电子电路设计与应用精选(九篇)

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第1篇：电子电路设计与应用范文

利用硬件描述语言VHDL，数字电路系统可从系统行为级、寄存器传输级和门级三个不同层次进行设计，即上层到下层（从抽象到具体）逐层描述自己的设计思想，用一系列分层次的模块来表示极其复杂的数字系统。然后，利用EDA工具，逐层进行仿真验证，再把其中需要变为实际电路的模块组合，经过自动综合工具转换到门级电路网表。接着，再用专用集成电路（ASIC）或现场可编程门阵列（FPGA）自动布局布线工具，把网表转换为要实现的具体电路布线结构。目前，这种高层次设计的方法已被广泛采用。据统计，目前在美国硅谷约有90%以上的ASIC和FPGA采用硬件描述语言进行设计。VHDL的应用已成为当今以及未来EDA解决方案的核心，而且是复杂数字系统设计的核心。

一、VHDL的特点

VHDL是一种全方位的硬件描述语言，具有极强的描述能力，能支持系统行为级、寄存器传输级和逻辑门级三个不同层次的设计，支持结构、数据流、行为三种描述形式的混合描述，覆盖面广，抽象能力强，因此在实际应用中越来越广泛。VHDL的主要特点有：

1.功能强大。与其他的硬件描述语言相比，VHDL具有更强的描述能力和语言结构，可以用简洁的源代码描述复杂的逻辑控制。它具有多层次的设计描述功能，层层细化，最后直接生成电路级描述。

2.系统硬件描述能力强。VHDL具有丰富的数据类型，丰富的仿真语句和库函数，在任何大系统的设计早期就能查验设计系统功能的可行性，随时可对设计进行仿真模拟。

3.设计与工艺无关。用VHDL进行硬件电路设计时，并不需要首先考虑选择完成设计的器件。VHDL的硬件描述与具体的工艺和硬件结构无关，因此VHDL设计程序的硬件实现目标器件有广阔的选择范围。

4.设计方法灵活，易于修改。VHDL语言标准、规范，大多数EDA工具都支持VHDL。在硬件设计过程中，用VHDL语言编写的源程序便于管理，VHDL易读、结构模块化，方便修改、交流和保存。

5.支持广泛，移植能力强。VHDL是一个标准语言，在电子设计领域，为众多的EDA工具支持，因此移植能力好。

二、VHDL的结构和设计方法

1.VHDL的基本结构

VHDL的结构模型包括五个部分：实体、结构体、配置、程序包、库。前四种可分别编译，编译后放入库中，以备上层模块调用。

（1）实体定义了器件的输入输出端口，设计实体是VHDL的基本单元，可以表示整个系统、一块电路板、一个芯片或一个门电路。

（2）结构体定义实体的实现，即描述系统内部的结构和行为。

（3）配置用于从库中选取所需单元来组成系统设计的不同版本，为实体选定某个特定的结构体。

（4）程序包存放各设计模块都能共享的数据类型、常数和子程序等。

（5）库用来存放编译结果，包括实体、结构体、配置、程序包。

2.VHDL的设计方法

VHDL将层次化的设计方法引入到硬件描述中，自上向下的设计是从系统级开始，将整个系统划分为子模块，然后对这些子模块再进行进一步的划分，直到可以直接用库中的元件来实现为止。在设计方法上，将传统的“电路设计硬件搭试调试焊接”模式转变为“功能设计软件模拟仿真下载”方式。数字系统的设计采用自顶向下的方法，最顶层电路设计是指系统的整体要求，最下层是指具体逻辑电路的实现。一般的电子系统设计可分为两个阶段，第一阶段是系统的逻辑设计和仿真，得出的是门级电路的原理图或网表；第二阶段设计如印刷电路板的布局布线，集成电路的版图设计等，得出的是最终的物理设计。

三、VHDL的应用实例

笔者以Max＋plusⅡ软件作为平台的一个空调机控制器的设计为例，谈谈VHDL在数字电路设计中的具体应用。

实现一个控制器，常用有限状态机方法实现。传统的设计方法主要包括5个过程：确定原始状态图，状态简化，状态编码，触发器类型的选择及控制逻辑方程和输出方程的确定，画出电路原理图。采用这种方法设计复杂状态机将会十分繁杂。

利用VHDL来设计有限状态机，可以充分发挥硬件描述语言的抽象能力，进行功能描述，而具体的逻辑化简和电路设计可由计算机自动完成，从而提高了设计的工作效率，并且条理清晰，修改起来也更方便，所以很适合复杂时序电路的设计。应用VHDL设计状态机的步骤如下：第一，根据系统要求确定状态数量、状态转移的条件和各状态输出信号的赋值，并画出状态转移图；第二，按照状态转移图编写有限状态机的VHDL程序；第三，利用EDA工具进行功能仿真验证；第四，编程下载。

空调机控制器的设计。它的两个输入来自温度传感器，用于监测室内温度。如果室内温度正常，则temp-high和temp-low均为‘0’；如果室内温度过高，则temp-high为‘1’，temp-low为‘0’；如果室内温度过低，则temp-high为‘0’，temp-low为‘1’。根据temp-high和temp-low的值来决定当前的工作状态，并给出相应的制冷和制热输出信号。

按照绘制好的状态转移图编写VHDL程序，编程中采用case语句来描述状态的改变，它具有直观、条理清晰及易于修改等特点。也可以采用不同进程来实现状态的改变，所以编程方法多种。

功能仿真。利用Max＋plusⅡ软件工具对所编程序进行编译、仿真。当temp-low为“1”，即温度过低，则heat为“1”（制热）；当temp-high为“1”，即温度过高，则cool为“1”（制冷）。经综合后的仿真分析表明，该方案是合理可行的。通过仿真后，即可编程下载。

