電源電路設(shè)計技巧精選(九篇)

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第1篇：電源電路設(shè)計技巧范文

【關(guān)鍵詞】基準(zhǔn)源；Altium Designer；電路設(shè)計

隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展及印制電路板加工工藝的不斷提高，印制電路板的設(shè)計和制作的要求也越來越高。Altium Designer憑借其使用方便且功能強大等特點成為電子企業(yè)廣泛使用的制作印制電路板的軟件之一。本文根據(jù)基準(zhǔn)源電路的實例通過Altium Designer軟件對設(shè)計電路板時的常見問題和技巧進(jìn)行了總結(jié)。

1 基準(zhǔn)源原理框圖

2 項目文件的建立

2.1 原理圖文件的建立

1）新建jizhunyuan.PrjPcb項目，再新建原理圖jizhunyuan.SchDoc文件，文件命名中英文皆可。

2）放置元器件。放置元器件后先修改參數(shù)，主要包括修改元件編號和封裝[1]。修改技巧如下。

技巧一：相同元件可以先全部放完，再批量修改參數(shù)?？旖菖啃薷膶傩钥赏ㄟ^“Find Similar Objects…”進(jìn)行修改。

技巧二：相同元件可以自動編號，編號順序可以從上到下，也可以從左到右等，可以按照自己的習(xí)慣進(jìn)行任意順序的編號。

3）繪置庫元件[2-3]。當(dāng)默認(rèn)的元件庫中不包括所需繪制的元件時，可分以下三種情況進(jìn)行繪制。

情況一：根據(jù)實物的外形和管腳的分配進(jìn)行繪制。

情況二：在元件庫中找相似的元件符號進(jìn)行編輯。

情況三：直接替代。直接替代的話注意編輯封裝時，封裝的引腳順序必須和實物完全一致，否則實際焊接時會出現(xiàn)錯誤。例如元件庫中沒有MAX232芯片，只有排針Header 8×2，可以用該排針直接進(jìn)行替代，但是封裝須編輯為MAX232芯片的實際封裝。

在繪制庫元件時還有些注意事項。

事項一：在繪制庫文件時，要在十字架的中心處繪制元件的圖形邊框和放置管腳，否則將無法準(zhǔn)確地在原理圖中對繪制好的庫元件進(jìn)行移動。

事項二：在放置元件引腳時，帶電氣特征的引腳一端向外（將視圖放大后，引腳兩端中有四個白點的一端具有電氣特性，方向必須朝外），否則當(dāng)元件調(diào)入原理圖中時會連不上線。

事項三：元件管腳的注釋（“Display Name”）最好與實際管腳的功能一致或接近，以增強原理圖的可讀性。

事項四：如果庫中元件有相似的元件，只需對元件的引腳進(jìn)行編輯，可先放置庫中已有的元件后，雙擊元件將“Lock Pins”選項的勾去掉以解鎖引腳，編輯完后再對引腳“Lock Pins”選項進(jìn)行勾選，這樣能更加快捷地繪制出元件符號。

4）布局連線

布局需按照電路的功能進(jìn)行合理的分區(qū)，如電源區(qū)、模擬電路區(qū)、數(shù)字電路區(qū)等，這樣便于檢查連線是否正確。各個分區(qū)間通過網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號進(jìn)行連接，以便于繪制、檢查、修改，同時也增強了原理圖的可讀性和美觀性。本文設(shè)計的基準(zhǔn)源原理圖如圖2所示。

2.2 PCB文件的建立

1）在項目文件jizhunyuan.PriPcb中新建PCB文檔。

2）在原理圖編輯器下，檢查每個元件的封裝是否正確。有兩個方面需要特別注意。

方面一：封裝的尺寸必須和實物的尺寸完全一致，否則實際焊接時會出現(xiàn)焊接不上的現(xiàn)象。

方面二：元件封裝的引腳序號必須與元件在原理圖中的引腳序號一樣，否則就會出現(xiàn)加載網(wǎng)絡(luò)表后在PCB板中元件沒有連接的現(xiàn)象。例如電阻在原理圖中元件的引腳序號為1和2，而在其對應(yīng)的封裝中引腳序號為A和K，則必須將引腳序號更改為一致（如都為1和2）。

3）制作封裝庫[4]。默認(rèn)封裝庫中沒有所需的封裝時，可根據(jù)以下兩種情況進(jìn)行制作。

情況一：精確測量實物實際尺寸進(jìn)行封裝的繪制。

情況二：精確測量實物實際尺寸在已有的封裝庫中對相似的封裝進(jìn)行編輯。

同時，制作封裝時放置的焊盤其中心孔要比器件引線直徑稍微大些，這樣方便焊接。當(dāng)然，焊盤也不宜太大，太大易形成虛焊。

4）將原理圖jizhunyuan.SchDoc導(dǎo)入到PCB板中。

5）元器件布局

布局時要將電路板合理分區(qū)，通常分為電源區(qū)、模擬電路區(qū)、數(shù)字電路區(qū)、功率驅(qū)動區(qū)、用戶接口區(qū)等，這樣能夠減小導(dǎo)線的長度，也能降低布線的復(fù)雜度。各個區(qū)按各自的電氣特性放置元件，不可交叉放置元件，否則會出現(xiàn)導(dǎo)線的相互交叉，不容易實現(xiàn)良好的布線。

6）布線規(guī)則參數(shù)設(shè)置[5]。布線規(guī)則參數(shù)設(shè)置主要包括設(shè)置安全距離，線寬，布線層等。參數(shù)的設(shè)置有以下技巧。

技巧一：地線應(yīng)盡量寬，且最好大面積敷銅，這能在很大程度上改善接地點問題。

技巧二：根據(jù)印制線路板中電流的大小來設(shè)計電源線的寬度。盡量加粗電源線寬度，以減少環(huán)路電阻。

技巧三：通常情況下，信號線寬度設(shè)為10mil-15mil（常取12mil），電源和地線寬度設(shè)為30mil-50mil（常取40mil）。

7）布線。布線具有若干規(guī)則。

規(guī)則一：石英晶體振蕩器下要大面積覆銅，不應(yīng)穿過其它信號線，這樣才可以使石英晶體振蕩器產(chǎn)生穩(wěn)定的振蕩。

規(guī)則二：電容引線不能太長，尤其是高頻旁路電容不能有引線，以減少干擾。

規(guī)則三：地線、電源線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向應(yīng)一致，這樣有助于抗噪聲能力的增強。

規(guī)則四：大面積銅箔應(yīng)盡量避免，否則，在長時間受熱后易出現(xiàn)銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象。必須用大面積銅箔時，最好采用柵格狀，這樣有利于銅箔與基板間粘合劑受熱產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體的排出。

規(guī)則五：雙層板布線時兩面的導(dǎo)線宜相互交叉，以減小寄生耦合[6]。

8）DRC檢查。布線設(shè)計完成后進(jìn)行DRC檢查，同時確認(rèn)所制定的規(guī)則是否滿足實際生產(chǎn)印制板的需求。

3 結(jié)論

本設(shè)計應(yīng)用Altium Designer繪圖軟件完成了基于觸摸技術(shù)的多功能基準(zhǔn)源設(shè)計原理圖繪制，以及總結(jié)了使用該軟件設(shè)計印刷電路板過程中的注意事項，極大地提高了設(shè)計的效率。當(dāng)然，正確把握設(shè)計規(guī)則，熟練運用技巧，才能快速地設(shè)計出所需的電路板。

【參考文獻(xiàn)】

[1]閆勝利.Altium Designer實用寶典：原理圖與PCB設(shè)計[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007：78-80.

[2]谷樹忠，劉文洲.Altium Designer教程：原理圖、PCB設(shè)計與仿真[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010：84-88.

[3]江思敏，胡燁.Altium Designer原理圖與PCB設(shè)計教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009：57-59.

[4]韓國棟，趙月飛，婁建安.Altium Designer Winter09電路設(shè)計入門與提高[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010：104-110.

