【正文】 Resistors：電阻Simulator Primitives：仿真源Switches and Relays：開(kāi)關(guān)和繼電器Switching Devices：開(kāi)關(guān)器件Thermionic Valves：熱離子真空管Transducers：傳感器Transistors：晶體管二、實(shí)踐內(nèi)容開(kāi)始程序“Proteus 7 Professional”,單擊藍(lán)色圖標(biāo)“Proteus 7 Professional”打開(kāi)應(yīng)用程序。（3）善于確定關(guān)鍵的測(cè)試點(diǎn)測(cè)試點(diǎn)根據(jù)電路圖確定，例：高頻和低頻的分界點(diǎn)；數(shù)字電路和模擬電路的分界點(diǎn)；控制電路和被控對(duì)象的分界點(diǎn)；電源和負(fù)載的分界點(diǎn)等等。數(shù)字信號(hào)傳送的是數(shù)據(jù)流，物理意義不明顯，所以不針對(duì)信號(hào)的碼進(jìn)行研究，在檢測(cè)時(shí)用示波器測(cè)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流，只要符合電平要求且無(wú)干擾既是正常。數(shù)字信號(hào)的輸入輸出有串行、并行之分。（2）模擬電路和數(shù)字電路的關(guān)系模擬電路的輸入輸出信號(hào)傳輸方向是單向的，一般一條線就一路信號(hào)。這種情況下有些臨界狀態(tài)的元器件經(jīng)不住長(zhǎng)時(shí)間工作，就會(huì)暴露出問(wèn)題，然后對(duì)癥處理。檢查虛焊時(shí)對(duì)電路進(jìn)行敲擊就是暴露法的一種。如果斷開(kāi)該之路后，電流恢復(fù)正常，則故障就發(fā)生在此電路。（8）斷路法斷路法用于檢測(cè)短路最有效。（7）短路法短路法對(duì)檢查斷路性故障有效。否則就在后面，再移動(dòng)檢查點(diǎn)尋找之。（5）部件替換法有時(shí)故障比較隱蔽，不能一眼看出，可以將儀器中的部件、元件器、插件等替換故障儀器中相關(guān)器件，以便縮小故障范圍，進(jìn)一步查找故障。直接觀察法包括不通電檢查和通電觀察。排除故障遵循“由表及里”、“先易后難”、“先電源后負(fù)載”、“先靜態(tài)后動(dòng)態(tài)”的原則。（2）對(duì)于新安裝的電路來(lái)說(shuō)，故障原因可能是：實(shí)際電路與設(shè)計(jì)的原理圖不符；元器件使用不當(dāng)或損壞；設(shè)計(jì)的電路本身就存在某些嚴(yán)重缺點(diǎn)，不滿足技術(shù)要求；連線發(fā)生短路或斷路。（6）收音機(jī)中出現(xiàn)“嗡嗡”交流聲和“啪啪”的汽船聲等。（4）振蕩電路不能產(chǎn)生振蕩。七、故障檢測(cè) （1）放大電路沒(méi)有輸入信號(hào)，而有輸出波形（2）放大電路有輸入信號(hào)，但沒(méi)有輸出波形或者波形異常。（7）調(diào)試時(shí)出現(xiàn)故障，要認(rèn)真查找故障原因，且不可一遇故障解決不了就拆掉線路重新安裝。（6）調(diào)試過(guò)程中，不但要認(rèn)真觀察和測(cè)量，還要善于記錄。如果放大器的，不能用MF47型表來(lái)測(cè)量，否則，測(cè)量結(jié)果就不能反映放大器的真實(shí)情況。（4）測(cè)量?jī)x器的帶寬必須大于被測(cè)電路的帶寬。（3）測(cè)量電壓所用儀器的輸入阻抗必須遠(yuǎn)大于被測(cè)處的等效阻抗。屏蔽線的外屏蔽層要接到公共地線上。（1）正確使用測(cè)量?jī)x器的接地端進(jìn)行測(cè)量時(shí)，儀器的接地端應(yīng)和放大器的接地端連接在一起，否則儀器機(jī)殼引入的干擾不僅會(huì)使放大器的工作狀態(tài)發(fā)生變化，而且將使測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)誤差。（3）動(dòng)態(tài)調(diào)試動(dòng)態(tài)調(diào)試是在靜態(tài)調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。