【正文】 校時是數(shù)字鐘的基本功能。以上各單元電路的設計值還需要通過實驗調整和修改，特別是在進行整機調試時，由于各級之間的相互影響，有些參數(shù)可能要進行較大變動，待整機調試完成后，再畫出整機電路圖。根據(jù)題意要求，輸入信號為5mV時，輸出功率的最大值為1W，因此電路系統(tǒng)的總電壓增益Au=566。圖12 三角波振蕩器之一運放A1與電容C及電阻R1構成積分電路，A1的反相輸入端電位與同相端電位幾乎相等，即：V_ =V＋=VC式中VC是控制電壓，它為正值。不用的或門和或非門輸入端直接接地。對于這些未被使用的電路，若已接通電源，則其輸入端也應作為多余輸入端來處理。輸入保護電路2. CMOS集成電路的焊接焊接CMOS集成電路時，一般用20W內熱式電烙鐵，且烙鐵要有良好的接地。有極性電容器按其正極材料不同，分為鋁電解電容器、鉭電解電容器等。小功率晶體管一般采用兩種管帽封裝，一種是金屬圓帽外殼。三、半導體器件引腳識別半導體器件種類繁多，引腳數(shù)目與功能各異，初學者往往感到茫然，然而器件引腳的識別又是組裝電路所必須的知識。 分立元件插接時，不用剪斷引線，以利于重復使用。所有插孔之間的中心距離與集成塊引腳間的中心距離（）相等。圖31 地線布置圖（a） 一點接地 （b） 串聯(lián)接地根據(jù)上述一點接地的原則，布置地線時應注意如下幾點： 輸出級與輸入級不允許共用一條地線。插接方式是在面包板上進行，電路元器件和連線均接插在面包板的孔中；而焊接方式是在印刷板上進行，電路元器件焊接在印刷板上，電路連線則為特制的印刷線。當遠離有困難時，應采取屏蔽措施（即將干擾源屏蔽或將易受干擾的元器件屏蔽起來）。安裝技術與工藝的優(yōu)劣，不僅影響外觀質量，而且影響電子產品的性能、調試與維修，必須給予足夠的重視。對中、大規(guī)模集成電路，最簡的標準則是使用的集成電路數(shù)目最少、種類最少、相互之間的連線最少。 根據(jù)化簡和變換后得到的邏輯函數(shù)式，畫出邏輯電路的連線圖，完成原理性設計（或稱邏輯設計）。所謂的“最簡”是指電路所用的器件數(shù)最少、器件種類最少、器件之間的連線也最少。其次，信號電流在兩條線上大小相等、方向相反，所以雙絞線對其他信號的互感是零，抑制了串擾。由于電子系統(tǒng)內各部分電路往往共用一個直流電源，或者雖然不用同一個電源，但不同電源之間往往共用一個地，因此，當各部分電路的電流均流過公共地電阻時便產生電壓降，此電壓降便成為各部分之間相互影響的噪聲干擾信號，即所謂地線干擾。用來保證供電的穩(wěn)定性，防止電源系統(tǒng)的過電壓與欠電壓，有利于提高整個電子系統(tǒng)的可靠性。然而，抗干擾設計又是電子電路設計者最感頭痛的難題，原因是它與具體電路和應用環(huán)境有著密切的關系，在一個電路中有效的抗干擾措施，未必能在另一個電路中奏效。由于諸多因素的影響，原來的理論設計可能要做修改，選擇的元器件需要調整或改變參數(shù)，有時可能還要增加一些電路或元器件，以保證電路能穩(wěn)定地工作。B．檢查安裝的線路與原理是否一致，包括連線、元件的極性及參數(shù)、集成電路的安裝是否正確等。依據(jù)記錄的數(shù)據(jù)才能把實際觀察的現(xiàn)象和理論預計的結果加以定量比較，從中發(fā)現(xiàn)問題，加以改進，最終完善設計方案。分塊調試是把電路按功能分成不同的部分，把每個部分看成一個模塊進行調試。 調試的方法和步驟A．不通電檢查電路安裝完畢后，不要急于通電，應首先認真檢查接線是否正確，包括多線、少線、錯線等，尤其是電源線不能接錯或接反，以免通電后燒壞電路或元器件。