第2篇：電源電路設(shè)計技巧范文

關(guān)鍵詞：電子CAD；PCB；教學(xué)方法

作者簡介：袁紅星（1980-），男，安徽安慶人，寧波工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院，高級工程師；吳少群（1981-），女，安徽安慶人，寧波工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院，講師。（浙江 寧波 315016）

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）08-0029-02

“電子CAD”課程的教學(xué)目標(biāo)是要求學(xué)生掌握PCB設(shè)計軟件的基本功能和應(yīng)用，包括原理圖設(shè)計、繪制、PCB板設(shè)計、繪制、集成元件庫制作等內(nèi)容。國內(nèi)大多數(shù)高校都開設(shè)了這門課程，并普遍采用Protel這一軟件工具。勞文薇等人將項目驅(qū)動教學(xué)法引入“電子CAD”課程，探討了項目選擇、情景設(shè)計和教學(xué)過程中項目的實施等問題。[1]王鵬探討了Protel軟件在EDA課程中的整合作用。[2]李珍等人從建立設(shè)計理念、規(guī)范設(shè)計操作、抓好上機實踐環(huán)節(jié)三個方面探討如何提高Protel軟件的教學(xué)效果。[3]這些教學(xué)方法的探索和實踐有效改善了“電子CAD”的教學(xué)效果。但現(xiàn)有研究主要針對這門課程本身，對于“電子CAD”和其他課程間互動和關(guān)聯(lián)的探討較少?！半娮覥AD”是一門集理論知識與實際技能于一體的實踐課程，讓學(xué)生建立正確的設(shè)計理念，熟練掌握PCB設(shè)計軟件的基本功能，離不開電路設(shè)計理論。因而講授這門課程時和電路設(shè)計剝離開來只就軟件使用本身講這門課將會導(dǎo)致很多學(xué)生不知道學(xué)完這門課可以干什么或應(yīng)該掌握到什么程度。其結(jié)果是大部分同學(xué)學(xué)完這門課之后仍不能獨立進(jìn)行PCB設(shè)計。這門課程是學(xué)生后續(xù)進(jìn)行課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計和電子競賽的基礎(chǔ)，對于學(xué)生就業(yè)也有很大幫助。如何在短短的一學(xué)期內(nèi)讓學(xué)生熟練掌握PCB設(shè)計軟件的使用方法，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計理念和工程素養(yǎng)是“電子CAD”課程需要探討的課題。為了改革目前“電子CAD”課程的教學(xué)方法，下面探索將電路設(shè)計引入PCB設(shè)計軟件進(jìn)行講解和實踐的教學(xué)方法。

一、內(nèi)容選擇

電路設(shè)計內(nèi)容廣泛，需要精心選擇適合電子CAD課程的部分?？紤]到這門課程主要面向低年級學(xué)生，教師選擇了以STC單片機為核心的應(yīng)用系統(tǒng)。這是因為STC單片機是以51內(nèi)核為主的單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，具有ISP在線程序下載功能，便于調(diào)試，而相關(guān)的元器件大多數(shù)學(xué)校實驗室已配備，不需另行購買。另外，51單片機的設(shè)計資料網(wǎng)絡(luò)上非常豐富，學(xué)習(xí)容易入門，學(xué)生可獲取海量學(xué)習(xí)資源，可在較短時間內(nèi)熟悉和掌握其基本開發(fā)方法。

二、內(nèi)容設(shè)計

原理圖的設(shè)計、繪制、PCB的設(shè)計、繪制以及集成元件庫的制作都緊緊圍繞STC單片機應(yīng)用系統(tǒng)展開。

對于簡單原理圖設(shè)計，下面對STC單片機最小應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行介紹。該系統(tǒng)只包含了電源、復(fù)位、串口和LED燈驅(qū)動等基本模塊，整個系統(tǒng)便于理解和設(shè)計。課程導(dǎo)論時以該系統(tǒng)為藍(lán)本，講述如何根據(jù)設(shè)計任務(wù)進(jìn)行電路設(shè)計，再到Protel軟件的原理圖繪制、PCB繪制和廠家制板，直到最后電路板焊接，并要求學(xué)生用面包板搭建出該系統(tǒng)，增強學(xué)生對實物的認(rèn)識。在此基礎(chǔ)上要求學(xué)生用Protel軟件繪制出該系統(tǒng)的原理圖，并生成PCB板，使學(xué)生了解Protel軟件設(shè)計電路板的整個流程和基本操作方法。進(jìn)一步為增強學(xué)生將設(shè)計文件轉(zhuǎn)換成實際產(chǎn)品的工程素養(yǎng)，從學(xué)生作品中挑選出最好的作為代表，并用教師個人科研經(jīng)費將該作品送到制板廠進(jìn)行實物制作。電路板返回后，利用周末時間將學(xué)生召集到一起進(jìn)行焊接培訓(xùn)，將元器件焊接到電路板上，形成一個實際可用的STC最小應(yīng)用系統(tǒng)。對51單片機軟件Keil C51使用方法進(jìn)行簡單介紹，讓學(xué)生了解如何在Keil C51中進(jìn)行程序編寫、編譯、調(diào)試，并下載到單片機中。最后，用一個簡單的流水燈實驗在制作的電路板上進(jìn)行演示。這一完整流程極大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，并使他們真正懂得自己的設(shè)計如何影響到實際產(chǎn)品，如何從工程角度深入學(xué)習(xí)Protel軟件的原理圖繪制和PCB設(shè)計。

后面的課程則逐個向該系統(tǒng)添加功能模塊，如數(shù)碼管、鍵盤、EEPROM、繼電器等，逐步開展復(fù)雜原理圖繪制、層次原理圖繪制、復(fù)雜PCB設(shè)計和元件原理圖庫及PCB封裝庫繪制的課程講授。由于結(jié)合實物進(jìn)行軟件講解激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)這門軟件的熱情，也使得他們認(rèn)識到這門軟件可以用來干什么，自己需要掌握到什么程度。

三、結(jié)合電路板實物進(jìn)行PCB設(shè)計規(guī)則和布局、布線的講解

對PCB設(shè)計規(guī)則的理解以及PCB布局、布線的掌握是學(xué)習(xí)PCB設(shè)計軟件的核心和關(guān)鍵。如果脫離實際電路板進(jìn)行這些內(nèi)容的傳授，則學(xué)生會覺得抽象而難以理解和掌握。為此，下面圍繞前面制作的電路板逐個進(jìn)行講解。

1.PCB布局

首先，以STC單片機為核心進(jìn)行布局，使學(xué)生掌握“先難后易、先大后小”的布局原則。對于最重要的單元電路和核心元器件要優(yōu)先進(jìn)行放置。

其次，對照電路板說明為什么要參照原理圖的信號流向進(jìn)行主要元器件的布局，使學(xué)生理解布局對電路調(diào)試、測試的影響。

再次，結(jié)合電路板制作成本和可靠性說明布局時要盡量滿足以下原則： 關(guān)鍵信號線最短，總的連線盡可能短，模擬信號與數(shù)字信號分開。并從單片機工作時序著手，說明在控制器和處理器等數(shù)字器件上加上去耦電容的必要性。

最后，從生產(chǎn)和檢驗的角度說明布局需注意的事項。為便于串口調(diào)試和程序加載，應(yīng)該將串口電路放置在靠近電路板邊緣的位置；而為了便于電源端子的插拔，也需要將電源電路放置在電路板邊緣位置。

