模拟电子系统设计流程
发布时间:2011/8/8 10:10:31 访问次数:2205
模拟电子系统设计流程如图1-3所示。由于模拟电子系统种类较多,设计步骤将因不同功能的系统而有所差异,因此图1-3中所列环节将要交叉进行,甚至出现多次反复。
(1)系统描述和分析
设计一个电子系统首先要明确设计任务,认真分析设计要求,深入了解系统的功能、性能指标和使用条件,完整、清晰地对系统的各项功能要求和技术性能指标进行更具体、更详细的描述,以作为系统设计的原始依据。
(2)总体方案的设计与选择
根据设计任务、要求和条件,分折电路的总体功能,并将其分解成若干单元功能,形成总体设计方案,画出总体设计原理框图。框图必须正确反映系统应完成的任务和各组成部分的功能,清楚表示系统的基本组成和相互关系。一般一个系统有多个设计方案,设计者应仔细分析、比较各方案的优缺点,择优选用。
方案论证要敢于探索,勇于创新,力争做到设计方案合理、可靠、经济、功能齐全、技术先进。方案设计与选择必须优先考虑以下问题。
①原理的可行性:解决一个间题,可能有许多种方法,但有的方法是不能达到设计要求的,千万要注意。
②元器件的可行性:如采用什么元器件、什么微控制器、什么可编程逻辑器件,能否采购得到?
③测试的可行性:有无所需要的测量仪器仪表?
④设计、制作的可行性:难度如何,如何积累?
⑤时间的可行性:研制周期多长?
(3)系统模块划分
根据总体设计方案将系统划分为若干个功能模块,并确定各模块间的接口参数。
(4)单元电路设计
确定单元电路的功能及性能指标、与前后级之间的关系,并分析单元电路的工作原理,然后选择设计单元电路的结构形式。可以通过查找资料,寻找现成的电路,或者相近电路,再调整电路参数。若没有,则需设计新的电路。要注意,各单元电路间的相互配合,尽量减少元器件的数量、类型、电平转换和接口电路,以使电路简单可靠。
(5)元器件选择和参数计算
单元电路的结构形式确定后,需要进行电路参数的计算。参数计算包括放大电路中各电阻值、放大倍数的计算,振荡器中电阻、电容、振荡频率等参数的计算。只有很好地理解电路的工作原理,正确利用计算公式,计算的参数才能满足设计要求。参数计算时,同一个电路可能有几组数据,注意选择一组能完成电路设计所要求的功能、在实践中真正可行的参数。
计算电路参数时应注意下列问题:
>元器件的工作电流、电压、频率和功耗等参数应能满足电路指标的要求;
>元器件的极限参数必须留有足够充裕量,一般应大于额定值的1.5倍;
>对于环境温度、交流电网电压等工作条件应按最不刹的情况考虑;
>选用的元器件参数值都必须采用计算值附近的标称值。
根据电路的需要、元器件的参数要求、供货渠道和使用的方便性等方面来选择元器件,一般优先选择集成电路。
①阻容元器件的选择:不同的电路对电阻和电容的性能要求也不同,有些电路对电容的漏电要求很严;还有些电路对电阻、电容的性能和容量要求很高。例如,滤波电路中常用大容量(100~3000mF)铝电解电容,为滤掉高频通常还需并联小容量(O.Ol~O.lmF)瓷片电容。设计时要根据电路的要求选择性能和参数合适的阻容元器件,并要注意功耗、容量、频率和耐压范围是否满足要求。
②分立元器件的选择:分立元器件包括二极管、晶体三极管、场效应管、光电二(三)极管、晶闸管等。根据其用途分别进行选择。例如,选择晶体三极管时,首先注意选择NPN型还是PNP型管,高频管还是低频管,大功率管还是小功率管,并且注意管子的参数PCM.ICM. VCEO. IBCO.β. fT和fβ是否满足电路设计指标的要求;高频工作时,要求fT= (5~10)f,f为工作频率。
③集成电路的选择:由于集成电路可以实现很多单元电路甚至整机电路的功能,所以选用集成电路来设计单元电路和总体电路既方便又灵潘,它不仅使系统体积缩小,而且性能可靠,便于调试及运用。集成电路有模拟集成电路和数字集成电路之分。选择的集成电路不仅要在功能和特性上实现设计方案,而且还要满足功耗、电压、速度、价格等多方面的要求。
(6)安装与调试
方案论证和单元电路硬件设计之后,紧接着就是设计制作印制电路板。对于数字部分,因为频率较低,可以利用现代软件技术直接排版。对于模拟部分,特别是高频部分,需要考虑抗干扰问题,既要考虑抗外部干扰,又要考虑抗内部干扰;既要考虑模电自身的相互干扰,又要考虑数电(脉冲信号)对模电部分的干扰。简单的系统或模块电路可用手工制作电路板。 BA10358F-E2
模拟电子系统设计流程如图1-3所示。由于模拟电子系统种类较多,设计步骤将因不同功能的系统而有所差异,因此图1-3中所列环节将要交叉进行,甚至出现多次反复。
(1)系统描述和分析
设计一个电子系统首先要明确设计任务,认真分析设计要求,深入了解系统的功能、性能指标和使用条件,完整、清晰地对系统的各项功能要求和技术性能指标进行更具体、更详细的描述,以作为系统设计的原始依据。
(2)总体方案的设计与选择
根据设计任务、要求和条件,分折电路的总体功能,并将其分解成若干单元功能,形成总体设计方案,画出总体设计原理框图。框图必须正确反映系统应完成的任务和各组成部分的功能,清楚表示系统的基本组成和相互关系。一般一个系统有多个设计方案,设计者应仔细分析、比较各方案的优缺点,择优选用。
方案论证要敢于探索,勇于创新,力争做到设计方案合理、可靠、经济、功能齐全、技术先进。方案设计与选择必须优先考虑以下问题。
①原理的可行性:解决一个间题,可能有许多种方法,但有的方法是不能达到设计要求的,千万要注意。
②元器件的可行性:如采用什么元器件、什么微控制器、什么可编程逻辑器件,能否采购得到?
