電子電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用精選(九篇)

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第1篇：電子電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用范文

利用硬件描述語言VHDL，數(shù)字電路系統(tǒng)可從系統(tǒng)行為級、寄存器傳輸級和門級三個(gè)不同層次進(jìn)行設(shè)計(jì)，即上層到下層（從抽象到具體）逐層描述自己的設(shè)計(jì)思想，用一系列分層次的模塊來表示極其復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)。然后，利用EDA工具，逐層進(jìn)行仿真驗(yàn)證，再把其中需要變?yōu)閷?shí)際電路的模塊組合，經(jīng)過自動綜合工具轉(zhuǎn)換到門級電路網(wǎng)表。接著，再用專用集成電路（ASIC）或現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）自動布局布線工具，把網(wǎng)表轉(zhuǎn)換為要實(shí)現(xiàn)的具體電路布線結(jié)構(gòu)。目前，這種高層次設(shè)計(jì)的方法已被廣泛采用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前在美國硅谷約有90%以上的ASIC和FPGA采用硬件描述語言進(jìn)行設(shè)計(jì)。VHDL的應(yīng)用已成為當(dāng)今以及未來EDA解決方案的核心，而且是復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心。

一、VHDL的特點(diǎn)

VHDL是一種全方位的硬件描述語言，具有極強(qiáng)的描述能力，能支持系統(tǒng)行為級、寄存器傳輸級和邏輯門級三個(gè)不同層次的設(shè)計(jì)，支持結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、行為三種描述形式的混合描述，覆蓋面廣，抽象能力強(qiáng)，因此在實(shí)際應(yīng)用中越來越廣泛。VHDL的主要特點(diǎn)有：

1.功能強(qiáng)大。與其他的硬件描述語言相比，VHDL具有更強(qiáng)的描述能力和語言結(jié)構(gòu)，可以用簡潔的源代碼描述復(fù)雜的邏輯控制。它具有多層次的設(shè)計(jì)描述功能，層層細(xì)化，最后直接生成電路級描述。

2.系統(tǒng)硬件描述能力強(qiáng)。VHDL具有豐富的數(shù)據(jù)類型，豐富的仿真語句和庫函數(shù)，在任何大系統(tǒng)的設(shè)計(jì)早期就能查驗(yàn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能的可行性，隨時(shí)可對設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真模擬。

3.設(shè)計(jì)與工藝無關(guān)。用VHDL進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì)時(shí)，并不需要首先考慮選擇完成設(shè)計(jì)的器件。VHDL的硬件描述與具體的工藝和硬件結(jié)構(gòu)無關(guān)，因此VHDL設(shè)計(jì)程序的硬件實(shí)現(xiàn)目標(biāo)器件有廣闊的選擇范圍。

4.設(shè)計(jì)方法靈活，易于修改。VHDL語言標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，大多數(shù)EDA工具都支持VHDL。在硬件設(shè)計(jì)過程中，用VHDL語言編寫的源程序便于管理，VHDL易讀、結(jié)構(gòu)模塊化，方便修改、交流和保存。

5.支持廣泛，移植能力強(qiáng)。VHDL是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)語言，在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，為眾多的EDA工具支持，因此移植能力好。

二、VHDL的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法

1.VHDL的基本結(jié)構(gòu)

VHDL的結(jié)構(gòu)模型包括五個(gè)部分：實(shí)體、結(jié)構(gòu)體、配置、程序包、庫。前四種可分別編譯，編譯后放入庫中，以備上層模塊調(diào)用。

（1）實(shí)體定義了器件的輸入輸出端口，設(shè)計(jì)實(shí)體是VHDL的基本單元，可以表示整個(gè)系統(tǒng)、一塊電路板、一個(gè)芯片或一個(gè)門電路。

（2）結(jié)構(gòu)體定義實(shí)體的實(shí)現(xiàn)，即描述系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和行為。

（3）配置用于從庫中選取所需單元來組成系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不同版本，為實(shí)體選定某個(gè)特定的結(jié)構(gòu)體。

（4）程序包存放各設(shè)計(jì)模塊都能共享的數(shù)據(jù)類型、常數(shù)和子程序等。

（5）庫用來存放編譯結(jié)果，包括實(shí)體、結(jié)構(gòu)體、配置、程序包。

2.VHDL的設(shè)計(jì)方法

VHDL將層次化的設(shè)計(jì)方法引入到硬件描述中，自上向下的設(shè)計(jì)是從系統(tǒng)級開始，將整個(gè)系統(tǒng)劃分為子模塊，然后對這些子模塊再進(jìn)行進(jìn)一步的劃分，直到可以直接用庫中的元件來實(shí)現(xiàn)為止。在設(shè)計(jì)方法上，將傳統(tǒng)的“電路設(shè)計(jì)硬件搭試調(diào)試焊接”模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤肮δ茉O(shè)計(jì)軟件模擬仿真下載”方式。數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用自頂向下的方法，最頂層電路設(shè)計(jì)是指系統(tǒng)的整體要求，最下層是指具體邏輯電路的實(shí)現(xiàn)。一般的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)可分為兩個(gè)階段，第一階段是系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)和仿真，得出的是門級電路的原理圖或網(wǎng)表；第二階段設(shè)計(jì)如印刷電路板的布局布線，集成電路的版圖設(shè)計(jì)等，得出的是最終的物理設(shè)計(jì)。

三、VHDL的應(yīng)用實(shí)例

筆者以Max＋plusⅡ軟件作為平臺的一個(gè)空調(diào)機(jī)控制器的設(shè)計(jì)為例，談?wù)刅HDL在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用。

實(shí)現(xiàn)一個(gè)控制器，常用有限狀態(tài)機(jī)方法實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法主要包括5個(gè)過程：確定原始狀態(tài)圖，狀態(tài)簡化，狀態(tài)編碼，觸發(fā)器類型的選擇及控制邏輯方程和輸出方程的確定，畫出電路原理圖。采用這種方法設(shè)計(jì)復(fù)雜狀態(tài)機(jī)將會十分繁雜。

利用VHDL來設(shè)計(jì)有限狀態(tài)機(jī)，可以充分發(fā)揮硬件描述語言的抽象能力，進(jìn)行功能描述，而具體的邏輯化簡和電路設(shè)計(jì)可由計(jì)算機(jī)自動完成，從而提高了設(shè)計(jì)的工作效率，并且條理清晰，修改起來也更方便，所以很適合復(fù)雜時(shí)序電路的設(shè)計(jì)。應(yīng)用VHDL設(shè)計(jì)狀態(tài)機(jī)的步驟如下：第一，根據(jù)系統(tǒng)要求確定狀態(tài)數(shù)量、狀態(tài)轉(zhuǎn)移的條件和各狀態(tài)輸出信號的賦值，并畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖；第二，按照狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編寫有限狀態(tài)機(jī)的VHDL程序；第三，利用EDA工具進(jìn)行功能仿真驗(yàn)證；第四，編程下載。

空調(diào)機(jī)控制器的設(shè)計(jì)。它的兩個(gè)輸入來自溫度傳感器，用于監(jiān)測室內(nèi)溫度。如果室內(nèi)溫度正常，則temp-high和temp-low均為‘0’；如果室內(nèi)溫度過高，則temp-high為‘1’，temp-low為‘0’；如果室內(nèi)溫度過低，則temp-high為‘0’，temp-low為‘1’。根據(jù)temp-high和temp-low的值來決定當(dāng)前的工作狀態(tài)，并給出相應(yīng)的制冷和制熱輸出信號。

按照繪制好的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編寫VHDL程序，編程中采用case語句來描述狀態(tài)的改變，它具有直觀、條理清晰及易于修改等特點(diǎn)。也可以采用不同進(jìn)程來實(shí)現(xiàn)狀態(tài)的改變，所以編程方法多種。

功能仿真。利用Max＋plusⅡ軟件工具對所編程序進(jìn)行編譯、仿真。當(dāng)temp-low為“1”，即溫度過低，則heat為“1”（制熱）；當(dāng)temp-high為“1”，即溫度過高，則cool為“1”（制冷）。經(jīng)綜合后的仿真分析表明，該方案是合理可行的。通過仿真后，即可編程下載。

四、使用VHDL應(yīng)注意的一些問題

由于VHDL語言是描述硬件行為的，相對其它開發(fā)軟件的高級語言而言，在編程過程中有一些特殊性，所以經(jīng)常會出現(xiàn)語法正確但無法綜合的問題。其原因多半因?yàn)榫幊陶邔τ布?nèi)部的工作原理了解不夠，寫出的代碼硬件無法實(shí)現(xiàn)。在此總結(jié)出一些應(yīng)注意的問題：

第2篇：電子電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：數(shù)字電路，Matlab/Simulink仿真，同步RS觸發(fā)器

中圖分類號：TN702 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

1. 引言

數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)課程[1]是工科電子信息類與電氣工程類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，對學(xué)習(xí)后續(xù)相關(guān)專業(yè)課起著不可替代的作用。該門課程的教學(xué)一般包含理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程設(shè)計(jì)等教學(xué)環(huán)節(jié)。通常情況下，完成一定內(nèi)容的理論教學(xué)后，再安排相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程，在實(shí)驗(yàn)板上搭建具體的硬件電路或?qū)Ｓ玫臄?shù)字電路實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行測試、修改和完善。但是，這些方法往往面臨連線多、易于出現(xiàn)錯(cuò)誤或需要反復(fù)調(diào)試，難以排查錯(cuò)誤等問題，這種教學(xué)方式會導(dǎo)致學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的感性認(rèn)知較差，從而較低對課堂理論教學(xué)的積極性。因此，引入虛擬仿真軟件勢在必行。

Matlab[2]集算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級技術(shù)計(jì)算語言和交互式環(huán)境，主要包括Matlab和Simulink[3]兩大部分，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設(shè)計(jì)與分析等諸多領(lǐng)域。

針對目前課堂教學(xué)的問題，采用Matlab/ Simulink仿真工具進(jìn)行數(shù)字電路的調(diào)試、仿真與驗(yàn)證，可以有效避免傳統(tǒng)方法的容易出現(xiàn)的各種缺點(diǎn)，同時(shí)還能在省時(shí)、省力的條件下使課堂的講解更加生動，更易被學(xué)生理解。因此，本文通過同步RS觸發(fā)器為例介紹Matlab軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路仿真的方法。