2.PCB布線

布線是PCB設(shè)計中最重要的部分，直接決定了電路板性能的好壞。為此，結(jié)合實際電路板，從三個層次上逐步加強學(xué)生的設(shè)計能力，即：布通、滿足電氣性能和美觀。布通是最基本的要求，這里主要通過Protel軟件的自動布線功能對學(xué)生進(jìn)行實訓(xùn)。為了使自動布線能夠達(dá)到基本要求，結(jié)合實際電路板說明為什么在布線前要設(shè)置布線寬度規(guī)則，對地線和電源線加寬。另外，給學(xué)生講解如何根據(jù)DRC檢查對布線結(jié)果進(jìn)行檢查，看是否達(dá)到預(yù)定要求。掌握布通技巧后結(jié)合電路板電氣性能、可靠性說明如何對布線進(jìn)行優(yōu)化。這部分內(nèi)容對應(yīng)教科書的PCB后期設(shè)計章節(jié)。為保證電氣性能，要求學(xué)生在布線時盡量加寬電源線和地線的寬度，滿足的要求是：地線>電源線>信號線；相鄰電路層布線要相互垂直，避免平行的情況發(fā)生；時鐘線要盡量短，對關(guān)鍵信號點預(yù)留測試點，以便系統(tǒng)不能工作時判斷是否因為時鐘信號未能滿足要求；對未布線區(qū)域進(jìn)行敷銅。在掌握滿足電氣性能的基礎(chǔ)上進(jìn)一步要求學(xué)生布線盡可能美觀。

四、通過大學(xué)生科創(chuàng)項目爭取經(jīng)費支持

由于制作實物涉及到費用問題，雖然51應(yīng)用系統(tǒng)成本很低，但對于學(xué)生而言也是一個負(fù)擔(dān)，完全由授課教師承擔(dān)制作費用也不現(xiàn)實?？紤]到這些情況，要積極組織學(xué)生申報省級和校級大學(xué)生科創(chuàng)項目，爭取經(jīng)費的支持。并鼓勵學(xué)生組建項目組，進(jìn)行資源共享，并分?jǐn)偝杀尽?/p>

五、教學(xué)效果

通過這些嘗試后明顯激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高了學(xué)生使用PCB設(shè)計軟件的熟練程度。在所授電子科學(xué)與技術(shù)兩個新生班級76個學(xué)生中產(chǎn)生較大影響，一個項目組申報的省級大學(xué)生科創(chuàng)項目成功立項，獲4000元經(jīng)費資助；一個項目組申報的校級大學(xué)生科創(chuàng)項目獲2000元經(jīng)費資助；兩個班有40%的學(xué)生主動報名參加學(xué)校電子協(xié)會，學(xué)習(xí)焊接工藝。雖然這兩個班是剛?cè)雽W(xué)的新生班，但在這門課的帶動下，他們充分利用課余時間開始自學(xué)單片機、C語言編程、數(shù)字電路和模擬電路。對于他們后續(xù)學(xué)習(xí)無疑是極大的推動。

六、結(jié)束語

“電子CAD”課程是電子類專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程，其中講授的PCB軟件使用技巧是學(xué)生進(jìn)行后續(xù)課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計和參與電子競賽所必須掌握的基本技能。圍繞該軟件在電路設(shè)計中的實際應(yīng)用逐步進(jìn)行簡單原理圖、復(fù)雜原理圖、層次原理圖、簡單PCB、復(fù)雜PCB以及元件集成庫繪制方法的授課。經(jīng)過近一學(xué)期的教學(xué)實踐表明，通過這種教學(xué)方法學(xué)生能很快掌握使用PCB軟件進(jìn)行電路板設(shè)計的技能。同時，這一講授方法對于培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)也有較大幫助。由于授課中挑選出部分優(yōu)秀作品進(jìn)行了實物制作，使他們深刻體會到設(shè)計對產(chǎn)品的影響以及如何根據(jù)產(chǎn)品的要求進(jìn)行電路設(shè)計的規(guī)劃和實施。今后，教師們將積極向?qū)W校和上級部門申請教改項目，為這一教學(xué)方法的實施爭取經(jīng)費支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]勞文薇，劉俊.項目驅(qū)動教學(xué)法在“電子CAD”課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].機械職業(yè)教育，2011，（3）.

第3篇：電源電路設(shè)計技巧范文

1　硬件電路設(shè)計

硬件電路原理如圖1所示，在具體設(shè)計中，每個部分都應(yīng)考慮抗干擾問題，以最大限度地減小干擾對整個系統(tǒng)性能的影響，確保系統(tǒng)具有足夠高的可靠性。

①DSP部分

本控制器以TI公司的TMS320F2812(以下簡稱F2812)為核心，它是一款專用于控制的高性能、多功能、高性價比的32位定點DSP芯片。F2812部分的電路設(shè)計重點考慮如下問題：

電源上電次序。F2812為低電壓、多電源DSP，必須滿足I/O電源先于CPU內(nèi)核電源上電的次序，且兩者上電時間差不能太長(一般不超過1s)，否則會影響器件的使用壽命甚至損壞器件。本文采用TPS75733KTT和TPS76801Q電源芯片設(shè)計電源模塊，滿足了上述上電次序的特殊要求。

系統(tǒng)時鐘。F2812要求輸入時鐘信號電平為1.9V(此時主頻最高可達(dá)150MHz)或1.8V(此時最高主頻為135MHz)，而普通晶振的輸出電平為5V或3.3V，因此不能直接采用晶振設(shè)計系統(tǒng)時鐘。為提高系統(tǒng)整體工作的穩(wěn)定性和可靠性，本設(shè)計采用一個晶體和兩個電容與F28t2片內(nèi)時鐘模塊構(gòu)成振蕩電路，滿足了時鐘要求。

未用輸入／輸出引腳的處理。未用輸入引腳不能懸空不接，對于關(guān)鍵的控制輸入引腳(如Ready和Hold等)，應(yīng)固定接為高電平或低電平，非關(guān)鍵的輸入引腳應(yīng)將其上拉或下拉為固定電平，未用的輸出引腳可懸空不接。

②電源部分

本設(shè)計針對直流側(cè)采取了如下措施：

電源按內(nèi)部和外部兩類單獨分開供電，并采取隔離、濾波及接地等技術(shù)措施。內(nèi)部電源負(fù)責(zé)F2812核心系統(tǒng)供電，并設(shè)有電壓監(jiān)視器，用于電源異常保護(hù)，而外部電源只與外部接口聯(lián)系。

模擬電源和數(shù)字電源分開，分別采用獨立的電源供電。

對整流后的直流電壓采取了二級穩(wěn)壓方式，以保證前級穩(wěn)壓器受影響后仍能輸出規(guī)定的電壓。

③輸入輸出通道部分

輸入輸出通道與過程相連，是過程干擾進(jìn)入DSP系統(tǒng)的主要通道，也是DSP系統(tǒng)抗干擾設(shè)計的重要內(nèi)容之一。輸入輸出通道抗干擾設(shè)計主要采取隔離措施，這樣可大大提高過程通道上的信噪比。

④通信部分

F2812芯片具有兩個串行通信接口，可根據(jù)具體需要自由配置成標(biāo)準(zhǔn)串口RS-232或RS-485。本設(shè)計采用RS-232，且為了提高整個系統(tǒng)的抗干擾能力，選用了高抗干擾性驅(qū)動芯片MAX3160，并采用高速光耦進(jìn)行隔離。

2　PCB電路板設(shè)計與制作

目前，電子設(shè)備普遍采用PCB電路板進(jìn)行裝配。隨著集成電路及相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展，PCB上的元器件密度越來越高，PCB設(shè)計與制作的質(zhì)量對DSP系統(tǒng)可靠性的影響也越來越大。因此，在設(shè)計和制作PCB的時候，不僅要考慮元器件和線路的布置，還應(yīng)符合相關(guān)的抗干擾設(shè)計規(guī)則。

①PCB布局

PCB布局非常重要，它不僅決定電路板的視覺效果及自動布線的布通率，更重要的是會影響儀器的整體性能，所以，布局時必須綜合考慮，并遵循一定的規(guī)則，具體包括：

