⑴ [轉]電路設計漫談之二:需要模擬嗎,模擬怎麼不管用
早期設計電路時沒有模擬這個概念,尤其是低速數字設計時。並不是這個不重要。感覺到模擬的重要性是在設計一個3GHz速率的電路時。 大多數情況下,或者初次使用模擬時總是感覺模擬的結果跟最後的測試對不上。尤其在做模擬電路的模擬時,比如運放等組成的放大電路。這其實不是模擬的問題而是 1)model的准確性 2)對實際電路的描述。 你怎麼看待電路圖?電路圖是否代表了所有設計信息?不是的。電路圖只是給你了一個所有集中參數元件的連接順序。大家知道電路的實質是用電場和磁場描述的。而電場和磁場的相互作用跟攜帶他們物體(元器件)的空間相對位置有關。也就是這些元器件的擺放位置,方向,和公用的通路(地,電源)會對電磁場的行為產生影響。所以一個電路圖只是攜帶了有限的設計信息,至少不是全部!具體來說,每個信號loop的大小和相互作用,在公用通路上的相互耦合,電感等元件產生的磁場對其他電路的影響,大信號(比如控制的輸出)對小信號(被檢測的弱信號)迴路的影響,等等都是應該考慮的。有時大家在糾纏數模混合設計是否該分地和怎麼分,其實你把每個信號都看成有一個loop,該loop會影響別人,也會被別人影響,分析起來就清晰多了。地和電源符號的使用往往使設計者忽略的這一因素。 一般做模擬會從電路圖開始編寫模擬的描敘。更有甚者有的人想用自動軟體直接從電路圖得到spice的網表。其實電路圖並沒有告訴你元器件是怎樣連接的,除了告訴你他們的連接順序外。電路圖上表示的是一根線,雖然你做模擬時已經考慮到了一個trace可以用傳輸線來描述。但在不同頻率下介電常數不是個常量,趨膚效應使得高頻下的trace thickness發生了變化。過孔對高頻影響最甚,過孔的model到現在也沒個精確的數學模型。過孔中non-functional pad產生的寄生電容,你是否想著model了?via stub呢?記得幾年前公司招一個人對他面試,他說起他的博士論文就是研究過孔的model。所以模擬不是一個簡單的事情。專業的公司有專門的modeling和模擬的工程師。做模擬不是學會了用模擬軟體就可以做的。就像比爾蓋茨用basic能寫出MS來一樣。 當你模擬的結果跟最後測試不一致時,可以考慮一下上邊提到的兩個問題。有篇文章說,一個簡單的放大電路,在一般人眼裡是幾個電阻和一個運放器件。在一個有經驗的工程師眼中是一個有若干傳輸線,寄生參數,干擾源,干擾迴路,以及非線性的復雜網路。當你看到電路圖背後隱含的那些復雜網路時,做模擬才能對你有幫助。另外兩點: 1)模擬不能替你設計電路,它只能驗證你的設計和你期待的結果是否相符 2)模擬不只是驗證工具,它的最終目的是代替大部分實驗台的作用 通常的設計流程是設計電路,模擬,實現,測試。當你發現測試結果跟模擬不相符時,你可能接下就修改電路版上的電路,加點電容拉,去掉雜訊了,調整放大倍數拉,使得最後得到你的指標。然後就去修改電路圖,再製版去了。且慢!這時你可能丟掉了一次非常珍貴的使你的水平提高到另一層次的機會! 正確的做法是測試結果與模擬不相符時,在確認不是製造和測試引起的之後,a)先根據實際情況調試你的模擬(可能是模型,可能是對實現的描述)使得模擬跟測試在預計的誤差之內 b)在模擬平台上調試你的設計,使得達到預期指標的模擬結果 c)根據模擬所做的修改來相應調試實際電路達到預期的指標。以上3步可能要需要有幾個來回。這樣最後做到模擬和實際測試一直後,你就積累了完全描述這個設計的模擬知識庫和經驗。下次做類似設計時,大大提高了你的一次設計成功率。最後的目的是達到在工作站上進行設計和調試,而不是在LAB的實驗台上。 話是這么說,可有多少人這么做,有多少人相信這么做有價值呢?進度的壓力,懶惰的慣性,認識的深度。。。。。。所以大俠永遠是少數,呵呵。
