一、 電子電路的設計基本步驟:
1、 明確設計任務要求:
充分了解設計任務的具體要求如性能指標、內容及要求,明確設計任務。
2、 方案選擇:
根據掌握的知識和資料,針對設計提出的任務、要求和條件,設計合理、可靠、經濟、可行的設計框架,對其優缺點進行分析,做到心中有數。
3、 根據設計框架進行電路單元設計、參數計算和器件選擇:
具體設計時可以模仿成熟的電路進行改進和創新,注意信號之間的關系和限制;接著根據電路工作原理和分析方法,進行參數的估計與計算;器件選擇時,元器件的工作、電壓、頻率和功耗等參數應滿足電路指標要求,元器件的極限參數必須留有足夠的裕量,一般應大于額定值的1.5倍,電阻和電容的參數應選擇計算值附近的標稱值。
4、 電路原理圖的繪制:
電路原理圖是組裝、焊接、調試和檢修的依據,繪制電路圖時布局必須合理、排列均勻、清晰、便于看圖、有利于讀圖;信號的流向一般從輸入端或信號源畫起,由左至右或由上至下按信號的流向依次畫出務單元電路,反饋通路的信號流向則與此相反;圖形符號和標準,并加適當的標注;連線應為直線,并且交叉和折彎應最少,互相連通的交叉處用圓點表示,地線用接地符號表示。
二、 電子電路的組裝
電路組裝通常采用通用印刷電路板焊接和實驗箱上插接兩種方式,不管哪種方式,都要注意:
1. 集成電路:
認清方向,找準第一腳,不要倒插,所有IC的插入方向一般應保持一致,管腳不能彎曲折斷;
2. 元器件的裝插:
去除元件管腳上的氧化層,根據電路圖確定器件的位置,并按信號的流向依次將元器件順序連接;
3. 導線的選用與連接:
導線直徑應與過孔(或插孔)相當,過大過細均不好;為檢查電路方便,要根據不同用途,選擇不同顏色的導線,一般習慣是正電源用紅線,負電源用藍線,地線用黑線,信號線用其它顏色的線;連接用的導線要求緊貼板上,焊接或接觸良好,連接線不允許跨越IC或其他器件,盡量做到橫平豎直,便于查線和更換器件,但高頻電路部分的連線應盡量短;電路之間要有公共地。
4. 在電路的輸入、輸出端和其測試端應預留測試空間和接線柱,以方便測量調試;
5. 布局合理和組裝正確的電路,不僅電路整齊美觀,而且能提高電路工作的可靠性,便于檢查和排隊故障。
三、 電子電路調試
實驗和調試常用的儀器有:萬用表、穩壓電源、示波器、信號發生器等。調試的主要步驟。
1. 調試前不加電源的檢查
對照電路圖和實際線路檢查連線是否正確,包括錯接、少接、多接等;用萬用表電阻檔檢查焊接和接插是否良好;元器件引腳之間有無短路,連接處有無接觸不良,二極管、三極管、集成電路和電解電容的極性是否正確;電源供電包括極性、信號源連線是否正確;電源端對地是否存在短路(用萬用表測量電阻)。 若電路經過上述檢查,確認無誤后,可轉入靜態檢測與調試。
2. 靜態檢測與調試
斷開信號源,把經過準確測量的電源接入電路,用萬用表電壓檔監測電源電壓,觀察有無異常現象:如冒煙、異常氣味、手摸元器件發燙,電源短路等,如發現異常情況,立即切斷電源,排除故障;
如無異常情況,分別測量各關鍵點直流電壓,如靜態工作點、數字電路各輸入端和輸出端的高、低電平值及邏輯關系、放大電路輸入、輸出端直流電壓等是否在正常工作狀態下,如不符,則調整電路元器件參數、更換元器件等,使電路最終工作在合適的工作狀態;
對于放大電路還要用示波器觀察是否有自激發生。
3. 動態檢測與調試
動態調試是在靜態調試的基礎上進行的,調試的方法地在電路的輸入端加上所需的信號源,并循著信號的注射逐級檢測各有關點的波形、參數和性能指標是否滿足設計要求,如必要,要對電路參數作進一步調整。發現問題,要設法找出原因,排除故障,繼續進行。(詳見檢查故障的一般方法) 4. 調試注意事項
(1)正確使用測量儀器的接地端,儀器的接地端與電路的接地端要可靠連接;
(2)在信號較弱的輸入端,盡可能使用屏蔽線連線,屏蔽線的外屏蔽層要接到公共地線上,在頻率較高時要設法隔離連接線分布電容的影響,例如用示波器測量時應該使用示波器探頭連接,以減少分布電容的影響。
(3)測量電壓所用儀器的輸入阻抗必須遠大于被測處的等效阻抗。
(4)測量儀器的帶寬必須大于被測量電路的帶寬。
(5)正確選擇測量點和測量
(6)認真觀察記錄實驗過程,包括條件、現象、數據、波形、相位等。
(7)出現故障時要認真查找原因。
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