③测试的可行性:有无所需要的测量仪器仪表?
④设计、制作的可行性:难度如何,如何积累?
⑤时间的可行性:研制周期多长?
(3)系统模块划分
根据总体设计方案将系统划分为若干个功能模块,并确定各模块间的接口参数。
(4)单元电路设计
确定单元电路的功能及性能指标、与前后级之间的关系,并分析单元电路的工作原理,然后选择设计单元电路的结构形式。可以通过查找资料,寻找现成的电路,或者相近电路,再调整电路参数。若没有,则需设计新的电路。要注意,各单元电路间的相互配合,尽量减少元器件的数量、类型、电平转换和接口电路,以使电路简单可靠。
(5)元器件选择和参数计算
单元电路的结构形式确定后,需要进行电路参数的计算。参数计算包括放大电路中各电阻值、放大倍数的计算,振荡器中电阻、电容、振荡频率等参数的计算。只有很好地理解电路的工作原理,正确利用计算公式,计算的参数才能满足设计要求。参数计算时,同一个电路可能有几组数据,注意选择一组能完成电路设计所要求的功能、在实践中真正可行的参数。
计算电路参数时应注意下列问题:
>元器件的工作电流、电压、频率和功耗等参数应能满足电路指标的要求;
>元器件的极限参数必须留有足够充裕量,一般应大于额定值的1.5倍;
>对于环境温度、交流电网电压等工作条件应按最不刹的情况考虑;
>选用的元器件参数值都必须采用计算值附近的标称值。
根据电路的需要、元器件的参数要求、供货渠道和使用的方便性等方面来选择元器件,一般优先选择集成电路。
①阻容元器件的选择:不同的电路对电阻和电容的性能要求也不同,有些电路对电容的漏电要求很严;还有些电路对电阻、电容的性能和容量要求很高。例如,滤波电路中常用大容量(100~3000mF)铝电解电容,为滤掉高频通常还需并联小容量(O.Ol~O.lmF)瓷片电容。设计时要根据电路的要求选择性能和参数合适的阻容元器件,并要注意功耗、容量、频率和耐压范围是否满足要求。
②分立元器件的选择:分立元器件包括二极管、晶体三极管、场效应管、光电二(三)极管、晶闸管等。根据其用途分别进行选择。例如,选择晶体三极管时,首先注意选择NPN型还是PNP型管,高频管还是低频管,大功率管还是小功率管,并且注意管子的参数PCM.ICM. VCEO. IBCO.β. fT和fβ是否满足电路设计指标的要求;高频工作时,要求fT= (5~10)f,f为工作频率。
③集成电路的选择:由于集成电路可以实现很多单元电路甚至整机电路的功能,所以选用集成电路来设计单元电路和总体电路既方便又灵潘,它不仅使系统体积缩小,而且性能可靠,便于调试及运用。集成电路有模拟集成电路和数字集成电路之分。选择的集成电路不仅要在功能和特性上实现设计方案,而且还要满足功耗、电压、速度、价格等多方面的要求。
(6)安装与调试
方案论证和单元电路硬件设计之后,紧接着就是设计制作印制电路板。对于数字部分,因为频率较低,可以利用现代软件技术直接排版。对于模拟部分,特别是高频部分,需要考虑抗干扰问题,既要考虑抗外部干扰,又要考虑抗内部干扰;既要考虑模电自身的相互干扰,又要考虑数电(脉冲信号)对模电部分的干扰。简单的系统或模块电路可用手工制作电路板。 BA10358F-E2
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