當(dāng)運(yùn)放輸出直流電位始終接近正電源電壓值或負(fù)電源電壓值時(shí)，說(shuō)明運(yùn)放處于阻塞狀態(tài)，可能是外接電路沒(méi)有接好，也可能是運(yùn)放已經(jīng)損壞。例如，通過(guò)靜態(tài)測(cè)試模擬電路的靜態(tài)工作點(diǎn)、數(shù)字電路的各輸入和輸出端的高低電平值及邏輯關(guān)系等，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)已損壞的元器件，判斷電路工作情況，并及時(shí)調(diào)整電路參數(shù)，使電路工作狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求。一般情況下，直流為交流服務(wù)，直流是電路工作基礎(chǔ)。然后測(cè)量各器件引腳電源，以保證元器件正常工作。（1）通電觀察接通電源，觀察有無(wú)異?，F(xiàn)象，包括有無(wú)冒煙，是否有異常氣味，手摸元器件是否發(fā)燙等。在通電前，斷開(kāi)一根電源線，用萬(wàn)用表檢查電源端對(duì)地是否存在短路。（包括極性）、信號(hào)源連線是否正確。為了防止出錯(cuò)，對(duì)于已查過(guò)的線通常應(yīng)在電路圖上做標(biāo)記，最好用指針萬(wàn)用表“Ω1”擋或數(shù)字萬(wàn)用表“Ω擋”的蜂鳴器來(lái)測(cè)量，這樣可以同時(shí)發(fā)現(xiàn)接觸不良的地方。光電耦合是常用強(qiáng)電和弱電之間的隔離。對(duì)直流電源輸出需加對(duì)高頻及低頻濾波，通常用“一大一小”兩個(gè)電容并聯(lián)即可取得對(duì)高低頻濾波效果。電路被浮置后，明顯地加大了系統(tǒng)的信號(hào)處理器公共線與大地（或外殼）之間的阻抗，因此，浮置能減小共模干擾。（4）系統(tǒng)接地、濾波、隔離技術(shù)浮置又稱浮空、浮接，泛指測(cè)量?jī)x表的輸入信號(hào)放大器公共地（即模擬信號(hào)地）不接機(jī)殼或大地。特別是在設(shè)計(jì)印刷電路板上應(yīng)用比較方便。設(shè)計(jì)接地要盡可能減少各支路電流流過(guò)公共地阻抗產(chǎn)生的耦合干擾。工作接地點(diǎn)一般是指接機(jī)殼或底板，并不一定要與大地相連接。（2）工作接地電子電路在工作和測(cè)量時(shí)，要求有公共的電位參考點(diǎn)。第三種是最理想的，在實(shí)驗(yàn)室的地下深埋一塊面積較大的金屬板，用與金屬板焊接的粗銅線接到實(shí)驗(yàn)室作信號(hào)地線。（1）安全接地一般實(shí)驗(yàn)室中安全接地有三種方法，第一種是把三孔插座的地與電源線的中線直接連接，這種接法不是絕對(duì)安全的。（6）大小信號(hào)分離，即輸入信號(hào)應(yīng)遠(yuǎn)離輸出信號(hào)。（4）盡可能使干擾源（如電機(jī)，繼電器）與敏感元件（如單片機(jī)）遠(yuǎn)離。（2）數(shù)字地和模擬地分開(kāi)集中后接地（實(shí)行一點(diǎn)接地），用最短線連接起來(lái)接到低阻抗的接地平面上，如接于電源地。（1）要求電路板布局合理，強(qiáng)電、弱電、數(shù)字信號(hào)、模擬信號(hào)應(yīng)分開(kāi)。（3）～；干擾源與被干擾源的對(duì)象加以屏蔽；電路的引線、布線盡量短而直，減少分布參數(shù)的影響；在引線上穿上磁珠，形成濾波電路；晶振與單片機(jī)引腳盡量靠近。減小di/dt干擾在干擾源回路串聯(lián)電感或電阻以及續(xù)流二極管。例1：繼電器線圈并聯(lián)續(xù)流二極管，可消除斷開(kāi)線圈時(shí)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)。（1）抑制快速變化開(kāi)關(guān)干擾的思路是盡可能減小du/dt、di/dt。