5. 電子電路的安裝與調試電子電路的安裝與調試在電子電路實踐和電子工程技術中都占有非常重要的地位。但一般不要把電路畫成很長的窄條，必要時可按信號流向的主通道依次把各單元電路排成類似字母“U”的形狀，它的開口可以朝左，也可以朝其他方向。例如三極管，在選用時應考慮是NPN型還是PNP型，是大功率管還是小功率管，是高頻管還是低頻管，并注意管子的電流放大倍數(shù)、擊穿電壓、特征頻率、靜態(tài)功耗等是否滿足電路設計的要求。C．注意對電容器高頻特性的要求。C. 根據(jù)電路的工作頻率要求，選用相應的電阻器。一般情況下，應查閱有關資料，以豐富知識，開闊眼界，從而找到適用的電路。電子電路的一般設計方法和步驟可參考圖21。（5）電路調試。4. 學會常用電子電路的正確安裝與調試技能。通過電子技術課程設計，學生應能達到如下基本要求：1. 綜合運用電子技術課程中所學到的理論知識去獨立完成一個設計課題。（2）設計任務和要求。電子電路的設計包括模擬電路設計和數(shù)字電路設計兩部分，兩者的設計方法有所不同，現(xiàn)分別給予介紹。注意各單元電路之間的相互配合，但要盡量少用或不用電平轉換之類的接口電路，已簡化電路結構、降低成本。選用集成電路時，還應盡量選擇全國集成電路標準化委員會提出的優(yōu)選集成電路系列中的產品。對在高溫和高壓下工作的電容器尤其要注意絕緣電阻參數(shù)。因為人耳對聲音響度的聽覺特性是符合對數(shù)規(guī)律的，即在聲音微弱時，若聲音響度稍有增加，人耳的感覺十分靈敏，但當聲音響度增大到一定程度后，再繼續(xù)增大聲音響度，人耳的反映則比較遲鈍了。4. 總體電路圖設計設計好各單元電路以后，應畫出總電路圖。 如果電路比較復雜，設計者經驗不足，有些問題在畫出總體電路之前難以解決，可以先畫出總電路圖的草圖，調整好布局和連線之后，再畫出正式的總電路圖。（2）電子電路的調試電子電路的調試在電子工程中占有重要地位，是對設計電路的正確與否及性能指標的檢測過程，也是初學者實踐技能培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。另一種方法是整個電路安裝完畢后，實行一次性調試。B．測試儀器和被測電路應具有良好的共地，只有使儀器和電路之間建立一個共地參考點，測試的結果才是準確的。查找的順序可以從輸入到輸出，也可以從輸出到輸入。當遇到電路中某個元器件靜態(tài)正常而動態(tài)有問題時，不要急于更換元件，應首先檢查電路本身的負載能力及提供輸入信號信號源的負載能力。（10）列出參考文獻，格式為作者、文獻名、刊物名、出版單位、出版時間、卷號和頁碼。此外，雷電感應也在電網上產生強烈的高頻浪涌電壓，其幅值可以達到電網電壓的幾倍到幾十倍。E．電容濾波。即每個信號都采用互絞的線進行傳輸，其中一條是信號線，另一條是地線。1. 常用組合邏輯電路的設計根據(jù)邏輯功能的不同特點，可以把數(shù)字電路分成兩大類，一類為組合邏輯電路（簡稱為組合電路），另一類則是時序邏輯電路（簡稱時序電路）。A．在使用小規(guī)模集成門電路進行設計時，為獲得最簡單的設計結果，應將函數(shù)式化成最簡形式，即函數(shù)式中相加的乘積項最少，而且每個乘積項的因子也最少。最后，按照上面比較的結果，畫出設計的邏輯電路圖。如果電路不能自啟動，則需要采取措施加以解決，一種方法是在電路開始工作時，通過預置數(shù)將電路的狀態(tài)置成有效狀態(tài)循環(huán)中的某一種，另一種方法是修改邏輯設計。為此，半導體器件、熱敏器件、電解電容等應盡可能遠離發(fā)熱部件。