⑵ 電路設計心得與體會
迫使政府社會個人注入巨額資金、抬高了學費和國家投入、大量采購教學科研儀器造成了設備空閑、完好率低、維修費用高、儀器設備淘汰極快、使用率低下、社會成本教學成本居高不下、教師騙取了高額的報酬、大量進口大型精密儀器試劑、無收益地消耗了大量的社會資源,並且形成了聲勢越來越浩大的惡性循環,其實質,就是敵對國家通過在中國的代理人—漢奸不法知識分子製造的類似星球大戰對社會在冠冕堂皇光環下的腐蝕和破壞,是境外超級大國散布的理論病毒,危害國家安全!!!更高明的黑招數是國外敵對勢力的代理人假惺惺地誘導我們將國力投入爭取諾貝爾獎的空中樓閣,做那些荒誕不經的課題,還誘騙你就差那麼一點點,再進口國外最先進的分析儀器設備、到發達國家那些頂級大學培訓、入學,就能實現你們夢寐以求的最高境界。這是賣國賊製造的一場陰謀,妄想迷惑、破壞國家的烏托邦幻想;是挖掘黑洞和陷阱,是巨額消耗國力、通過各校重獎發表三大檢索論文的知識分子來綁架zhengfu的蠱惑人心的宣傳伎倆。現在科技論文可以代表國家的創新水平,即將獲得諾貝爾獎。知識分子依靠國外的科技文獻資料、進口設備和試劑編造的論文一經發表,可以提職稱,有獎金到手,受益者都樂顛顛的,他們所吹噓中國的各種論文已經神秘有加、詭譎不測、神乎其神、天花亂墜,是境外敵視中國的外部勢力和他們夥同、豢養的中國國內投機分子、國內利益集團代言人、社會精英聯手炮製的國家科技發展唯一方向,蠱惑人心,誘使中國政府走向破財的道路,都是圈套,誘惑中國大量購買先進儀器、出國留學和培訓,挖空、虧空國庫,敗壞學分,加速腐敗的黑招數。
這就是畢業生找工作難、企業產品在國際上的競爭力差、只能做系統集成、在基礎工業能力沒有實質提高,依然落後於發達國家數十年、甚至連30年前的中國基礎水平都不如、社會矛盾劇烈的根本原因。所以,對於中國有實質性意義的真招、實干,是用中國的資源,從基礎製造出具有國際競爭力的產品,而且是優先國民消費。用巨額社會資源、進口設備、進口集成電路砸政績為目的來引進人才,太危險了!!!要嚴格整肅!毫不留情!三大檢索論文獎勵不得超過千元,不能將國內生產的材料、器材轉變成在國際上領先的商品,而依靠采購國外器件、試劑以系統集成方式拼湊的論文,是將真金白銀變成垃圾,是帝國主義的圈套、理論病毒、極大地消耗國家資源,嚴重助長腐敗,要挾政府,危害政權。因此,中國教育的出路不是泛泛的開放,現在已經太民主自由了,而是從問題俯拾皆是的基礎做起,扎實才是根本之道。張鳴先生說:各種評審的指標體系,如核心期刊論文數量,國際SCI、EI論文數量,國家級課題數量,省部級課題數量,課題經費總量等等,實際上只是具有中國學術特色的自娛自樂。中國所謂的學術核心
⑶ 電路分析和電路設計的區別 它們各是干什麼的,有什麼區別,請通俗一點
電路分析是對現有的電路進行研究,理解,進而對電路進行維修,改進.而電路設計則是要根據你或用戶的需要研究出來一個切實可行的電路,來實現你或者用戶的要求.