（1）為減少設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的干擾設(shè)計(jì)人員應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：元器件布置不可過(guò)密，改善電子設(shè)備的散熱條件，分散設(shè)置穩(wěn)壓電源，避免通過(guò)電源內(nèi)阻引進(jìn)干擾，在配線和安裝時(shí)，盡量減少不必要的電磁耦合，盡量減少公共阻抗的阻值，低頻信號(hào)采用一點(diǎn)接地，數(shù)字器件的輸入端子不可懸空，必須結(jié)合電路的實(shí)際情況和條件妥善處理。（2）電子電路設(shè)備外部干擾源主要有：電弧機(jī)、日光燈、弧光燈、輝光放電管、火花點(diǎn)火裝置等產(chǎn)生的干擾；直流發(fā)電機(jī)及電動(dòng)機(jī)，交流整流子電動(dòng)機(jī)等旋轉(zhuǎn)設(shè)備，以及繼電器、開(kāi)關(guān)等產(chǎn)生的干擾；由大功率輸電線產(chǎn)生的工頻干擾；無(wú)線電設(shè)備輻射的電磁波等。干擾產(chǎn)生于干擾源。五、電子電路中的抗干擾與屏蔽接地1. 電子電路干擾的抑制（1）干擾源電子電路工作時(shí)，往往在有信號(hào)之外，還存在一些令人頭痛的干擾電壓（或電流）。（4）如各部件需要導(dǎo)線連接，而且連接點(diǎn)較多，最好選用排線；對(duì)于信號(hào)線應(yīng)采用同軸電纜；對(duì)公共地線，最好采用較粗的裸導(dǎo)線。（2）發(fā)熱元件要留出散熱空間，必要時(shí)加散熱片；要盡量避免各部分干擾，必要時(shí)應(yīng)加屏蔽；各單板、部件最好通過(guò)接插件相連。（1）根據(jù)整機(jī)零部件、電路板的尺寸選擇箱的外形和大小。焊接CMOS器件應(yīng)使用防靜電烙鐵，防止將其極間擊穿。（3）對(duì)濾波電路選普通電容即可，對(duì)定時(shí)電路，應(yīng)選漏電小的膽電容。（1）對(duì)電路中消耗能量較大的耗能元件和承受電壓較高的元件，～2倍的余量。③對(duì)于元件安裝方式的考慮，可采用立式或臥式。②從整體上考慮元件的安裝與布局。：印制電路板制作工藝（1）印制電路板簡(jiǎn)稱PCB。（4）怎樣選用集成電路模擬集成電路：集成運(yùn)算放大器、比較器、模擬乘法器、集成功率放大器、集成穩(wěn)壓器、集成函數(shù)發(fā)生器以及其它專用模擬集成電路等；數(shù)字集成電路：集成門(mén)、驅(qū)動(dòng)器、譯碼器/編碼器、數(shù)據(jù)選擇器、觸發(fā)器、寄存器、計(jì)數(shù)器、存儲(chǔ)器、微處理器、可編程器件等；混合集成電路有：定時(shí)器、A/D、D/A轉(zhuǎn)換器、鎖相環(huán)等。優(yōu)先選用集成電路不等于什么場(chǎng)合都一定要用集成電路。首先應(yīng)考慮滿足單元電路對(duì)元器件性能指標(biāo)的要求，其次考慮價(jià)格、貨源和元器件體積等方面問(wèn)題。四、電子電路設(shè)計(jì)的步驟（提出原理方案，原理方案的比較與選擇）例：”自動(dòng)計(jì)時(shí)/定時(shí)器“方案一，用專用電子計(jì)數(shù)芯片實(shí)現(xiàn)方案二，用PLD器件實(shí)現(xiàn)方案三，用數(shù)字電路中組合邏輯電路實(shí)現(xiàn)方案四，用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)（1）單元電路結(jié)構(gòu)形式的選擇與設(shè)計(jì)滿足功能要求的單元可能不止一個(gè)，因此必須進(jìn)行分析比較，擇優(yōu)選擇。VHDL語(yǔ)言：超高速集成電路硬件描述語(yǔ)言，它是開(kāi)發(fā)、燒制大規(guī)模集成電路語(yǔ)言，是個(gè)大半導(dǎo)體公司開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的有力工具。MATLAB語(yǔ)言：是一種較強(qiáng)大的數(shù)學(xué)運(yùn)算和圖形功能的語(yǔ)言，他的應(yīng)用范圍幾乎涵蓋了所有科學(xué)和工程計(jì)算領(lǐng)域；應(yīng)用MATLAB工具箱還能進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)的模擬分析。