变量和

输出变量的两种不同状态，这里的。和1的具体含义完全由设计者

人为选定，这项工作也叫做逻辑状态赋值。

C.根据给定的因果关系列出逻辑真值表，将一个实际的逻辑问

题抽象成一个逻辑函数，而且这个函数首先是以真值表的形式给出

的。

►写出逻辑函数式。为了便于对逻辑函数进行简化和变换，需

要把真值表转换为对应的逻辑函数式。

►将逻辑函数化简或变换成适当的形式。为了产生所需要的逻

辑函数，即可以用小规模集成的门电路组成逻辑电路，也可以用中

规模集成的常用组合逻辑器件或可编程逻辑器件等构成相应的逻

辑电路，应该根据对电路的具体要求和器件的资源情况，决定采用

哪一类型器件。

A.在使用小规模集成门电路进行设计时;为获得最简单的设计

结果，应将函数式化成最简形式，即函数式中相加的乘积项最少，

而且每个乘积项的因子也最少。如果对所用器件的种类有附加的限

制，则还应将函数式变换成与器件种类相适应的形式。

B.在使用中规模集成常用组合逻辑电路实现电路时，需要把函

数式变换为适当的形式，以便能用最少的器件和最简单的连线接成

所要求的逻辑电路。

A根据化简和变换后得到的逻辑函数式，画出逻辑电路的连线

图，完成原理性设计(或称逻辑设计)。

►工艺设计。为了把逻辑电路实现为具体的电路装置，还需要

做一系列的工艺设计工作，包括设计机箱、面板、电源、显示电路、

控制开关等，最后还必须进行组装和调试。

(2)利用中规模集成电路实现组合逻辑电路

由于人们在实践中遇到的逻辑问题层出不穷，因而为解决这些

逻辑问题而设计的逻辑电路也不胜枚举。然而人们发现，其中有些

逻辑电路经常大量地出现在各种数字系统中，这些电路包括编码

器、译码器、数据选择器、数值比较器等。为了方便人们使用，这

些逻辑电路已经被制成了中规模的标准化集成电路产品。在使用中

规模集成电路设计组合逻辑电路时，第一步进行逻辑抽象；第二步

写出逻辑函数式，这和使用小规模集成电路时没有区别；第三步将

逻辑函数变换为适当的形式，而不一定要求化为最简形式。因为每

一种中规模集成电路的组合逻辑电路都有确定的逻辑功能，并可以

写成逻辑函数式的形式，所以，为了使用这些器件构成所需要的逻

辑电路，必须把要产生的逻辑函数变换成与所用器件的逻辑函数式

类似的形式。将变换后的逻辑函数式与选用器件的函数式对照比

较，有以下四种可能的情况：

►两者形式完全相同，使用这种中规模集成器件效果最为理

想。

A两者形式类同，所选器件的逻辑函数式包含更多的输入变量

和乘积项，这时只需对多余的变量输入端和乘积项作适当处理，也

能很方便地得到所需要的逻辑电路。

餐器件的逻辑函数式是要求产生的逻辑函数的一部分，这时可

以通过扩展的方法（将儿片联用或附加少量其他器件）组成要求的

逻辑电路。

A如果可用的中规模集成电路的品种有限，而这些器件的逻辑

函数式又与要求产生的逻辑函数在形式上相差甚远，就不宜采用这

些器件来设计所需的逻辑电路了。

根据逻辑函数式对照比较的结果，即可确定所用的器件各输入

端应当接入变量或常量(1或0),以及各片之间的连接方式。

最后，按照上面比较的结果，画出设计的逻辑电路图。

2.时序逻辑电路的设计

在设计时序逻辑电路时，要求设计者根据给出的具体逻辑问题,

求出实现这一逻辑功能的逻辑电路，所得到的设计结果力求简单。

当选用小规模集成电路做设计时，电路最简的标准是所用门电

路的数目最少，而且门电路的输入端数目也最少。对中、大规模集

成电路，最简的标准则是使用的集成电路数目最少、种类最少、相

互之间的连线最少。设计同步时序逻辑电路的一般步骤如下：

(1)逻辑抽象

把要求实现的时序逻辑功能表示为时序逻辑函数，可以用状态

转换表的形式，也可用状态转换图的形式，这就需要：

A分析给定的逻辑问题，确定输入变量、输出变量以及电路的