四、使用VHDL应注意的一些问题

由于VHDL语言是描述硬件行为的，相对其它开发软件的高级语言而言，在编程过程中有一些特殊性，所以经常会出现语法正确但无法综合的问题。其原因多半因为编程者对硬件内部的工作原理了解不够，写出的代码硬件无法实现。在此总结出一些应注意的问题：

第2篇：电子电路设计与应用范文

关键词：数字电路，Matlab/Simulink仿真，同步RS触发器

中图分类号：TN702 文献标识码：B

1. 引言

数字电路与逻辑设计课程[1]是工科电子信息类与电气工程类专业的专业基础课，对学习后续相关专业课起着不可替代的作用。该门课程的教学一般包含理论教学、实验教学和课程设计等教学环节。通常情况下，完成一定内容的理论教学后，再安排相关实验课程，在实验板上搭建具体的硬件电路或专用的数字电路实验仪器进行测试、修改和完善。但是，这些方法往往面临连线多、易于出现错误或需要反复调试，难以排查错误等问题，这种教学方式会导致学生对所学内容的感性认知较差，从而较低对课堂理论教学的积极性。因此，引入虚拟仿真软件势在必行。

Matlab[2]集算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括Matlab和Simulink[3]两大部分，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等诸多领域。

针对目前课堂教学的问题，采用Matlab/ Simulink仿真工具进行数字电路的调试、仿真与验证，可以有效避免传统方法的容易出现的各种缺点，同时还能在省时、省力的条件下使课堂的讲解更加生动，更易被学生理解。因此，本文通过同步RS触发器为例介绍Matlab软件实现数字电路仿真的方法。

2. 电路设计与仿真

数字电路按照功能划分，可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。二者之间最重要的区别是时序电路中通常还需要对数据进行存储，这一功能通常是由触发器来实现的。触发器是时序逻辑电路的基本逻辑部件，它有两个稳定的逻辑状态，即状态0和状态1。根据输入端信号的不同，触发器可具有置0、置1、状态保持等功能。当输入信号消失后，触发器的状态能够保持不变。因此，触发器具有实现1位二值信号的记忆的功能。

触发器可以按照逻辑功能的不同，分为同步RS触发器、JK触发器、D触发器和T触发器等。其中同步RS触发器是学习其它触发器的基础，因此，下面将介绍如何用Matlab/Simulink仿真工具实现同步RS触发器的相关功能。

2.1 基本原理

由与非门组成的同步RS触发器的电路图如图1所示，其真值表如表1所示。

其中， 是约束条件，表示 和 不能同时为0。

2.2 仿真实现

由于同步RS触发器的功能和组合逻辑电路的学习相比差异较大，不易于学生的理解，因此，在课堂学习的过程中通过Simulink软件模拟同步RS触发器，从而强化学生对同步RS触发器功能的理解。同步RS触发器的仿真步骤如下：

首先，添加模块。在Matlab软件中运行Simulink模块，再打开模块浏览器，再采用Simulink模块库中的标准模块来构建同步RS触发器模型。鉴于激活模块需要放到Subsystem中的设计区域中，因此先将Connections模块库中的Subsystem功能模块复制到设计区域内，再进入Subsystem的设计区域进行设计。

具体而言，通过4个与非逻辑（NAND模块）组成。同时，还需要在反馈的位置加上两个加法器产生初始值。从而避免产生代数环的错误。另外，还在同步RS触发器的前端添加一个功能激活（enable）模块，使其成为具有时能端的同步RS触发器。

选用Simulink中的logical operator模块和pulse generator模块，并设置各个模块的参数，再将不同的模块通过信号线连接起来，建立同步RS触发器的Simulink仿真模型，其内部结构如图2所示。

输入端R和S接Constant模块，enable接pulse generator，输出数据被导入到Matlab的workspace空间，然后方便调用Matlab的函数显示相应的结果，时序仿真结果如图3所示。

在图3中，其中‘R input’和‘S input’分别表示R和S端的信号输入。‘enable’表示时钟脉冲，‘Q output’和‘Q-inverse output’分别表示输出信号 和 。

3. 结束语

综上所述，随着电子技术的高速发展，数字电路的形式日趋复杂化，仅依靠传统的课堂教学模式已经逐渐不能满足新技术人才的发展要求。故应利用多种新技术和传统的课堂教学方式相结合，本文采用Matlab/Simulink软件进行仿真：一方面可以弥补课堂教学的不足，加深学生对课堂所讲的概念与工作原理等理论知识的理解；另一方面，也可以克服通过电路元件搭建实验电路带来的不便，如实验室元器件品种、规模、数量的不足，仪器的陈旧老化，实验板电路的单调等问题，电路出现故障后难以调试等问题，不利于学生的创新设计。因此，利用Matlab/Simulink软件进行仿真在日常数字电路与逻辑设计课堂教学中发挥着越来越重要的作用。

参考文献

[1] 王毓银，沈明山. 数字电路逻辑设计[M]. 高等教育出版社， 2006.

[2] 张德丰，丁伟雄，雷晓平. MATLAB 程序设计与综合应用[M]. 清华大学出版社， 2012.

第3篇：电子电路设计与应用范文

CAD软件系统是当下电路设计软件中图形设计功能作为全面的应用软件，其在电子电路设计教学中的应用也十分广泛。在电路设计教学的开展中，CAD软件为课程开展提供了绘图，几何造型以及特征计算等功能，在进行电路设计过程中，教师能够通过带领学生进行元件设计，是学生进一步掌握不同电路元件的功能，并以此为基础，使学生利用不同元件的特性进行电路的功能设计。CAD软件在为电路教学设置元件设计功能的同时，也自带有元件库，电路的实际设计可以直接对元件进行调用，这也能够有效节约电路原理图设计时间。在利用该软件开展教学时，教师还要强调实际元件和虚拟元件的区别，并通过在教学过程中着重强调，以保证学生实际电路连接的准确性和安全性。