PCB板的幾何尺寸應(yīng)合適，尺寸過大會增加線路阻抗，降低抗噪聲能力，尺寸過小則影響散熱，且相鄰線條易受干擾；

應(yīng)將元件及信號合理分區(qū)，將強、弱信號分開，數(shù)字與模擬信號分開，干擾源與敏感元件分開；

盡可能按信號流程布置各功能模塊的位置，使信號方向一致；

以每個功能模塊的核心元件為中心進(jìn)行元器件布局，且應(yīng)考慮元器件排列及焊接，不能太密；

②PCB布線

在PCB設(shè)計過程中，布線工作的技巧性很強，是非常重要的一步。布線時應(yīng)遵循如下規(guī)則：

相鄰兩層的布線方向應(yīng)盡量垂直，必要時可加地線隔離；

地線和電源線應(yīng)盡量加粗，以減小壓降和降低耦合噪聲；

數(shù)字電路的頻率高，模擬電路的敏感度強，布線時，應(yīng)盡量將模擬器件遠(yuǎn)離數(shù)字信號線，并用地線把數(shù)字區(qū)與模擬區(qū)隔離；

整個PCB板對外只有一個地線節(jié)點，而在PCB板內(nèi)部，數(shù)字地和模擬地則是分開的，通?？蓪?shù)字地和模擬地在D/A轉(zhuǎn)換器的模擬地引腳處連在一起；

③電源線設(shè)計

解決干擾問題的辦法是將電源部分的器件單獨放在一起，然后用正反兩條較粗的地線與其他部分完全隔離，再在電源器件附近放置旁路電容和去耦電容，以最大限度地減少輸出電源線上的干擾。另外，應(yīng)根據(jù)電流的大小，盡量加寬電源線，并盡可能使電源線和地線的走向與數(shù)據(jù)傳輸方向一致，以提高系統(tǒng)的抗噪聲能力。

④地線設(shè)計

電子系統(tǒng)的噪聲和干擾與其接地方式有密切的關(guān)系，良好的接地往往可解決大部分干擾問題。

對于低頻電路，布線和元器件間的電感影響比較小，而接地電路形成的環(huán)流對干擾影響會較大，此時應(yīng)采用一點接地方式，以盡可能減小地線上的電位差；而對于高頻電路，地線阻抗會變得很大，此時縮短地線長度，以減小地線阻抗就成為關(guān)鍵問題，所以應(yīng)采用就近多點接地方式。此外，應(yīng)盡量加粗接地線，以減小地線電阻，否則，會由于接地電位變化而導(dǎo)致信號電平不穩(wěn)，進(jìn)而降低抗噪聲能力。

⑤濾波電容設(shè)計

選1uF～10uF的電容跨接在電路板入口處的電源線與地線之間，這樣能有效消除低頻干擾。而對于高頻干擾信號，可用0.01μF和0.1μF的電容放在電源和地的引腳旁，特別是要在每個集成電路芯片的電源線和地線之間直接接入0.1μF的高頻電容。另外，也可采用鐵氧體磁珠來做高頻濾波，它可等效為一個電阻和一個電感的串聯(lián)，其高頻時的交流阻抗很大，而直流阻抗卻很小(接近于0Ω)，這樣，高頻干擾信號就被吸收，并以熱量形式消耗。

3　空間抗干擾問題

抗空間干擾的主要措施就是屏蔽。本設(shè)計采用常用的屏蔽的方法，即用低電阻材料作成屏蔽罩，把干擾源或易受干擾的部分包圍起來，這樣，既防止了干擾源向外施加干擾，也避免了易受干擾部分接收外來的干擾。

軟件系統(tǒng)高可靠性設(shè)計

1　軟件的抗干擾設(shè)計

除上述的硬件抗干擾措施之外，軟件上也應(yīng)做好抗干擾設(shè)計。

①看門狗中斷的應(yīng)用

在程序設(shè)計時，每隔一段程序插入一個看門狗計數(shù)器復(fù)位指令，這樣，在程序運行過程中，如果進(jìn)入死循環(huán)或非法代碼區(qū)，就不能使計數(shù)器清零，當(dāng)該計數(shù)器溢出時，就會使系統(tǒng)復(fù)位并重新運行，此時如果干擾或故障已消除，則系統(tǒng)就從故障狀態(tài)恢復(fù)正常。

②假中斷處理

在程序設(shè)計時，應(yīng)給每一個中斷都編寫程序，在中斷服務(wù)程序中清除中斷標(biāo)志并使程序正常返回，這就保證了程序的穩(wěn)定運行。

③指令冗余技術(shù)

對開中斷關(guān)中斷、中斷初始化、系統(tǒng)寄存器初始化及定時器定時值設(shè)置等重要指令采取指令冗余技術(shù)，即多進(jìn)行一次重復(fù)寫操作，以確保這些重要指令的正確執(zhí)行。

第4篇：電源電路設(shè)計技巧范文

任何種類的電源設(shè)計，都必須有出色的電源防護(hù)才能更安全可靠的工作，電路保護(hù)對每個電源工程師而言都至關(guān)重要。電源資深專家、發(fā)明家陶顯芳老師kRESD防護(hù)與電路設(shè)計的技術(shù)介紹與技巧分享拉開了整個研討會的序幕，突出了以理論為基礎(chǔ)，以實踐經(jīng)驗分享為主要內(nèi)容的會議特色。

在電源設(shè)計中，電磁輻射需要ESD來進(jìn)行防護(hù)，不過在另一個領(lǐng)域，電磁輻射加以利用又成為一個全新市場的技術(shù)基礎(chǔ)。隨著便攜設(shè)備的盛行，便攜設(shè)備的電力供應(yīng)成為一個非常讓人頭疼的話題，而能夠擺脫沉重的充電器束縛，隨時隨地為便攜設(shè)備充電的無線充電技術(shù)變得越來越受歡迎，在這個全新的技術(shù)領(lǐng)域，IDT全球模擬產(chǎn)品業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)陳日亮跟大家一起從技術(shù)到市場前景等多個角度探討了無線充電的行業(yè)趨勢。

無線充電現(xiàn)在的挑戰(zhàn)是充電效率，而數(shù)字電源無疑是提升電源管理效率一個非常重要的手段，隨著各種系統(tǒng)的能效要求越來越高，數(shù)字電源變得越來越普及。Exar數(shù)字電源應(yīng)用工程師周種以“創(chuàng)新數(shù)字電源解決方案——助您設(shè)計加速”為題，與廣大工程師一起分享了一些最新的數(shù)字電源解決方案，而英飛凌科技市場部經(jīng)理胡鳳平則以最新的功率器件為基礎(chǔ)，帶來了多個英飛凌高效率電源管理方案展示。英聯(lián)半導(dǎo)體產(chǎn)品營銷高級經(jīng)理黃偉德的內(nèi)容也圍繞著數(shù)字電源管理展開，推薦了多個英聯(lián)半導(dǎo)體綠色電源芯片級解決方案。

采用數(shù)字電源是為了提升效率，提升效率就是節(jié)能，節(jié)能就是節(jié)約成本，這恰恰也是節(jié)能的最大市場推動力，從基本的物理原理上我們知道，高壓交流輸電可以有效提升能源傳輸和使用的成本，對于高壓直流電是否也會如此？Vicor高級應(yīng)用工程師吳際先生就此話題與現(xiàn)場觀眾一起了解利用Vicor 400V高壓直流配電方案改進(jìn)能源使用成本。

電源設(shè)計中，穩(wěn)定可靠的電源測試保障是必不可少的一步，來自廣州致遠(yuǎn)電子股份有限公司市場部經(jīng)理李佰華，從最新的功率測試儀入手，與大家一起談?wù)劇靶履茉串a(chǎn)品測試”的注意事項，而泰克中國區(qū)行業(yè)渠道電力電子開發(fā)經(jīng)理王躍偉為大家介紹“如何應(yīng)對開關(guān)電源設(shè)計中的挑戰(zhàn)”的各種經(jīng)驗技巧分析。

第5篇：電源電路設(shè)計技巧范文

梅麗俠

（天津億環(huán)自動化儀表技術(shù)有限公司，中國天津300400）

【摘要】在電子工業(yè)中，電子電路的安裝與調(diào)試在電子工程技術(shù)中占有重要地位，它是把理論付諸于實踐的過程，是把設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的過程，是保證產(chǎn)品質(zhì)量的過程。介紹了流量計儀表的調(diào)試技巧及故障處理方法，為提高工作效率和優(yōu)化產(chǎn)品性能提供了保障。

