华体会体育(中国)hth·官方网站电子电路设计基础（ 2）电阻器和电容器是两种最常用的元器件 ，它们的种类很多 ， 性能 ） 电阻器和电容器是两种最常用的元器件，它们的种类很多， 相差也比较大，应用的场合也不同。因此，对于设计者来说， 相差也比较大，应用的场合也不同。因此，对于设计者来说，应该熟悉 各种电阻器和电容器的主要性能指标和特点，以便根据电路要求， 各种电阻器和电容器的主要性能指标和特点，以便根据电路要求，对元 件作出正确的选择。 件作出正确的选择。

　　在进行单元电路设计时，必须明确对各单元电路的具体要求， 在进行单元电路设计时 ， 必须明确对各单元电路的具体要求 ， 详 细拟定出单元电路的性能指标，认真考虑各单元之间的相互联系， 细拟定出单元电路的性能指标，认真考虑各单元之间的相互联系，注意 前后级单元之间信号的传递方式和匹配， 前后级单元之间信号的传递方式和匹配，尽量少用或不用电平转换之类 的接口电路，并考虑到各单元电路的供电电源尽可能统一， 的接口电路，并考虑到各单元电路的供电电源尽可能统一，以便使整个 电子系统简单可靠。另外，尽量选择现有的、 电子系统简单可靠。另外，尽量选择现有的、成熟的电路来实现单元电 路的功能。有时找不到完全满足要求的现成电路， 路的功能。有时找不到完全满足要求的现成电路，可在与设计要求比较 接近的某电路基础上适当改进，或自己进行创造性设计。 接近的某电路基础上适当改进，或自己进行创造性设计。为了使电子系 统的体积小，可靠性高，电路单元尽可能用集成电路组成。 统的体积小，可靠性高，电路单元尽可能用集成电路组成。

　　电子系统是指由电子元件和电子单元电路相互连接、 电子系统是指由电子元件和电子单元电路相互连接、相互作用而 形成的电路整体，能按特定的控制信号，去执行所设想的功能。 形成的电路整体，能按特定的控制信号，去执行所设想的功能。

　　在进行电子电路设计时， 在进行电子电路设计时，应根据电路的性能指标 要求决定电路元器件的参数。 要求决定电路元器件的参数。例如根据电压放大倍数 的大小，可决定反馈电阻的取值； 的大小，可决定反馈电阻的取值；根据振荡器要求的 振荡频率，利用公式， 振荡频率，利用公式，可计算出决定振荡频率的电阻 和电容之值等等。 和电容之值等等。但一般满足电路性能指标要求的理 论参数值不是惟一的，设计者应根据元器件性能、 论参数值不是惟一的，设计者应根据元器件性能、价 体积、通用性和货源等方面灵活选择。 格、体积、通用性和货源等方面灵活选择。计算电路 参数时应注意以下几点： 参数时应注意以下几点：

　　模拟电子系统的主要功能是对模拟信号进行检测、处理、 模拟电子系统的主要功能是对模拟信号进行检测、处理、变换 和产生。模拟信号的特点是，在时间上和幅值上均是连续的， 和产生。模拟信号的特点是，在时间上和幅值上均是连续的，在一 定的动态范围内可能任意取值。这些信号可以是电量（如电压、 定的动态范围内可能任意取值。这些信号可以是电量（如电压、电 流等） 也可以是来自传感器的非电量（如应变、温度、压力、 流等），也可以是来自传感器的非电量（如应变、温度、压力、流 量等） 组成模拟电子系统的主要单元电路有放大电路、滤波电路、 量等）。组成模拟电子系统的主要单元电路有放大电路、滤波电路、 信号变换电路、驱动电路等。 为低频功率扩音系统方框图， 信号变换电路、驱动电路等。图1.1.1为低频功率扩音系统方框图， 为低频功率扩音系统方框图 它由话筒、音频放大器、扬声器和电源组成。 它由话筒、音频放大器、扬声器和电源组成。

　　电子设计要考虑的因素和问题相当多，由于电路在计算 电子设计要考虑的因素和问题相当多， 机上进行模拟时采用元器件的参数和模型与实际器件有差别， 机上进行模拟时采用元器件的参数和模型与实际器件有差别， 所以对经计算机仿真过的电路，还要进行实际实验。通过实 所以对经计算机仿真过的电路，还要进行实际实验。 验可以发现问题、解决问题。若性能指标达不到要求，应深 验可以发现问题、解决问题。若性能指标达不到要求， 入分析问题出在哪些单元或元件上华体会体育(中国)hth·官方网站，再对它们重新设计和选 入分析问题出在哪些单元或元件上， 择，直到完全满足性能指标为止。 直到完全满足性能指标为止。

