电子电路设计基础课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电子电路设计基础知识,电子电路设计方法,一、电子电路设计的一般过程,选总体方案：,根据设计任务、指标要求、给定条件，,分析要设计电路应该完成的功能体功能分成若干单项,的功能，分清主次及相互关系，形成若干单元功能块,组成的总体方案,分析单元电路功能：,明确每个单元电路技术指标前提下，,分析清楚个单元电路工作原理设计出个单元电路的结,构形式,调查，查资料，讨论,利用学过的熟悉的单元电路,电子电路设计基础知识电子电路设计方法一、电子电路设计的一般过,选择器件与参数计算：,选择满足要求的集成器件。然后根据电路理论的有关,公式计算、按照工程估算方法、用经验数据,，,还要按元件标称值选取实用元件,画出预设计总体电路图：,包括总体电路原理图和实际元件接线图,电路仿真,确定最终总体电路,电路安装与调试,一、电子电路设计的一般过程,选择器件与参数计算：选择满足要求的集成器件。然后根据电路理论,二、电子电路设计举例,设计题目：简单数字频率计设计,二：技术指标和设计要求,1.,频率测量范围：,1-9999,赫兹,2,。被测信号幅度：,三、选总体方案，确定电路图,1,。提出方案,间接测量,：频率信号转换成电压信号，利用,A/D,转换成数字信号，再用数码显示器显示,直接测量,：信号放大整形，通过控制门记录一秒钟内脉冲数，在通过计数器、译码器显示出来,二、电子电路设计举例设计题目：简单数字频率计设计,二、电子电路设计举例,二、电子电路设计举例,2,。方案论证,第一种方案要用频率检波电路和转化，误差较大。,四、分析单元电路并选择元器件,。秒控制信号产生电路（多种方案）,1,）秒信号发生电路,石英晶体频率振荡器，经过次分频得到秒信号）（采用,CC4060,二分频器）,2,）秒控制信号产生电路,采样时间,1,秒，显示稳定数字时间,5,秒，有,6,只,D,触发器组成韩星振荡电路（采用,CC4015,）,二、电子电路设计举例,2。方案论证二、电子电路设计举例,二、电子电路设计举例,二、电子电路设计举例,二、电子电路设计举例,2,。放大整形电路（,F158,，施密特触发器,CC4093,）,3,。主控门电路（,CC4011,）,二、电子电路设计举例2。放大整形电路（F158，施密特触发器,二、电子电路设计举例,4,、计数、译码显示电路,同步加法计数器（,CC4518,），译码器（,CC4511,）输出高电平有效，共阴极,LED,数码管（,MR213,）,二、电子电路设计举例4、计数、译码显示电路,二、电子电路设计举例,5,、电路元器件参数的计算,1),振荡电路（参考模电波形产生部分,),，,R1,为反馈电阻要保证反相器工作在线性区，在几兆,-,几十兆,C1,、,CT,决定反馈电压，构成电容三点式振荡电路，,CT,选,20PF,，,C1,选,35/4PF,可调电容,2),放大电路（参考模电比例运算放大器），为保证,Ui,100MV,，,CC4093,触发电平要求,2.2,，,Af,22,，选,R3=220K,，,R2=10K,R4,是限流电,R4=200,欧阻,3),译码显示电路（参考数电译码显示部分及发光二极管限流电阻的计算）,R,（,UOH-UDF,）,/IDF,UDF2.5V,IDF=10MA,UOH=4.1V,，,R,160,欧,二、电子电路设计举例5、电路元器件参数的计算,二、电子电路设计举例,一、设计要求,设计一台建议的电容器容量的测试仪，要求有三位数字显示，量程为,1-999UF,，测量时间小于,2S,，给定电源电压,10V,。,二、电路工作原理,将电容容量变换为与其成正比的脉冲宽度，再用该脉冲控制闸门电路，对标准的时钟脉冲进行计数，计数数值大小反应电容量大小，并通过译码显示电路显示电容大小。,简易电容测试仪,二、电子电路设计举例一、设计要求简易电容测试仪,简易电容测试仪,1,。控制电路：多谐振荡器（,U0,的频率与,CX,成比例），单稳态电路（暂态时间与,CX,成比例）,简易电容测试仪1。控制电路：多谐振荡器（U0的频率与CX成比,简易电容测试仪,简易电容测试仪,简易电容测试仪,2,、脉冲发生电路,要求精度不高，可用,555,组成的多谢振荡电路,3,、计数、译码、显示电路,简易电容测试仪2、脉冲发生电路,逻辑信号电平测试器的设计,一、设计题目,逻辑信号电平测试器的设计,二、设计要求,1.,测量范围：低电平,0.8V,，高电平,3.5V,2.,用,1KHz,的音响表示被测信号为高电平，用,800Hz,的音响表示被测信号为低电平。,3.,当被测信号在,0.8-3.5v,之间时，不发出声音,4.,输入电阻大于,20K,5.,工作电源为,5V,三、选总体方案，确定电路框图,逻辑信号电平测试器的设计一、设计题目,根据设计要求，用不同音调声音判断高低电平，电路应括输入电路、逻辑状态判断电路、音响电路、发音电路、电源电路。