關(guān)鍵詞 檢查；調(diào)試；故障分析與處理

電路只有通過了調(diào)試，才能確定各項性能指標(biāo)是否能夠滿足設(shè)計和用戶的要求。電路的調(diào)試是把設(shè)計的理念轉(zhuǎn)換為現(xiàn)實產(chǎn)品的重要手段。當(dāng)然，這一過程也是對理論設(shè)計做出檢驗、修改，使之更加完善的過程。所謂電子電路的調(diào)試，就是以達(dá)到電路設(shè)計指標(biāo)為目的而進(jìn)行的一系列的“測量判斷調(diào)整再測量”反復(fù)進(jìn)行的過程[1]。電路測試和調(diào)整是電子設(shè)備的一個重要環(huán)節(jié)。通過調(diào)試發(fā)現(xiàn)和糾正設(shè)計方案的不足，然后采取措施加以改進(jìn)，使電子電路或儀器儀表達(dá)到預(yù)定的技術(shù)指標(biāo)。

1儀器儀表的電路的調(diào)試

一般的測試的步驟和方法如下：

1.1元器件及焊接的檢查

檢查元器件的廠家、封裝、規(guī)格型號是否符合設(shè)計要求，尤其是針對市面上容易出現(xiàn)的翻新元器件，要嚴(yán)格按規(guī)范要求檢查。當(dāng)元器件廠家或型號出現(xiàn)變更時，要按最初設(shè)計要求重新試驗及測試。保證沒有經(jīng)過試驗、測試、運行的元器件絕不投入使用。電子元器件的焊接要滿足：焊接可靠，保證導(dǎo)電性能；焊點的外觀應(yīng)光滑、清潔、均勻、對稱、整齊、美觀、充滿整個焊盤并與焊盤大小比例合適[2]。電子元器件及焊接的檢查，是整個電路調(diào)試合格的基礎(chǔ)和保證。

1.2功耗的檢查

功耗的檢查在外接電源之前，因為通過功耗的大小，可以初步判定電路是否存在故障，如果功耗超過要求，應(yīng)該先檢查元器件和電路的準(zhǔn)確性。在調(diào)試中，經(jīng)常有人最后測試功耗，這樣就會出現(xiàn)在電路故障時，因先接電源而造成無法修補的電路損壞，所以作者建議調(diào)試時先檢查功耗。

1.3接線的檢查

在線路板接線完畢后，不要急于通電，先認(rèn)真檢查接線是否正確，包括錯線、少線、多線。錯線一般是因為電路標(biāo)識不清或更改次數(shù)較多，例如：渦街流量計的電路板與壓力傳感頭之間的接線就容易接錯，因為每種電路板的標(biāo)識位置和意義不同，并且壓力傳感頭廠家的標(biāo)識也不盡相同。為了避免接錯線，通常每一套電路板和壓力傳感頭上都附帶一份接線圖，這份接線圖隨著工序而轉(zhuǎn)移，避免前后接線不一致。多線一般是因接線時看錯引腳，或者改接線時忘記去掉原來的舊線造成的，在實驗中經(jīng)常發(fā)生，而查線時又不易發(fā)現(xiàn)，調(diào)試時往往會給人造成錯覺，以為問題是由元氣件造成的。

1.4通電觀察

把經(jīng)過準(zhǔn)確測量的電源電壓加入電路，但信號源暫不接入，電源接通之后不要急于測量數(shù)據(jù)和觀察結(jié)果，首先要觀察有無異常現(xiàn)象，包括有無冒煙，是否聞到異常氣味，手模元器件是否發(fā)燙，電源是否有短路現(xiàn)象等。如果出現(xiàn)異常現(xiàn)象，應(yīng)立即關(guān)斷電源，待排除故障后方可重新通電。然后再測量各元器件引腳的電源電壓，以保證元器件正常工作。

1.5通電調(diào)試

通電調(diào)試時調(diào)試的主體部分，是對電路的參數(shù)及工作狀態(tài)進(jìn)行測量，然后在測量的基礎(chǔ)上對電路的參數(shù)進(jìn)行修正，使之滿足設(shè)計要求。為了使調(diào)試順利進(jìn)行，設(shè)計的電路圖上應(yīng)標(biāo)出各點的電壓值、相應(yīng)的波形以及其它數(shù)據(jù)。

調(diào)試方法有兩種：第一種是整個集成電路安裝完畢，實行一次性調(diào)試。這種方法適用于簡單電路或定型產(chǎn)品。另一種方法是分塊調(diào)試，也就是把復(fù)雜的電路按原理圖上的功能分成塊進(jìn)行安裝調(diào)試，在分塊調(diào)試的基礎(chǔ)上逐步擴大安裝調(diào)試的范圍，最后完成整機調(diào)試[3]。采用這種方法能及時發(fā)現(xiàn)問題，因此是常用的方法，對于新設(shè)計的電路更是如此。分塊調(diào)試是把電路按功能分成不同的部分，把每個部分看成一個模塊。比較理想的調(diào)試程序是按信號的流向進(jìn)行，這樣可以把前面調(diào)試過的輸出信號作為后一級的輸入信號，為最后的聯(lián)調(diào)創(chuàng)造條件。在故障處理中，這種分塊調(diào)試的方法尤為重要。例如：在一體式渦街流量計中，電路的調(diào)試，一般按溫度、壓力、頻率等分塊調(diào)試，在出現(xiàn)故障時，只要根據(jù)現(xiàn)象，檢查出是哪一個分塊有問題，就能提高效率。

2調(diào)試中應(yīng)注意的事項

1）在調(diào)試過程中，要注意安全，接線、拆線和儀器儀表的連接一定要在斷電的情況下進(jìn)行，注意儀器儀表電壓電流的量程，徹底杜絕人身事故和儀器儀表損壞事故的發(fā)生。尤其是在維修過程中，一定要保持頭腦清醒，以免觸電。

2）在調(diào)試過程中，要根據(jù)設(shè)計要求和規(guī)范，形成良好的習(xí)慣，尤其是成型的產(chǎn)品。良好的調(diào)試習(xí)慣，可以避免調(diào)試者的粗心之錯。

3）自始至終都必須具有嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)。當(dāng)出現(xiàn)故障時，要認(rèn)真查找故障的原因，仔細(xì)分析作出判斷，切忌一遇到故障，解決不了問題就要拆掉線路而重新安裝，或者盲目的更換元器件。要認(rèn)真查找故障原因，仔細(xì)分析判斷，根據(jù)原電路原理找出解決問題的辦法。?對于重復(fù)出現(xiàn)的故障，更要特別重視。

3電子電路的故障分析與處理

在生產(chǎn)調(diào)試過程中，故障常常是不可避免的，分析和處理故障可以提高分析和解決問題的能力。分析和處理故障的過程就是從故障現(xiàn)象出發(fā)，通過反復(fù)測試，做出分析判斷，逐步找出問題的過程。除了上面提到的分塊調(diào)試法，通常還采用對比替代法分析問題，即好的電路板和有故障的電路板逐一對比電壓、波形等參數(shù)尋找差異，或用好的電路板逐一替代有故障的電路板，分析出是哪一部分電路有故障在按原理圖維修，這樣可以提高工作效率。

4結(jié)語

隨著社會對產(chǎn)品性能和質(zhì)量的要求越來越高，電路調(diào)試的重要性也越來越明顯。這就要求我們不但要掌握調(diào)試的方法，還要注重技巧和效率。在調(diào)試中謹(jǐn)記：“細(xì)節(jié)決定成敗”，養(yǎng)成良好的調(diào)試習(xí)慣，不放過任何一個故障現(xiàn)象，確保產(chǎn)品達(dá)到設(shè)計要求。

參考文獻(xiàn)

［1］紀(jì)綱.流量測量儀表應(yīng)用技巧[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009.

［2］楊宗強.儀器儀表使用及電器元件檢驗[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2014.