2. 電路設(shè)計(jì)與仿真

數(shù)字電路按照功能劃分，可以分為組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路。二者之間最重要的區(qū)別是時(shí)序電路中通常還需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，這一功能通常是由觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)的。觸發(fā)器是時(shí)序邏輯電路的基本邏輯部件，它有兩個(gè)穩(wěn)定的邏輯狀態(tài)，即狀態(tài)0和狀態(tài)1。根據(jù)輸入端信號的不同，觸發(fā)器可具有置0、置1、狀態(tài)保持等功能。當(dāng)輸入信號消失后，觸發(fā)器的狀態(tài)能夠保持不變。因此，觸發(fā)器具有實(shí)現(xiàn)1位二值信號的記憶的功能。

觸發(fā)器可以按照邏輯功能的不同，分為同步RS觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器和T觸發(fā)器等。其中同步RS觸發(fā)器是學(xué)習(xí)其它觸發(fā)器的基礎(chǔ)，因此，下面將介紹如何用Matlab/Simulink仿真工具實(shí)現(xiàn)同步RS觸發(fā)器的相關(guān)功能。

2.1 基本原理

由與非門組成的同步RS觸發(fā)器的電路圖如圖1所示，其真值表如表1所示。

其中， 是約束條件，表示 和 不能同時(shí)為0。

2.2 仿真實(shí)現(xiàn)

由于同步RS觸發(fā)器的功能和組合邏輯電路的學(xué)習(xí)相比差異較大，不易于學(xué)生的理解，因此，在課堂學(xué)習(xí)的過程中通過Simulink軟件模擬同步RS觸發(fā)器，從而強(qiáng)化學(xué)生對同步RS觸發(fā)器功能的理解。同步RS觸發(fā)器的仿真步驟如下：

首先，添加模塊。在Matlab軟件中運(yùn)行Simulink模塊，再打開模塊瀏覽器，再采用Simulink模塊庫中的標(biāo)準(zhǔn)模塊來構(gòu)建同步RS觸發(fā)器模型。鑒于激活模塊需要放到Subsystem中的設(shè)計(jì)區(qū)域中，因此先將Connections模塊庫中的Subsystem功能模塊復(fù)制到設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)，再進(jìn)入Subsystem的設(shè)計(jì)區(qū)域進(jìn)行設(shè)計(jì)。

具體而言，通過4個(gè)與非邏輯（NAND模塊）組成。同時(shí)，還需要在反饋的位置加上兩個(gè)加法器產(chǎn)生初始值。從而避免產(chǎn)生代數(shù)環(huán)的錯(cuò)誤。另外，還在同步RS觸發(fā)器的前端添加一個(gè)功能激活（enable）模塊，使其成為具有時(shí)能端的同步RS觸發(fā)器。

選用Simulink中的logical operator模塊和pulse generator模塊，并設(shè)置各個(gè)模塊的參數(shù)，再將不同的模塊通過信號線連接起來，建立同步RS觸發(fā)器的Simulink仿真模型，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。

輸入端R和S接Constant模塊，enable接pulse generator，輸出數(shù)據(jù)被導(dǎo)入到Matlab的workspace空間，然后方便調(diào)用Matlab的函數(shù)顯示相應(yīng)的結(jié)果，時(shí)序仿真結(jié)果如圖3所示。

在圖3中，其中‘R input’和‘S input’分別表示R和S端的信號輸入。‘enable’表示時(shí)鐘脈沖，‘Q output’和‘Q-inverse output’分別表示輸出信號 和 。

3. 結(jié)束語

綜上所述，隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)字電路的形式日趨復(fù)雜化，僅依靠傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式已經(jīng)逐漸不能滿足新技術(shù)人才的發(fā)展要求。故應(yīng)利用多種新技術(shù)和傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式相結(jié)合，本文采用Matlab/Simulink軟件進(jìn)行仿真：一方面可以彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足，加深學(xué)生對課堂所講的概念與工作原理等理論知識的理解；另一方面，也可以克服通過電路元件搭建實(shí)驗(yàn)電路帶來的不便，如實(shí)驗(yàn)室元器件品種、規(guī)模、數(shù)量的不足，儀器的陳舊老化，實(shí)驗(yàn)板電路的單調(diào)等問題，電路出現(xiàn)故障后難以調(diào)試等問題，不利于學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。因此，利用Matlab/Simulink軟件進(jìn)行仿真在日常數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)課堂教學(xué)中發(fā)揮著越來越重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 王毓銀，沈明山. 數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)[M]. 高等教育出版社， 2006.

[2] 張德豐，丁偉雄，雷曉平. MATLAB 程序設(shè)計(jì)與綜合應(yīng)用[M]. 清華大學(xué)出版社， 2012.

第3篇：電子電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用范文

CAD軟件系統(tǒng)是當(dāng)下電路設(shè)計(jì)軟件中圖形設(shè)計(jì)功能作為全面的應(yīng)用軟件，其在電子電路設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用也十分廣泛。在電路設(shè)計(jì)教學(xué)的開展中，CAD軟件為課程開展提供了繪圖，幾何造型以及特征計(jì)算等功能，在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)過程中，教師能夠通過帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行元件設(shè)計(jì)，是學(xué)生進(jìn)一步掌握不同電路元件的功能，并以此為基礎(chǔ)，使學(xué)生利用不同元件的特性進(jìn)行電路的功能設(shè)計(jì)。CAD軟件在為電路教學(xué)設(shè)置元件設(shè)計(jì)功能的同時(shí)，也自帶有元件庫，電路的實(shí)際設(shè)計(jì)可以直接對元件進(jìn)行調(diào)用，這也能夠有效節(jié)約電路原理圖設(shè)計(jì)時(shí)間。在利用該軟件開展教學(xué)時(shí)，教師還要強(qiáng)調(diào)實(shí)際元件和虛擬元件的區(qū)別，并通過在教學(xué)過程中著重強(qiáng)調(diào)，以保證學(xué)生實(shí)際電路連接的準(zhǔn)確性和安全性。

2EWB軟件在教學(xué)中的具體應(yīng)用分析

EWB計(jì)算機(jī)軟件是一種用于電路設(shè)計(jì)與仿真的EDA工具軟件，與CAD軟件不同，EWB軟件中包含更多的高品質(zhì)模擬電路元件和組件模型。教師在開展電子電路設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)能夠在元件調(diào)用的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生利用軟件進(jìn)行多種功能仿真，如對以連接的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行交流頻率特性分析，靜態(tài)分析和參數(shù)掃描分析等。EWB軟件主要結(jié)構(gòu)包括函數(shù)信號發(fā)生器和仿真電路模板等，學(xué)生能夠在課程設(shè)計(jì)中通過元件調(diào)用和參數(shù)整合，完成電路設(shè)計(jì)，并通過將電路系統(tǒng)調(diào)用與仿真模板中，對其進(jìn)行功能測試。在電路仿真教學(xué)過程中，教師應(yīng)首先開展信號發(fā)生器教學(xué)，使得學(xué)生能夠依據(jù)實(shí)際電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選定對應(yīng)的激勵(lì)信號，以此保證電子電路結(jié)構(gòu)仿真結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性和有效性。

3PSPICE仿真軟件在電路設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用

作為現(xiàn)階段不同類型電路分析與設(shè)計(jì)仿真軟件之一，PSPICE軟件具有十分優(yōu)越的實(shí)用性能。該軟件主要包括電子線路仿真，圖形方式輸出，模擬計(jì)算電路功能和網(wǎng)表生成等功能，不僅能夠?qū)δM電子線路進(jìn)行仿真與模式實(shí)驗(yàn)，也能夠與實(shí)體電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接并開展模擬仿真。在電子電路的設(shè)計(jì)教學(xué)中，教師要將課程演示重點(diǎn)放在利用PSPICE軟件模擬連接電路上，使學(xué)生能夠在掌握元件參數(shù)的基礎(chǔ)上，更為全面的掌握電路波形和電壓電流值的檢測方法。PSPICE仿真軟件的應(yīng)用，也為電路設(shè)計(jì)教學(xué)中元件參數(shù)的優(yōu)化提供了科學(xué)有效的途經(jīng)，教師通過對比軟件中不同模擬元件的功能，以選擇靈敏度高和容差關(guān)系穩(wěn)定的軟件開展教學(xué)，這能夠極大的優(yōu)化電路設(shè)計(jì)中的元件參數(shù)，并使得電子電路設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量得到有效提升。

4結(jié)束語

第4篇：電子電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用范文

【關(guān)鍵詞】 電子電路 設(shè)計(jì)與輔助 傳統(tǒng)電子電路的設(shè)計(jì)問題

計(jì)算機(jī)電子電路技術(shù)對于各行各業(yè)來說，起到的作用是非常明顯，不僅能提高相關(guān)人員的工作效率和質(zhì)量，還能對設(shè)計(jì)的電子電路進(jìn)行仿真分析實(shí)驗(yàn)，以方便解決實(shí)際電路搭建中所遇到的各種困難。該文就電子電路的具體原理以及計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)中一系列環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，明確電子電路的具體原理，對計(jì)算機(jī)的輔助設(shè)計(jì)進(jìn)行一系列的分析，以滿足我們的日常工作需求。下文，將對電子電路對計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的聯(lián)系展開鋪設(shè)，以解決難題。

1 電子電路原理以及計(jì)算機(jī)的輔助設(shè)計(jì)

電子電路的基本原理相對來說是比較容易理解的，在電子基礎(chǔ)中，電就像是水一樣，電路類似于俗稱的水路，將各種電子元件連接成相應(yīng)的通路，以實(shí)現(xiàn)特定的功能。任何電子產(chǎn)品都是由電子元件組成的，所以為了更加深入的了解電子電路的原理，需要對電子元件進(jìn)行一系列的辨析，也就因此掌握了電子應(yīng)用。對電子電路的原則基本認(rèn)識之后，能夠應(yīng)用一系列的電子工具，進(jìn)行一系列的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