⑷ 如何學習電路設計
如何學習電路抄設計,最基礎的書要看:
《模擬電子電路》
《數字電子電路》
掌握基礎的電子電路理論,然後就是多積累一些基礎的電路,設計就會像搭積木一樣,非常簡單。
答案參考自文章《設計手勢控制的LED燈:掌握基礎電路後,設計電路就是搭積木》。
⑸ 電子工程師們談談設計電路圖的心得體會
設計抄了很多電路,感覺襲最基本的電路知識和模電知識非常重要。好多東西學過了,都只當做書本知識來記,沒想過如何應用,實際工程中真正碰到了才明白原來當初學這東西是這么個作用。比如電路中RCL電路的特性,比如模電中三極體的應用和運放的應用,都很有用。
還有就是經驗很重要,好多電路,第一次搭建、調試的時候很費勁,但是做過一次就好了,以後再碰到類似的電路就熟練得多。所以每搭建、調試一塊新的電路都要盡量把它弄懂弄通,每一個元件的作用,輸入、輸出關系等等。調的電路多了,以後經驗就越來越豐富,工作起來也就越得心應手。
對於初學者,常常會面對一個電路一頭霧水無從下手,別急,要有耐心,多想多問。好多問題你沒遇到過就根本搞不明白怎麼回事,但是一旦懂了,它就變得很簡單,從此再也不會找你麻煩。
多動手也很重要,不要只對著圖紙或者資料上的電路看,好多電路要親自調試一遍才弄得懂。不要怕麻煩,多動手多實踐,做得多了經驗就多了。硬體工程師往往就是這樣,經驗越多越值錢。
總之努力吧,做這行蠻有意思的。呵呵。。。
⑹ 電子電路設計需要考慮哪些方面
一般PCB基本設計流程如下:前期准備--PCB結構設計--PCB布局--布線--布線優化和絲印--網路和DRC檢查和結構檢查--製版。
第一:前期准備。這包括准備元件庫和原理圖。「工欲善其事,必先利其器」,要做出一塊好的板子,除了要設計好原理之外,還要畫得好。在進行PCB設計之前,首先要准備好原理圖SCH的元件庫和PCB的元件庫。元件庫可以用peotel自帶的庫,但一般情況下很難找到合適的,最好是自己根據所選器件的標准尺寸資料自己做元件庫。原則上先做PCB的元件庫,再做SCH的元件庫。PCB的元件庫要求較高,它直接影響板子的安裝;SCH的元件庫要求相對比較松,只要注意定義好管腳屬性和與PCB元件的對應關系就行。PS:注意標准庫中的隱藏管腳。之後就是原理圖的設計,做好後就准備開始做PCB設計了。
第二:PCB結構設計。這一步根據已經確定的電路板尺寸和各項機械定位,在PCB設計環境下繪制PCB板面,並按定位要求放置所需的接插件、按鍵/開關、螺絲孔、裝配孔等等。並充分考慮和確定布線區域和非布線區域(如螺絲孔周圍多大范圍屬於非布線區域)。
第三:PCB布局。布局說白了就是在板子上放器件。這時如果前面講到的准備工作都做好的話,就可以在原理圖上生成網路表(Design--CreateNetlist),之後在PCB圖上導入網路表(Design--LoadNets)。就看見器件嘩啦啦的全堆上去了,各管腳之間還有飛線提示連接。然後就可以對器件布局了。一般布局按如下原則進行:
①.按電氣性能合理分區,一般分為:數字電路區(即怕干擾、又產生干擾)、模擬電路區
(怕干擾)、功率驅動區(干擾源);
②.完成同一功能的電路,應盡量靠近放置,並調整各元器件以保證連線最為簡潔;同時,調整各功能塊間的相對位置使功能塊間的連線最簡潔;
③.對於質量大的元器件應考慮安裝位置和安裝強度;發熱元件應與溫度敏感元件分開放置,必要時還應考慮熱對流措施;
④.I/O驅動器件盡量靠近印刷板的邊、靠近引出接插件;
⑤.時鍾產生器(如:晶振或鍾振)要盡量靠近用到該時鍾的器件;
⑥.在每個集成電路的電源輸入腳和地之間,需加一個去耦電容(一般採用高頻性能好的獨石電容);電路板空間較密時,也可在幾個集成電路周圍加一個鉭電容。
⑦.繼電器線圈處要加放電二極體(1N4148即可);
⑧.布局要求要均衡,疏密有序,不能頭重腳輕或一頭沉
——需要特別注意,在放置元器件時,一定要考慮元器件的實際尺寸大小(所佔面積和高度)、元器件之間的相對位置,以保證電路板的電氣性能和生產安裝的可行性和便利性同時,應該在保證上面原則能夠體現的
