⑴ [转]电路设计漫谈之二:需要仿真吗,仿真怎么不管用
早期设计电路时没有仿真这个概念,尤其是低速数字设计时。并不是这个不重要。感觉到仿真的重要性是在设计一个3GHz速率的电路时。 大多数情况下,或者初次使用仿真时总是感觉仿真的结果跟最后的测试对不上。尤其在做模拟电路的仿真时,比如运放等组成的放大电路。这其实不是仿真的问题而是 1)model的准确性 2)对实际电路的描述。 你怎么看待电路图?电路图是否代表了所有设计信息?不是的。电路图只是给你了一个所有集中参数元件的连接顺序。大家知道电路的实质是用电场和磁场描述的。而电场和磁场的相互作用跟携带他们物体(元器件)的空间相对位置有关。也就是这些元器件的摆放位置,方向,和公用的通路(地,电源)会对电磁场的行为产生影响。所以一个电路图只是携带了有限的设计信息,至少不是全部!具体来说,每个信号loop的大小和相互作用,在公用通路上的相互耦合,电感等元件产生的磁场对其他电路的影响,大信号(比如控制的输出)对小信号(被检测的弱信号)回路的影响,等等都是应该考虑的。有时大家在纠缠数模混合设计是否该分地和怎么分,其实你把每个信号都看成有一个loop,该loop会影响别人,也会被别人影响,分析起来就清晰多了。地和电源符号的使用往往使设计者忽略的这一因素。 一般做仿真会从电路图开始编写仿真的描叙。更有甚者有的人想用自动软件直接从电路图得到spice的网表。其实电路图并没有告诉你元器件是怎样连接的,除了告诉你他们的连接顺序外。电路图上表示的是一根线,虽然你做仿真时已经考虑到了一个trace可以用传输线来描述。但在不同频率下介电常数不是个常量,趋肤效应使得高频下的trace thickness发生了变化。过孔对高频影响最甚,过孔的model到现在也没个精确的数学模型。过孔中non-functional pad产生的寄生电容,你是否想着model了?via stub呢?记得几年前公司招一个人对他面试,他说起他的博士论文就是研究过孔的model。所以仿真不是一个简单的事情。专业的公司有专门的modeling和仿真的工程师。做仿真不是学会了用仿真软件就可以做的。就像比尔盖茨用basic能写出MS来一样。 当你仿真的结果跟最后测试不一致时,可以考虑一下上边提到的两个问题。有篇文章说,一个简单的放大电路,在一般人眼里是几个电阻和一个运放器件。在一个有经验的工程师眼中是一个有若干传输线,寄生参数,干扰源,干扰回路,以及非线性的复杂网络。当你看到电路图背后隐含的那些复杂网络时,做仿真才能对你有帮助。另外两点: 1)仿真不能替你设计电路,它只能验证你的设计和你期待的结果是否相符 2)仿真不只是验证工具,它的最终目的是代替大部分实验台的作用 通常的设计流程是设计电路,仿真,实现,测试。当你发现测试结果跟仿真不相符时,你可能接下就修改电路版上的电路,加点电容拉,去掉噪声了,调整放大倍数拉,使得最后得到你的指标。然后就去修改电路图,再制版去了。且慢!这时你可能丢掉了一次非常珍贵的使你的水平提高到另一层次的机会! 正确的做法是测试结果与仿真不相符时,在确认不是制造和测试引起的之后,a)先根据实际情况调试你的仿真(可能是模型,可能是对实现的描述)使得仿真跟测试在预计的误差之内 b)在仿真平台上调试你的设计,使得达到预期指标的仿真结果 c)根据仿真所做的修改来相应调试实际电路达到预期的指标。以上3步可能要需要有几个来回。这样最后做到仿真和实际测试一直后,你就积累了完全描述这个设计的仿真知识库和经验。下次做类似设计时,大大提高了你的一次设计成功率。最后的目的是达到在工作站上进行设计和调试,而不是在LAB的实验台上。 话是这么说,可有多少人这么做,有多少人相信这么做有价值呢?进度的压力,懒惰的惯性,认识的深度。。。。。。所以大侠永远是少数,呵呵。