電場這個(gè)概念對于電子電路來說并不陌生。電場通常是指電產(chǎn)生作用力的一個(gè)范圍。磁場就是磁產(chǎn)生作用力的一個(gè)范圍，其他類似。導(dǎo)體就是電容易通過的物體。絕緣體，就是電比較難通過的物體。導(dǎo)體與絕緣體在實(shí)際生活中并沒有決定化的定義，這兩者的導(dǎo)電能力相差好幾倍。有些物體，在不同的外界環(huán)境下，比如電場，磁場，溫度，光照等方面的影響下會呈現(xiàn)出不同的導(dǎo)電狀態(tài)，我們稱這類物體為半導(dǎo)體。對導(dǎo)體、絕緣體以及半導(dǎo)體的具體應(yīng)用就能組成各種的電子元件，我們就能對電能進(jìn)行方便簡單的檢測與利用，開關(guān)是一個(gè)類似短路器與開路器系列的東西，電阻在零歐姆與無窮大的兩個(gè)阻值上相互變化的元件，它與自來水開關(guān)的效果原理類似。任何時(shí)候，只要電流流過，就會產(chǎn)生一個(gè)閉合的通路系統(tǒng)。也就是電流回路，如果不考慮電源內(nèi)部的問題，電流一定是從正極流向負(fù)極。電源類似于特殊的電子元件，在閉合通路下，才有可能產(chǎn)生電流，如果沒有導(dǎo)體以及電子元件連接就不能形成閉合的通路也就不會產(chǎn)生電流，并且沒回路就一定沒有電流，有電流就肯定有回路。并且實(shí)際中對于交流電流的運(yùn)用并不需要物理上的通路、真空、空氣也能形成電流回路。兩個(gè)不同水位線之間存在一個(gè)水差就是水壓。水壓之間如果存在一根管，水就會因此流動，水流動就會受到阻力。越細(xì)的水管，其阻力越大，水流進(jìn)越小。如果水壓越高，其水流越大。

在一系列工程設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)擔(dān)當(dāng)?shù)慕巧怯?jì)算、制圖、信息存儲的功能角色，在應(yīng)對不同的行業(yè)中，通常利用不同方案進(jìn)行大量計(jì)算、分析與比較，以確定出其最優(yōu)方案，其設(shè)計(jì)信息所謂計(jì)算機(jī)技術(shù)的一種應(yīng)用，能夠隨時(shí)迅速的被使用者找到，有些設(shè)計(jì)人員自己構(gòu)建草圖，而對草圖的進(jìn)一步完善，需要通過電子計(jì)算機(jī)的渲染。利用計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行一些圖片的操作，對其進(jìn)行加工工作，利用計(jì)算機(jī)的輔助設(shè)計(jì)電子電路技術(shù)能夠提升設(shè)計(jì)人員的工作效率與工作質(zhì)量。并且在企業(yè)的實(shí)際運(yùn)用中起到了不可缺少的關(guān)鍵作用。

2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的系列構(gòu)成

電子電路輔助計(jì)算機(jī)的應(yīng)用需要一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，比如其基本圖形功能應(yīng)用，系統(tǒng)中起作用的設(shè)備為：電子計(jì)算機(jī)的主機(jī)，圖形的輸入板，圖形顯示終端，打印機(jī)，掃描儀以及給類繪圖處理件等。一般來說，工程工作站指的是具有超級小型功能與三位圖形處理能力的單用戶交互式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它有比較強(qiáng)的計(jì)算能力，比較高端的圖形軟件，具有高分辨率現(xiàn)實(shí)，并且可以在網(wǎng)上辦公。完善的CAD系統(tǒng)對于日常生活的幫助是顯然易見的。

圖形輸入輸出設(shè)備不僅僅包括計(jì)算機(jī)主箱以及其他的外在連接設(shè)備，也包括其他的一系列內(nèi)在軟件。圖形的輸入輸出設(shè)備主要應(yīng)用于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中。圖形輸入設(shè)備的作用，是把平面上的點(diǎn)坐標(biāo)投射到電子計(jì)算機(jī)里。軟拷貝與硬拷貝組成了圖形的輸出設(shè)備，前者是對于各種圖形的顯示裝備，有利于人機(jī)互動。后者經(jīng)常用作圖形顯示的附屬設(shè)備，主要進(jìn)行復(fù)印的作用。以實(shí)現(xiàn)整體環(huán)節(jié)中的分工協(xié)作等。

CAD軟件是運(yùn)用比較廣泛的軟件，它應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，比如建筑業(yè)，廣告設(shè)計(jì)業(yè)中，它除了具備可操作性，編譯程序外，還有對一系列交互式圖形顯示軟件，以及CAD應(yīng)用軟件與數(shù)據(jù)管理軟件使用。交互式的圖形顯示軟件應(yīng)用于圖形顯示的編輯，開窗，觀看與圖形的變換修改，人與計(jì)算機(jī)之間的良好互動。CAD軟件能夠提供制圖，特征計(jì)算與幾何造型等功能，廣泛應(yīng)用于各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域。構(gòu)造應(yīng)用軟件的四個(gè)主要組成是，算法，用戶界面，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)管理等。數(shù)據(jù)管理軟件應(yīng)用于存儲、檢索以及大量數(shù)據(jù)的處理，其中包括對文字圖形信息的編輯處理。為了方便其進(jìn)行處理，需要建立工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。與一般的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)相比，其擁有以下的特點(diǎn)，比如多樣化的數(shù)據(jù)類型，實(shí)體關(guān)系的復(fù)雜管理，頻繁變動的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與庫中數(shù)值。實(shí)際上，設(shè)計(jì)者的操作是一種具有實(shí)行性的交互處理行為。其基本的技術(shù)包括交互技術(shù)、曲面造型以及實(shí)體造型技術(shù)等。

3 對于仿真軟件的舉例分析

3.1 電子工作平臺的應(yīng)用（Electronic Workbench）

Electronic Workbench是一種比較高效的電子電路計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，它使用的是windows的平臺，能對一系列信息進(jìn)行模擬，數(shù)字以及模數(shù)混合電路的設(shè)計(jì)，其具有一系列的特點(diǎn)，比如高精確度，強(qiáng)悍性能，友好的界面，方面的操作等，以其虛擬儀器而聞名，它把系統(tǒng)管理者放在一個(gè)虛擬的電子實(shí)驗(yàn)室里，彌補(bǔ)了當(dāng)面一系列高檔儀器數(shù)量不足，元器件耗費(fèi)等的缺陷。

3.2 MultisimX系列的仿真工具

Multisim X適用于數(shù)字電路的設(shè)計(jì)工作，基于windows平臺的仿真工具。它具體包含了電路原理圖的圖形輸入以及一系列硬件描述語言的輸入，具有非常強(qiáng)大的仿真分析能力。通過具體操作可以進(jìn)行電路圖的輸入以及編輯信息等的電路搭建。對于元器件挑選界面的應(yīng)用，可以根據(jù)不同的需要對電路進(jìn)行相應(yīng)觀測和分析。對于Multisim X的電路仿真來說，以仿真軟件作為其平臺進(jìn)行一系列模擬電子電路設(shè)計(jì)，從接收任務(wù)以及到獲得最終的設(shè)計(jì)結(jié)果，電路仿真軟件都能夠仿照前期模擬電子電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行一系列的電路的可輔助設(shè)計(jì)。可以實(shí)現(xiàn)硬件實(shí)驗(yàn)環(huán)境的具體模擬，并且對模擬過程中的現(xiàn)場進(jìn)行記錄與分析。

3.2.1 對于電路的具體分析，及其說明

對條幅電路進(jìn)行模擬電路的仿真設(shè)計(jì)以及分析。為了達(dá)到目的，可以先將待搬移的信號和參考信號之間進(jìn)行時(shí)域相乘，獲得兩者的混合頻率分量，再用其濾波器濾除無用的頻率分量就行。在實(shí)際運(yùn)用中，由于模擬乘法器IV芯片的優(yōu)點(diǎn)，比如小體積，低功耗，高可靠性，高性能等對于整體電路具有穩(wěn)定的調(diào)整性能等。設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以選擇模擬乘法器芯片和一系列電路之間形成振幅調(diào)制等線性頻譜搬移的完整電路。

3.2.2 針對整體電路的仿真設(shè)計(jì)和電路的調(diào)試

在具體的電路設(shè)計(jì)中，單純性阻值不是電阻選擇的唯一方面，在選擇的時(shí)候?qū)τ诟哳l特性也要考慮進(jìn)去。在仿真設(shè)計(jì)的過程中，如果提升其工作頻率，元器件分布參數(shù)也會相應(yīng)變大，并且還會出現(xiàn)電路失控、波形失真的問題，在具體工作中想要防止因工作頻率升高而導(dǎo)致的電路工作失常的現(xiàn)象，就必須使用特定規(guī)格參數(shù)的金屬氧化膜電阻器，比如其很小的分布參數(shù)，這一系列都能說明仿真電路確實(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)際電路的模仿。在實(shí)際的硬件運(yùn)行的條件下，如果出現(xiàn)三極管故障，就會導(dǎo)致工作出現(xiàn)問題以及整個(gè)電路工作不正常的事例。在一系列的仿真過程中，要選擇各個(gè)方面性能都比較優(yōu)秀的晶體三極管比如2N910以及二極管1N1204C等一系列元件，來搭建MC1596芯片內(nèi)部電路，使其具有很好的電氣性能。

4 電子電路計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與電子電路傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的聯(lián)系