2EWB软件在教学中的具体应用分析

EWB计算机软件是一种用于电路设计与仿真的EDA工具软件，与CAD软件不同，EWB软件中包含更多的高品质模拟电路元件和组件模型。教师在开展电子电路设计教学时能够在元件调用的基础上，引导学生利用软件进行多种功能仿真，如对以连接的电路结构进行交流频率特性分析，静态分析和参数扫描分析等。EWB软件主要结构包括函数信号发生器和仿真电路模板等，学生能够在课程设计中通过元件调用和参数整合，完成电路设计，并通过将电路系统调用与仿真模板中，对其进行功能测试。在电路仿真教学过程中，教师应首先开展信号发生器教学，使得学生能够依据实际电路结构设计选定对应的激励信号，以此保证电子电路结构仿真结构的准确性和有效性。

3PSPICE仿真软件在电路设计教学中的应用

作为现阶段不同类型电路分析与设计仿真软件之一，PSPICE软件具有十分优越的实用性能。该软件主要包括电子线路仿真，图形方式输出，模拟计算电路功能和网表生成等功能，不仅能够对模拟电子线路进行仿真与模式实验，也能够与实体电路结构进行连接并开展模拟仿真。在电子电路的设计教学中，教师要将课程演示重点放在利用PSPICE软件模拟连接电路上，使学生能够在掌握元件参数的基础上，更为全面的掌握电路波形和电压电流值的检测方法。PSPICE仿真软件的应用，也为电路设计教学中元件参数的优化提供了科学有效的途经，教师通过对比软件中不同模拟元件的功能，以选择灵敏度高和容差关系稳定的软件开展教学，这能够极大的优化电路设计中的元件参数，并使得电子电路设计的教学质量得到有效提升。

4结束语

第4篇：电子电路设计与应用范文

【关键词】 电子电路 设计与辅助 传统电子电路的设计问题

计算机电子电路技术对于各行各业来说，起到的作用是非常明显，不仅能提高相关人员的工作效率和质量，还能对设计的电子电路进行仿真分析实验，以方便解决实际电路搭建中所遇到的各种困难。该文就电子电路的具体原理以及计算机辅助系统中一系列环节出现的问题进行分析，明确电子电路的具体原理，对计算机的辅助设计进行一系列的分析，以满足我们的日常工作需求。下文，将对电子电路对计算机辅助设计的联系展开铺设，以解决难题。

1 电子电路原理以及计算机的辅助设计

电子电路的基本原理相对来说是比较容易理解的，在电子基础中，电就像是水一样，电路类似于俗称的水路，将各种电子元件连接成相应的通路，以实现特定的功能。任何电子产品都是由电子元件组成的，所以为了更加深入的了解电子电路的原理，需要对电子元件进行一系列的辨析，也就因此掌握了电子应用。对电子电路的原则基本认识之后，能够应用一系列的电子工具，进行一系列的产品设计。

电场这个概念对于电子电路来说并不陌生。电场通常是指电产生作用力的一个范围。磁场就是磁产生作用力的一个范围，其他类似。导体就是电容易通过的物体。绝缘体，就是电比较难通过的物体。导体与绝缘体在实际生活中并没有决定化的定义，这两者的导电能力相差好几倍。有些物体，在不同的外界环境下，比如电场，磁场，温度，光照等方面的影响下会呈现出不同的导电状态，我们称这类物体为半导体。对导体、绝缘体以及半导体的具体应用就能组成各种的电子元件，我们就能对电能进行方便简单的检测与利用，开关是一个类似短路器与开路器系列的东西，电阻在零欧姆与无穷大的两个阻值上相互变化的元件，它与自来水开关的效果原理类似。任何时候，只要电流流过，就会产生一个闭合的通路系统。也就是电流回路，如果不考虑电源内部的问题，电流一定是从正极流向负极。电源类似于特殊的电子元件，在闭合通路下，才有可能产生电流，如果没有导体以及电子元件连接就不能形成闭合的通路也就不会产生电流，并且没回路就一定没有电流，有电流就肯定有回路。并且实际中对于交流电流的运用并不需要物理上的通路、真空、空气也能形成电流回路。两个不同水位线之间存在一个水差就是水压。水压之间如果存在一根管，水就会因此流动，水流动就会受到阻力。越细的水管，其阻力越大，水流进越小。如果水压越高，其水流越大。

在一系列工程设计中，计算机担当的角色是计算、制图、信息存储的功能角色，在应对不同的行业中，通常利用不同方案进行大量计算、分析与比较，以确定出其最优方案，其设计信息所谓计算机技术的一种应用，能够随时迅速的被使用者找到，有些设计人员自己构建草图，而对草图的进一步完善，需要通过电子计算机的渲染。利用计算机可以进行一些图片的操作，对其进行加工工作，利用计算机的辅助设计电子电路技术能够提升设计人员的工作效率与工作质量。并且在企业的实际运用中起到了不可缺少的关键作用。

2 计算机系统的系列构成

电子电路辅助计算机的应用需要一定的计算机基础，比如其基本图形功能应用，系统中起作用的设备为：电子计算机的主机，图形的输入板，图形显示终端，打印机，扫描仪以及给类绘图处理件等。一般来说，工程工作站指的是具有超级小型功能与三位图形处理能力的单用户交互式计算机系统。它有比较强的计算能力，比较高端的图形软件，具有高分辨率现实，并且可以在网上办公。完善的CAD系统对于日常生活的帮助是显然易见的。

图形输入输出设备不仅仅包括计算机主箱以及其他的外在连接设备，也包括其他的一系列内在软件。图形的输入输出设备主要应用于计算机辅助设计中。图形输入设备的作用，是把平面上的点坐标投射到电子计算机里。软拷贝与硬拷贝组成了图形的输出设备，前者是对于各种图形的显示装备，有利于人机互动。后者经常用作图形显示的附属设备，主要进行复印的作用。以实现整体环节中的分工协作等。