状态数。通常都是取原因作为输入逻辑变量，取结果作为输出逻辑

变量。

A定义输入输出逻辑状态和每个电路状态的含义，并将电路状

态顺序编号。

►按照题意列出电路的状态转换表或画出电路的状态转换图。

(2)状态化简

若两个电路状态在相同的输入下有相同的输出，并且转换到同

一个次态去，则称这两个状态为等价状态，等价状态是重复的，可

以合并为一个。状态化简的目的就在于将等价状态合并，以求得最

简的状态转换图。

(3)状态分配

状态分配又称为状态编码，时序逻辑电路的状态是用触发器状

态的不同组合来表示的。首先，需要确定触发器的数目n,因为n

个触发器共有2n种状态组合,所以为获得时序电路所需的M个状态,

必须取ZnTvMWT。其次，要给每个电路状态规定对应的触发器状

态组合，每组触发器的状态组合都是一组二值代码，因此又将这项

工作称为状态编码。

(4)确定触发器的类型并求出电路的状态方程、驱动方程和

输出方程

因为不同逻辑功能的触发器驱动方式不同，所以用不同类型触

发器设计出来的电路也不一样，在设计具体的电路前，必须选定触

发器的类型，同时还应考虑器件的供应情况，力求减少系统中使用

的触发器的种类。

(5)画逻辑图

根据得到的方程式画出逻辑图。

(6)检查

检查设计的电路能否自启动。

如果电路不能自启动，则需要采取措施加以解决，一种方法是

在电路开始工作时,通过预置数将电路的状态置成有效状态循环中

的某一种，另一种方法是修改逻辑设计。

第三章电子电路安装技术

电子电路设计完毕后，需要进行电路安装。电子电路的安装技

术与工艺在电子工程技术中占有十分重要的位置，不可轻视。安装

技术与工艺的优劣，不仅影响外观质量，而且影响电子产品的性能、

调试与维修，必须给予足够的重视。

一、电子电路安装布局的原则

按总体电路图准备好所需要的元器件后，如何把这些元器件按

电路图组装起来，电路各部分应放在什么位置，是用一块电路板组

装，还是用多块电路板组装，一块板上电路元件又如何布置等等，

都属于电路安装和布局问题。

电子电路安装布局分电子装置整体结构布局和电路板上元器件

安装布局两种。

1.整体结构布局

这是一个空间布局的问题。应从全局出发，决定电子装置各部

分的空间位置。例如，电源变压器、电路板、执行机构、指示与显

示部分、操作部分以及其他部分等，在空间尺寸不受限制的场合，

这些都比较好布局。但在空间尺寸受到限制且组成部分多而复杂的

场合时，布局是十分艰难的，常常要对多个布局方案进行比较。

整体结构布局没有固定的模式，只有一些应遵循的原则：

(1)注意电子装置的重心平衡与稳定。为此，变压器和大电

容等比较重的器件应安装在装置的底部，以使重心降低。还应注意

装置前后、左右的重量平衡。

(2)注意发热部件的通风散热。为此，大功率管应加装散热

片，并布置在靠近装置的外壳，要开凿通风孔，必要时加装小型排

风扇。

(3)注意发热部件的热干扰。为此，半导体器件、热敏器件、

电解电容等应尽可能远离发热部件。

(4)注意电磁干扰对电路正常工作的影响。容易接受干扰的

元器件(如高放大倍数的放大器的第一级)应尽可能远离干扰源(如

变压器、高频振荡器、继电器、接触器等)。当远离有困难时.，应

采取屏蔽措施(即将干扰源屏蔽或将易受干扰的元器件屏蔽起来)。

此外，输入级也应尽可能远离输出级。

(5)注意电路板的分块与布置。如果电路规模不大或电路规

模虽大但安装空间没有限制，则尽可能采用一块电路板，否则采用

多块电路板。分块的原则是按电路功能分块，不一定一块电路一个

功能，可以一块电路有儿个功能。电路板的布置可以采用卧式或立

式，这要视具体空间而定。不论采用哪一种，都应考虑到安装、调

试和检修的方便。此外，与指示和显示有关的电路板最好是安装在

面板附近。