在早期的時(shí)候，模擬電路設(shè)計(jì)步驟都是比較簡單的，一般分為電路形式與元器件型號，進(jìn)行元件參數(shù)的大致計(jì)算，確定電路形式以及元件參數(shù)值的硬件電路實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，進(jìn)行電路圖的繪制，印刷電路板的制作，進(jìn)行焊接并調(diào)制投入等，電路仿真的具體應(yīng)用。這就是傳統(tǒng)電子電路設(shè)計(jì)制作的步驟。它的好處顯而易見，可以隨意的實(shí)現(xiàn)對電路形式和元器件參數(shù)值的修改，使其滿足高性能指標(biāo)，這樣不僅增大了實(shí)際工作的效率，而且還減少了實(shí)際元器件的消耗問題。電路的仿真設(shè)計(jì)，能夠分清電子電路的一系列具體功能作用，基本分析方法與設(shè)計(jì)方法，還可以以仿真軟件作為實(shí)驗(yàn)的平臺，使用庫中的電子測量儀器觀測值、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及得出相應(yīng)的結(jié)果，設(shè)計(jì)的電路是否能滿足性能指標(biāo)，是否需要進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整元件的參數(shù)進(jìn)行電路優(yōu)化。值得注意的是在電路的仿真設(shè)計(jì)中其儀器庫里的測量儀器不過是理想性的東西，無法實(shí)現(xiàn)對實(shí)際電路設(shè)置的完全模仿能力。并且由于仿真軟件商利用分立元件進(jìn)行電路的搭建，其集成程度也會受到限制。

5 結(jié)語

根據(jù)該文所陳述的，電子電路設(shè)計(jì)必須要重視兩大方面，一是對于硬件的設(shè)計(jì)，二是對于軟件仿真的運(yùn)用。前者是電子電路的物質(zhì)基礎(chǔ)，一切的前提，軟件設(shè)置能夠充分發(fā)揮硬件的功能，對于軟件仿真的運(yùn)用，能實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中無法實(shí)現(xiàn)的一系列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，從一個(gè)側(cè)面來看，軟件仿真引領(lǐng)電路電路的前進(jìn)方法。對于電子電路中設(shè)計(jì)周期的縮短，降低成本，只有通過一系列軟件仿真才能達(dá)到，軟件仿真對已整體性能的發(fā)揮起到很重要的作用。需要根據(jù)實(shí)際情況，對于軟件仿真進(jìn)行深化剖析，找到更好的切入點(diǎn)，促進(jìn)技術(shù)更新，完善我們的工作質(zhì)量與效率的提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]Bassam Halabi.因特網(wǎng)的路由選擇技術(shù).北京：電子工業(yè)出版社.

第5篇：電子電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞 電子技術(shù)；單元電路；設(shè)計(jì)步驟；設(shè)計(jì)方法

中圖分類號：TN792 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）15-0074-01

設(shè)計(jì)電子電路，首先應(yīng)該明確設(shè)計(jì)任務(wù)，然后根據(jù)任務(wù)進(jìn)行方案的選擇。完成總體的電路設(shè)計(jì)，應(yīng)該準(zhǔn)確的完成各個(gè)單元電路的設(shè)計(jì)，完成參數(shù)的計(jì)算、元器件的選擇，之后連接各個(gè)單元電路，組成完整的電子電路。所以，單元電路的設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)，也是電子設(shè)計(jì)中重要的一部分。

1 電子技術(shù)及單元電路的概念

電子技術(shù)就是根據(jù)電子學(xué)原理，將各功能的電子元件，按照一定功能、一定實(shí)現(xiàn)順序連接，實(shí)現(xiàn)某種功能，這是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，電子技術(shù)包括兩大分支：信息電子技術(shù)、電路電子技術(shù)。其中信息電子技術(shù)是電工類基礎(chǔ)學(xué)科，包括模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)。電子技術(shù)主要的處理對象是針對信號的，我們生活中常見的衛(wèi)星信號、超聲波信號等，處理的方式包括放大、濾波、轉(zhuǎn)換等。

電子電路設(shè)計(jì)需要用到大量的電子元器件，電子元件是指電容器、電阻器、變壓器、開關(guān)等，電子器件包括晶體管、電子管、離子管等。電子電路按照組成分類，可以分為集成電路、分立電路，單元電路是電子電路中，具有一定功能的一個(gè)小部分，常用的單元電路有放大電路、整流電路、振蕩電路、檢波電路、數(shù)字電路。數(shù)字電路中還包括的常用的邏輯電路有：與門、或門、非門、及組合起來的計(jì)數(shù)電路、觸發(fā)器、加減運(yùn)算器等。提高單元電路的設(shè)計(jì)精度，能夠提高電子電路整體的精度。

2 單元電路的設(shè)計(jì)步驟

2.1 明確任務(wù)

再設(shè)計(jì)電路時(shí)，首先要明確電路需要的功能，制定詳細(xì)的任務(wù)書，確定需要的單元電路，星系擬定電路的性能指標(biāo)，再通過計(jì)算電壓需要放大的倍數(shù)、電路中輸入輸出電阻的大小，繪制執(zhí)行流程圖，通過設(shè)計(jì)，將電路所需的成本降到最低，提高每個(gè)單元電路、參數(shù)的精度，在提高設(shè)計(jì)電路的可靠性、穩(wěn)定性的前提下，盡量簡化設(shè)計(jì)電路。

2.2 參數(shù)計(jì)算

計(jì)算參數(shù)是設(shè)計(jì)電路必須要進(jìn)行得步驟，通過計(jì)算，來保證電路中各個(gè)單元電路的功能指標(biāo)需要達(dá)到的要求，計(jì)算參數(shù)需要電子技術(shù)的相關(guān)知識，單元電路的設(shè)計(jì)需要強(qiáng)大的理論知識的支撐，才能做到爐火純青。例如，在計(jì)算如下放大電路的時(shí)候，我們需要計(jì)算每個(gè)電阻的阻值、以及放大倍數(shù)，同一個(gè)電路，可能有很多數(shù)據(jù)，所以要正確的選擇數(shù)據(jù)，注意方法。

2.3 繪制電路圖

電路設(shè)計(jì)時(shí)，需要將單元電路與整機(jī)電路相連，設(shè)計(jì)完整的具有一定功能的電路圖，在連接時(shí)，需要注意單元電路間連接的簡化，以及最重要的是，電路的電氣連接，是否能夠?qū)?，?shí)現(xiàn)預(yù)定功能。例如，設(shè)計(jì)單元電路間的級聯(lián)時(shí)，各單元電路設(shè)計(jì)完成時(shí)，還要考慮這些，意在減少浪費(fèi)，還要注意輸入信號、輸出信號、控制信號間的關(guān)系，同時(shí)還要注意一些事項(xiàng)：首先，注意電路圖的可讀性。繪圖時(shí)，盡量將主電路圖繪制在一張圖紙上，其中較為獨(dú)立的部分單元電路、以及次要部分可以繪制在另一張圖上，但是一定要注意圖之間的電氣端口的連接，是否對應(yīng)，各圖紙間的輸入輸出端口都要提前做好標(biāo)記。

其次，注意信號流向以圖形符號。信號的流向，一般從輸入端、信號源開始，從左至右、從上到下，按信號的流向依次連接單元電路。而且，圖中要加上適當(dāng)?shù)恼f明，如符號的標(biāo)注、阻值等。

最后，注意連接線畫法。電路圖中，各元件間的連接應(yīng)為直線，且盡量減少交叉線，連接線的分布應(yīng)為水平或者垂直，除非應(yīng)對特殊情況，否則不要化斜線，如圖中不可避免的出現(xiàn)交叉，要將連接點(diǎn)用原點(diǎn)表示。

3 幾種典型單元電路的設(shè)計(jì)方法

電子電路設(shè)計(jì)中，單元電路一定要設(shè)計(jì)合理，否則將會影響整個(gè)電路的聯(lián)通，所以，電氣工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)，應(yīng)該更謹(jǐn)慎的致力于單元電路的設(shè)計(jì)。

3.1 對于線性集成運(yùn)放組成的穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)

穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)，一般先讓輸入電壓通過電壓變壓器，然后進(jìn)行整流，然后經(jīng)過濾波電路，成為穩(wěn)壓電路。設(shè)計(jì)單元電路時(shí)，串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路可分為幾個(gè)部分，調(diào)整部分、取樣部分、比較放大電路、基準(zhǔn)電壓電路等。這樣的設(shè)計(jì)能夠使單元電路具有保護(hù)過流、短路電流。

3.2 單元電路之間的級聯(lián)設(shè)計(jì)

單元電路設(shè)計(jì)完成之后，還要考慮單元電路間的級聯(lián)問題。例如，電氣特性的相互匹配、信號耦合方式、時(shí)序配合、相互干擾等。其中信號耦合方式，還包括：直接耦合、間接耦合、阻容耦合、變壓器耦合、光耦合。時(shí)序配合的問題，相對比較復(fù)雜，需要對每個(gè)單元電路的信號進(jìn)行詳細(xì)的分析，來確定電路時(shí)序。

3.3 對于運(yùn)算放大器電路的設(shè)計(jì)

運(yùn)算放大電路在電路設(shè)計(jì)中十分常用，它能夠與反饋網(wǎng)絡(luò)連接，組成具有特定功能的電路模塊，是具有很高放大倍數(shù)的單元電路。運(yùn)放電路的設(shè)計(jì)，可以通過元器件的組合，也可以通過具有相應(yīng)功能的芯片構(gòu)成，設(shè)計(jì)時(shí)對各種參數(shù)都要整體權(quán)衡，不能盲目的追求某個(gè)指標(biāo)的先進(jìn)。其中，要引起重視的是，應(yīng)在消震引腳間接入適當(dāng)?shù)碾娙菹癖M量避免兩級以上的放大級相連。

4 結(jié)束語

電子電路種類繁多，其中涉及的理論和技巧也比較多，所以，為實(shí)現(xiàn)某種功能，有很多設(shè)計(jì)方法。隨著集成電路的迅猛發(fā)展，很多新型元器件層出不窮，使電子設(shè)計(jì)又出現(xiàn)了新的格局。要求工程師在設(shè)計(jì)時(shí)，能夠漸漸地脫離復(fù)雜繁多的單元電路，更多的利用集成的電路芯片，同時(shí)，還要求設(shè)計(jì)者深入了解集成芯片的功能，以及單元電路的連接，實(shí)現(xiàn)集成電路與單元電路的合理的連接，進(jìn)而簡化總體的電路設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

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[2]索靜，劉杰.電子技術(shù)中單元電路的設(shè)計(jì)方法研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2011（11）：21-25.

