查看如何充分利用電子設(shè)計(jì)

電路是物質(zhì)被傳輸?shù)难h(huán)。在電子電路中，攜帶的物質(zhì)是電子元件的電荷，而這些電子的源是電壓源的正端。當(dāng)該電荷從正端流經(jīng)環(huán)路并到達(dá)負(fù)極時(shí)，電路被認(rèn)為是閉合的。然而，該電路由幾個(gè)組件組成，這些組件以不同的方式影響電荷流。有些會(huì)阻礙電荷流動(dòng)，而另一些則儲(chǔ)存或耗散電荷。有些需要外部電源，而另一些則需要供電。

 

我們需要構(gòu)建電路的原因可能有很多。有時(shí)我們可能需要點(diǎn)燈，驅(qū)動(dòng)電機(jī)等。所有這些設(shè)備，一盞燈，一臺(tái)電機(jī)，一個(gè)LED，都被稱為負(fù)載。每個(gè)負(fù)載都需要一定的電流或電壓才能開始工作。該電壓可以是恒定直流電壓或交流電壓。然而，不可能構(gòu)建一個(gè)只有一個(gè)源和一個(gè)負(fù)

載的電路。我們需要一些其他組件來確保正確的負(fù)載流并處理源提供的負(fù)載，以便適當(dāng)數(shù)量的負(fù)載流向負(fù)載。

 

標(biāo)題欄和方框圖的使用

在電子設(shè)計(jì)中，框圖被認(rèn)為是反映架構(gòu)和原理圖概述的最佳指南。它有助于用戶輕松了解電路的功能并總結(jié)設(shè)計(jì)系統(tǒng)。

 

另一個(gè)重要方面是為原理圖命名，并將設(shè)計(jì)人員的姓名附加到電路的標(biāo)題欄上，因?yàn)檫@會(huì)使原理圖具有更專業(yè)的外觀。原理圖包含在印刷電路板或試驗(yàn)板上構(gòu)建電路設(shè)計(jì)的基本細(xì)節(jié)和注釋。

 

I/O 信號(hào)位置

電子設(shè)計(jì)中的電路布局應(yīng)顯示從左到右的電信號(hào)流。為了提高可讀性，通常遵循將地線放在電路布局底部，將電源線放在頂部的常規(guī)做法。

布局設(shè)計(jì)被認(rèn)為是一個(gè)藝術(shù)過程，因?yàn)槊總€(gè)設(shè)計(jì)師在放置組件時(shí)都必須適當(dāng)小心，將相似的組件放置在相同且唯一的方向上，特別是在單列或行中放置極化組件。大多數(shù)更好的 ECAD 程序都提供了更簡單的引腳和元件放置選項(xiàng)，以允許在布局編輯器中進(jìn)行網(wǎng)格編輯。

 

 

建立清晰的聯(lián)系

在電路設(shè)計(jì)中，有必要表示和區(qū)分網(wǎng)絡(luò)，以確定這些網(wǎng)絡(luò)是否相交或連接。為了解決這個(gè)問題，設(shè)計(jì)人員必須使用點(diǎn)約定方法來清楚地了解電路連接。建議在更改引腳符號(hào)連接的方向之前至少移動(dòng)一個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)。此操作可確保在創(chuàng)建 PCB 布局時(shí)，布局中的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)在列表中都可見。

 

要?jiǎng)?chuàng)建更清晰的原理圖以提高用戶的可讀性，請(qǐng)使用總線對(duì)信號(hào)進(jìn)行分組。大多數(shù)好的 ECAD 工具都支持這種對(duì)信號(hào)進(jìn)行分組的功能。為了在不同的電纜之間建立不同的連接，設(shè)計(jì)人員可以添加一個(gè)全局符號(hào)或連接器來指示公共信號(hào)和不可見的電源連接，例如電源和接地。

 

使用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽和簡短的參考指示符。
所有網(wǎng)絡(luò)都必須在電路圖上標(biāo)記所需的信號(hào)。此步驟主要有助于排除故障或執(zhí)行某些模擬。雖然沒有必要標(biāo)記網(wǎng)絡(luò)，但它為設(shè)計(jì)人員節(jié)省了更多的時(shí)間，特別是在設(shè)計(jì)PCB布局時(shí)。此外，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)記通過連接甚至沒有通過電纜物理連接的遠(yuǎn)距離端點(diǎn)來提高用戶的可讀性。

 

另一個(gè)需要考慮的重要方面是使用參考指示符，這些指示符用于在電路設(shè)計(jì)中正確表示和標(biāo)記元件。這些參考可幫助設(shè)計(jì)人員輕松定位元件。參考應(yīng)列在原理圖中元件附近，具體取決于設(shè)計(jì)人員為整個(gè)布局選擇的模式類型。

 

 

使用耦合/去耦電容器

在電子設(shè)備中，電源不穩(wěn)定，并提供可能影響電路的波動(dòng)輸出電壓。為此，設(shè)計(jì)人員使用不同類型的電容器來濾除輸入和輸出信號(hào)。在電路設(shè)計(jì)過程中，一個(gè)去耦電容并聯(lián)在電源附近，以確保純直流電源。這些去耦電容用于將輸入的交流信號(hào)與直流信號(hào)去耦。該電容器從電源開始充電過程，當(dāng)達(dá)到Vcc的電壓電平時(shí)，電流停止流過電容器，因?yàn)樵撊ヱ铍娙萜鞅３衷撾姾闪鲃?dòng)，直到發(fā)生Vcc的電壓降。從源頭。