⑵ 电路设计心得与体会
迫使政府社会个人注入巨额资金、抬高了学费和国家投入、大量采购教学科研仪器造成了设备空闲、完好率低、维修费用高、仪器设备淘汰极快、使用率低下、社会成本教学成本居高不下、教师骗取了高额的报酬、大量进口大型精密仪器试剂、无收益地消耗了大量的社会资源,并且形成了声势越来越浩大的恶性循环,其实质,就是敌对国家通过在中国的代理人—汉奸不法知识分子制造的类似星球大战对社会在冠冕堂皇光环下的腐蚀和破坏,是境外超级大国散布的理论病毒,危害国家安全!!!更高明的黑招数是国外敌对势力的代理人假惺惺地诱导我们将国力投入争取诺贝尔奖的空中楼阁,做那些荒诞不经的课题,还诱骗你就差那么一点点,再进口国外最先进的分析仪器设备、到发达国家那些顶级大学培训、入学,就能实现你们梦寐以求的最高境界。这是卖国贼制造的一场阴谋,妄想迷惑、破坏国家的乌托邦幻想;是挖掘黑洞和陷阱,是巨额消耗国力、通过各校重奖发表三大检索论文的知识分子来绑架zhengfu的蛊惑人心的宣传伎俩。现在科技论文可以代表国家的创新水平,即将获得诺贝尔奖。知识分子依靠国外的科技文献资料、进口设备和试剂编造的论文一经发表,可以提职称,有奖金到手,受益者都乐颠颠的,他们所吹嘘中国的各种论文已经神秘有加、诡谲不测、神乎其神、天花乱坠,是境外敌视中国的外部势力和他们伙同、豢养的中国国内投机分子、国内利益集团代言人、社会精英联手炮制的国家科技发展唯一方向,蛊惑人心,诱使中国政府走向破财的道路,都是圈套,诱惑中国大量购买先进仪器、出国留学和培训,挖空、亏空国库,败坏学分,加速腐败的黑招数。
这就是毕业生找工作难、企业产品在国际上的竞争力差、只能做系统集成、在基础工业能力没有实质提高,依然落后于发达国家数十年、甚至连30年前的中国基础水平都不如、社会矛盾剧烈的根本原因。所以,对于中国有实质性意义的真招、实干,是用中国的资源,从基础制造出具有国际竞争力的产品,而且是优先国民消费。用巨额社会资源、进口设备、进口集成电路砸政绩为目的来引进人才,太危险了!!!要严格整肃!毫不留情!三大检索论文奖励不得超过千元,不能将国内生产的材料、器材转变成在国际上领先的商品,而依靠采购国外器件、试剂以系统集成方式拼凑的论文,是将真金白银变成垃圾,是帝国主义的圈套、理论病毒、极大地消耗国家资源,严重助长腐败,要挟政府,危害政权。因此,中国教育的出路不是泛泛的开放,现在已经太民主自由了,而是从问题俯拾皆是的基础做起,扎实才是根本之道。张鸣先生说:各种评审的指标体系,如核心期刊论文数量,国际SCI、EI论文数量,国家级课题数量,省部级课题数量,课题经费总量等等,实际上只是具有中国学术特色的自娱自乐。中国所谓的学术核心
⑶ 电路分析和电路设计的区别 它们各是干什么的,有什么区别,请通俗一点
电路分析是对现有的电路进行研究,理解,进而对电路进行维修,改进.而电路设计则是要根据你或用户的需要研究出来一个切实可行的电路,来实现你或者用户的要求.