　　（ 3）分立半导体元件的选择 。 首先要熟悉它们的功能 ， 掌握它们的应 ） 分立半导体元件的选择。首先要熟悉它们的功能， 用范围；根据电路的功能要求和元器件在电路中的工作条件， 用范围；根据电路的功能要求和元器件在电路中的工作条件，如通过的 最大电流、最大反向工作电压、最高工作频率、最大消耗的功率等， 最大电流、最大反向工作电压、最高工作频率、最大消耗的功率等，确 定元器件型号。 定元器件型号。

　　（1）在计算元器件工作电流、电压和功率等参数时，应考虑工作条件 ）在计算元器件工作电流、电压和功率等参数时， 最不利的情况，并留有适当的余量。 最不利的情况，并留有适当的余量。

　　（2）对于元器件的极限参数必须留有足够的裕量，一般取 ～2倍的 ）对于元器件的极限参数必须留有足够的裕量，一般取1.5～ 倍的 额定值。 额定值。 （3）对于电阻、电容参数的取值，应选计算值附近的标称值。电阻 ）对于电阻、电容参数的取值，应选计算值附近的标称值。 值一般在1Μ 内选择； 非电解电容器一般在100pF～ 0.47F选择 ； Μ内选择 选择； 值一般在 Μ 内选择 ； 非电解电容器一般在 ～ 选择 电解电容一般在1 ～ 范围内选用。 电解电容一般在 F～2000F范围内选用。 范围内选用 （4）在保证电路达到功能指标要求的前提下，尽量减少元器件的品 ）在保证电路达到功能指标要求的前提下， 价格、体积等。 种、价格、体积等。

　　总体电路图是在总框图、单元电路设计、 总体电路图是在总框图 、 单元电路设计 、 参数计算和元器件选 择的基础上绘制的，它是组装、调试、 择的基础上绘制的 ， 它是组装 、 调试 、 印刷电路板设计和维修的依 目前绘电路图一般是在计算机上利用绘图软件完成。 据 。 目前绘电路图一般是在计算机上利用绘图软件完成 。 绘制电路 图时主要注意以下几点： 图时主要注意以下几点： （1）总体电路图尽可能画在同一张图纸上；同时注意信号的流向，一 ）总体电路图尽可能画在同一张图纸上；同时注意信号的流向， 般从输入端画起， 般从输入端画起，由左至右或由上至下按信号的流向依次画出各单元电 对于电路图比较复杂的，应将主电路图画在一张图上， 路；对于电路图比较复杂的，应将主电路图画在一张图上，而将其余的 单元电路画在一张或数张图纸上，并在各图所有端口两端标注上标号， 单元电路画在一张或数张图纸上，并在各图所有端口两端标注上标号， 依次说明各图纸之间的连线关系。 依次说明各图纸之间的连线）注意总体电路图的紧凑和协调，要求布局合理，排列均匀。图中 ）注意总体电路图的紧凑和协调，要求布局合理，排列均匀。 元器件的符号应标准化，元件符号旁边应标出型号和参数。 元器件的符号应标准化， 元件符号旁边应标出型号和参数。 集成电路 通常用方框表示，在方框内标出它的型号， 通常用方框表示 ，在方框内标出它的型号， 在方框的边线两侧标出每 根连线的功能和管脚号。 根连线的功能和管脚号。

　　由若干数字电路和逻辑部件组成， 由若干数字电路和逻辑部件组成，处理及传送数字信号的设备称为数 字系统。数字信号的特点是不随时间作连续变化。 字系统。数字信号的特点是不随时间作连续变化。一个复杂的数字电子 系统可分解为加若干个子系统。 系统可分解为加若干个子系统。这些子系统完成的逻辑功能比较 单一，一般由中、大规模集成电路实现，如存储器、译码器、 单一，一般由中、大规模集成电路实现，如存储器、译码器、数据选择 加法器、比较器、计数器等。数字电子系统中必须要有， 器、加法器、比较器华体会体育(中国)hth·官方网站、计数器等。数字电子系统中必须要有，控 制器的主要功能是来管理各个子系统之间的互相操作， 制器的主要功能是来管理各个子系统之间的互相操作，使它们有条不紊 地按规定的顺序操作。数字电子系统的简单框图由图1.1.2表示。 表示。 地按规定的顺序操作。数字电子系统的简单框图由图 表示