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第6篇：電子電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用范文

【關(guān)鍵詞】EDA；電子系統(tǒng)；CPLD/FPGA；VHDL

1.引言

電子設(shè)計(jì)自動化（Electronic Design Aut-omation）的縮寫即是EDA。EDA技術(shù)是把計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用在電子設(shè)計(jì)過程的一門技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了電子設(shè)計(jì)的自動化進(jìn)行，現(xiàn)今EDA技術(shù)已經(jīng)廣泛用于電子電路的設(shè)計(jì)仿真以及集成電路版圖設(shè)計(jì)、印刷電路板的設(shè)計(jì)和可編程器件的編程等工作中。EDA技術(shù)是一門綜合的學(xué)科，它代表了未來電子設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展方向，打破了軟硬件之間的隔閡。

我們依據(jù)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)介入程度的不同，將電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為以下三類：

1.1 人工的設(shè)計(jì)方法

此種設(shè)計(jì)方法從提出方案到驗(yàn)證方案等等均需要由人工來完成，并且方案的驗(yàn)證必須搭建實(shí)際的電路來完成驗(yàn)證。這種人工的設(shè)計(jì)方法缺陷在于：開銷特別大，但是效率卻極低，并且周期比較長，還有一點(diǎn)就是現(xiàn)在的產(chǎn)品不是單單靠人工就能夠完成的。

1.2 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD

1970年以來，計(jì)算機(jī)開始被應(yīng)用于Ic版圖設(shè)計(jì)以及PCB布局布線，后來發(fā)展為可對電路功能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且在原來的基礎(chǔ)上增添了邏輯仿真、自動布局布線等等的功能?？梢赃@么說CAD技術(shù)的應(yīng)用取得了可喜的成果。但我們也不能過于樂觀，因?yàn)楦鞣N各樣的軟件層出不窮，每一種設(shè)計(jì)軟件只能夠解決一部分的問題，這就造成了軟件不能完全脫離人去設(shè)計(jì)，智能化程度不能夠滿足人們的需求。

1.3 EDA電子設(shè)計(jì)自動化

1990年以后是EDA時(shí)代的到來。伴隨著電子計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用于電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和電子產(chǎn)品的測試以及電子產(chǎn)品的制造等各環(huán)節(jié)當(dāng)中。由于電子產(chǎn)品的性能不斷提高以及精密度的增加，產(chǎn)品的更新所需要的時(shí)間越來越短。相應(yīng)的，電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和電子產(chǎn)品的測試以及電子產(chǎn)品的制造也必須跟上更新的步伐。同時(shí)EDA也是CAD向前發(fā)展的必然產(chǎn)物，是電子設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。

2.EDA的基本特征

作為現(xiàn)今社會電子設(shè)計(jì)最前沿的技術(shù)，電子設(shè)計(jì)工程師可以通過EDA從協(xié)議、算法等等開始對電子系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣可以使計(jì)算機(jī)完成大量的工作，并實(shí)現(xiàn)了從電路設(shè)計(jì)以及性能分析至設(shè)計(jì)出PCB版圖整個(gè)過程完全在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動化處理。EDA設(shè)計(jì)工程師采用從系統(tǒng)設(shè)計(jì)入手，對功能方框圖進(jìn)行劃分以及對結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)工程師對系統(tǒng)硬件功能的完成需要依靠EDA軟件和硬件描述語言。

另一方面，電子設(shè)計(jì)的仿真和調(diào)試是在高層次上進(jìn)行完成的，這樣做的好處是方便在初期發(fā)現(xiàn)一些錯(cuò)誤，主要是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的，這樣可以有效地減少設(shè)計(jì)資源的浪費(fèi)，同時(shí)避免了做大量的邏輯功能仿真工作，使設(shè)計(jì)能夠取得一次性成功。又由于電子產(chǎn)品日趨復(fù)雜，集成度又顯著提高，現(xiàn)存的中小型規(guī)模的集成電路已經(jīng)不能夠滿足我們的要求，這就導(dǎo)致了電子電路設(shè)計(jì)由小規(guī)模芯片轉(zhuǎn)向了大規(guī)模甚至超大規(guī)模芯片，產(chǎn)生了具有高集成度和低功耗等功能的可編程ASIC器件。

3.EDA的應(yīng)用

隨著EDA技術(shù)的迅猛發(fā)展，EDA技術(shù)主要在以下兩個(gè)方面發(fā)揮了巨大作用。首先，在科研方面的應(yīng)用：

主要是應(yīng)用仿真工具，比如PSPICE、VHDL等，利用這些工具進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)以及電路的仿真；還用虛擬儀器對產(chǎn)品進(jìn)行測試；在儀器中應(yīng)用CPLD/FPGA器件；從事一些ASIC或者PCB的設(shè)計(jì)等等，總之EDA技術(shù)在科研方面獲得了廣泛的應(yīng)用。取得了顯著地經(jīng)濟(jì)和社會效益。其次，在教學(xué)方面的應(yīng)用：可以這么說幾乎設(shè)置有電子信息這個(gè)專業(yè)的院校，無論理工科還是文科類的高校，幾乎都設(shè)有EDA的課程，設(shè)置這門課程的目的在于，讓同學(xué)們了解EDA的原理，能夠?qū)W會利用HDL對系統(tǒng)邏輯進(jìn)行描述，同時(shí)掌握用其進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)的操作方法，達(dá)到無論是做畢業(yè)設(shè)計(jì)還是以后參加了工作，都能夠進(jìn)行簡單的設(shè)計(jì)。為此我國每2年舉辦一次大學(xué)生電子設(shè)計(jì)的競賽，這也是在考察學(xué)生的EDA技術(shù)水平，可以這么說，EDA技術(shù)已經(jīng)是電子領(lǐng)域里不可或缺的一門技術(shù)。

4.EDA的常用軟件

EDA軟件很多，大體上分為PCB設(shè)計(jì)軟件、IC設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)以及仿真工具等，下面簡單介紹在我國應(yīng)用比較多的幾個(gè)軟件。

4.1 電子電路設(shè)計(jì)以及仿真工具

電子電路設(shè)計(jì)以及仿真工具有：SPICE、EWB等等。

（1）SPICE工具是由美國加州大學(xué)研發(fā)出的電路分析軟件，由于其廣泛的被使用，同時(shí)功能足夠強(qiáng)大，被認(rèn)為是國際上對電子電路性能模擬的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，具有文本輸入和電路原理圖的圖形輸入兩種功能。

（2）EWB工具是加拿大Interactive Image Technologic Ltd公司研發(fā)的電子電路仿真工具。這款軟件可以提供多種類型的虛擬儀器，可以像操作實(shí)際儀器一樣對其進(jìn)行操作。并且軟件可以提供的元器件種類繁多，器件比較齊全，它在功能上模仿了SPICE，但是沒有SPICE那么多的分析功能。

4.2 PCB設(shè)計(jì)軟件

PCB設(shè)計(jì)軟件包括Protel、Cadence PSD、OrCAD、PowerPCB等等，其中Protel在我國應(yīng)用最廣泛，它是由澳大利亞Protel Technology公司研發(fā)的電路板設(shè)計(jì)軟件。許多理工類高校都設(shè)有這么課程，而且電路公司幾乎沒有一個(gè)不使用它的，它能夠全方位的對電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且Protel具有易于使用、界面友好等優(yōu)點(diǎn)，電路設(shè)計(jì)和PCB設(shè)計(jì)是其最有代表性的功能。

5.EDA的發(fā)展前景

21世紀(jì)后，大規(guī)模的FPGA、CPLD器件的涌出，使得EDA軟件持續(xù)更新，EDA技術(shù)取得了更大的發(fā)展。如果想?yún)⑴c世界范圍電子市場的競爭，提高競爭能力，那么EDA技術(shù)是需要熟練掌握的，只有這樣電子企業(yè)才能夠生存和發(fā)展下去。

參考文獻(xiàn)

[1]李雪梅，張建輝.電子EDA技術(shù)及發(fā)展與應(yīng)用[J].樂山師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2004（05）.

[2]顧青華.談電子EDA技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].信息與電腦（理論版），2010（08）.

第7篇：電子電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用范文

電子電路設(shè)計(jì)是電類專業(yè)為繪制電子電路圖所必需掌握的一門計(jì)算機(jī)綜合性設(shè)計(jì)課程。然而，隨著課程改革在各高校逐漸開展，一些課程的課時(shí)量也相應(yīng)遞減，比如筆者所在學(xué)校電氣自動化專業(yè)的《電子電路設(shè)計(jì)》課程已由原36學(xué)時(shí)減至24學(xué)時(shí)。如何在減少的課時(shí)的課程中讓學(xué)生掌握同樣程度的技能水平以適應(yīng)社會的需求，考驗(yàn)著每一位專業(yè)教師。以往傳統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)教學(xué)的方式大多是由教師先講授知識點(diǎn)，然后將知識點(diǎn)所涉及到的圖例向?qū)W生繪制演示，最后讓學(xué)生依樣畫葫蘆。在整個(gè)教學(xué)過程中，教師為主導(dǎo)，而學(xué)生僅限于單純的模仿與記憶，并沒有主動學(xué)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率低下。因此在教學(xué)中應(yīng)該有意識到加入興趣式教學(xué)，調(diào)動他們的求知欲，激發(fā)學(xué)生更積極主動的思考，學(xué)習(xí)甚至創(chuàng)新，打造優(yōu)質(zhì)課堂，全面提高教學(xué)質(zhì)量與學(xué)習(xí)效率。

2任務(wù)驅(qū)動法

2．1任務(wù)驅(qū)動法原理

任務(wù)驅(qū)動法是近年來被廣為應(yīng)用的一種教學(xué)手法，它一改傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)，嘗試采用任務(wù)驅(qū)動式的教學(xué)方法。需要教師將課程學(xué)習(xí)內(nèi)容劃分為多個(gè)特定任務(wù)，每個(gè)任務(wù)包含一定知識點(diǎn)，只要學(xué)生完成了課程中設(shè)定的任務(wù)，就可以掌握課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容。任務(wù)驅(qū)動法的核心內(nèi)容就是由教師在教學(xué)過程中創(chuàng)設(shè)任務(wù)情境，教學(xué)任務(wù)必須融合學(xué)生所需要掌握的技能點(diǎn)和相關(guān)的知識點(diǎn)，同時(shí)又具有一定的生活性、探究性和創(chuàng)造性，讓學(xué)生帶著解決問題完成任務(wù)，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生自主或協(xié)作性學(xué)習(xí)，使他們真正了解知識點(diǎn)在實(shí)際工程中的應(yīng)用，學(xué)以致用。