(6)注意连线的相互影响。强电流线与弱电流线应分开走，

输入级的输入线应与输出级的输出线分开走。

(7)操作按钮、调节按钮、指示器与显示器都应安装在装置

的面板上。

(8)注意安装、调试和维修的方便，并尽可能注意整体布局

的美观。前面的七项布局原则是从技术角度出发提出来的。在尽量

满足这些原则的前提下，应特别注意安装、调试和维修方便，以及

整体美观。否则就不是一个好的整体布局，甚至是一个无法实现的

整体布局。

2.电路板结构布局

在一块板上按电路图把元器件组装成电路，其组装方式通常有

两种：插接方式和焊接方式。插接方式是在面包板上进行，电路元

器件和连线均接插在面包板的孔中；而焊接方式是在印刷板上进

行，电路元器件焊接在印刷板上，电路连线则为特制的印刷线。

不论是哪一种组装方式，首先必须考虑元器件在电路板上的结

构布局问题。布局的优劣不仅影响到电路板的走线、调试、维修以

及外观，也对电路板的电器性能有一定影响。

电路板结构布局没有固定的模式，不同的人所进行的布局设计

有不同的结果，但无论如何，以下的布局原则可以参考:

(1)首先布置主电路的集成块和晶体管的位置。安排的原则

是，按主电路信号流向的顺序布置各级的集成块和晶体管。当芯片

多，面板面积有限时，则布成一个“U”字型，“U”字型的口一般

尽量靠近电路板的引出线处，以利于第一级的输入线、末级的输出

线与电路板引出线之间的连线。此外，集成块之间的距离(即空余

面积)应视其周围元器件的多少而定。

(2)安排其他电路元器件(如电阻、电容、二极管)的位置。

其原则是，按级就近布置。即各级元器件围绕各级的集成块或晶体

管布置。如果有发热量较大的元器件，则应注意它与集成块或晶体

管之间的间距应足够大。

(3)连线布置。其原则是，第一级输入线与末级的输出线，强

电流线与弱电流线、高频线与低频线等应分开走，其间距应足够大,

避免相互干扰。

(4)合理布置接地线。为避免各级电流通过地线时产生相互

间的干扰，特别是末级电流通过地线对第一级的干扰，以及数字电

路部分电流通过地线对模拟电路产生干扰，通常采用地线割裂法使

各级地线自成回路，然后再分别一点接地，如图3-1(a)所示。换

言之，各级的地是割裂的，不直接相连，然后再分别接到公共地线

±o

图3-1地线布置图

(a)一点接地(b)串联接地

根据上述一点接地的原则，布置地线时应注意如下几点：

A输出级与输入级不允许共用一条地线。

,数字电路与模拟电路不允许共用一条地线。

，输入信号的“地”应就近接在输入级的地线上。

A输出信号的“地”应接公共地，而不是输出级的“地，

A各种高频和低频退耦电容的接“地”端应远离第一级的地。

显然，上述单点接地的方法可以完全消除各级之间通过地线产

生的相互影响，但接地方式比较麻烦，且接地线比较长，容易产生

寄生振荡。因此在印刷电路板的地线布置上常采用另一种地线布置

方式，即串联接地方式，如图3-1(b)所示，各级的地线直接相连

后再接到公共地上。

在这种接地方式中，各级地线可就近相连，接地比较简单，但

因存在地线电阻(如图中虚线所示)，各级电流通过相应的地线电

阻产生干扰电压，影响各级的工作。为了尽量抑制这种干扰，常常

采用加粗和缩短地线的方法，以减小地线电阻。

(5)电路板的布局还应注意美观和检修方便。为此集成块的

安置方式应尽量一致，不要横竖不一，电阻、电容等元器件也应如

此。

二、元器件插接与焊接技术

前面已提到元器件在电路板上的组装方式有插接和焊接两种，

现分别介绍如下。

1.插接方式

(1)常用的两种面包板结构

图3-2是两种面包板正面结构图。面包板是一个有许多小方孔

的塑料板，每个小方孔内装有供插接元器件引脚或导线的金属簧

片。因此，电路元器件和连线可以插入小孔中，组装成任何要求的

电路。

(a)

