一、電子電路的設(shè)計基本步驟
1. 明確設(shè)計任務(wù)要求:
充分了解設(shè)計任務(wù)的具體要求如性能指標、內(nèi)容及要求,明確設(shè)計任務(wù)。
2. 方案選擇:
根據(jù)掌握的知識和資料,針對設(shè)計提出的任務(wù)、要求和條件,設(shè)計合理、可靠、經(jīng)濟、可行的設(shè)計框架,對其優(yōu)缺點進行分析,做到心中有數(shù)。
3. 根據(jù)設(shè)計框架進行電路單元設(shè)計、參數(shù)計算和器件選擇:
具體設(shè)計時可以模仿成熟的電路進行改進和創(chuàng)新,注意信號之間的關(guān)系和限制,接著根據(jù)電路工作原理和分析方法,進行參數(shù)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(shù)應(yīng)滿足電路指標要求,元器件的極限參數(shù)必須留有足夠的裕量,一般應(yīng)大于額定值的1.5倍,電阻和電容的參數(shù)應(yīng)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(diào)試和檢修的依據(jù),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(wù)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?shù)臉俗?;連線應(yīng)為直線,并且交叉和折彎應(yīng)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,找準腳,不要倒插,所有IC的插入方向一般應(yīng)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(jù)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(dǎo)線的選用與連接:
導(dǎo)線直徑應(yīng)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(jù)不同用途,選擇不同顏色的導(dǎo)線,一般習(xí)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(dǎo)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(yīng)盡量短;電路之間要有公共地。
4. 預(yù)留測試空間和接線柱:
在電路的輸入、輸出端和其測試端應(yīng)預(yù)留測試空間和接線柱,以方便測量調(diào)試。
5. 布局合理和組裝正確的電路:
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(diào)試
實驗和調(diào)試常用的儀器有:萬用表、穩(wěn)壓電源、示波器、信號發(fā)生器等。調(diào)試的主要步驟。
1. 調(diào)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(jīng)過上述檢查,確認無誤后,可轉(zhuǎn)入靜態(tài)檢測與調(diào)試。
2. 靜態(tài)檢測與調(diào)試:
斷開信號源,把經(jīng)過準確測量的電源接入電路,用萬用表電壓檔監(jiān)測電源電壓,觀察有無異?,F(xiàn)象:如冒煙、異常氣味、手摸元器件發(fā)燙,電源短路等,如發(fā)現(xiàn)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(guān)鍵點直流電壓,如靜態(tài)工作點、數(shù)字電路各輸入端和輸出端的高、低電平值及邏輯關(guān)系、放大電路輸入、輸出端直流電壓等是否在正常工作狀態(tài)下,如不符,則調(diào)整電路元器件參數(shù)、更換元器件等,使電路終工作在合適的工作狀態(tài);對于放大電路還要用示波器觀察是否有自激發(fā)生。
3. 動態(tài)檢測與調(diào)試:
動態(tài)調(diào)試是在靜態(tài)調(diào)試的基礎(chǔ)上進行的,調(diào)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(guān)點的波形、參數(shù)和性能指標是否滿足設(shè)計要求,如必要,要對電路參數(shù)作進一步調(diào)整。發(fā)現(xiàn)問題,要設(shè)法找出原因,排除故障,繼續(xù)進行。(詳見檢查故障的一般方法)
4. 調(diào)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(shè)法隔離連接線分布電容的影響,例如用示波器測量時應(yīng)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(xiàn)象、數(shù)據(jù)、波形、相位等。
(7)出現(xiàn)故障時要認真查找原因。