C語(yǔ)言程序便于移植和修改，能提供處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)類(lèi)型，增強(qiáng)了程序處理能力和靈活性。匯編語(yǔ)言：它是最簡(jiǎn)單、最基本、最實(shí)用的語(yǔ)言，也是一種低級(jí)語(yǔ)言，速度快，可直接控制硬件，在單片機(jī)開(kāi)發(fā)中廣為應(yīng)用。例：圖像壓縮芯片，可以使圖像信息在電話線中傳輸；移動(dòng)通信中的射頻、音頻接口芯片等。微控制器MCU（單片機(jī)）：可通過(guò)靈活的編程改變其功能，處理速度較慢，但接口豐富，常常作為綜合電子系統(tǒng)的控制核心。例：各種運(yùn)算放大器、555定時(shí)器、各種計(jì)數(shù)器、譯碼驅(qū)動(dòng)器、顯示器、A/D 、 D/A 、發(fā)射、接收、鎖相環(huán)芯片(鎖相環(huán)由鑒相器、環(huán)路濾波器和壓控振蕩器組成)等。而事實(shí)并非如此，需要用理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)調(diào)整方式選取比例電阻，這樣才能獲得切合實(shí)際的放大倍數(shù)。特色 就是人無(wú)我有，人有我新，而且選題比較復(fù)雜，很可能是機(jī)電結(jié)合型的。（4）選題的難易程度應(yīng)低于畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目。（2）選題應(yīng)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)的內(nèi)容，且硬件內(nèi)容應(yīng)多于軟件內(nèi)容。包括：總體方案的設(shè)計(jì)與選擇、單元電路的選擇與設(shè)計(jì)、單元電路間的連接方法、繪制總體電路草圖、關(guān)鍵電路試驗(yàn)、最后繪制正式的總體電路圖等設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。（2）安裝與調(diào)試階段。（7）培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。（5）進(jìn)一步熟悉電子儀器的正確使用方法。（3）進(jìn)一步熟悉常用電子器件的類(lèi)型和特性，并掌握合理選用的原則。電子電路設(shè)計(jì)實(shí)踐編著：李懷亮綏化學(xué)院電氣工程學(xué)院電子創(chuàng)新園區(qū)2014年2月前言 電子電路設(shè)計(jì)一、電子電路設(shè)計(jì)（1）綜合運(yùn)用電子技術(shù)課程中所學(xué)到理論知識(shí)去獨(dú)立完成一個(gè)設(shè)計(jì)課題。（2）通過(guò)查閱手冊(cè)和文獻(xiàn)資料，培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。（4）學(xué)會(huì)電子電路的安裝與調(diào)試技能。（6）學(xué)會(huì)撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)總計(jì)報(bào)告、科技論文等。（1）設(shè)計(jì)與計(jì)算階段。（3）撰寫(xiě)總結(jié)報(bào)告或論文階段。二、電子電路設(shè)計(jì)入門(mén)，如何選題（1）選題應(yīng)新穎，實(shí)用性強(qiáng)。（3）選題應(yīng)綜合性強(qiáng)，能涵蓋模擬電路、數(shù)字電路，而且一般都需要用單片機(jī)作為控制核心或處理信號(hào)，或者用PLD等新器件來(lái)實(shí)現(xiàn)。（5）如何想通過(guò)完成選題在全國(guó)電子競(jìng)賽拿上名次，選題應(yīng)有創(chuàng)新點(diǎn)，有特色。，如何入門(mén)（1）介入電路設(shè)計(jì)與制作，宜早不宜遲（2）興趣是最好的老師（3）勤于動(dòng)手是最好的途徑例：運(yùn)算放大器：按理論分析，只要比例電阻選定后，就可決定運(yùn)放的放大倍數(shù)，計(jì)算結(jié)果十分明確。