在盡量滿足這些原則的前提下，應特別注意安裝、調試和維修方便，以及整體美觀。（4）合理布置接地線。面包板是一個有許多小方孔的塑料板，每個小方孔內裝有供插接元器件引腳或導線的金屬簧片。圖33 雙列直插式集成塊插入面包板的方式在面包板上組裝電路應注意以下幾點： 所有集成塊的插入方向要保持一致，以便于正確布線和查線。所以應選購簧片質量好的面包板，對多次使用后的面包板應從背面揭開，取出彈性差的簧片，用鑷子加以調整，使彈性增強，以延長面包板的使用壽命。圖34 集成電路引腳圖用數(shù)字萬用表也可以測量二極管和穩(wěn)壓管。而可變式電容器的容量是可調整變化的。為此，在制造CMOS集成塊時，所有輸入端都附加有保護電路，如圖36中二極管D1～D3和電阻R所示。多余輸入端的處理方法有兩種：一是按邏輯功能要求，把多余端接VDD或VSS（對與邏輯，接VDD；或邏輯，則接VSS）。雖然懸空相當于高電平，并不影響與門的邏輯功能，但懸空容易接受干擾，有時會造成電路誤動作，這在時序電路中表現(xiàn)更為明顯。15V直流穩(wěn)壓電源供電。12dB的調節(jié)范圍，AuL=AuH≥+20dB。錄音機輸出插孔的信號ui2一般為100mV，已經遠大于Uo2的要求，所以對ui2要進行適當衰減，否則輸出會產生失真。還可以利用555定時器構成的多諧振蕩器產生1KHZ信號，然后再經1000分頻得到或利用1MHZ晶振經106分頻得到。校時脈沖采用秒脈沖（1HZ）。二、設計要求1. 具有“秒”、“分”、“時”計時、顯示功能。話筒放大級與混合級一般采用運算放大器，但會受到增益帶寬的限制，各級增益不宜太大，取Au1=，Au2=1。此時積分電路中電容充電的電流為： IC= （12）將式（11）代入上式，可得： IC= （13）電容充電時，VO1將逐漸下降。輸入端連線應盡量短，這樣可以縮短時序電路中時鐘信號沿傳輸線的延遲時間。（2）凡直接與印刷電路板的印刷插頭相連的CMOS電路輸入端，都必須加限流電阻和保護電阻接地，如圖37所示。否則電源將被保護電路中的二極管D2和D3短路，造成保護電路損壞。如果是有極性的電容器，則在電容器外殼上標有正（＋）極性或負（—）極性，加在電容器兩端的電壓不能反向。無定位銷的管子，觀察者面對管腳的上半圓，按順時針方向，管腳依次為E、B、C。以下介紹一些引腳排列規(guī)則和一些簡易的識別方法，以減少查閱器件手冊的時間。準備連線時，（導線太細易接觸不良，太粗會損傷插孔）。此外，面包板最外邊各有一條115的小插孔（如圖中X和Y標記），每5個孔是相通的。 輸出信號的“地”應接公共地，而不是輸出級的“地”。電路板結構布局沒有固定的模式，不同的人所進行的布局設計有不同的結果，但無論如何，以下的布局原則可以參考：（1）首先布置主電路的集成塊和晶體管的位置。如果電路規(guī)模不大或電路規(guī)模雖大但安裝空間沒有限制，則盡可能采用一塊電路板，否則采用多塊電路板。1. 整體結構布局這是一個空間布局的問題。 定義輸入輸出邏輯狀態(tài)和每個電路狀態(tài)的含義，并將電路狀態(tài)順序編號。（2）利用中規(guī)模集成電路實現(xiàn)組合邏輯電路由于人們在實踐中遇到的邏輯問題層出不窮，因而為解決這些邏輯問題而設計的邏輯電路也不勝枚舉。在許多情況下，提出的設計要求是具有一定因果關系的實際問題，這時就需要通過邏輯抽象的方法，用一個邏輯函數(shù)來描述這一因果關系。光電耦合器是由發(fā)光二極管和光敏晶體管組成，兩者相互絕緣地密封在一起，信號從發(fā)光二極管一方輸入，使發(fā)光二極管發(fā)光，光照射到光敏晶體管基極上，使光信號轉換成電信號，并從集電極輸出。