2．2任務(wù)驅(qū)動法在電路設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用

電路設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課程的教學(xué)目的為電子電路圖形繪制，電路圖形僅為簡單的二維制版，因此在繪制電路原理圖時(shí)較為簡單易學(xué)。但無論多簡單的圖形，在繪制的過程中都要利用到基本繪圖工具、圖形編輯和圖層管理各知識點(diǎn)綜合才能完成。因而課程教授過程中不能簡單的按書本章節(jié)順序來講，而是應(yīng)該由教師將所有知識融會貫通后重新組織，將它們?nèi)谌氲揭粋€(gè)個(gè)工程任務(wù)中再向?qū)W生展示，如向?qū)W生展示電動小車電路設(shè)計(jì)圖紙，將其作為一個(gè)工程任務(wù)，讓學(xué)生嘗試用學(xué)過的知識來繪制，或讓學(xué)生在繪制過程中遇到難題再提出并講解。這樣就更能增添學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和在完成任務(wù)后的成就感，形成良性循環(huán)。因此電路設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課程非常適合采用任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法。

3微任務(wù)驅(qū)動法

3．1微任務(wù)驅(qū)動法原理

采用任務(wù)驅(qū)動法教學(xué)所提供的任務(wù)由于綜合性較強(qiáng)所以工程量較大且難度較高，學(xué)生在一節(jié)課中難以完成，即使有些基礎(chǔ)好，動手能力強(qiáng)的學(xué)生完成了任務(wù)，也會因?yàn)橹R點(diǎn)過多過雜而難以消化。因此需要由教師把握學(xué)生素質(zhì)和能力，將大任務(wù)進(jìn)行科學(xué)性的分解，將之細(xì)化為中任務(wù)，小任務(wù)甚至微任務(wù)。讓具有不同層次知識能力的學(xué)生都能被激發(fā)興趣，在任務(wù)量合適的微任務(wù)環(huán)境中嘗試和實(shí)踐。以上所述即為微任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，它就是以任務(wù)驅(qū)動法為基礎(chǔ)，將總?cè)蝿?wù)依靠知識的內(nèi)在邏輯或采取分類的方式進(jìn)行具體化，以微任務(wù)的形呈現(xiàn)。較之任務(wù)驅(qū)動法，其目標(biāo)更為明確，導(dǎo)向性更強(qiáng)，教師使用這種方法教學(xué)也更容易控制課堂教學(xué)的節(jié)奏，保證能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成教學(xué)進(jìn)度。

3．2微任務(wù)教學(xué)設(shè)計(jì)

微任務(wù)驅(qū)動法的實(shí)施過程是：教師先依據(jù)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)一個(gè)總?cè)蝿?wù)，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。再引導(dǎo)學(xué)生分析總?cè)蝿?wù)的解決方法并將總?cè)蝿?wù)拆分為一個(gè)個(gè)的微任務(wù)，各微任務(wù)之間可以是從屬或并列關(guān)系。拆分出來的微任務(wù)不能太難或任務(wù)量太大，應(yīng)設(shè)計(jì)為學(xué)生較易完成的程度，以便于將學(xué)生的理解逐步引向深入。通過一個(gè)個(gè)的微任務(wù)引導(dǎo)和推動學(xué)生一步步上升，一層層提高，不斷接近并最終達(dá)到復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù)的頂點(diǎn)。微任務(wù)法的核心是如何科學(xué)合理的設(shè)計(jì)微任務(wù)。首先，任務(wù)必須要有明確的目的性，教師提出的每一個(gè)微任務(wù)，原則上都是為了完成總?cè)蝿?wù)而設(shè)計(jì)的，盡量不設(shè)置多余任務(wù)，不能本末倒置。其次，教師選擇微任務(wù)時(shí)應(yīng)考慮到大多數(shù)學(xué)生的水平，注意難易適度。并且在教學(xué)過程中，根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)與掌握程度以及課程進(jìn)度隨時(shí)調(diào)整微任務(wù)，不能任務(wù)教條化僵化。第三，微任務(wù)還應(yīng)遵循完整性原則。教師所設(shè)計(jì)的微任務(wù)必須連貫，不能有斷續(xù)感，讓學(xué)生知道自己要做什么，可以解決什么問題，使他們獲取的知識完整且有條理。最后，微任務(wù)的設(shè)計(jì)要適當(dāng)增添趣味性，可以在教學(xué)過程中加上圖片插畫，視頻音頻等數(shù)字教學(xué)資源，讓學(xué)生在完成任務(wù)的同時(shí)體會到學(xué)習(xí)的樂趣。

3．3微任務(wù)驅(qū)動法在電路設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課程中的應(yīng)用

AltiumDesigner軟件的工具欄較多，常用工具欄中的各命令參數(shù)也較雜，若逐個(gè)講解，則顯得各知識點(diǎn)雜亂無章，學(xué)生記的多忘得快，但在實(shí)際繪圖時(shí)還是束手無策，不知該用哪個(gè)工具來繪制。例如，在介紹AD軟件常用繪圖工具欄中的直線、多邊形、橢圓弧線、文字和文本框等，若單純講述這些知識點(diǎn)，難免枯燥乏味，且容易與布線工具欄的功能弄混。圍繞這些教學(xué)內(nèi)容，可設(shè)計(jì)對應(yīng)電路制圖微任務(wù)，圍繞一個(gè)小目標(biāo)，教師可以設(shè)計(jì)多個(gè)由簡單到復(fù)雜的小任務(wù)，布置學(xué)生循序漸進(jìn)地完成任務(wù)，在練習(xí)中熟悉各種命令的操作。例如，基本繪圖訓(xùn)練可將學(xué)生已在模擬電路和數(shù)字電路課程中學(xué)過的常用電子元件符號如：變壓器、運(yùn)算放大器（如圖1（a）、（b）所示）融入其中，將它們設(shè)計(jì)為一個(gè)個(gè)需要完成的微任務(wù)。每個(gè)任務(wù)都考慮到學(xué)習(xí)課程的前后連貫和趣味性，讓學(xué)生繪制自己所熟悉的事物。隨著學(xué)習(xí)的深入，可以布置學(xué)生完成如圖1（c）所示的七段數(shù)碼管等稍復(fù)雜的繪制任務(wù)。完成任務(wù)后的喜悅感和成就感會更加強(qiáng)烈，也為以后的學(xué)習(xí)增添了動力。微任務(wù)驅(qū)動法在教學(xué)過程中將知識點(diǎn)分解到一些小任務(wù)中進(jìn)行，學(xué)生頭腦中的知識是零散的，有時(shí)會降低知識的系統(tǒng)性和完整性。因此，這樣的設(shè)計(jì)任務(wù)和完成過程是十分必要的，教師可以通過一個(gè)較為完整的任務(wù)引導(dǎo)學(xué)生將已完成的微任務(wù)中的知識點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)，加深對所學(xué)知識和技能的記憶和理解，完成真正意義上的知識建構(gòu)。例如，上完第三次課后，教師即可布置學(xué)生完成如圖2所示“八路彩燈控制電路圖”大任務(wù)。從創(chuàng)建元器件、調(diào)用常用元件開始，直至綜合運(yùn)用各種繪圖指令及編輯工具完成繪圖。讓學(xué)生在本次課中復(fù)習(xí)鞏固了前面微任務(wù)中所學(xué)的小知識并將其融合，初步完成了一張簡單的電子電路設(shè)計(jì)原理圖樣，并總體上掌握了一張較完整電子電路工程圖的繪制過程，具有綜合應(yīng)用性。

3．4電路設(shè)計(jì)課程與其余課程的前后融合

電路設(shè)計(jì)課程在介紹一般電路繪圖技巧與制版規(guī)則時(shí)，還會涉及到數(shù)字電路、模擬電路、單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用等課程的接續(xù)關(guān)系。將本課程繪制圖中所涉及到的器件類原理基礎(chǔ)前移到數(shù)字電路和模擬電路等課程中解決，諸如實(shí)際譯碼電路、三態(tài)電路與緩沖器芯片等知識點(diǎn)不再占用本課程學(xué)時(shí)。本課程把握好銜接關(guān)系，主講等電路板制版規(guī)范、電路設(shè)計(jì)的仿真方法等要點(diǎn)主題，把以往重復(fù)性內(nèi)容節(jié)省的學(xué)時(shí)用于應(yīng)用層面。在重點(diǎn)講述電子電路圖繪制方式的時(shí)候，還應(yīng)適當(dāng)向?qū)W生加強(qiáng)常用接口電路的連接方法知識點(diǎn)，并向?qū)W生擴(kuò)展對嵌入式處理器及新技術(shù)的了解，為后續(xù)單片機(jī)原理課以及傳感與檢測技術(shù)中各種傳感器與微處理器的連接使用，智能傳感器、數(shù)字式一體傳感器等內(nèi)容的講授打下基礎(chǔ)。

4總結(jié)

第8篇：電子電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用范文

電子系統(tǒng)的種類較多，從總體上可分為模擬系統(tǒng)、數(shù)字系統(tǒng)和模/數(shù)混合系統(tǒng)三大類。在數(shù)字系統(tǒng)中，又可分為以標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字集成電路(如TTL、CMOS器件)為核心的電子系統(tǒng)以及以MPU、MCU、PLD、ASIC為核心的電子系統(tǒng)。在模/數(shù)混合系統(tǒng)中，以SOC為核心的電子系統(tǒng)發(fā)展最為迅猛。以模擬器件為核心的電子系統(tǒng)是基本的，該設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對于學(xué)生鞏固及應(yīng)用已學(xué)電子技術(shù)理論和基本技能，進(jìn)一步提高實(shí)際工作能力和培養(yǎng)創(chuàng)新能力具有不可替代的作用。

一、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則

電子電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下幾個(gè)基本原則:

(1)滿足系統(tǒng)功能和性能指標(biāo)要求，這是電子電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須滿足的基本條件。