第6篇：電源電路設(shè)計技巧范文

【關(guān)鍵詞】印制電路板 設(shè)計 布線技巧

設(shè)計電路是檢查一個電子工程師是否具備過硬功夫的硬性條件。如果一個電子工程師將電路原理圖設(shè)計得很完美，電路板卻不合理，電氣性能必將受到影響，嚴(yán)重時電氣甚至不能正常運轉(zhuǎn)。布線是電路板的設(shè)計中，完成產(chǎn)品設(shè)計的重要步驟，簡單來說，前面所做的一切準(zhǔn)備工作都是為它而做的，同時，布線的設(shè)計過程也是限定最高， 技巧最細(xì)、工作量最大的。在 PCB 設(shè)計工作之初，以下幾項步驟是電路板設(shè)計的基礎(chǔ)，為后面的PCB設(shè)計扮埋下伏筆。

1 原理圖的設(shè)計

原理圖設(shè)計是PCB 板設(shè)計的基礎(chǔ)，在現(xiàn)實生活中，有人為了圖方便，就直接去畫PCB 板，不按流程來，結(jié)果造成設(shè)計的電路錯誤百出。 在畫原理圖的時候，一定要養(yǎng)成一個好習(xí)慣，按章程辦事，按次序設(shè)計。 首先，一定要保證電氣性能連接正確，確保電路圖繪制正；其次，分層設(shè)計時，特別注意各個部件能連成一個整體，這對后面的布線工作意義重大。

2 元件和網(wǎng)絡(luò)的加載

在加載元件之前，我們首先要保證 PCB 板的邊框大小合適，免得以后會出現(xiàn)安裝問題。其次，要確保組件放置的適用性，方便布線。邊界的確定、網(wǎng)絡(luò)組件和組件之間的連接加載到框架。在這個過程中，必須注意包裝形式元素，因為組件封裝代表組件的外觀和焊盤的形狀大小等，正確的封裝形式有利于后面的電路板的正確性。

3 PCB設(shè)計規(guī)則和布線原則

3.1 PCB的設(shè)計規(guī)則和限制性因素

PCB的設(shè)計布線是一項非常甚微的工作，因為它專業(yè)性強，要確保在最短的時間內(nèi)做出最合理的布線設(shè)計，必須遵守一定的規(guī)則，堅持科學(xué)、合理布線的原則，并確保設(shè)計和施工的限制性條件。接下來，要考慮打印線寬度和孔的最大數(shù)量，并行性，和各種因素的相互影響，綜合深入分析，并結(jié)合各種布線工具的性能綜合探究，做出科學(xué)合理的設(shè)計，保證布線的順利高效完成。

3.2 自動布線的設(shè)計要點原則

（1）首先，布線過程中可以對布線的位置在必要時候作出細(xì)微的變化，并結(jié)合實際情況，選擇使用多種路徑的布線方法。其次，要堅持布線的基本規(guī)程，在設(shè)計過程中，對不同的布線層，印制線的質(zhì)量，寬度，以及各種類型各異的盲孔，埋孔作出試用，并記錄各種不同的試用結(jié)果，進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，探究各種因素對設(shè)計布線結(jié)果的作用。

（2）在進(jìn)行對印制線和過孔的探究之后，要采用先進(jìn)科學(xué)的布線工具，并應(yīng)用布線工具結(jié)合實際情況對開始默認(rèn)的網(wǎng)絡(luò)適當(dāng)做出調(diào)整。同時，在整個印制線設(shè)計和布線過程中，信號和布線工具的自由度有著密切的關(guān)系，信號重要性越小，布線工具受到的限制便會越小，自由度就會越高。

4 PCB設(shè)計流程和布線技巧分析

4.1 PCB設(shè)計流程

PCB的流程設(shè)計如圖1所示，首先是制作原理圖也就是根據(jù)設(shè)計制作原理圖，并對原理圖進(jìn)行調(diào)試，直到ECR編譯通過，通過后產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表，并制作物理邊框，封閉的物理邊框元件布局、走線基本平臺，自動布局起著約束作用，這是整個流程中重要的環(huán)節(jié)，之后便是要將元件和網(wǎng)絡(luò)引入，并開始元件的布局，注意元件的通風(fēng)散熱，并采取科學(xué)合理的放置順序。

4.2 PCB布線技巧研究

4.2.1 PCB層數(shù)的確定

電路板尺寸和布線層數(shù)需要在設(shè)計初始階段就確定下來。布線層的數(shù)量以及層疊（stack-up）方式會直接影響到印制線的布線和阻抗。板的大小有助于確定層疊方式和印制線寬度，達(dá)到預(yù)期的設(shè)計效果。目前多層板之間的成本差別很小，在開始設(shè)計時最好采用較多的電路層并使敷銅均勻分布。

4.2.2 組件的布局

組件的布局是布線中比較關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，布局會受到可制造性設(shè)計規(guī)則的限制，在裝配單位要求可以元件的移動時候，便于電路的優(yōu)化組合，便于實施布線的自動化，圖2即是在相同的組件下，不同的布局策略。一般而言，組件的布局要重點關(guān)注幾個關(guān)鍵點，首先，在電源線的布置過程，在PCB布局中要把電源的退耦電路安排在相關(guān)電路附近，避免和電源相近，其次，電路內(nèi)部的電流方向安排，要堅持按照優(yōu)先級來進(jìn)行供電，比如從最后一級到最前面一級的開始供電，一般而言，電源的濾波電容會設(shè)計在最后最末尾的一級，最后是對主流電流通道的設(shè)計，要在印制導(dǎo)線上設(shè)計電流的缺口，方便后續(xù)調(diào)試和監(jiān)測。

4.2.3 扇出設(shè)計

在扇出設(shè)計階段，表面貼裝器件的每一個引腳至少應(yīng)有一個過孔，以便在需要更多的連接時，電路板能夠進(jìn)行內(nèi)層連接、在線測試和電路再處理。為了使自動布線工具效率最高，一定要盡可能使用最大的過孔尺寸和印制線，間隔設(shè)置為50mil較為理想。

4.2.4 手動布線以及關(guān)鍵信號的處理

手動布線是在整個印制板電路設(shè)計布線中的重要環(huán)節(jié)之一。通過手動布線可以讓自動布線工具能更方便更順利的實施自動布線過程，在手動布線中，手動選出網(wǎng)絡(luò)，并加以固定，有利于形成自動布線的可靠布線路徑。

4.2.5 自動布線技術(shù)

對關(guān)鍵信號的布線需要考慮在布線時控制一些電參數(shù)，比如減小分布電感等，在了解自動布線工具有哪些輸入?yún)?shù)以及輸入?yún)?shù)對布線的影響后，自動布線的質(zhì)量在一定程度上得到保證。

在對信號進(jìn)行自動布線時應(yīng)該采用通用規(guī)則。

5 結(jié)語

伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生產(chǎn)工作中對電路的穩(wěn)定性和和PCB設(shè)計布線的要求越來越高，因此，設(shè)計施工人員要不斷提高自身專業(yè)素質(zhì)，研究布線技能，本著嚴(yán)謹(jǐn)，科學(xué)的設(shè)計態(tài)度，認(rèn)真負(fù)責(zé)進(jìn)行布線設(shè)計，促進(jìn)PCB更好的服務(wù)于社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高。

參考文獻(xiàn)

[1]周濤，姚炯輝.對高頻PCB設(shè)計的研究[J].電子工程師，2011（11）.

[2]李勝章，龔利平.基于 DXP的PCB布線技巧探索[J].科技信息（學(xué)術(shù)版），2008（07）.

[3]唐燕影.PCB布局和布線的設(shè)計技巧[J].科技廣場，2012（10）.