,四、分析单元电路并选择元器件,1.,输入和逻辑判断电路,输入电路由,R1,和,R2,组成，电路作用是保证测试器输入电路输入端悬空时，,UI,既不是高电平也不是低电平。,Ui=1.4V,。根据设计要求输入电阻大于,20K,，因此可得：,取,R1=30K,，,R2=75K,R3,和,R4,的作用 是给,A1,的反相器的输入端提供,3.5v,的电压（高电平基准），因此只要保证,R3.R4,取值过大容易引入干扰，取值过小会增加损耗电量。工程上一般在几十千欧到数百千欧间选取。选,R4=68K,，根据公式,根据设计要求，用不同音调声音判断高低电平，电路应括输入电路、,可得： 取,R3=30K,R5,为二级管的限流电阻。,D1D2,的作用是提供低电平信号基准，按给定技术指标低电平为,0.8V,，取,D1,为锗二极管，,D2,为硅二极管，这样可使,A2,同相端电压为,0.8V,，取,R5=4.7K,2.,音响产生电路,R10,和,R11,的作用与上图中,R3,和,R4,相同。取,R10=68K R11=30K,，,D3 D4D5,均选用锗二极管,2AP9,根据公式：,可得： 取R3=30K,根据给定要求，,被测信号高电平：,被测信号低电平：,选取,C1=0.1uf,，给定信号高电平时，,f=1KHz,，,低电平时，,f=800Hz,，,根据给定要求，,3,.,扬声器驱动电路,由于驱动电路的工作电源电压较低，因此对三极管的耐压要求不高。选取,3DG12,为驱动管，,R,为限流电阻，,R=10K,3.扬声器驱动电路,电路调试技术,一、电子电路一般调试方法,1,、检查电路,对照电路图检查：元器件链接是否正确，器件管脚，二极管方向，电容极性，电源线地线是否接对，电源数值方向是否符合设计要求。,2,、按功能块分别调试,3,、先静态调试，后动态调试,即加电源不加信号，工作状态正确再加信号调试,4,、整机联调,5,、指标测试,电路调试技术一、电子电路一般调试方法,电路调试技术,二、数字电路调试中的特殊问题,1,、首先需调好振荡电路,2,、调控制电路,3,、调信号处理（计数器、寄存器、译码等,),4,、调整接口电路、驱动电路、输出电路、各执行机构。,注意事项：注意元件类型、注意初始状态，能否自启动、多余管脚处理、时序关系。,电路调试技术二、数字电路调试中的特殊问题,电路调试技术,三、模拟电路调试注意问题,1,、静态调试,调试时一般不接输入信号，有振荡电路暂不接通，注意各部分静态电压。,2,、动态调试,各输出端应有输出信号输出，线性放大电路不能有波形失真，一般由开始逐级向后检测。,电路调试技术三、模拟电路调试注意问题,常用集成电路介绍,一、计数器,1,、,CC4518,、,CC4520,（具有加法计数、清零功能）,功能和使用方法基本相同。,内部有,2,个功能相同的计数器，国外产品,CD4518,（,CD4520,）、,MC14518,（,MC14520,）,V,DD,2,CR,2,Q,3,2,Q,2,2,Q,1,2,Q,2,CP,2,EN,1,CP,1,EN,1,Q,0,1,Q,1,1,Q,2,1,Q,3,1,CR,GND,1,2,3,4,5,6,7,8,16,15,14,13,12,11,10,9,4518,14518,常用集成电路介绍一、计数器VDD 1CP116 4518,常用集成电路介绍,2,、可预置数,BCD,码加减,可逆计数器,CC4510,（具有清零、预置数、,加计数、减计数）,V,DD,CP,Q,2,D,2,D,1,Q,1,U,/,D,Cr,1,2,3,4,5,6,7,8,16,15,14,13,12,11,10,9,4510,14510,常用集成电路介绍2、可预置数BCD码加减VDD116 451,常用集成电路介绍,3,、十四级计数兼振荡器,（,CC4060,）,14,级二进制分频,+,振荡电路,Q,11,Q,12,Q,13,Q,5,Q,4,Q,6,Q,3,V,SS,1,2,3,4,5,6,7,8,16,15,14,13,12,11,10,9,4060,V,DD,Q,9,Q,7,Q,8,CR,CP,i,CP,o,CP,o,常用集成电路介绍3、十四级计数兼振荡器 Q11116,V,DD,2,CR,2,Q,3,2,Q,2,2,Q,1,2,Q,2,CP,2,EN,1,CP,1,EN,1,Q,0,1,Q,1,1,Q,2,1,Q,3,1,CR,GND,1,2,3,4,5,6,7,8,16,15,14,13,12,11,10,9,4518,14518,加 计 数,加 计 数,保 持,保 持,保 持,保 持,0 0 0 0,1 0,0,0, 0,0,0 0,1,0, ,1,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,CP EN,CR,双十进制计数器,4518,、,14518,真值表,VDD 1CP116 4518 加,