前提下,適當修改器件的擺放,使之整齊美觀,如同樣的器件要擺放整齊、方向一致,不能擺得「錯落有致」。這個步驟關繫到板子整體形象和下一步布線的難易程度,所以一點要花大力氣去考慮。布局時,對不太肯定的地方可以先作初步布線,充分考慮。
第四:布線。布線是整個PCB設計中最重要的工序。這將直接影響著PCB板的性能好壞。在PCB的設計過程中,布線一般有這么三種境界的劃分:首先是布通,這時PCB設計時的最基本的要求。如果線路都沒布通,搞得到處是飛線,那將是一塊不合格的板子,可以說還沒入門。其次是電器性能的滿足。這是衡量一塊印刷電路板是否合格的標准。這是在布通之後,認真調整布線,使其能達到最佳的電器性能。接著是美觀。假如你的布線布通了,也沒有什麼影響電器性能的地方,但是一眼看過去雜亂無章的,加上五彩繽紛、花花綠綠的,那就算你的電器性能怎麼好,在別人眼裡還是垃圾一塊。這樣給測試和維修帶來極大的不便。布線要整齊劃一,不能縱橫交錯毫無章法。這些都要在保證電器性能和滿足其他個別要求的情況下實現,否則就是捨本逐末了。布線時主要按以下原則進行:
①.一般情況下,首先應對電源線和地線進行布線,以保證電路板的電氣性能。在條件允許的范圍內,盡量加寬電源、地線寬度,最好是地線比電源線寬,它們的關系是:地線>電源線>信號線,通常信號線寬為:0.2~0.3mm,最細寬度可達0.05~0.07mm,電源線一般為1.2~2.5mm。對數字電路的PCB可用寬的地導線組成一個迴路,即構成一個地網來使用(模擬電路的地則不能這樣使用)
②.預先對要求比較嚴格的線(如高頻線)進行布線,輸入端與輸出端的邊線應避免相鄰平行,以免產生反射干擾。必要時應加地線隔離,兩相鄰層的布線要互相垂直,平行容易產生寄生耦合。
③.振盪器外殼接地,時鍾線要盡量短,且不能引得到處都是。時鍾振盪電路下面、特殊高速邏輯電路部分要加大地的面積,而不應該走其它信號線,以使周圍電場趨近於零;
④.盡可能採用45o的折線布線,不可使用90o折線,以減小高頻信號的輻射;(要求高的線還要用雙弧線)
⑤.任何信號線都不要形成環路,如不可避免,環路應盡量小;信號線的過孔要盡量少;
⑥.關鍵的線盡量短而粗,並在兩邊加上保護地。
⑦.通過扁平電纜傳送敏感信號和雜訊場帶信號時,要用「地線-信號-地線」的方式引出。
⑧.關鍵信號應預留測試點,以方便生產和維修檢測用
⑨.原理圖布線完成後,應對布線進行優化;同時,經初步網路檢查和DRC檢查無誤後,對未布線區域進行地線填充,用大面積銅層作地線用,在印製板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用。或是做成多層板,電源,地線各佔用一層。
——PCB布線工藝要求
①.線
一般情況下,信號線寬為0.3mm(12mil),電源線寬為0.77mm(30mil)或1.27mm(50mil);線與
線之間和線與焊盤之間的距離大於等於0.33mm(13mil),實際應用中,條件允許時應考慮加大距離;布線密度較高時,可考慮(但不建議)採用IC腳間走兩根線,線的寬度為0.254mm(10mil),線間距不小於0.254mm(10mil)。
特殊情況下,當器件管腳較密,寬度較窄時,可按適當減小線寬和線間距。
②.焊盤(PAD)
焊盤(PAD)與過渡孔(VIA)的基本要求是:盤的直徑比孔的直徑要大於0.6mm;例如,通用插腳式電阻、電容和集成電路等,採用盤/孔尺寸1.6mm/0.8mm(63mil/32mil),插座、插針和二極體1N4007等,採用1.8mm/1.0mm(71mil/39mil)。實際應用中,應根據實際元件的尺寸來定,有條件時,可適當加大焊盤尺寸;PCB板上設計的元件安裝孔徑應比元件管腳的實際尺寸大0.2~0.4mm左右。
③.過孔(VIA)
一般為1.27mm/0.7mm(50mil/28mil);
當布線密度較高時,過孔尺寸可適當減小,但不宜過小,可考慮採用1.0mm/0.6mm(40mil/24mil)。
④.焊盤、線、過孔的間距要求