CAD软件是运用比较广泛的软件，它应用于各个行业，比如建筑业，广告设计业中，它除了具备可操作性，编译程序外，还有对一系列交互式图形显示软件，以及CAD应用软件与数据管理软件使用。交互式的图形显示软件应用于图形显示的编辑，开窗，观看与图形的变换修改，人与计算机之间的良好互动。CAD软件能够提供制图，特征计算与几何造型等功能，广泛应用于各个专业领域。构造应用软件的四个主要组成是，算法，用户界面，数据结构以及数据管理等。数据管理软件应用于存储、检索以及大量数据的处理，其中包括对文字图形信息的编辑处理。为了方便其进行处理，需要建立工程数据库系统。与一般的数据库系统相比，其拥有以下的特点，比如多样化的数据类型，实体关系的复杂管理，频繁变动的数据结构与库中数值。实际上，设计者的操作是一种具有实行性的交互处理行为。其基本的技术包括交互技术、曲面造型以及实体造型技术等。

3 对于仿真软件的举例分析

3.1 电子工作平台的应用（Electronic Workbench）

Electronic Workbench是一种比较高效的电子电路计算机辅助设计软件，它使用的是windows的平台，能对一系列信息进行模拟，数字以及模数混合电路的设计，其具有一系列的特点，比如高精确度，强悍性能，友好的界面，方面的操作等，以其虚拟仪器而闻名，它把系统管理者放在一个虚拟的电子实验室里，弥补了当面一系列高档仪器数量不足，元器件耗费等的缺陷。

3.2 MultisimX系列的仿真工具

Multisim X适用于数字电路的设计工作，基于windows平台的仿真工具。它具体包含了电路原理图的图形输入以及一系列硬件描述语言的输入，具有非常强大的仿真分析能力。通过具体操作可以进行电路图的输入以及编辑信息等的电路搭建。对于元器件挑选界面的应用，可以根据不同的需要对电路进行相应观测和分析。对于Multisim X的电路仿真来说，以仿真软件作为其平台进行一系列模拟电子电路设计，从接收任务以及到获得最终的设计结果，电路仿真软件都能够仿照前期模拟电子电路的设计进行一系列的电路的可辅助设计。可以实现硬件实验环境的具体模拟，并且对模拟过程中的现场进行记录与分析。

3.2.1 对于电路的具体分析，及其说明

对条幅电路进行模拟电路的仿真设计以及分析。为了达到目的，可以先将待搬移的信号和参考信号之间进行时域相乘，获得两者的混合频率分量，再用其滤波器滤除无用的频率分量就行。在实际运用中，由于模拟乘法器IV芯片的优点，比如小体积，低功耗，高可靠性，高性能等对于整体电路具有稳定的调整性能等。设计的时候，可以选择模拟乘法器芯片和一系列电路之间形成振幅调制等线性频谱搬移的完整电路。

3.2.2 针对整体电路的仿真设计和电路的调试

在具体的电路设计中，单纯性阻值不是电阻选择的唯一方面，在选择的时候对于高频特性也要考虑进去。在仿真设计的过程中，如果提升其工作频率，元器件分布参数也会相应变大，并且还会出现电路失控、波形失真的问题，在具体工作中想要防止因工作频率升高而导致的电路工作失常的现象，就必须使用特定规格参数的金属氧化膜电阻器，比如其很小的分布参数，这一系列都能说明仿真电路确实能够实现实际电路的模仿。在实际的硬件运行的条件下，如果出现三极管故障，就会导致工作出现问题以及整个电路工作不正常的事例。在一系列的仿真过程中，要选择各个方面性能都比较优秀的晶体三极管比如2N910以及二极管1N1204C等一系列元件，来搭建MC1596芯片内部电路，使其具有很好的电气性能。

4 电子电路计算机辅助设计与电子电路传统设计的联系

在早期的时候，模拟电路设计步骤都是比较简单的，一般分为电路形式与元器件型号，进行元件参数的大致计算，确定电路形式以及元件参数值的硬件电路实验环节，进行电路图的绘制，印刷电路板的制作，进行焊接并调制投入等，电路仿真的具体应用。这就是传统电子电路设计制作的步骤。它的好处显而易见，可以随意的实现对电路形式和元器件参数值的修改，使其满足高性能指标，这样不仅增大了实际工作的效率，而且还减少了实际元器件的消耗问题。电路的仿真设计，能够分清电子电路的一系列具体功能作用，基本分析方法与设计方法，还可以以仿真软件作为实验的平台，使用库中的电子测量仪器观测值、实验现象以及得出相应的结果，设计的电路是否能满足性能指标，是否需要进行进一步调整元件的参数进行电路优化。值得注意的是在电路的仿真设计中其仪器库里的测量仪器不过是理想性的东西，无法实现对实际电路设置的完全模仿能力。并且由于仿真软件商利用分立元件进行电路的搭建，其集成程度也会受到限制。

5 结语

根据该文所陈述的，电子电路设计必须要重视两大方面，一是对于硬件的设计，二是对于软件仿真的运用。前者是电子电路的物质基础，一切的前提，软件设置能够充分发挥硬件的功能，对于软件仿真的运用，能实现在现实环境中无法实现的一系列实验设计，从一个侧面来看，软件仿真引领电路电路的前进方法。对于电子电路中设计周期的缩短，降低成本，只有通过一系列软件仿真才能达到，软件仿真对已整体性能的发挥起到很重要的作用。需要根据实际情况，对于软件仿真进行深化剖析，找到更好的切入点，促进技术更新，完善我们的工作质量与效率的提升。

参考文献：

[1]Bassam Halabi.因特网的路由选择技术.北京：电子工业出版社.

