單元電子電路設(shè)計步驟及幾種重要單元電路的設(shè)計方法分析

摘要：針對不同的電子單元電路進行了分析，闡述了其設(shè)計的主要步驟和設(shè)計思路，也對幾種典型的電子單元電路進行了介紹，說明電子單元電路的設(shè)計必須做到目標明確、合理組合、整體配合等，才能保證達到應用標準。

關(guān)鍵詞：電子器件 單元電路 設(shè)計步驟 典型舉例

1、電子單元電路的簡單內(nèi)涵

從電子技術(shù)的角度看，其核心內(nèi)涵就是按照電子原理利用電器元件的作用來設(shè)計具備某些特殊功能的電路已解決實際控制問題的技術(shù)。其中包括信息技術(shù)、電路技術(shù)兩個大的門類。信息電子技術(shù)有數(shù)字電子技術(shù)和模擬電子技術(shù)。電子技術(shù)對于信號的處理就是發(fā)生、放大、過濾、轉(zhuǎn)換等。而電子電路的則是由電子元件和電子器件構(gòu)成。其中原件就是設(shè)備中的特殊裝置，如電阻器、電容器、變壓器等等，而電子器件則是各類晶體管等組成的具有一定功能的裝置。電子電路在劃分上看有立體和集成兩種。單元電路就是整個電子電路的一個重要組成部分，常見的單元電路有放大、整流、震蕩、數(shù)字等電路。總體說就是與門、非門、或門以及計數(shù)電路構(gòu)成的各種功能性單元。

2、單元電路在設(shè)計是需要遵守的步驟

2.1對基本功能進行了解

單元電路在設(shè)計前必須對其功能性進行了解，及明確電路的目的，詳細的分析單元電路的各種指標，因為這是設(shè)計的基礎(chǔ)。通過計算分析電壓處理的指標，以及電阻情況，并結(jié)合簡單、經(jīng)濟、體積小、高可靠性等要求就可完成對單元電路的設(shè)計。

2.2對疾病參數(shù)進行分析

在設(shè)計中必須對單元電路的工況進行分析，并計算其需要的基本參數(shù)，使之達到所需的指標。參數(shù)計算時應借助電子理論，如放大器電路設(shè)計中必須對各種電阻值進行計算，獲得確切放大倍數(shù)；振蕩器設(shè)計是應了解電阻、電容、振蕩頻率的基本參數(shù)，這樣才能在設(shè)計中獲得理想的效果。在進行參數(shù)計算的時候應注意一個電路不會僅有一組數(shù)據(jù)，應重視對數(shù)據(jù)的選擇，以保證數(shù)據(jù)選擇在實際應用中體現(xiàn)合理性。

2.3規(guī)劃電路圖

在設(shè)計過程中應利用電路圖進行設(shè)計描述，設(shè)計中繪制完整的電路圖是必須的步驟，這樣可以讓設(shè)計充分展示。通過單元電路之間的配合和邏輯關(guān)系描述來簡化設(shè)計思路和形式。如對于單元電路之間的級聯(lián)設(shè)計，在各個單元電路確定后，應細致的劃分其之間的級聯(lián)關(guān)系。從而實現(xiàn)減少浪費，降低工作強度的目標。注意對各種輸入信號和輸出信號、控制信號的關(guān)系確立，模擬各種工況，對輸入、輸出等進行分析，使得輸入、輸出、電源、通道等合理，將電流、電壓信號進行分類，并使得不同的信號實現(xiàn)對不同設(shè)備的控制。

此時應注意：電路圖必須突出可讀性，繪制圖形必須將主要電路圖體現(xiàn)在一起，比較獨立和次要的部分可以分頁繪制，圖形的端口和兩端必須做好標記以識別關(guān)聯(lián)性，標記圖紙間的串聯(lián)關(guān)系，引入與引出。其次，注意圖紙上的電流流向和圖標的標準，一般從輸入開始，從左至右、從上至下的繪制，按照信號流向依次繪制單元電路。同時必須保證圖標的準確和標準。最后還應注意對連接線的標準繪制，計量減少交叉或者相互干擾的情況出現(xiàn)。