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(b)

图3-2面包板正面结构图

(a)两侧各一条插孔(b)两侧各二条插孔

图3-2(a)画出的面包板的结构为：板中间有一条无孔的槽，

槽的两边各有65X5个插孔，纵向每边5个孔为一组(ABCDE或

FGHIJ),且5个孔中的金属簧片是连通的，因此槽的两边有65组

插孔。所有插孔之间的中心距离与集成块引脚间的中心距离

(2.54mm)相等。双列直插式集成块安装在无孔的槽上，其引脚插

于槽两边的插孔中，如图3-3所示。由于每个引脚只占一个孔，因

此，一组插孔中还有4个孔可作为该引脚与其他元器件连接的引出

端，使接线十分方便。此外，面包板最外边各有一条11X5的小插

孔(如图中X和Y标记)，每5个孔是相通的。各组之间是否相通,

各厂家产品不同，使用前要用万用表测量一下。此两条插孔一般可

作为公共信号线、接地线和电源线的插接孔。图中四角上的圆孔为

面包板安装孔。

图3-2(b)所示的面包板和图3-2(a)的不同之处在于最外边

的插孔。前者为两条11X5的插孔，且每一条的孔是相通的，而后

者为一条11X5的插孔，且只5个组的孔是相通的。因此，前者每

一条插孔作公共信号线、地线和电源线时一,提供的孔比较多，使用

起来比较方便。另外，这种面包板的背面贴有一层泡沫塑料，用于

防止静电。

一块面包板的面积是有限的，当电路规模比较大时.，可用多块

面包板拼起来使用。

(2)插接技术

在面包板上插接元器件组装电路前，同样有个布局的问题，其

布局的原则基本上同前述的电路板结构布局的原则，但有一个限制

条件，这就是集成块的位置不能随意布置，必须插在面包板中间槽

的两边，如图3-3所示。

，74LS190_______，74LS190

图3-3双列直插式集成块插入面包板的方式

在面包板上组装电路应注意以下儿点：

►所有集成块的插入方向要保持一致，以便于正确布线和查

线。不能为了临时走线方便或能缩短导线长度而把集成块倒插。

》对多次用过的集成块的引脚，必须修理整齐，引脚不能弯曲,

所有的引脚应稍向外偏，以使引脚与插孔接触良好。

►分立元件插接时，不用剪断引线，以利于重复使用。为了防

止裸露的导线及引脚短路，必须套上套管。

A关于连线的插接。准备连线时，通常用0.60mm的单股硬导

线（导线太细易接触不良，太粗会损伤插孔）。根据布线要求确定

连线长度，并剪好导线，剥去导线两头绝缘皮（剥去6mm左右为宜）,

然后把导线两头弯成直角。把准备好的连线插入相应位置的插孔

内。插接连线时;应用镜子夹住导线后垂直插入或拔出插孔，不要

用手插拔，以免把导线插弯。

►连线要求贴紧面包板，不要留空隙。为了查线和美观，连线

应用不同的颜色（一般情况，正电源线用红色，负电源线用蓝色，

地线用黑色，信号线用黄色），连线也应尽量采用横平竖直的布线,

不准连线跨接在集成块上，也不准导线重叠。一个插孔只准插一根

线。

A插孔允许通过的电流不能过大（500mA以下），因此电流大

的负载不能用插孔接线，必须改用其他接线方式。

用插接方式组装电路的最大优点是：不用焊接，不用制印刷板,

容易更改线路和器件，而且可以多次使用，使用方便，造价低廉，

因此，在产品研制、开发过程中和课程设计中得到了广泛的应用。

但是插接方式最大的缺点是：插孔经多次使用后，其簧片会变松，