第5篇：电子电路设计与应用范文

关键词 电子技术；单元电路；设计步骤；设计方法

中图分类号：TN792 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）15-0074-01

设计电子电路，首先应该明确设计任务，然后根据任务进行方案的选择。完成总体的电路设计，应该准确的完成各个单元电路的设计，完成参数的计算、元器件的选择，之后连接各个单元电路，组成完整的电子电路。所以，单元电路的设计是基础，也是电子设计中重要的一部分。

1 电子技术及单元电路的概念

电子技术就是根据电子学原理，将各功能的电子元件，按照一定功能、一定实现顺序连接，实现某种功能，这是一门实践性很强的学科，电子技术包括两大分支：信息电子技术、电路电子技术。其中信息电子技术是电工类基础学科，包括模拟电子技术、数字电子技术。电子技术主要的处理对象是针对信号的，我们生活中常见的卫星信号、超声波信号等，处理的方式包括放大、滤波、转换等。

电子电路设计需要用到大量的电子元器件，电子元件是指电容器、电阻器、变压器、开关等，电子器件包括晶体管、电子管、离子管等。电子电路按照组成分类，可以分为集成电路、分立电路，单元电路是电子电路中，具有一定功能的一个小部分，常用的单元电路有放大电路、整流电路、振荡电路、检波电路、数字电路。数字电路中还包括的常用的逻辑电路有：与门、或门、非门、及组合起来的计数电路、触发器、加减运算器等。提高单元电路的设计精度，能够提高电子电路整体的精度。

2 单元电路的设计步骤

2.1 明确任务

再设计电路时，首先要明确电路需要的功能，制定详细的任务书，确定需要的单元电路，星系拟定电路的性能指标，再通过计算电压需要放大的倍数、电路中输入输出电阻的大小，绘制执行流程图，通过设计，将电路所需的成本降到最低，提高每个单元电路、参数的精度，在提高设计电路的可靠性、稳定性的前提下，尽量简化设计电路。

2.2 参数计算

计算参数是设计电路必须要进行得步骤，通过计算，来保证电路中各个单元电路的功能指标需要达到的要求，计算参数需要电子技术的相关知识，单元电路的设计需要强大的理论知识的支撑，才能做到炉火纯青。例如，在计算如下放大电路的时候，我们需要计算每个电阻的阻值、以及放大倍数，同一个电路，可能有很多数据，所以要正确的选择数据，注意方法。

2.3 绘制电路图

电路设计时，需要将单元电路与整机电路相连，设计完整的具有一定功能的电路图，在连接时，需要注意单元电路间连接的简化，以及最重要的是，电路的电气连接，是否能够导通，实现预定功能。例如，设计单元电路间的级联时，各单元电路设计完成时，还要考虑这些，意在减少浪费，还要注意输入信号、输出信号、控制信号间的关系，同时还要注意一些事项：首先，注意电路图的可读性。绘图时，尽量将主电路图绘制在一张图纸上，其中较为独立的部分单元电路、以及次要部分可以绘制在另一张图上，但是一定要注意图之间的电气端口的连接，是否对应，各图纸间的输入输出端口都要提前做好标记。

其次，注意信号流向以图形符号。信号的流向，一般从输入端、信号源开始，从左至右、从上到下，按信号的流向依次连接单元电路。而且，图中要加上适当的说明，如符号的标注、阻值等。

最后，注意连接线画法。电路图中，各元件间的连接应为直线，且尽量减少交叉线，连接线的分布应为水平或者垂直，除非应对特殊情况，否则不要化斜线，如图中不可避免的出现交叉，要将连接点用原点表示。

3 几种典型单元电路的设计方法

电子电路设计中，单元电路一定要设计合理，否则将会影响整个电路的联通，所以，电气工程师在设计电路时，应该更谨慎的致力于单元电路的设计。

3.1 对于线性集成运放组成的稳压电源的设计

稳压电源的设计，一般先让输入电压通过电压变压器，然后进行整流，然后经过滤波电路，成为稳压电路。设计单元电路时，串联反馈式稳压电路可分为几个部分，调整部分、取样部分、比较放大电路、基准电压电路等。这样的设计能够使单元电路具有保护过流、短路电流。

3.2 单元电路之间的级联设计

单元电路设计完成之后，还要考虑单元电路间的级联问题。例如，电气特性的相互匹配、信号耦合方式、时序配合、相互干扰等。其中信号耦合方式，还包括：直接耦合、间接耦合、阻容耦合、变压器耦合、光耦合。时序配合的问题，相对比较复杂，需要对每个单元电路的信号进行详细的分析，来确定电路时序。

3.3 对于运算放大器电路的设计

运算放大电路在电路设计中十分常用，它能够与反馈网络连接，组成具有特定功能的电路模块，是具有很高放大倍数的单元电路。运放电路的设计，可以通过元器件的组合，也可以通过具有相应功能的芯片构成，设计时对各种参数都要整体权衡，不能盲目的追求某个指标的先进。其中，要引起重视的是，应在消震引脚间接入适当的电容消振尽量避免两级以上的放大级相连。

4 结束语

电子电路种类繁多，其中涉及的理论和技巧也比较多，所以，为实现某种功能，有很多设计方法。随着集成电路的迅猛发展，很多新型元器件层出不穷，使电子设计又出现了新的格局。要求工程师在设计时，能够渐渐地脱离复杂繁多的单元电路，更多的利用集成的电路芯片，同时，还要求设计者深入了解集成芯片的功能，以及单元电路的连接，实现集成电路与单元电路的合理的连接，进而简化总体的电路设计。

参考文献

[1]李妙长.浅谈电子技术中单元电路的设计[J].中国校外教育（基教版），2012（05）：12-16.

[2]索静，刘杰.电子技术中单元电路的设计方法研究[J].数字技术与应用，2011（11）：21-25.

[3]雷时荣.电子技术中单元电路的设计方法[J].电子世界，2011（11）：04-09.

