中心議題：
- 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程簡(jiǎn)介
- 主流EDA工具介紹
解決方案：
- 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格遵循科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牧鞒?/strong>
- 應(yīng)該利用現(xiàn)代化EDA工具對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真驗(yàn)證
- 最后，實(shí)際實(shí)驗(yàn)也必不可少
要進(jìn)行實(shí)際電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，一般遵循以下流程：
- a. 首先根據(jù)電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)，進(jìn)行總體方案選擇
- b. 然后對(duì)組成系統(tǒng)的單元電路進(jìn)行設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算、元器件的確定和實(shí)驗(yàn)調(diào)試
- c. 最后繪出用于指導(dǎo)工程的電路圖。
總體方案的確定
在全面分析電子系統(tǒng)任務(wù)書(shū)所下達(dá)的系統(tǒng)功能、技術(shù)指標(biāo)后，根據(jù)已掌握的知識(shí)和資料，將總體系統(tǒng)按功能合理地分解成若干個(gè)子系統(tǒng)（單元電路），并畫(huà)出各個(gè)單元電路框圖相互連接而形成的系統(tǒng)原理框圖。電子系統(tǒng)總體方案的選擇，將直接決定電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。因此，在進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)時(shí)，要多思考、多分析、多比較。要從性能的穩(wěn)定性、工作的可靠性、電路結(jié)構(gòu)、成本、功耗、調(diào)試維修等方面，選出最佳方案。
單元電路設(shè)計(jì)
在進(jìn)行單元電路設(shè)計(jì)時(shí)，必須明確對(duì)各單元電路的具體要求，詳細(xì)擬定出單元電路的性能指標(biāo)，認(rèn)真考慮各單元之間的相互聯(lián)系，注意前后級(jí)單元之間信號(hào)的傳遞方式和匹配，盡量少用或不用電平轉(zhuǎn)換之類(lèi)的接口電路，并應(yīng)使各單元電路的供電電源盡可能地統(tǒng)一，以便使整個(gè)電子系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠。另外，應(yīng)盡量選擇現(xiàn)有的、成熟的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)單元電路的功能。如果找不到完全滿足要求的現(xiàn)成電路，則在與設(shè)計(jì)要求比較接近的電路基礎(chǔ)上適當(dāng)改進(jìn)，或自己進(jìn)行創(chuàng)造性設(shè)計(jì)。為使電子系統(tǒng)的體積小、可靠性高，單元電路盡可能使用集成電路組成。
參數(shù)計(jì)算
在進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)電路的性能指標(biāo)要求決定電路元器件的參數(shù)。例如根據(jù)電壓放大倍數(shù)的大小，可決定反饋電阻的取值；根據(jù)振蕩器要求的振蕩頻率，利用公式可算出決定振蕩頻率的電阻和電容值等。但一般滿足電路性能指標(biāo)要求的理論參數(shù)值不是唯一的，設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)元器件的性能、價(jià)格、體積、通用型和貨源等方面靈活選擇。計(jì)算電路參數(shù)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。
- a.在計(jì)算元器件工作電流、電壓和功率等參數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮工作條件最不利的情況，并留有適當(dāng)?shù)挠嗔俊?/li>
- b.對(duì)于元器件的極限參數(shù)必須理由足夠的余量，一般取1.5~2倍的額定值。
- c.對(duì)于電阻、電容參數(shù)的取值，應(yīng)選計(jì)算值附近的標(biāo)稱(chēng)值。電阻值一般在1MΩ內(nèi)選擇；非電解電容一般在100pF~0.47F之間選擇；電解電容一般在1μF~2000μF之間選用。
- d.在保證電路達(dá)到性能指標(biāo)要求的前提下，盡量減少元器件的品種、價(jià)格及體積等。
元器件選擇
在確定元器件時(shí)，應(yīng)全面考慮電路處理信號(hào)的處理范圍、環(huán)境溫度、空間大小、成本高低等諸多因素。
- a.優(yōu)先選擇集成電路。由于集成電路體積小、功能強(qiáng)，可使電子電路可靠性增強(qiáng)，安裝調(diào)試方便，并可大大簡(jiǎn)化電子電路的設(shè)計(jì)。隨著模擬集成技術(shù)的不斷發(fā)展，使用于各種場(chǎng)合下的集成運(yùn)算放大器不斷涌現(xiàn)，只要外加極少量的元器件，利用運(yùn)算放大器就可構(gòu)成性能良好的放大器。同樣，目前在進(jìn)行直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)時(shí)，已經(jīng)很少采用分立元器件進(jìn)行設(shè)計(jì)了。取而代之的時(shí)性能更穩(wěn)定、工作更可靠、成本更低廉的集成穩(wěn)壓器。
- b.正確選擇電阻器和電容器。這是兩種最常見(jiàn)的元器件，種類(lèi)很多，性能相差很大，應(yīng)用的場(chǎng)合也不同。因此，對(duì)于設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，應(yīng)熟悉各種電阻器和電容器的主要性能指標(biāo)和特點(diǎn)，以便根據(jù)電路要求，對(duì)元件做出正確選擇。
- c.選擇分立半導(dǎo)體元件。首先要熟悉這些元件的性能，掌握它們的應(yīng)用范圍；再根據(jù)電路的功能要求和元器件再電路中的工作條件，如通過(guò)的最大電流、最大反向工作電壓、最高工作頻率、最大消耗的功率等，確定元器件的型號(hào)。
計(jì)算機(jī)模擬仿真
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法發(fā)生的很大變化。目前，EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）技術(shù)已成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的必要條件。在計(jì)算機(jī)平臺(tái)上，利用EDA軟件，可對(duì)各種電子電路進(jìn)行調(diào)試、測(cè)量、修改，這樣可大大提高電子設(shè)計(jì)的效率和精確度，同時(shí)節(jié)約的設(shè)計(jì)費(fèi)用。
實(shí)驗(yàn)
電子設(shè)計(jì)要考慮的因素和問(wèn)題相當(dāng)多，由于電路在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行模擬時(shí)所采用的元器件參數(shù)和模型與實(shí)際器件有差別，所以對(duì)經(jīng)計(jì)算機(jī)仿真過(guò)的電路，還要進(jìn)行實(shí)際實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)才可以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題。若性能指標(biāo)達(dá)不到要求，應(yīng)深入進(jìn)行分析出在哪些單元或元件上，再對(duì)它們重新進(jìn)設(shè)計(jì)和選擇，直到性能完全滿足要求為止。
附：主流EDA工具介紹
1.PSPICE簡(jiǎn)介
2.EWB簡(jiǎn)介
3.ProtelSE仿真功能簡(jiǎn)介