第7篇：電源電路設(shè)計技巧范文

下面就詳細(xì)分析一下“伏安法測電阻”的器材選取原則及電路的設(shè)計。

1.先選擇唯一性的器材

注意：

（1）對于電源、電鍵、變阻器等元件，如果是唯一性的則必須用。

（2）對于電壓表、電流表如果是唯一性的不一定能用，一定要看其量程是否合適。

①如果電壓表是唯一性的但量程不合適，這時要看電流表是否是唯一性的，如果電流表也是唯一性的，那么這兩塊表都必須用。

②如果電壓表是唯一性的但量程不合適，但電流表不是唯一的，這時要確切知道內(nèi)阻的電流表允許加的電壓是多大，能否可以直接當(dāng)作電壓表使用，如果不能就將其改裝，改裝為量程合適的電壓表。

③同理也可以用此方法選擇電流表。

2.選擇安培表及電壓表

在第1步如果已經(jīng)選出了電壓表、電流表，就可以跳過此步，如果沒有選出，就進(jìn)行第2步。在這2步選擇電壓表、電流表時需要按順序考慮以下幾個方面的問題：

（1）被測電阻有額定值限制時，先算出被測電阻近似的額定電壓、額定電流，按照額定電壓、額定電流選取電壓表、電流表的量程。

（2）被測電阻無額定值限制時，如果電源是唯一的，則用電源的電動勢直接除以被測電阻的電阻值，算出通過被測電阻的最大電流，然后按照該最大電流值選取安培表的量程，按照電源電動勢選取電壓表的量程。

（3）被測電阻無額定值限制，并且所提供的電流表、電壓表、電源均是多個，此時按照配套的原則選取，一般采取的方法是從電流表入手，先用其中一個電流表的量程乘以被測電阻算出被測電阻兩端的最大電壓，然后看所供給的電壓表量程，電源電動勢能不能與該最大電壓值接近，如果能即可選出電壓表、電源，否則換另一個電流表按同樣的方法選取器材。

3.確定電壓表與安培表的接法

比較 與 的大小關(guān)系，如果 > ，采取安培表對被測電阻外接法，如果 < ，采取安培表對被測電阻內(nèi)接法，如果 = 或 與 均非常大，則采取內(nèi)接、外接均可。

4.選擇變阻器，判斷變阻器的接法

首先，選擇小阻值的變阻器，優(yōu)先考慮限流式接法，估算限流式電路中的最大電流Im= ，最小電流Im= ，（R為變阻器的全阻值），之后需要綜合考慮以下幾方面的因素：

（1）要確保電路中任何一個元器件的使用安全。

（2）考慮電流表、電壓表表盤的利用率。

（3）是否變阻器的全阻值遠(yuǎn)小于被測電阻的阻值。

說明：

（1）如果限流式不合適，就考慮采用分壓式接法。

（2）以下幾種情況一定采用分壓式接法：

①要求用圖像法處理數(shù)據(jù)；

②題干中要求多測一些數(shù)據(jù)；

③題干中要求電壓從0開始變化

（3）在分壓式接法中，還應(yīng)考慮到以下因素：

①當(dāng)變阻器的全阻值過小時，流過電源的電流較大，可能超出電源允許通過的最大電流，此時可以考慮換阻值稍大的變阻器。

②在分壓式接法中，變阻器一部分在干路中，一部分在支路中，此時如果流過干路中變阻器的電流超過變阻器允許通過的最大電流，也必須考慮更換額定電流稍大一點的變阻器。

第8篇：電源電路設(shè)計技巧范文

關(guān)鍵詞：FPGA；數(shù)據(jù)采集；PMC總線；SSI協(xié)議

【分類號】TP274.2

一、FPGA簡介

上個世紀(jì)80年代中期，一種新型的高密度的器件―FPGA逐步得到使用，它是在其他的一些可編程器件的基礎(chǔ)上不斷發(fā)展而產(chǎn)生的，比如可編程器件PAL、GAL與EPLD等。現(xiàn)在市場上對高性能芯片的要求越來越高以及工藝技術(shù)飛速發(fā)展，這些都促使超大規(guī)模、高速、低功耗的新型的FPGA/CPLD的迅速崛起。簡化的FPGA基本分為6部分：可編程輸入/輸出單元、基本可編程邏輯單元、嵌入式塊 RAM、豐富的布線資源、底層嵌入功能單元和內(nèi)嵌專用硬核。

二、系統(tǒng)的硬件設(shè)計

FPGA的硬件設(shè)計不同于DSP和ARM系統(tǒng)，比較靈活和自由，只要設(shè)計好專用管腳的電路，通用I/O的連接可以自己定義，下面給大家介紹一些FPGA電路設(shè)計中會用到的特殊技巧做參考。

1、管腳兼容性設(shè)計

前面的內(nèi)容提到過，F(xiàn)PGA在芯片選項的時候要盡量選擇兼容性好的封裝。那么，在硬件電路設(shè)計時，就要考慮如何兼容多種芯片的問題。

例如，紅色颶風(fēng)II代――Altera的開發(fā)板就是兼容了EP1C6Q240和EP1C12Q240兩個型號的FPGA。這兩個芯片有12個I/O管腳定義是不同的。在EP1C6Q240芯片上，這12個I/O是通用I/O管腳，而在EP1C12Q240芯片上，它們是電源和地信號。為了能保證兩個芯片在相同的電路板上都能工作，我們就必須按照EP1C12Q240的要求來把對應(yīng)管腳連接到電源和地平面。因為，通用的I/O可以連接到電源或者地信號，但是電源或者地信號卻不能作為通用I/O。在相同封裝、兼容多個型號FPGA的設(shè)計中，一般的原則就是按照通用I/O數(shù)量少的芯片來設(shè)計電路。

2、根據(jù)電路布局來分配管腳功能

FPGA的通用I/O功能定義可以根據(jù)需要來指定。在電路圖設(shè)計的流程中，如果能夠根據(jù)PCB的布局來對應(yīng)的調(diào)整原理圖中FPGA的管腳定義，就可以讓后期的布線工作更順利。 例如，如圖2.1所示，SDRAM芯片在FPGA的左側(cè)。在FPGA的管腳分配的時候，應(yīng)該把與SDRAM相關(guān)的信號安排在FPGA的左側(cè)管腳上。這樣，可以保證SDRAM信號的布線距離最短，實現(xiàn)最佳的信號完整性。

3、預(yù)留測試點

目前FPGA提供的I/O數(shù)量越來越多，除了能夠滿足設(shè)計需要的I/O外，還有一些剩余I/O沒有定義。這些I/O可以作為預(yù)留的測試點來使用。例如，在測試與FPGA相連的SDRAM工作時序狀態(tài)的時候，直接用示波器測量SDRAM相關(guān)管腳會很困難。而且SDRAM工作頻率較高，直接測量會引入額外的阻抗，影響SDRAM的正常工作。如果FPGA有預(yù)留的測試點，那么可以將要測試的信號從FPGA內(nèi)部指定到這些預(yù)留的測試點上。這樣既能測試到這些信號的波形，又不會影響SDRAM的工作。如果電路測試過程中發(fā)現(xiàn)需要飛線才能解決問題，那么這些預(yù)留的測試點還可以作為飛線的過渡點。

三、系統(tǒng)的軟件設(shè)計

依據(jù)奈奎斯特采樣定理，在模擬信號的數(shù)字化過程中，要想不失真的還原出原信號，采樣頻率必須大于模擬信號最高頻率的兩倍，即 由于音頻信號的頻率范圍為20Hz～20kHz，即fh=20kHz，所以采樣頻率最低為40kHz。目前對音頻信號的采集頻率主要有44.1kHz 和48kHz兩種，為更好地還原信號本文使用48kHz采樣速率。AD7705在時鐘為2.4576MHz的條件下，更新速率有四種，分別為50Hz，60Hz，250Hz，500Hz，即理論上最快只需2ms即可完成一次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。由相關(guān)資料知，AD7705典型建立時間為16ms，即使用60Hz更新速率，16ms完成一次轉(zhuǎn)換，每秒輸出60次轉(zhuǎn)換結(jié)果。本文更新速率使用60Hz。由AD手冊[6]知串行時鐘脈沖寬度不得小于100ns，即時鐘不得大于5MHz，通過將系統(tǒng)時鐘分頻，得到所需要的串行時鐘。上電或復(fù)位后，器件等待指令數(shù)據(jù)寫入通信寄存器。包括向AD7705寫控制字。當(dāng)寫入控制字后，AD7705即處于工作狀態(tài)，對采集到的模擬量進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。當(dāng)模數(shù)轉(zhuǎn)換完畢后，AD7705的DRDY引腳會產(chǎn)生一個低電平。系統(tǒng)工作后，F(xiàn)PGA查詢DRDY電平狀態(tài)。