第6篇：电子电路设计与应用范文

【关键词】EDA；电子系统；CPLD/FPGA；VHDL

1.引言

电子设计自动化（Electronic Design Aut-omation）的缩写即是EDA。EDA技术是把计算机技术应用在电子设计过程的一门技术，从而实现了电子设计的自动化进行，现今EDA技术已经广泛用于电子电路的设计仿真以及集成电路版图设计、印刷电路板的设计和可编程器件的编程等工作中。EDA技术是一门综合的学科，它代表了未来电子设计技术的发展方向，打破了软硬件之间的隔阂。

我们依据计算机辅助技术介入程度的不同，将电子系统设计分为以下三类：

1.1 人工的设计方法

此种设计方法从提出方案到验证方案等等均需要由人工来完成，并且方案的验证必须搭建实际的电路来完成验证。这种人工的设计方法缺陷在于：开销特别大，但是效率却极低，并且周期比较长，还有一点就是现在的产品不是单单靠人工就能够完成的。

1.2 计算机辅助设计CAD

1970年以来，计算机开始被应用于Ic版图设计以及PCB布局布线，后来发展为可对电路功能和结构进行设计，并且在原来的基础上增添了逻辑仿真、自动布局布线等等的功能。可以这么说CAD技术的应用取得了可喜的成果。但我们也不能过于乐观，因为各种各样的软件层出不穷，每一种设计软件只能够解决一部分的问题，这就造成了软件不能完全脱离人去设计，智能化程度不能够满足人们的需求。

1.3 EDA电子设计自动化

1990年以后是EDA时代的到来。伴随着电子计算机的不断发展，计算机系统被广泛的应用于电子产品的设计和电子产品的测试以及电子产品的制造等各环节当中。由于电子产品的性能不断提高以及精密度的增加，产品的更新所需要的时间越来越短。相应的，电子产品的设计和电子产品的测试以及电子产品的制造也必须跟上更新的步伐。同时EDA也是CAD向前发展的必然产物，是电子设计的核心内容。

2.EDA的基本特征

作为现今社会电子设计最前沿的技术，电子设计工程师可以通过EDA从协议、算法等等开始对电子系统进行设计，这样可以使计算机完成大量的工作，并实现了从电路设计以及性能分析至设计出PCB版图整个过程完全在计算机上实现自动化处理。EDA设计工程师采用从系统设计入手，对功能方框图进行划分以及对结构进行设计。设计工程师对系统硬件功能的完成需要依靠EDA软件和硬件描述语言。

另一方面，电子设计的仿真和调试是在高层次上进行完成的，这样做的好处是方便在初期发现一些错误，主要是结构设计上的，这样可以有效地减少设计资源的浪费，同时避免了做大量的逻辑功能仿真工作，使设计能够取得一次性成功。又由于电子产品日趋复杂，集成度又显著提高，现存的中小型规模的集成电路已经不能够满足我们的要求，这就导致了电子电路设计由小规模芯片转向了大规模甚至超大规模芯片，产生了具有高集成度和低功耗等功能的可编程ASIC器件。

3.EDA的应用

随着EDA技术的迅猛发展，EDA技术主要在以下两个方面发挥了巨大作用。首先，在科研方面的应用：

主要是应用仿真工具，比如PSPICE、VHDL等，利用这些工具进行电路的设计以及电路的仿真；还用虚拟仪器对产品进行测试；在仪器中应用CPLD/FPGA器件；从事一些ASIC或者PCB的设计等等，总之EDA技术在科研方面获得了广泛的应用。取得了显著地经济和社会效益。其次，在教学方面的应用：可以这么说几乎设置有电子信息这个专业的院校，无论理工科还是文科类的高校，几乎都设有EDA的课程，设置这门课程的目的在于，让同学们了解EDA的原理，能够学会利用HDL对系统逻辑进行描述，同时掌握用其进行仿真实验的操作方法，达到无论是做毕业设计还是以后参加了工作，都能够进行简单的设计。为此我国每2年举办一次大学生电子设计的竞赛，这也是在考察学生的EDA技术水平，可以这么说，EDA技术已经是电子领域里不可或缺的一门技术。

4.EDA的常用软件

EDA软件很多，大体上分为PCB设计软件、IC设计、电路设计以及仿真工具等，下面简单介绍在我国应用比较多的几个软件。

4.1 电子电路设计以及仿真工具

电子电路设计以及仿真工具有：SPICE、EWB等等。

（1）SPICE工具是由美国加州大学研发出的电路分析软件，由于其广泛的被使用，同时功能足够强大，被认为是国际上对电子电路性能模拟的一个标准，具有文本输入和电路原理图的图形输入两种功能。

（2）EWB工具是加拿大Interactive Image Technologic Ltd公司研发的电子电路仿真工具。这款软件可以提供多种类型的虚拟仪器，可以像操作实际仪器一样对其进行操作。并且软件可以提供的元器件种类繁多，器件比较齐全，它在功能上模仿了SPICE，但是没有SPICE那么多的分析功能。

4.2 PCB设计软件

PCB设计软件包括Protel、Cadence PSD、OrCAD、PowerPCB等等，其中Protel在我国应用最广泛，它是由澳大利亚Protel Technology公司研发的电路板设计软件。许多理工类高校都设有这么课程，而且电路公司几乎没有一个不使用它的，它能够全方位的对电路进行设计，并且Protel具有易于使用、界面友好等优点，电路设计和PCB设计是其最有代表性的功能。

5.EDA的发展前景

21世纪后，大规模的FPGA、CPLD器件的涌出，使得EDA软件持续更新，EDA技术取得了更大的发展。如果想参与世界范围电子市场的竞争，提高竞争能力，那么EDA技术是需要熟练掌握的，只有这样电子企业才能够生存和发展下去。

参考文献

[1]李雪梅，张建辉.电子EDA技术及发展与应用[J].乐山师范学院学报，2004（05）.

[2]顾青华.谈电子EDA技术的应用与发展[J].信息与电脑（理论版），2010（08）.