⑷ 如何学习电路设计
如何学习电路抄设计,最基础的书要看:
《模拟电子电路》
《数字电子电路》
掌握基础的电子电路理论,然后就是多积累一些基础的电路,设计就会像搭积木一样,非常简单。
答案参考自文章《设计手势控制的LED灯:掌握基础电路后,设计电路就是搭积木》。
⑸ 电子工程师们谈谈设计电路图的心得体会
设计抄了很多电路,感觉袭最基本的电路知识和模电知识非常重要。好多东西学过了,都只当做书本知识来记,没想过如何应用,实际工程中真正碰到了才明白原来当初学这东西是这么个作用。比如电路中RCL电路的特性,比如模电中三极管的应用和运放的应用,都很有用。
还有就是经验很重要,好多电路,第一次搭建、调试的时候很费劲,但是做过一次就好了,以后再碰到类似的电路就熟练得多。所以每搭建、调试一块新的电路都要尽量把它弄懂弄通,每一个元件的作用,输入、输出关系等等。调的电路多了,以后经验就越来越丰富,工作起来也就越得心应手。
对于初学者,常常会面对一个电路一头雾水无从下手,别急,要有耐心,多想多问。好多问题你没遇到过就根本搞不明白怎么回事,但是一旦懂了,它就变得很简单,从此再也不会找你麻烦。
多动手也很重要,不要只对着图纸或者资料上的电路看,好多电路要亲自调试一遍才弄得懂。不要怕麻烦,多动手多实践,做得多了经验就多了。硬件工程师往往就是这样,经验越多越值钱。
总之努力吧,做这行蛮有意思的。呵呵。。。
⑹ 电子电路设计需要考虑哪些方面
一般PCB基本设计流程如下:前期准备--PCB结构设计--PCB布局--布线--布线优化和丝印--网络和DRC检查和结构检查--制版。
第一:前期准备。这包括准备元件库和原理图。“工欲善其事,必先利其器”,要做出一块好的板子,除了要设计好原理之外,还要画得好。在进行PCB设计之前,首先要准备好原理图SCH的元件库和PCB的元件库。元件库可以用peotel自带的库,但一般情况下很难找到合适的,最好是自己根据所选器件的标准尺寸资料自己做元件库。原则上先做PCB的元件库,再做SCH的元件库。PCB的元件库要求较高,它直接影响板子的安装;SCH的元件库要求相对比较松,只要注意定义好管脚属性和与PCB元件的对应关系就行。PS:注意标准库中的隐藏管脚。之后就是原理图的设计,做好后就准备开始做PCB设计了。
第二:PCB结构设计。这一步根据已经确定的电路板尺寸和各项机械定位,在PCB设计环境下绘制PCB板面,并按定位要求放置所需的接插件、按键/开关、螺丝孔、装配孔等等。并充分考虑和确定布线区域和非布线区域(如螺丝孔周围多大范围属于非布线区域)。
第三:PCB布局。布局说白了就是在板子上放器件。这时如果前面讲到的准备工作都做好的话,就可以在原理图上生成网络表(Design--CreateNetlist),之后在PCB图上导入网络表(Design--LoadNets)。就看见器件哗啦啦的全堆上去了,各管脚之间还有飞线提示连接。然后就可以对器件布局了。一般布局按如下原则进行:
①.按电气性能合理分区,一般分为:数字电路区(即怕干扰、又产生干扰)、模拟电路区
(怕干扰)、功率驱动区(干扰源);
②.完成同一功能的电路,应尽量靠近放置,并调整各元器件以保证连线最为简洁;同时,调整各功能块间的相对位置使功能块间的连线最简洁;
③.对于质量大的元器件应考虑安装位置和安装强度;发热元件应与温度敏感元件分开放置,必要时还应考虑热对流措施;
④.I/O驱动器件尽量靠近印刷板的边、靠近引出接插件;
⑤.时钟产生器(如:晶振或钟振)要尽量靠近用到该时钟的器件;
⑥.在每个集成电路的电源输入脚和地之间,需加一个去耦电容(一般采用高频性能好的独石电容);电路板空间较密时,也可在几个集成电路周围加一个钽电容。
⑦.继电器线圈处要加放电二极管(1N4148即可);
⑧.布局要求要均衡,疏密有序,不能头重脚轻或一头沉
——需要特别注意,在放置元器件时,一定要考虑元器件的实际尺寸大小(所占面积和高度)、元器件之间的相对位置,以保证电路板的电气性能和生产安装的可行性和便利性同时,应该在保证上面原则能够体现的