三、電子電路設(shè)計(jì)平臺(tái)電路、信號(hào)、電子技術(shù)基礎(chǔ)：含低頻電路、高頻電路、信號(hào)分析與處理知識(shí)。可編程CPLD、FPGA芯片：可進(jìn)行靈活的編程和下載，具有可重復(fù)性、可組合性，可設(shè)計(jì)并下載系統(tǒng)級(jí)的數(shù)字電路；可以構(gòu)建高速電子電路，可用于前端電路。專業(yè)芯片ASIC：為完成某一特定功能制定芯片。數(shù)字信號(hào)處理器DSP：DSP芯片由于其特殊的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，使數(shù)字信號(hào)處理理論建立的算法得以實(shí)時(shí)運(yùn)行，并逐步進(jìn)入MCU的應(yīng)用領(lǐng)域。C語(yǔ)言：作為一種通用的高級(jí)語(yǔ)言，可大幅地提高單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)效率。但用C語(yǔ)言編譯器生成代碼效率較低并且執(zhí)行時(shí)間較長(zhǎng)，影響速度。因此它是集編程和EDA仿真于一體的語(yǔ)言。EDA仿真軟件：虛擬電子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)EWB、Multisim ，主要用于電路、低頻模擬電路、簡(jiǎn)單數(shù)字電路的仿真設(shè)計(jì)；Proteus電子系統(tǒng)仿真軟件，實(shí)現(xiàn)高級(jí)原理圖布圖、MCU、混合模式SPICE仿真、PCB設(shè)計(jì)以及自動(dòng)布線等完整的電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)；常見(jiàn)的EDA有通用電路分析軟件PSPICE，用于高頻電路的仿真設(shè)計(jì)。（2）元器件選擇的一般原則多查元器件手冊(cè)和有關(guān)的科技資料，尤其要熟悉一些常用元器件、性能和價(jià)格，這對(duì)單元電路和總體電路設(shè)計(jì)極為有利。（3）集成電路與分立元器件電路的選擇問(wèn)題例如：設(shè)計(jì)直流電源，采用分立元件至少花幾天時(shí)間，采用三端穩(wěn)壓塊即簡(jiǎn)單又實(shí)用。在某些特殊情況，如高頻、寬頻帶、高電壓、大電流等場(chǎng)合，集成電路往往不適用，有時(shí)仍需采用分立元件。圖1 設(shè)計(jì)框圖在上面框圖中，并不要求所有媒介都通過(guò)仿真或搭電路驗(yàn)證，特別在電子競(jìng)賽中，時(shí)間緊、任務(wù)重，不可能按步驟辦事，可以超常規(guī)設(shè)計(jì)，提前進(jìn)入制作階段，在制作中邊調(diào)試編修改設(shè)計(jì)。（2）設(shè)計(jì)軟件主要用Protel99工具軟件①仔細(xì)審閱所提供元器件型號(hào)、規(guī)格，特別是外形尺寸、封裝形式、引腳排列順序，并注意大功率需安裝散熱片，確定那些元件裝在板上，那些元件裝在板外。如低頻電路，可采取規(guī)則排列，比較整齊，便于安裝調(diào)試及維修；對(duì)高頻電路，采取不規(guī)則排列，要求布線越短越好，就近鏈接，看起來(lái)比較雜亂，減少分布參數(shù)。④大面積接地可以有效地抑制干擾。（2）高頻電路中的調(diào)諧電容、振蕩電容，應(yīng)選優(yōu)質(zhì)的電介電容、云母電容。要求：焊點(diǎn)圓滑光亮、無(wú)氣孔、無(wú)尖角、無(wú)拖尾；焊點(diǎn)大小一致；焊點(diǎn)的焊料適當(dāng)，使焊錫充布焊盤(pán)，不堆錫，更不能粘連。特別注意是虛焊，虛焊的原因：被焊處表面有氧化物或污垢；元件處理及鍍錫不好；焊接溫度不足；焊接時(shí)間短。外部是顯示屏、輸入輸出插口、調(diào)節(jié)旋鈕或鍵盤(pán)。（3）電路板上的元件安裝應(yīng)整齊美觀，視元件孔的位置可選擇立式或臥式。在布線時(shí)，應(yīng)盡量做到短而直，這樣布線美觀、可靠、分布參數(shù)或干擾小。如何克服這些干擾是電子電路（設(shè)備）在設(shè)計(jì)、制造時(shí)的主要問(wèn)題之一。干擾源有的在電子電路（設(shè)