(2)電路優(yōu)化。在滿足功能和性能要求的情況下，通過優(yōu)化的簡單電路系統(tǒng)既經(jīng)濟(jì)又可靠。

(3)電磁兼容性好。電磁兼容性是現(xiàn)代電子電路系統(tǒng)應(yīng)具備的基本特性。

(4)可靠性高。電子電路系統(tǒng)的可靠性要求與系統(tǒng)的實(shí)際用途、使用環(huán)境等因素有關(guān)。

(5)系統(tǒng)集成度高。最大限度地提高集成度，是電子電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵循的一個(gè)重要原則。

(6)調(diào)試簡單方便。

(7)生產(chǎn)工藝簡單。生產(chǎn)工藝是電子電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)考慮的一個(gè)主要問題，無論是批量產(chǎn)品還是樣品，生產(chǎn)工藝對電路的制作與調(diào)試都是相當(dāng)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

(8)操作簡便、性價(jià)比高。

二、電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法根據(jù)電子系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)上的層次性，通常有如下三種設(shè)計(jì)方法。

1.自頂向下的設(shè)計(jì)方法這種設(shè)計(jì)方法就是設(shè)計(jì)者根據(jù)原始設(shè)計(jì)指標(biāo)或用戶需求，從整體上規(guī)劃整個(gè)系統(tǒng)的功能和性能，然后對系統(tǒng)進(jìn)行劃分，分解為規(guī)模較小、功能較簡單且相對獨(dú)立的子系統(tǒng)，并確定它們之間的相互關(guān)系。這種劃分過程可以不斷進(jìn)行下去，直到劃分得到的單元可以映射到物理實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)可以是具體的部件、電路和元件，也可以是VLSI的芯片版圖。

2.自底向上的設(shè)計(jì)方法

這種設(shè)計(jì)方法就是設(shè)計(jì)者根據(jù)要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各個(gè)功能的要求，首先從現(xiàn)有的可用的元件中選出最合適的，設(shè)計(jì)成一個(gè)個(gè)的部件，當(dāng)一個(gè)部件不能直接實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的某個(gè)功能時(shí)，需設(shè)計(jì)出由多個(gè)部件組成的子系統(tǒng)去實(shí)現(xiàn)該功能，上述過程一直進(jìn)行到系統(tǒng)所要求的全部功能都實(shí)現(xiàn)為止。該方法的優(yōu)點(diǎn)是可以繼承使用經(jīng)過驗(yàn)證的、成熟的部件與子系統(tǒng)，從而可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)重用，減少設(shè)計(jì)的重復(fù)勞動，提高設(shè)計(jì)生產(chǎn)率。其缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)人員的思想受限于現(xiàn)成可用的元件，故不容易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化的、清晰易懂的以及可靠性高、可維護(hù)性好的設(shè)計(jì)。

3.以自頂向下方法為主導(dǎo)結(jié)合使用自底向上的設(shè)計(jì)方法

隨著SOC(單芯片系統(tǒng))的出現(xiàn)，為了實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)重用以及對系統(tǒng)進(jìn)行模塊化測試，通常采用以自頂向下方法為主導(dǎo)，并結(jié)合使用自底向上的方法，這樣既能保證實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化的、清晰易懂的以及可靠性高、可維護(hù)性好的設(shè)計(jì)，又能充分利用IP核，減少設(shè)計(jì)的重復(fù)勞動，提高設(shè)計(jì)生產(chǎn)率，因而得到普遍采用。

三、基于模擬器件的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程

基于模擬器件的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程如圖1所示。模擬電路種類較多導(dǎo)致系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟將有所差異，流程圖中的環(huán)節(jié)應(yīng)隨設(shè)計(jì)的實(shí)際作調(diào)整或交叉進(jìn)行、重復(fù)。

1.明確設(shè)計(jì)任務(wù)

該階段是對系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行具體的分析，充分了解系統(tǒng)的性能、指標(biāo)、內(nèi)容及要求，掌握系統(tǒng)的基本特征，以便明確系統(tǒng)應(yīng)完成的任務(wù)。

2.總體方案選擇

該階段針對所提出的任務(wù)、要求和條件，從全局著眼，用具有一定功能的若干單元電路構(gòu)成一個(gè)整體，來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各項(xiàng)性能。通常符合要求的總體方案不止一個(gè)，設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)針對任務(wù)、要求和條件，查閱有關(guān)資料，廣開思路，提出若干種不同的方案，然后逐一分析每一個(gè)方案的可行性和優(yōu)缺點(diǎn)，再加以比較，擇優(yōu)選用。

3.單元電路設(shè)計(jì)

在確定總體方案后，便可以畫出詳細(xì)框圖，設(shè)計(jì)單元電路。設(shè)計(jì)單元電路的一般方法和思路如下:

(1)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和已選定的總體方案的原理框圖，明確對各單元電路的要求，必要時(shí)應(yīng)詳細(xì)擬定出主要單元電路的性能指標(biāo)。注意各單元電路之間的相互配合，但要盡量少用或不用電平轉(zhuǎn)換之類的接口電路，以簡化電路結(jié)構(gòu)、降低成本。

(2)擬定出各單元電路的要求后，應(yīng)全面檢查一遍，確定無誤后方可按一定的順序分別設(shè)計(jì)各單元電路。

(3)選擇單元電路的結(jié)構(gòu)形式。最簡單的辦法是從以往學(xué)過的和了解的各種電路中選擇一個(gè)合適的電路，但一般情況下，應(yīng)查閱有關(guān)資料，以豐富知識、開闊眼界，從而找到適合的電路。具體設(shè)計(jì)時(shí)，在符合設(shè)計(jì)要求的電路基礎(chǔ)上適當(dāng)改進(jìn)或進(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)。

4.計(jì)算和調(diào)整參數(shù)

電路設(shè)計(jì)中參數(shù)的計(jì)算方法主要在于正確運(yùn)用課程中已經(jīng)學(xué)過的分析方法，搞清電路原理，靈活運(yùn)用計(jì)算公式。對于一般情況，計(jì)算參數(shù)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):①各元器件的工作電壓、電流、頻率和功耗等應(yīng)在允許范圍內(nèi)，并留有適當(dāng)裕量;②對于環(huán)境溫度、交流電網(wǎng)電壓等工作條件應(yīng)按最不利的情況考慮;③對于元器件的極限參數(shù)必須留有足夠的裕量，一般按額定值的1．5倍左右考慮;④電阻、電容的參數(shù)應(yīng)選計(jì)算值附近的標(biāo)稱值;⑤在保證電路達(dá)到功能指標(biāo)的前提下，應(yīng)盡量減少所用元器件的品種、價(jià)格、體積、數(shù)量等。

5.元器件的選擇

從某種意義上講，電子電路設(shè)計(jì)就是選擇最合適的元器件，并把它們最好地組合起來。首先要根據(jù)具體問題和方案，考慮需要哪些元件、每個(gè)元件應(yīng)該具有哪些功能和性能指標(biāo);其次所需的元件哪些實(shí)驗(yàn)室有，哪些市場上能買到，價(jià)格如何，指導(dǎo)學(xué)生關(guān)心元器件的信息和新動向，多查資料。以下概括地說明設(shè)計(jì)中元器件的選擇思路。

(1)阻容元件的選擇。電阻和電容的種類很多，正確選擇電阻和電容很重要，不同電路對電阻和電容的性能要求也不一樣。設(shè)計(jì)是要根據(jù)電路的要求選擇性能和參數(shù)合適的阻容元件，并要注意功耗、容量、頻率和耐壓范圍是否滿足要求。

(2)分立元件的選擇。分立元件包括二極管、晶體三極管、場效應(yīng)管、光電管、晶閘管等，根據(jù)用途、參數(shù)等進(jìn)行選擇。

(3)集成電路的選擇。集成電路的品種很多，選用的方法一般是“先粗后細(xì)”，即先根據(jù)總體方案考慮應(yīng)該選用什么功能的集成電路，然后考慮具體的性能，最后根據(jù)供貨、價(jià)格等因素選用某種型號的集成電路。

6.審圖

在電路的設(shè)計(jì)過程中必然會有考慮不周的地方，各種計(jì)算也會出現(xiàn)誤差甚至錯(cuò)誤，所以在畫出電路總圖后，要進(jìn)行全面審查。審查時(shí)要注意先從全局出發(fā)檢查總體方案是否合適，各單元電路的原理是否正確，電路形式是否合適，再檢查各單元電路之間的電平、時(shí)序配合是否合適，電路圖中有無煩瑣可優(yōu)化之處，接著根據(jù)電路圖中所標(biāo)出的各元器件的型號、參數(shù)等驗(yàn)算是否能達(dá)到性能指標(biāo)，有無恰當(dāng)?shù)脑Ａ浚瑫r(shí)需注意電路中各元件是否工作在額定值范圍內(nèi)，以免實(shí)驗(yàn)時(shí)損壞。

7.實(shí)驗(yàn)檢測

一個(gè)電路的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程，在這個(gè)過程中需要考慮很多的因素和問題，設(shè)計(jì)中難免會出一些差錯(cuò)。實(shí)驗(yàn)檢測是設(shè)計(jì)電子電路必不可少的環(huán)節(jié)，通過實(shí)驗(yàn)檢測可以發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問題，通過解決實(shí)驗(yàn)中所發(fā)現(xiàn)的問題，逐步完善設(shè)計(jì)，最終達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。在實(shí)驗(yàn)中所需要檢測的內(nèi)容主要有:各元件的性能和質(zhì)量、各單元電路的功能和主要指標(biāo)、各個(gè)接口電路的功效、總體電路的功能等。