前提下,适当修改器件的摆放,使之整齐美观,如同样的器件要摆放整齐、方向一致,不能摆得“错落有致”。这个步骤关系到板子整体形象和下一步布线的难易程度,所以一点要花大力气去考虑。布局时,对不太肯定的地方可以先作初步布线,充分考虑。
第四:布线。布线是整个PCB设计中最重要的工序。这将直接影响着PCB板的性能好坏。在PCB的设计过程中,布线一般有这么三种境界的划分:首先是布通,这时PCB设计时的最基本的要求。如果线路都没布通,搞得到处是飞线,那将是一块不合格的板子,可以说还没入门。其次是电器性能的满足。这是衡量一块印刷电路板是否合格的标准。这是在布通之后,认真调整布线,使其能达到最佳的电器性能。接着是美观。假如你的布线布通了,也没有什么影响电器性能的地方,但是一眼看过去杂乱无章的,加上五彩缤纷、花花绿绿的,那就算你的电器性能怎么好,在别人眼里还是垃圾一块。这样给测试和维修带来极大的不便。布线要整齐划一,不能纵横交错毫无章法。这些都要在保证电器性能和满足其他个别要求的情况下实现,否则就是舍本逐末了。布线时主要按以下原则进行:
①.一般情况下,首先应对电源线和地线进行布线,以保证电路板的电气性能。在条件允许的范围内,尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线>电源线>信号线,通常信号线宽为:0.2~0.3mm,最细宽度可达0.05~0.07mm,电源线一般为1.2~2.5mm。对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路,即构成一个地网来使用(模拟电路的地则不能这样使用)
②.预先对要求比较严格的线(如高频线)进行布线,输入端与输出端的边线应避免相邻平行,以免产生反射干扰。必要时应加地线隔离,两相邻层的布线要互相垂直,平行容易产生寄生耦合。
③.振荡器外壳接地,时钟线要尽量短,且不能引得到处都是。时钟振荡电路下面、特殊高速逻辑电路部分要加大地的面积,而不应该走其它信号线,以使周围电场趋近于零;
④.尽可能采用45o的折线布线,不可使用90o折线,以减小高频信号的辐射;(要求高的线还要用双弧线)
⑤.任何信号线都不要形成环路,如不可避免,环路应尽量小;信号线的过孔要尽量少;
⑥.关键的线尽量短而粗,并在两边加上保护地。
⑦.通过扁平电缆传送敏感信号和噪声场带信号时,要用“地线-信号-地线”的方式引出。
⑧.关键信号应预留测试点,以方便生产和维修检测用
⑨.原理图布线完成后,应对布线进行优化;同时,经初步网络检查和DRC检查无误后,对未布线区域进行地线填充,用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板,电源,地线各占用一层。
——PCB布线工艺要求
①.线
一般情况下,信号线宽为0.3mm(12mil),电源线宽为0.77mm(30mil)或1.27mm(50mil);线与
线之间和线与焊盘之间的距离大于等于0.33mm(13mil),实际应用中,条件允许时应考虑加大距离;布线密度较高时,可考虑(但不建议)采用IC脚间走两根线,线的宽度为0.254mm(10mil),线间距不小于0.254mm(10mil)。
特殊情况下,当器件管脚较密,宽度较窄时,可按适当减小线宽和线间距。
②.焊盘(PAD)
焊盘(PAD)与过渡孔(VIA)的基本要求是:盘的直径比孔的直径要大于0.6mm;例如,通用插脚式电阻、电容和集成电路等,采用盘/孔尺寸1.6mm/0.8mm(63mil/32mil),插座、插针和二极管1N4007等,采用1.8mm/1.0mm(71mil/39mil)。实际应用中,应根据实际元件的尺寸来定,有条件时,可适当加大焊盘尺寸;PCB板上设计的元件安装孔径应比元件管脚的实际尺寸大0.2~0.4mm左右。
③.过孔(VIA)
一般为1.27mm/0.7mm(50mil/28mil);
当布线密度较高时,过孔尺寸可适当减小,但不宜过小,可考虑采用1.0mm/0.6mm(40mil/24mil)。
④.焊盘、线、过孔的间距要求