PADandVIA:≥0.3mm(12mil)
PADandPAD:≥0.3mm(12mil)
PADandTRACK:≥0.3mm(12mil)
TRACKandTRACK:≥0.3mm(12mil)
密度較高時:
PADandVIA:≥0.254mm(10mil)
PADandPAD:≥0.254mm(10mil)
PADandTRACK:≥0.254mm(10mil)
TRACKandTRACK:≥0.254mm(10mil)
第五:布線優化和絲印。「沒有最好的,只有更好的」!不管你怎麼挖空心思的去設計,等你畫完之後,再去看一看,還是會覺得很多地方可以修改的。一般設計的經驗是:優化布線的時間是初次布線的時間的兩倍。感覺沒什麼地方需要修改之後,就可以鋪銅了(Place->polygonPlane)。鋪銅一般鋪地線(注意模擬地和數字地的分離),多層板時還可能需要鋪電源。時對於絲印,要注意不能被器件擋住或被過孔和焊盤去掉。同時,設計時正視元件面,底層的字應做鏡像處理,以免混淆層面。
第六:網路和DRC檢查和結構檢查。首先,在確定電路原理圖設計無誤的前提下,將所生成的PCB網路文件與原理圖網路文件進行物理連接關系的網路檢查(NETCHECK),並根據輸出文件結果及時對設計進行修正,以保證布線連接關系的正確性;網路檢查正確通過後,對PCB設計進行DRC檢查,並根據輸出文件結果及時對設計進行修正,以保證PCB布線的電氣性能。最後需進一步對PCB的機械安裝結構進行檢查和確認。
第七:製版。在此之前,最好還要有一個審核的過程。
PCB設計是一個考心思的工作,誰的心思密,經驗高,設計出來的板子就好。所以設計時要極其細心,充分考慮各方面的因數(比如說便於維修和檢查這一項很多人就不去考慮),精益求精,就一定能設計出一個好板子。
⑺ 如何設計電子電路
電子信息工程這個專業的主要方向是對小信號的控制處理,所以模電很重要。數電只是為內了培養你的時容序邏輯能力,實際中基本不會用到課本里的內容。設計電路的步驟應該是:1、了解設計要求明確設計任務;2、提出設計思路及方案;3、根據方案搭建電路模塊,繪出電路圖;4、通過計算及實驗驗證方案。
你對設計電路要是完全沒有思路的話說明你模電功底太薄。一般情況下,當你拿到設計要求就應該有個大體的思路了,比如處理過程中要用到的一些基本模塊,放大、濾波、整形、比較等等。所以你需要再看看模電書中一些應用性較強的電路,常用的要記下來,把他們當做信號處理的模塊來使用。其他一些如單片機、感測器、特殊功能晶元的使用就是看經驗了,多親手做點東西,開闊下視野。
你要快速的掌握設計電路的方法的話,建議你看看大學生電子競賽的書,可以提供很多設計思路,思路很重要。
《全國大學生電子設計競賽電路設計》,作者:黃智偉,出版社:北京航天航空大學出版社
⑻ 電路設計的主要內容有哪些
不同產品差別很大。功能上分一般分電源,數字信號,模擬信號,介面等。還有安規設計,可靠性設計,冗餘設計等等。
⑼ 怎麼提高自己的電路設計能力呢
這個肯定要有毅力和耐力才行的,因為要想搞好一個設計,必須要成為一個耐力極強的人。。。言歸正傳,其實現在比較流行的是用VHDL語言,建議你使用MAX+PLUS II ,有本書挺適合初學者的,就是西安電子科技大學出的《VHDL硬體描述語言與數字邏輯電路設計》。另在硬體方面 搜出幾個典型的嵌入式系統電路圖(或電路板),解拋分析其各部分功能,再按自己的理解去修改,遇到問題再查相關資料。第一,照抄照搬;第二,部分修改;第三,獨立設計。
⑽ 如何自學電子電路設計
自學電路設計,步驟:
1、要掌握基礎的電子電路理論,最基礎的書要看,比如:《模擬電子電路》、《數字電子電路》。
2、然後就是多積累一些基礎的電路,以後設計大型的電路系統就會像搭積木一樣,非常簡單。
可以參考這篇文章《設計手勢控制的LED燈:掌握基礎電路後,設計電路就是搭積木》。
3、開始使用一款EDA軟體,比如Altium Designer,照著成熟的電路做一遍下來,從原理圖到PCB,最終做出實物。