 

耦合電容器主要用于與各種放大器電路配合使用時(shí)。這些電容器允許直流元件和低頻噪聲在放大器電路產(chǎn)生的輸出信號(hào)中限制和平滑流動(dòng)。因此，耦合電容主要用于輸出信號(hào)。旁路電容的使用通過將噪聲轉(zhuǎn)移到地來幫助消除系統(tǒng)內(nèi)部和系統(tǒng)之間的噪聲，特別是在揚(yáng)聲器和放大器電路中，以獲得清晰的聲音。因此，這些旁路電容器用于消除直流信號(hào)中的交流噪聲并獲得純直流信號(hào)。

 

 

利用下拉/上拉電阻

每個(gè)設(shè)計(jì)人員在使用數(shù)字IC和微控制器時(shí)，都應(yīng)該考慮使用上拉和下拉電阻。此基本原則有助于忽略和管理浮點(diǎn)態(tài)的發(fā)生。所有數(shù)字IC都使用與輸入電壓直接相關(guān)的邏輯電平。

 

讓我們舉個(gè)例子來說明這個(gè)問題：假設(shè)數(shù)字IC的輸入電壓在+2.8伏到5伏之間，它被認(rèn)為是邏輯1或高電平狀態(tài)，+0 V到+0.8 V的電壓范圍被認(rèn)為是邏輯0或低電平狀態(tài)。另一方面，+0.9V至+2.7V的輸入電壓被認(rèn)為是浮動(dòng)或不確定狀態(tài)，邏輯狀態(tài)被認(rèn)為是高（1）或低（0）。為了規(guī)避這種情況，設(shè)計(jì)人員使用上拉和下拉電阻將適當(dāng)?shù)碾妷簭?qiáng)制到IC芯片的輸入引腳上，以使電路行為正確。

 

 

基于微控制器的電路設(shè)計(jì)

微控制器的使用有助于設(shè)計(jì)人員節(jié)省大量時(shí)間，并通過消除模數(shù)轉(zhuǎn)換中涉及的各種組件來最小化設(shè)計(jì)尺寸。微控制器芯片包含各種功能，可以根據(jù)電路設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行編程。

 

如今，來自不同品牌的現(xiàn)代微控制器以合理的價(jià)格提供一些高級(jí)功能，以執(zhí)行各種任務(wù)，如A / D轉(zhuǎn)換，串行/ SPI / I2C通信，定時(shí)器和許多其他功能，所有這些都集成在這些小型性能提升封裝中。和效率。電路設(shè)計(jì)，占用空間更小。

 

 

使用 PWM 信號(hào)降低功耗

為無法更換電池或?yàn)殡姵爻潆姷淖罱K產(chǎn)品設(shè)計(jì)一個(gè)功耗更低的電路非常重要。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)始終使用脈沖寬度調(diào)制（PWM）方案，使用可靠的微控制器或NE555 IC，這可以提高應(yīng)用的功率容量。這種方法可用于消耗較少的電機(jī)或LED電路的功率。

 

 

為元件符號(hào)的設(shè)計(jì)選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)

要開始電路設(shè)計(jì)原理圖，重要的是要考慮設(shè)計(jì)圖紙中使用的元件符號(hào)。雖然這些符號(hào)在國際上使用，但它們?cè)谑澜缙渌貐^(qū)可能有不同的表現(xiàn)形式。為了解決這個(gè)問題，電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）創(chuàng)建了幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)人員可以使用這些標(biāo)準(zhǔn)來制造最常用的組件。

 

其中包括用于邏輯原理圖的IEEE 991標(biāo)準(zhǔn);IEEE標(biāo)準(zhǔn)315，其中包含各種電氣和電子圖表的圖形標(biāo)簽和符號(hào);和IEEE 91標(biāo)準(zhǔn)，其中包含用于各種邏輯功能的各種圖形符號(hào)。

 

 

選擇合適的CAD工具

對(duì)于簡單的電路圖，即使設(shè)計(jì)人員不是專業(yè)人士，也可以輕松手工繪制電路設(shè)計(jì)。但是，在創(chuàng)建復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)時(shí)，有必要使用適當(dāng)?shù)腅CAD（計(jì)算機(jī)輔助電子設(shè)計(jì)）軟件。該ECAD軟件通常由客戶在其職位描述中提及或由公司本身選擇。否則，通常建議使用信譽(yù)良好的開發(fā)人員的專業(yè)CAD工具，該工具可用于創(chuàng)建原理圖以及在最終生產(chǎn)時(shí)在3D視圖，插圖，BOM和Gerber文件中布局PCB。的產(chǎn)品。.

 

各種EDA公司和開發(fā)商提供免費(fèi)的ECAD工具，如KiCAD，而有些公司提供付費(fèi)的ECAD工具，如Altium Designer，OrCAD等。這取決于設(shè)計(jì)人員哪種軟件適合電路設(shè)計(jì)。最終，最好掌握適合設(shè)計(jì)人員的ECAD工具。雖然知道如何使用EDA軟件是件好事，但最好學(xué)習(xí)繪制和構(gòu)建電路的技術(shù)。

 

最后一句話：如何充分利用電子設(shè)計(jì)

我希望您了解本文 如何充分利用電子設(shè)計(jì)，如果您的答案是否定的，那么您可以通過與本文相關(guān)的聯(lián)系論壇部分提出任何要求。如果您的答案是肯定的，那么請(qǐng)與您的家人和朋友分享這篇文章。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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