四、電子電路的安裝和調(diào)試

電子電路的安裝和調(diào)試在電子工程技術(shù)中占有重要的地位。它是把理論付諸實(shí)踐的過程，是把人們的主觀設(shè)想轉(zhuǎn)變?yōu)殡娐泛碗娮釉O(shè)備的過程，是把設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的過程。任何一個(gè)好的設(shè)計(jì)方案都是經(jīng)過安裝、調(diào)試和多次修改才形成的。安裝主要涉及到結(jié)構(gòu)布局、元器件的安排布置、線路的走向及連接等問題。電子電路系統(tǒng)的調(diào)試是電子電路設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容，它包括電子電路的測試和調(diào)整兩個(gè)方面。測試是對已經(jīng)安裝完成的電路進(jìn)行參數(shù)及工作狀態(tài)的測量，調(diào)整是在測試的基礎(chǔ)上對電路元器件的參數(shù)進(jìn)行必要的調(diào)整，使電路的各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。電子電路的調(diào)試通常有兩種方法，其一是分塊調(diào)試法，這是采用邊安裝邊調(diào)試的方法，其二是統(tǒng)一調(diào)試法，即在整個(gè)電路系統(tǒng)安裝完成之后，進(jìn)行一次性的統(tǒng)一調(diào)試。以上兩種方法的調(diào)試步驟基本一致，具體有:通電前的檢查，主要內(nèi)容是檢查元器件、檢查連線、檢查電源進(jìn)線;通電檢查;靜態(tài)調(diào)試;動態(tài)調(diào)試。例如，對于數(shù)字電路的動態(tài)調(diào)試，一般先調(diào)整好振蕩電路，以便為整個(gè)電路提供時(shí)鐘信號，然后再分別調(diào)整控制電路、信號處理電路、輸入輸出電路及各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在調(diào)試過程中要注意各部分的邏輯關(guān)系和時(shí)序關(guān)系，應(yīng)對照設(shè)計(jì)時(shí)的時(shí)序圖，檢查各點(diǎn)的波形是否正常。對于調(diào)試過程中出現(xiàn)的故障，常用的診斷方法有直接觀察法、靜態(tài)工作點(diǎn)測量法、信號尋跡法、對比法、元件替換法、旁路法、短路法、斷路法、電子干擾的抑制措施等。

第9篇：電子電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用范文

[摘要]EDA仿真技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，帶來一場深刻的教學(xué)改革，這一技術(shù)的產(chǎn)生必將沖擊著傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。本文闡述了EDA技術(shù)、MultiSim軟件，及其在電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]EDA 電子技術(shù) MultiSim 實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用

一、概述

EDA（Electronic Design Automation）是指以計(jì)算機(jī)為工作平臺，融合應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能化技術(shù)最新成果而研制成功的電子CAD通用軟件包。主要能輔助進(jìn)行三方面的設(shè)計(jì)工作，既IC設(shè)計(jì)、電子電路設(shè)計(jì)和PCB設(shè)計(jì)。EDA技術(shù)經(jīng)過了三個(gè)階段的發(fā)展。從70年代的（CAD）階段和80年代的（CAE）階段，到90年代的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動化（EDA）階段。EDA技術(shù)代表了當(dāng)今電子設(shè)計(jì)技術(shù)的最新發(fā)展方向。它不僅為電子技術(shù)設(shè)計(jì)人員提供了“自頂向下”的設(shè)計(jì)理念，同時(shí)也為教學(xué)提供了一個(gè)極為便捷的、科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺。電工電子類專業(yè)課程中的電工基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)都可以通過EDA仿真軟件，進(jìn)行電路圖的繪制、設(shè)計(jì)、仿真試驗(yàn)和分析。應(yīng)該說將EDA仿真軟件應(yīng)用到電工、電子類專業(yè)的教學(xué)中是一種教學(xué)手段的創(chuàng)新，也是提高教學(xué)質(zhì)量的優(yōu)選方法。

隨著電子設(shè)計(jì)自動化（EDA）技術(shù)的發(fā)展，開創(chuàng)了利用“虛擬儀器”“虛擬器件”在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)的新方法。目前，在這類仿真軟件中，“虛擬電子實(shí)驗(yàn)臺”——MultiSim較為優(yōu)秀，其應(yīng)用逐步得到推廣。這種新型的虛擬電子實(shí)驗(yàn)技術(shù)，在創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)電路時(shí)，元器件和測試儀器均可以直接從屏幕圖形中選取，而且軟件中的測試儀器的圖形與實(shí)物外形基本相似。利用MultiSim仿真軟件進(jìn)行電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)儀器、元器件短缺以及規(guī)格不符合要求等因素，還能利用軟件中提供的各種分析方法，幫助學(xué)生更快、更好地掌握教學(xué)內(nèi)容，加深對概念、原理的理解，并能熟悉常用的電工電子儀器的測量方法，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力。

二、EDA仿真軟件

電工、電子類專業(yè)的教學(xué)目的就是要求學(xué)生掌握各類電工、電子器件的類型、電路圖的讀圖和繪制以及電路的工作原理，并能掌握分析電路的方法。EDA仿真軟件恰到好處的適合電工、電子類專業(yè)的教學(xué)環(huán)節(jié)和目的。其功能如下：

1.EDA仿真軟件建立了各類元件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫模塊。它包括：電源庫、基本元器件庫、二極管庫、晶體管庫、模擬集成器件庫、TTL數(shù)字器件庫、CMOS器件庫、其它數(shù)字器件庫，混合器件庫、指示器件庫、混雜器件庫、射頻器件庫、機(jī)電類器件庫等。豐富的元器件庫為學(xué)生了解各類電工、電子元器件鋪墊了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也可以通過元器件庫了解到各種器件的性能及參數(shù)，并能為創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了用之不盡且無任何經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)的試驗(yàn)元件。

2.EDA仿真軟件能夠進(jìn)行元器件創(chuàng)建和編輯?？梢詫ψ灾餮邪l(fā)的新器件編輯、修改和創(chuàng)建新的元器件。這一功能為學(xué)生的獨(dú)立創(chuàng)新提供了較好的技術(shù)平臺。因此充分利用EDA技術(shù)教學(xué)，是提高學(xué)生創(chuàng)新思維教學(xué)的好手段。

3.EDA仿真軟件具有電路原理圖的設(shè)計(jì)輸入子模塊。通過這一功能可以完成各類元器件構(gòu)成的電路原理圖。通過原理圖的設(shè)計(jì)可以幫助學(xué)生理解原理圖的結(jié)構(gòu)及各級電路之間的關(guān)系，對學(xué)生讀圖和識圖起到事半功倍的作用。

4.EDA仿真軟件的綜合仿真模塊配置了如萬用表、電流表、電壓表、函數(shù)信號發(fā)生器、示波器、功率表、掃頻儀、字信號發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換儀、失真分析儀、頻譜分析儀等儀器儀表。它們?yōu)楦黝惸M電路提供仿真的動態(tài)電壓、電流參數(shù)及波形分析圖。對數(shù)字邏輯電路可以測試門電路的真值表及分析門電路的時(shí)間波形圖。

MultiSIM是一種形象化的EDA仿真軟件。利用MultiSIM仿真軟件制作的多媒體教學(xué)資料，不僅有利于提高電子專業(yè)的教學(xué)效果，更有利于學(xué)生對電子專業(yè)技能的掌握。充分利用MultiSIM等軟件平臺豐富的現(xiàn)有資源，直接在計(jì)算機(jī)上構(gòu)建電路，是進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)最方便快捷和富有成效的路徑。大大提高了課堂教學(xué)的效率，使課堂教學(xué)內(nèi)容變得更加充實(shí)，把課堂教學(xué)以教師講授為主的模式，改為了師生互動，使學(xué)生從被動接受轉(zhuǎn)變成了主動學(xué)習(xí)。

Multisim可以進(jìn)行直流工作點(diǎn)分析、交流分析、瞬態(tài)分析、傅里葉分析、噪聲分析、失真分析、直流掃描分析、溫度掃描分析、參數(shù)掃描分析、靈敏度分析、傳輸函數(shù)分析、極點(diǎn)—零點(diǎn)分析等。分析結(jié)果以數(shù)值或波形直觀地顯示出來，為學(xué)生對電路的分析提供了豐富直觀的逼真數(shù)據(jù)，使其得出的結(jié)論更加滿足理論值論證和接近實(shí)踐性。

三、EDA仿真軟件在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用舉例

1.RLC串聯(lián)電路的響應(yīng)與狀態(tài)軌跡觀測（電工電路仿真實(shí)驗(yàn)）

二階RLC串聯(lián)電路在電工電路中較為常見，但用傳統(tǒng)的方法講授、觀測該電路的響應(yīng)過程是比較抽象、復(fù)雜的，而使用Multisim對其過渡過程進(jìn)行仿真分析，就可以很方便地研究其過阻尼、臨界阻尼和欠阻尼三種狀態(tài)下的響應(yīng)曲線和狀態(tài)軌跡。

2.晶體管輸出特性曲線測試（電子電路仿真實(shí)驗(yàn)）

晶體管輸出特性曲線是描述晶體管各極電流與各極電壓關(guān)系的曲線，對于了解晶體管性能和晶體管電路分析是非常有用的。傳統(tǒng)的晶體管輸出特性曲線測試實(shí)驗(yàn)，比較繁瑣，現(xiàn)利用MultiSim強(qiáng)大的仿真分析、數(shù)據(jù)后期處理功能，則可以方便、快捷地測繪出晶體管輸出特性曲線。

四、總結(jié)

EDA技術(shù)是將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于電子電路設(shè)計(jì)過程的一門嶄新技術(shù)，它在教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用必將給電子專業(yè)課程的教學(xué)帶來革命性的變化。無論從教學(xué)還是從實(shí)用的角度去考慮，它都是一個(gè)最體現(xiàn)以人為本、體現(xiàn)能力本位的新型的教學(xué)技術(shù)。無論從課堂教學(xué)還是從實(shí)驗(yàn)教學(xué)去應(yīng)用，它都將更好地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和探索精神。通過EDA仿真軟件的應(yīng)用，可以幫助學(xué)生了解電子儀器的作用，深入理解電子測量的方法，掌握測量的技術(shù)要領(lǐng)。MultiSIM仿真軟件不同于其他仿真軟件，儀器和元件基本上不需要設(shè)置參數(shù)，軟件本身也不提供設(shè)置參數(shù)功能，屬于理想的模型。這樣的設(shè)計(jì)降低了作為一個(gè)高級仿真軟件的部分功能，同時(shí)帶來了使用方便，使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加形象和豐富。

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[3]康光華.電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）.高等教育出版社.