C．模擬地和數(shù)字地也應分開，然后再在一點上接公共地，切忌兩者交叉混連。它接在電源變壓器之前，其特性是讓交流50HZ基波通過，而濾去高頻干擾信號，改善電源波形。電子系統(tǒng)內的噪聲信號，尤其是功率級內高頻振蕩電路和功率開關電路所產生的噪聲信號是系統(tǒng)內部的主要干擾源。（2）內容提要。D．斷開故障模塊輸出端所接的負載，可以判斷故障來自模塊本身還是負載。出現(xiàn)故障時，不要手忙腳亂，馬虎從事，要認真查找故障原因，仔細作出判斷，切不可一遇到故障解決不了時就拆線重新安裝，因為重新安裝的線路仍然存在各種問題，況且原理上的問題也不是重新安裝電路就能解決的。靜態(tài)調試一般指在沒有外加信號的條件下測試電路各點的電位，如測試模擬電路的靜態(tài)工作點，數(shù)字電路的各輸入、輸出電平及邏輯關系等，將測試獲得的數(shù)據(jù)與設計值進行比較，若超出指標范圍，應分析原因，并進行處理。使用萬用表對檢查連線很有幫助。（1）電子電路的安裝簡單的電子電路安裝可在接插板（面包板）上完成。連線通常畫成水平線或豎線，一般不畫斜線。選用的元器件參數(shù)值最終都必須采用標稱值。 電位器的選擇電位器的主要參數(shù)有標稱阻值、精度、額定功率、電阻溫度系數(shù)、阻值變化規(guī)律、躁聲、分辨率、絕緣電阻、耐磨壽命、平滑性、零位電阻、啟動力矩、耐潮性等。D. 按照電路對溫度穩(wěn)定性的要求，選擇溫度系數(shù)不同的電阻器。各單元電路擬定后應全面地檢查一次，看每個單元各自的功能是否能實現(xiàn)，信息是否能暢通，總體功能是否滿足要求，如果存在問題必須及時做出局部調整。1. 總體方案的設計與選擇設計電路的第一步就是選擇總體方案，所謂選擇總體方案是根據(jù)設計任務、指標要求和給定的條件，分析所要設計電路應完成的功能，并將總體功能分解成若干單元，分清主次和相互的關系，形成若干單元功能模塊組成的總體方案。4. 成績評定課程設計結束后，教師將根據(jù)以下幾個方面來評定成績：（1）設計方案的正確性與合理性。7. 通過課程設計培養(yǎng)實事求是的科學作風及嚴肅、認真的工作作風和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。實驗課著眼于通過實驗驗證課程的基本理論，并培養(yǎng)學生的初步實驗技能。3. 撰寫總結報告階段總結報告是學生對課程設計全過程的系統(tǒng)總結。隨著微電子技術的發(fā)展，各種通用和專用的模擬和數(shù)字集成塊大量涌現(xiàn)，所以單元電路一般不再需要進行設計，而只需要正確選用集成塊就可以了。任何復雜的電子電路，都是由若干具有簡單功能的單元電路組成的，這些單元電路的性能指標往往比較單一。集成電路的種類繁多，選用方法一般是“先粗后細”，即先根據(jù)主體方案考慮應選用什么功能的集成電路，再進一步考慮它的具體性能，然后再根據(jù)價格等因素決定選用什么型號。而在旁路、去耦合、低頻耦合等電路中對電容量及精度沒有很嚴格的要求，因此僅需按設計值選用相近容量或稍大容量的電容器。在穩(wěn)壓電源的取樣電路中，也可選用直線式電位器。 在保證電路性能的前提下，盡可能設法降低成本，減少元器件的品種、功耗和體積，并為安裝調試創(chuàng)造有利條件。在框中標出它的型號，框的邊線兩側標出每根連線功能名稱和管腳號。 連線盡量做到橫平豎直，連線不允許跨接在集成電路上，必須從其周圍通過，同時應盡可能做到連線不互相重疊、不從元器件上通過。為了使測試能夠順利進行，設計的電路圖上應標出各點的電位值、相應的波