模拟电子电路的设计步骤

由于模拟电子系统种类繁多，功能和应用千差万别，故设计一个模拟电子系统的方法和步骤也不尽相同。对于要设计的实际电子系统，一般首先根据电子系统的设计任务选择总体方案；然后对组成系统的单元电路进行设计，计算参数，确定元器件，并进行实验调试；最后绘出用于指导工程的电路图。

1．总体方案确定在全面分析电子系统任务书所下达的系统功能和技术指标后，根据已掌握的知识和资料将总体系统按功能合理地分解成若干个子系统（单元黾路），并画出由各个单元电路框图相互连接而形成的系统原理框图。电子系统总体方案的选择直接决定电子系统设计的质量。因此，在进行总体方案设计时要多思考，多分析，多比较，要从性能稳定性、工作可靠性、电路结构、成本、功耗和调试维修等方面选出最佳方案。

2．单元电路设计在进行单元电路设计时，必须明确对各单元电路的具体要求，详细拟定出单元电路的性能指标，认真思考各单元之间的相互联系，注意前后级单元之间信号的传递方式和匹配，尽量少用或不用电平转换之类的接口电路，并应使各单元电路的供电电源尽可能地统一，以便使整个电子系统简单可靠。另外，应尽量选择现有成熟的电路实现单元电路的功能。如果找不到完全满足要求的现成电路，则可在与设计要求比较接近的电路基础上适当改进，或进行创造性设计。为使电子系统的体积小而可靠性高，单元电路尽可能用集成电路组成。

3．参数计算在进行电子电路设计时，应根据电路的性能指标要求决定电路元器件的参数。如根据电路放大倍数的大小决定反馈电阻的值；根据振荡器要求的振荡频率，利用公式可算出决定振荡频率的电阻和电容值等。但是，一般满足电路性能指标要求的理论参数值不是唯一的，设计者应根据元器件的性能、价格、体积、通用性和货源等方面灵活选择。计算电路参数时应注意以下几点。

(1)在计算元器件的工作电流、电压和功率HFA3683IN.html" target="_blank" title="HFA3683IN">HFA3683IN等参数时，应考虑工作条件最不利的情况，并留有适当的余量。

(2)对于元器件的极限参数必须留有足够的余量，一般取额定值的1.5～2倍。

(3)对于电阻、电容参数的取值，应选计算值附近的标称值。电阻值的取值范围为0～1MCZ;非电解电容的取值范围为lOOpF～1.47F;电解电容的取值范围为1～2000t/F。

(4)在保证电路达到性能指标要求的前提下，尽量减少元器件的品种、价格及体积等。

4．元器件选择在确定电子元器件时，应全面考虑电路处理信号的频率范围、环境温度、空间大小和成本高低等诸多因素。

(1)-般优先选择集成电路。由于集成电路体积小、功能强，可使电子电路可靠性增强，方便安装调试，并可大大简化电子电路的设计。随着模拟集成技术的不断发展，适用于各种场合下的集成运算放大器不断涌现，只要外加极少量的元器件，利用运算放大器就可构成性能良好的放大器。目前，在进行直流稳压电源设计耐，已很少采用分立元器件进行设计了，取而代之的是性能更稳定、工作更可靠、成本更低廉的集成稳压器。

(2)正确选择电阻器和电容器。这是两种最常见的元器件，种类很多，性能相差很大，应用的场合也不同。因此，对于设计者来说，应熟悉各种电阻器和电容器的主要性能指标和特点，以便根据电路的要求正确地选择电阻器和电容器。

(3)选择分立半导体元器件。首先要熟悉这些元器件的性能，掌握它们的应用范围；再根据电路的功能要求和元器件在电路中的工作条件，如通过的最大电流、最大反向工作电压、最高工作频率和最大消耗的功率等，确定元器件型号。

5．模拟仿真随着计算机技术的飞速发展，电子系统的设计方法发生了很大的变化。目前，EDA技术已成为现代电子系统设计的必要手段。在计算机平台上，利用EDA软件可对各种电子电路进行调试、测量和修改，这样大大提高了电子设计的效率和精确度，同时节约了设计费用。

6．实验验证电子设计要考虑的因素和问题很多，由于电路在计算机上进行模拟时所采用的元器件参数和模型与实际的元器件有差别，所以对通过计算机仿真的电路还应进行实验验证。

通过实验可以发现问题，解决问题。若性能指标达不到要求，应深入分析问题出在哪些荜元或元器件上，再对它们重新设计和选择，直到性能指标完全满足要求为止。

7．总体电路图绘制总体电路图是在总框图、单元电路设计、参数计算和元器件选择的基础上绘制的，它是组装、调试及印制电路板时设计和维修的依据。目前，一般利用绘图软件绘制电路图。绘制电路图时要注意以下几点。

(1)总体电路图尽可能画在同一张图上，同时注意信号的流向，一般从输入端画起，由左至右或由上至下按信号的流向依次画出各单元电路。对于比较复杂的电路图，应将主电路图画在一张或数张图纸上，并在各图所有端口两端标注上标号，依次说明各图纸之间的连线关系。

(2)注意总体电路图的紧凑和协调，要求布局合理，排列均匀。图中元器件的符号应标准化，元器件符号旁边应标出型号和参数。集成电路通常用方框表示，在方框内标出它的型号，在方框的两侧标出每根连线的功能和管脚号。

(3)迮线一般画成水平线或垂直线，并尽可能减少交叉和拐弯。对于相互交叉的线，应在交叉处用圆点标出；对于连接电源负极的连线，一般用接地符号表示；对于连接电源正极的连线，仅须标出电压值。