第7篇：电子电路设计与应用范文

电子电路设计是电类专业为绘制电子电路图所必需掌握的一门计算机综合性设计课程。然而，随着课程改革在各高校逐渐开展，一些课程的课时量也相应递减，比如笔者所在学校电气自动化专业的《电子电路设计》课程已由原36学时减至24学时。如何在减少的课时的课程中让学生掌握同样程度的技能水平以适应社会的需求，考验着每一位专业教师。以往传统的电路设计教学的方式大多是由教师先讲授知识点，然后将知识点所涉及到的图例向学生绘制演示，最后让学生依样画葫芦。在整个教学过程中，教师为主导，而学生仅限于单纯的模仿与记忆，并没有主动学习，导致学习效率低下。因此在教学中应该有意识到加入兴趣式教学，调动他们的求知欲，激发学生更积极主动的思考，学习甚至创新，打造优质课堂，全面提高教学质量与学习效率。

2任务驱动法

2．1任务驱动法原理

任务驱动法是近年来被广为应用的一种教学手法，它一改传统的灌输式教学，尝试采用任务驱动式的教学方法。需要教师将课程学习内容划分为多个特定任务，每个任务包含一定知识点，只要学生完成了课程中设定的任务，就可以掌握课程学习的内容。任务驱动法的核心内容就是由教师在教学过程中创设任务情境，教学任务必须融合学生所需要掌握的技能点和相关的知识点，同时又具有一定的生活性、探究性和创造性，让学生带着解决问题完成任务，激发他们的学习兴趣，让学生自主或协作性学习，使他们真正了解知识点在实际工程中的应用，学以致用。

2．2任务驱动法在电路设计实训中的应用

电路设计实训课程的教学目的为电子电路图形绘制，电路图形仅为简单的二维制版，因此在绘制电路原理图时较为简单易学。但无论多简单的图形，在绘制的过程中都要利用到基本绘图工具、图形编辑和图层管理各知识点综合才能完成。因而课程教授过程中不能简单的按书本章节顺序来讲，而是应该由教师将所有知识融会贯通后重新组织，将它们融入到一个个工程任务中再向学生展示，如向学生展示电动小车电路设计图纸，将其作为一个工程任务，让学生尝试用学过的知识来绘制，或让学生在绘制过程中遇到难题再提出并讲解。这样就更能增添学生的学习兴趣和在完成任务后的成就感，形成良性循环。因此电路设计实训课程非常适合采用任务驱动式教学法。

3微任务驱动法

3．1微任务驱动法原理

采用任务驱动法教学所提供的任务由于综合性较强所以工程量较大且难度较高，学生在一节课中难以完成，即使有些基础好，动手能力强的学生完成了任务，也会因为知识点过多过杂而难以消化。因此需要由教师把握学生素质和能力，将大任务进行科学性的分解，将之细化为中任务，小任务甚至微任务。让具有不同层次知识能力的学生都能被激发兴趣，在任务量合适的微任务环境中尝试和实践。以上所述即为微任务驱动教学法，它就是以任务驱动法为基础，将总任务依靠知识的内在逻辑或采取分类的方式进行具体化，以微任务的形呈现。较之任务驱动法，其目标更为明确，导向性更强，教师使用这种方法教学也更容易控制课堂教学的节奏，保证能在规定时间内完成教学进度。

3．2微任务教学设计

微任务驱动法的实施过程是：教师先依据教学目标设计一个总任务，引起学生的学习兴趣。再引导学生分析总任务的解决方法并将总任务拆分为一个个的微任务，各微任务之间可以是从属或并列关系。拆分出来的微任务不能太难或任务量太大，应设计为学生较易完成的程度，以便于将学生的理解逐步引向深入。通过一个个的微任务引导和推动学生一步步上升，一层层提高，不断接近并最终达到复杂的学习任务的顶点。微任务法的核心是如何科学合理的设计微任务。首先，任务必须要有明确的目的性，教师提出的每一个微任务，原则上都是为了完成总任务而设计的，尽量不设置多余任务，不能本末倒置。其次，教师选择微任务时应考虑到大多数学生的水平，注意难易适度。并且在教学过程中，根据学生的反应与掌握程度以及课程进度随时调整微任务，不能任务教条化僵化。第三，微任务还应遵循完整性原则。教师所设计的微任务必须连贯，不能有断续感，让学生知道自己要做什么，可以解决什么问题，使他们获取的知识完整且有条理。最后，微任务的设计要适当增添趣味性，可以在教学过程中加上图片插画，视频音频等数字教学资源，让学生在完成任务的同时体会到学习的乐趣。

3．3微任务驱动法在电路设计实训课程中的应用

AltiumDesigner软件的工具栏较多，常用工具栏中的各命令参数也较杂，若逐个讲解，则显得各知识点杂乱无章，学生记的多忘得快，但在实际绘图时还是束手无策，不知该用哪个工具来绘制。例如，在介绍AD软件常用绘图工具栏中的直线、多边形、椭圆弧线、文字和文本框等，若单纯讲述这些知识点，难免枯燥乏味，且容易与布线工具栏的功能弄混。围绕这些教学内容，可设计对应电路制图微任务，围绕一个小目标，教师可以设计多个由简单到复杂的小任务，布置学生循序渐进地完成任务，在练习中熟悉各种命令的操作。例如，基本绘图训练可将学生已在模拟电路和数字电路课程中学过的常用电子元件符号如：变压器、运算放大器（如图1（a）、（b）所示）融入其中，将它们设计为一个个需要完成的微任务。每个任务都考虑到学习课程的前后连贯和趣味性，让学生绘制自己所熟悉的事物。随着学习的深入，可以布置学生完成如图1（c）所示的七段数码管等稍复杂的绘制任务。完成任务后的喜悦感和成就感会更加强烈，也为以后的学习增添了动力。微任务驱动法在教学过程中将知识点分解到一些小任务中进行，学生头脑中的知识是零散的，有时会降低知识的系统性和完整性。因此，这样的设计任务和完成过程是十分必要的，教师可以通过一个较为完整的任务引导学生将已完成的微任务中的知识点进行归纳总结，加深对所学知识和技能的记忆和理解，完成真正意义上的知识建构。例如，上完第三次课后，教师即可布置学生完成如图2所示“八路彩灯控制电路图”大任务。从创建元器件、调用常用元件开始，直至综合运用各种绘图指令及编辑工具完成绘图。让学生在本次课中复习巩固了前面微任务中所学的小知识并将其融合，初步完成了一张简单的电子电路设计原理图样，并总体上掌握了一张较完整电子电路工程图的绘制过程，具有综合应用性。