本文所使用的AD7705是AD公司生產(chǎn)的適合于測量低頻信號的16位AD轉(zhuǎn)換器，主要引腳功能介紹見表 1 。

四、試驗結(jié)果

利用QuartusII，對系統(tǒng)采樣進(jìn)行了仿真， 結(jié)果如圖所示。

從圖我們可以知道，對FPGA的操作首先復(fù)位各寄存器，然后寫控制字，再通過通信寄存器對時鐘寄存器、設(shè)置寄存器進(jìn)行訪問分別寫控制字FFH、05H和40H，分別表示AD晶振2.4576MHz，更新頻率60次/s，自校準(zhǔn)模式，差分輸入。

五、結(jié)果

目前針對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)性能不斷提高的需求，本文詳細(xì)介紹了超高速（1.5GSPS）數(shù)據(jù)采集與存儲系統(tǒng)的硬件設(shè)計方案，并從軟件角度給出了具體的解決辦法。 該方案采用移動硬盤的基本存儲框架，系統(tǒng)核心控制器FPGA利用時分復(fù)用技術(shù)把A/D采樣高速數(shù)據(jù)接收后分別并行存放到相應(yīng)的硬盤中，另外，利用USB技術(shù)與PC機實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，有利于數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析與處理。該系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，選用規(guī)范的接口標(biāo)準(zhǔn)，另外FPGA具備在線可編程特性，隨時可以修改軟件設(shè)置，便于系統(tǒng)的升級更新。由于高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，人們對數(shù)據(jù)采集的主要技術(shù)指標(biāo)，如采樣率、分辨率、精度、存儲速率以及抗干擾能力等方面都提出了越來越高的要求。

參考文獻(xiàn)：

第9篇：電源電路設(shè)計技巧范文

由于市場對于提升信息技術(shù)和通信設(shè)備性能的需求，因此如今的系統(tǒng)設(shè)計人員面臨著必需設(shè)計EMI兼容產(chǎn)品的巨大挑戰(zhàn)。在銷售之前，所有通常被規(guī)定為具有一個高于9kHz之已調(diào)時鐘信號的信息技術(shù)設(shè)備（ITE）都必須滿足相關(guān)的政府標(biāo)準(zhǔn)，例如美國的FCC Part 15 Subpart B和歐盟的EN55022，這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了工業(yè)和商業(yè)環(huán)境（Class A）以及家庭環(huán)境（Class B）的最大可容許輻射發(fā)射。鑒于此類嚴(yán)格的EMI標(biāo)準(zhǔn)、工程人力資源限制和產(chǎn)品快速上市要求，使得通過EN55022標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證之電源模塊的普及率有所提高。然而重要的是必，須知曉電源模塊在認(rèn)證時所處的電氣操作條件，以避免在之后的設(shè)計過程中感到詫異。對開關(guān)模式穩(wěn)壓器中的EMI干擾源和場強因子有所了解將有助于設(shè)計工程師選擇最佳的組件，以減輕特別是那些所需電流水平較高之尖端設(shè)備中的電磁輻射。

EMI輻射源

由于其特殊的性質(zhì)，開關(guān)電源會產(chǎn)生輻射到周圍大氣中的電磁波。脈沖電壓和電流將因開關(guān)動作而出現(xiàn)，并直接影響輻射電磁波的強度（見邊欄）。此外，轉(zhuǎn)換器內(nèi)部的寄生器件也會產(chǎn)生電磁輻射。圖2給出了一款典型的降壓型轉(zhuǎn)換器，其包括功率MOSFET的寄生電感器和寄生電容器。

在每個開關(guān)周期里，存儲在寄生電感器中的能量將和存儲于寄生電容器中的能量發(fā)生共振。當(dāng)能量釋放時將在開關(guān)節(jié)點（vSW）上產(chǎn)生一個很大的電壓尖峰，其最大可達(dá)輸入電壓的兩倍，如圖3所示。當(dāng)MOSFET的電流能力增加時，存儲在寄生電容器中的能量往往也會增加。另外，開關(guān)動作還使輸入電流以及流過頂端MOSFET（ITOP）和底端MOSFET（IBOT）的電流產(chǎn)生脈動。此脈沖電流將在輸入電源電纜和PCB板印制線（其充當(dāng)了發(fā)射天線）上產(chǎn)生電波，從而產(chǎn)生輻射發(fā)射和傳導(dǎo)發(fā)射。

當(dāng)輸入電壓和輸出電流增加時，每個周期中功率電感器改變極性時開關(guān)節(jié)點上的電壓尖峰也將增大。而且，輸出電流越高，電路回路內(nèi)部產(chǎn)生的脈沖電流越大。因此，輻射發(fā)射在很大程度上取決于被測試器件所處的電氣操作條件。一般來說，輻射噪聲將隨著輸入電壓和輸出功率（特別是輸出電流）的提高而增加。由于作為低噪聲替代方案的線性穩(wěn)壓器效率過低，而且在高電壓和高功率級別下耗散過多的熱量，因此設(shè)計工程師不得不克服因采用最先進(jìn)的開關(guān)電源解決方案而引發(fā)的難題，其中的EMI抑制變得頗為棘手。

EMI抑制

用于降低來自開關(guān)模式電源轉(zhuǎn)換器設(shè)計的輻射EMI之替代方法面臨著其他的難題。一種傳統(tǒng)方法是在電源解決方案周圍增設(shè)EMI屏蔽，其將在金屬外殼內(nèi)包含一個EMI場。然而，EMI屏蔽會增加設(shè)計復(fù)雜性、尺寸和成本。在開關(guān)節(jié)點上（VSW）布設(shè)一個RC減振器電路可幫助減小電壓尖峰和后續(xù)的振鈴?？墒?，增設(shè)一個減振器電路將降低工作效率，從而增加功率耗散，導(dǎo)致環(huán)境溫度和PCB溫度升高。最后一種對策是采取優(yōu)良的PCB布局方案，包括使用局部低ESR陶瓷去耦電容器，并為所有的大電流通路采用簡短的PCB走線間隔，以最大限度地抑制圖2中所示的寄生效應(yīng)，不過代價是增加了工程設(shè)計時間并延緩了產(chǎn)品的上市進(jìn)程。

總的說來，為了同時滿足尺寸、效率、熱耗散和EMI規(guī)格要求，工程師必需具備豐富的電源設(shè)計經(jīng)驗并做出艱難的權(quán)衡取舍，特別是在高輸入電壓、高輸出功率應(yīng)用中（原因如上所述）。為了評估折衷策略和設(shè)計一款符合EMI標(biāo)準(zhǔn)并滿足所有系統(tǒng)要求的電源轉(zhuǎn)換器，電路設(shè)計人員常常需要花費大量的時間和精力。

保證符合EMl標(biāo)準(zhǔn)的解決方案

為了對一款簡單和符合EMI標(biāo)準(zhǔn)的高輸出功率電源設(shè)計提供保證，凌力爾特公司向一家獨立的認(rèn)證測試實驗室（TUV Rheinland）提交了LTM4613 8A降壓型μModule穩(wěn)壓器演示板（Dcl743），該實驗室的10米EN55022試驗箱得到了美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所（U.S.NationalInstitute of Standards and Technology—NIST）的正式認(rèn)可。在一個24V輸入提供96W輸出功率的情況下，發(fā)現(xiàn)LTM4613演示板符合EN55022 Class B限值。只需采用輸入電容、輸出電容和少量的其他小型組件，即可輕松實現(xiàn)一款符合EN55022標(biāo)準(zhǔn)的“無憂型”解決方案，特別是在采用可免費下載的DCl743光繪（Gerber）文件的情況下。