弹性变差，容易造成接触不良，而这种问题往往是很难查找的。所

以应选购簧片质量好的面包板，对多次使用后的面包板应从背面揭

开，取出弹性差的簧片，用镶子加以调整，使弹性增强，以延长面

包板的使用寿命。

2.焊接方式

用焊接方式组装电路的主要工作是在印刷电路板上焊接元器

件。这种方式不太适合在实验教学中应用，因此，这里暂不予以介

绍。

三、半导体器件引脚识别

半导体器件种类繁多，引脚数目与功能各异，初学者往往感到

茫然，然而器件引脚的识别又是组装电路所必须的知识。应学会准

确地识别各种元器件的引脚，以免出错而造成人为故障或事故。

准确识别器件的弓I脚，最可靠的方法还是查阅器件手册。以下

介绍一些引脚排列规则和一些简易的识别方法，以减少查阅器件手

册的时间。

1.双列直插式集成电路

双列直插式集成块引脚图（顶视图）如图3-4所示。集成块引

脚的数目和功能随集成电路功能的不同而异，因此，要知道各引脚

的功能必须查阅集成电路手册。各引脚的识别为：集成电路上有一

个缺口或小圆孔用来标明引脚1的位置。其余引脚号的识别为：正

视集成块引脚顶视图上的型号，标记（缺口或小圆点）的下方引脚

为第一引脚，依次逆时针计数，从而得知各引脚号。如：在图3-4

中，以14脚的芯片为例，下一排引脚号，从左到右为1〜7；上一

排引脚号，从右到左为8〜14。上述引脚号识别方法国内外器件均

相同。

2.二极管和稳压管

由于二极管和稳压管是由一个PN结构成，所以识别二极管和稳

压管的正、负极管脚，用指针式万用表测量最简单。具体测量方法

为：用万用表“RX1K”或“RX100”档测两个管脚之间的电阻，

将表的黑表笔（一）接某一管脚，红表笔（十）接另一个管脚，测

得电阻最小的一次，则黑表笔所接为二极管及稳压管的正极，红表

笔接的是负极。若阻值总是8或0,则说明管子内部开路或短路,

管子已坏。

14181418

I00I00

11IIIIII?111IIIII?

图3-4集成电路引脚图

用数字万用表也可以测量二极管和稳压管。具体方法为：将表

的红表笔（+）接某一个管脚，黑表笔接另一个管脚，数字万用表

的量程选择为“*”，当万用表的显示屏上显示数值较小时，则红

表笔接的是二极管及稳压管的正极，黑表笔所接为负极；一般测量

硅管时，显示的正向压降为“0.550V〜0.700V”，而错管的正向压

降小，为“0.150V〜0.300V”；若万用表显示过量程标志“1.”，则

说明二极管反向或内部开路；若显示“000”，说明管子内部短路。

3.双极型晶体管与场效应管

(1)双极型晶体管

这里仅介绍使用最多的小功率晶体管的引脚识别。小功率晶体

管一般采用两种管帽封装，一种是金属圆帽外壳。图3-5(a)为金

属外壳管子的管脚底视图(即管脚朝上，帽顶朝下，面对管底观察

到的图)。图中有两种是带定位销标记的，一种是不带定位销的，

带定位销的是从定位销算起，按顺时针方向，管脚依次为发射极E、

基极B、集电极C管壳D。无定位销的管子，观察者面对管脚的上

半圆，按顺时针方向，管脚依次为E、B、C。

图3-5(b)是塑料管壳晶体管，管壳上一般有一个切角平面，

使观察者面对切角面，管脚朝下，由左至右管脚依次为E、B、Co

值得指出，并非所有晶体管的管脚均为如上所述，因此，使用

前最好查阅一下器件手册。如果手边无器件手册，可以根据构成晶

体管的P