3、幾種電路的設(shè)計舉例

3.1線性穩(wěn)壓電源的設(shè)計

穩(wěn)壓電源在設(shè)計中應考慮到其作用效果，及讓電壓通過變壓器然后在進入供電網(wǎng)絡(luò)，最后通過過濾網(wǎng)絡(luò)形成穩(wěn)壓供電效果。在單元設(shè)計中，對于串聯(lián)的反饋形式的穩(wěn)壓電源可以劃分為調(diào)整、取樣、放大對比、基準電壓等構(gòu)成。經(jīng)過這樣的設(shè)計與規(guī)劃，使其具有一定的過流和短路保護能力，當負載電流的限額超標的時候可以起到保護電路的效果。具體的設(shè)計方法就是不讓整流完成的直流電源直接對負載供電，必須進行濾波后降低其紋波系數(shù)才能供電，但是這樣的電路不能起到穩(wěn)壓效果，所以穩(wěn)壓電源還必須滿足其他技術(shù)指標才能滿足需求。

3.2級聯(lián)設(shè)計思路

各個單元電路不會獨立存在，在完成其設(shè)計后應細致的分析級聯(lián)問題，如電器自身的特征進行匹配、信號耦合、時序性配合、干擾消除等等問題都應考慮在內(nèi)。對于電氣形式的配合有些問題還需要考慮模擬單元電路之間的配合。有的還涉及到數(shù)字單元電路之間的匹配，有的則需要綜合性考慮。在設(shè)計中考慮放大倍數(shù)或者負載能力的角度看，往往希望最后一級的輸入電阻應最大，而前一級的則相對小，如果從改善頻率響應上看則相反，所以必須進行綜合性考慮。

信號耦合的方式有直接、間接、阻容耦合、變壓耦合等等，直接耦合的方式最為簡單，但是工況通常需要靜態(tài)，存在兩個單元電路之間的相互干擾，所以設(shè)計時應充分考慮。

時序配合相對復雜，對于系統(tǒng)中各個不同單元的信號是存在內(nèi)部關(guān)聯(lián)的，所以應進行詳細分析，以此確定最終的系統(tǒng)時序，以此保證在工作中信號的次序可以滿足生產(chǎn)需求，并以此為基礎(chǔ)優(yōu)化時序提高效率。

3.3放大器設(shè)計

在電路中運算放大器是提供放大的電路，在實際的電路中通常與反饋網(wǎng)絡(luò)進行組合，實現(xiàn)某種模塊功能。運放是一個從功能的角度進行工作的電路，可以分設(shè)獨立的器件來實現(xiàn)，也可利用半導體芯片來實現(xiàn)。運算放大器的設(shè)計需要對其基本的參數(shù)進行合理的設(shè)置與選擇單、雙電源供電，電源電流；同時當輸入的電壓和輸入的電流為失調(diào)時輸入電阻。當轉(zhuǎn)換速率、建立的時間必須準確。設(shè)計時應正確的分析器各種參數(shù)的構(gòu)成，不能盲目的對指標進行先進性調(diào)整。其中值的重視的是：按照舉薦的參數(shù)在規(guī)定的消震引腳之間引入電容進行工作，這可以消除運放中的高頻自我激勵現(xiàn)象，同時應避免兩級以上的放大。

4、結(jié)束語

電子電路在實際的應用中種類繁多，在設(shè)計的過程中也會應用不同的方法，隨著集成化電路的發(fā)展，已經(jīng)有多種專用器件出現(xiàn)，這對電路設(shè)計而言是幫助也是挑戰(zhàn)。集成模塊式的設(shè)計思路已經(jīng)將設(shè)計者從單元電路的設(shè)計中解脫出來，為整體化方案進行全面設(shè)計，但是應注意的是單元是整體的重要組成，所以也需要細致規(guī)劃與完善。

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