　　（1）一般优先选择集成电路。由于集成电路体积小、功能强，可使 ）一般优先选择集成电路。由于集成电路体积小、功能强， 电子电路可靠性增强，安装调试方便，可大大简化电子电路的设计。 电子电路可靠性增强，安装调试方便，可大大简化电子电路的设计。 如随着模拟集成技术的不断发展， 如随着模拟集成技术的不断发展，适用于各种场合下的集成运算放 大器层出不穷，只要外加极少量的元器件， 大器层出不穷，只要外加极少量的元器件，利用运算放大器就可构 成性能良好的放大器。同样，目前我们在进行直流稳压电源设计时， 成性能良好的放大器。同样，目前我们在进行直流稳压电源设计时， 已很少采用分立元器件进行设计了，取而代之的是性能更稳定、 已很少采用分立元器件进行设计了，取而代之的是性能更稳定、工 作更可靠、成本更价廉的集成稳压器。 作更可靠、成本更价廉的集成稳压器。

　　电子电路的设计就是选择最合适的元器件，并把它们 电子电路的设计就是选择最合适的元器件 ， 有机地组合起来。在确定电子元件时，应根据电路处理信 有机地组合起来。在确定电子元件时， 号的频率范围、环境温度、空间大小、成本高低等诸多因 号的频率范围、环境温度华体会体育(中国)hth·官方网站、空间大小、 素全面考虑。具体表现为： 素全面考虑。具体表现为：

　　在全面分析电子系统任务书所下达的系统功能、技术指标后， 在全面分析电子系统任务书所下达的系统功能、技术指标后，根据 已掌握的知识和资料，将总体系统功能合理的分解成若干个子系统（ 已掌握的知识和资料，将总体系统功能合理的分解成若干个子系统（电 路单元） 并画出各个电路单元框图相互连接而形成的系统原理框图。 路单元），并画出各个电路单元框图相互连接而形成的系统原理框图。 电子系统总体方案的选择，直接决定电子系统设计的质量。 电子系统总体方案的选择，直接决定电子系统设计的质量。在进行总体 方案设计时，要多思考、多分析、多比较。要从性能稳定、工作可靠、 方案设计时，要多思考、多分析、多比较。要从性能稳定、工作可靠、 电路简单、成本低、功耗小、调试维修方便等方面，选择出最佳方案。 电路简单、成本低、功耗小、调试维修方便等方面，选择出最佳方案。

　　随着计算机技术的飞速发展，电子系统的设计方法发生 随着计算机技术的飞速发展， 了很大变化。目前，EDA （ 电子设计自动化）技术已成为 电子设计自动化 ） 了很大变化 。 目前 ， 现代电子系统设计的必要手段。在计算机工作平台上， 利 现代电子系统设计的必要手段 。 在计算机工作平台上 ， 用 EDA 软件，可对各种电子电路进行调试、测量、修改， 软件 ， 可对各种电子电路进行调试 、 测量 、 修改 ， 大大提高了电子设计的效率和精确度，同时节约了设计费 大大提高了电子设计的效率和精确度 ， 用 。 目前常用的电子电路辅助分析、 设计的常用软件有 目前常用的电子电路辅助分析 、 PSPICE、PROTEL、EWB（电子工作台）等。 电子工作台）

　　测温电路是把温度的变化转化为微弱的电压信号。 测温电路是把温度的变化转化为微弱的电压信号。该 电压信号经放大、 滤波， 送入模数转换电路， 电压信号经放大 、 滤波 ， 送入模数转换电路 ， 经 A/D转换 转换 器把电压信号转换为与温度变化相应的数字编码信号。 器把电压信号转换为与温度变化相应的数字编码信号。 然 微处理机系统根据水温控制模型进行计算， 后，微处理机系统根据水温控制模型进行计算，得到相应 的控制输出数字信号。 的控制输出数字信号。该数字信号可控制电力电子电路的 电流大小，从而调整水温高低。 电流大小，从而调整水温高低。