PADandVIA:≥0.3mm(12mil)
PADandPAD:≥0.3mm(12mil)
PADandTRACK:≥0.3mm(12mil)
TRACKandTRACK:≥0.3mm(12mil)
密度较高时:
PADandVIA:≥0.254mm(10mil)
PADandPAD:≥0.254mm(10mil)
PADandTRACK:≥0.254mm(10mil)
TRACKandTRACK:≥0.254mm(10mil)
第五:布线优化和丝印。“没有最好的,只有更好的”!不管你怎么挖空心思的去设计,等你画完之后,再去看一看,还是会觉得很多地方可以修改的。一般设计的经验是:优化布线的时间是初次布线的时间的两倍。感觉没什么地方需要修改之后,就可以铺铜了(Place->polygonPlane)。铺铜一般铺地线(注意模拟地和数字地的分离),多层板时还可能需要铺电源。时对于丝印,要注意不能被器件挡住或被过孔和焊盘去掉。同时,设计时正视元件面,底层的字应做镜像处理,以免混淆层面。
第六:网络和DRC检查和结构检查。首先,在确定电路原理图设计无误的前提下,将所生成的PCB网络文件与原理图网络文件进行物理连接关系的网络检查(NETCHECK),并根据输出文件结果及时对设计进行修正,以保证布线连接关系的正确性;网络检查正确通过后,对PCB设计进行DRC检查,并根据输出文件结果及时对设计进行修正,以保证PCB布线的电气性能。最后需进一步对PCB的机械安装结构进行检查和确认。
第七:制版。在此之前,最好还要有一个审核的过程。
PCB设计是一个考心思的工作,谁的心思密,经验高,设计出来的板子就好。所以设计时要极其细心,充分考虑各方面的因数(比如说便于维修和检查这一项很多人就不去考虑),精益求精,就一定能设计出一个好板子。
⑺ 如何设计电子电路
电子信息工程这个专业的主要方向是对小信号的控制处理,所以模电很重要。数电只是为内了培养你的时容序逻辑能力,实际中基本不会用到课本里的内容。设计电路的步骤应该是:1、了解设计要求明确设计任务;2、提出设计思路及方案;3、根据方案搭建电路模块,绘出电路图;4、通过计算及实验验证方案。
你对设计电路要是完全没有思路的话说明你模电功底太薄。一般情况下,当你拿到设计要求就应该有个大体的思路了,比如处理过程中要用到的一些基本模块,放大、滤波、整形、比较等等。所以你需要再看看模电书中一些应用性较强的电路,常用的要记下来,把他们当做信号处理的模块来使用。其他一些如单片机、传感器、特殊功能芯片的使用就是看经验了,多亲手做点东西,开阔下视野。
你要快速的掌握设计电路的方法的话,建议你看看大学生电子竞赛的书,可以提供很多设计思路,思路很重要。
《全国大学生电子设计竞赛电路设计》,作者:黄智伟,出版社:北京航天航空大学出版社
⑻ 电路设计的主要内容有哪些
不同产品差别很大。功能上分一般分电源,数字信号,模拟信号,接口等。还有安规设计,可靠性设计,冗余设计等等。
⑼ 怎么提高自己的电路设计能力呢
这个肯定要有毅力和耐力才行的,因为要想搞好一个设计,必须要成为一个耐力极强的人。。。言归正传,其实现在比较流行的是用VHDL语言,建议你使用MAX+PLUS II ,有本书挺适合初学者的,就是西安电子科技大学出的《VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计》。另在硬件方面 搜出几个典型的嵌入式系统电路图(或电路板),解抛分析其各部分功能,再按自己的理解去修改,遇到问题再查相关资料。第一,照抄照搬;第二,部分修改;第三,独立设计。
⑽ 如何自学电子电路设计
自学电路设计,步骤:
1、要掌握基础的电子电路理论,最基础的书要看,比如:《模拟电子电路》、《数字电子电路》。
2、然后就是多积累一些基础的电路,以后设计大型的电路系统就会像搭积木一样,非常简单。
可以参考这篇文章《设计手势控制的LED灯:掌握基础电路后,设计电路就是搭积木》。
3、开始使用一款EDA软件,比如Altium Designer,照着成熟的电路做一遍下来,从原理图到PCB,最终做出实物。