3．4电路设计课程与其余课程的前后融合

电路设计课程在介绍一般电路绘图技巧与制版规则时，还会涉及到数字电路、模拟电路、单片机技术应用等课程的接续关系。将本课程绘制图中所涉及到的器件类原理基础前移到数字电路和模拟电路等课程中解决，诸如实际译码电路、三态电路与缓冲器芯片等知识点不再占用本课程学时。本课程把握好衔接关系，主讲等电路板制版规范、电路设计的仿真方法等要点主题，把以往重复性内容节省的学时用于应用层面。在重点讲述电子电路图绘制方式的时候，还应适当向学生加强常用接口电路的连接方法知识点，并向学生扩展对嵌入式处理器及新技术的了解，为后续单片机原理课以及传感与检测技术中各种传感器与微处理器的连接使用，智能传感器、数字式一体传感器等内容的讲授打下基础。

4总结

第8篇：电子电路设计与应用范文

电子系统的种类较多，从总体上可分为模拟系统、数字系统和模/数混合系统三大类。在数字系统中，又可分为以标准数字集成电路(如TTL、CMOS器件)为核心的电子系统以及以MPU、MCU、PLD、ASIC为核心的电子系统。在模/数混合系统中，以SOC为核心的电子系统发展最为迅猛。以模拟器件为核心的电子系统是基本的，该设计环节对于学生巩固及应用已学电子技术理论和基本技能，进一步提高实际工作能力和培养创新能力具有不可替代的作用。

一、电子系统设计的基本原则

电子电路系统设计时应遵循以下几个基本原则:

(1)满足系统功能和性能指标要求，这是电子电路系统设计时必须满足的基本条件。

(2)电路优化。在满足功能和性能要求的情况下，通过优化的简单电路系统既经济又可靠。

(3)电磁兼容性好。电磁兼容性是现代电子电路系统应具备的基本特性。

(4)可靠性高。电子电路系统的可靠性要求与系统的实际用途、使用环境等因素有关。

(5)系统集成度高。最大限度地提高集成度，是电子电路系统设计应当遵循的一个重要原则。

(6)调试简单方便。

(7)生产工艺简单。生产工艺是电子电路系统设计者应当考虑的一个主要问题，无论是批量产品还是样品，生产工艺对电路的制作与调试都是相当重要的一个环节。

(8)操作简便、性价比高。

二、电子系统的设计方法根据电子系统的功能和结构上的层次性，通常有如下三种设计方法。

1.自顶向下的设计方法这种设计方法就是设计者根据原始设计指标或用户需求，从整体上规划整个系统的功能和性能，然后对系统进行划分，分解为规模较小、功能较简单且相对独立的子系统，并确定它们之间的相互关系。这种划分过程可以不断进行下去，直到划分得到的单元可以映射到物理实现，实现可以是具体的部件、电路和元件，也可以是VLSI的芯片版图。

2.自底向上的设计方法

这种设计方法就是设计者根据要实现系统的各个功能的要求，首先从现有的可用的元件中选出最合适的，设计成一个个的部件，当一个部件不能直接实现系统的某个功能时，需设计出由多个部件组成的子系统去实现该功能，上述过程一直进行到系统所要求的全部功能都实现为止。该方法的优点是可以继承使用经过验证的、成熟的部件与子系统，从而可以实现设计重用，减少设计的重复劳动，提高设计生产率。其缺点是设计过程中设计人员的思想受限于现成可用的元件，故不容易实现系统化的、清晰易懂的以及可靠性高、可维护性好的设计。

3.以自顶向下方法为主导结合使用自底向上的设计方法

随着SOC(单芯片系统)的出现，为了实现设计重用以及对系统进行模块化测试，通常采用以自顶向下方法为主导，并结合使用自底向上的方法，这样既能保证实现系统化的、清晰易懂的以及可靠性高、可维护性好的设计，又能充分利用IP核，减少设计的重复劳动，提高设计生产率，因而得到普遍采用。

三、基于模拟器件的电子系统设计流程

基于模拟器件的电子系统设计的流程如图1所示。模拟电路种类较多导致系统的设计步骤将有所差异，流程图中的环节应随设计的实际作调整或交叉进行、重复。

1.明确设计任务

该阶段是对系统的设计任务进行具体的分析，充分了解系统的性能、指标、内容及要求，掌握系统的基本特征，以便明确系统应完成的任务。

2.总体方案选择

该阶段针对所提出的任务、要求和条件，从全局着眼，用具有一定功能的若干单元电路构成一个整体，来实现系统的各项性能。通常符合要求的总体方案不止一个，设计者应当针对任务、要求和条件，查阅有关资料，广开思路，提出若干种不同的方案，然后逐一分析每一个方案的可行性和优缺点，再加以比较，择优选用。

3.单元电路设计

在确定总体方案后，便可以画出详细框图，设计单元电路。设计单元电路的一般方法和思路如下:

(1)根据设计要求和已选定的总体方案的原理框图，明确对各单元电路的要求，必要时应详细拟定出主要单元电路的性能指标。注意各单元电路之间的相互配合，但要尽量少用或不用电平转换之类的接口电路，以简化电路结构、降低成本。

(2)拟定出各单元电路的要求后，应全面检查一遍，确定无误后方可按一定的顺序分别设计各单元电路。

(3)选择单元电路的结构形式。最简单的办法是从以往学过的和了解的各种电路中选择一个合适的电路，但一般情况下，应查阅有关资料，以丰富知识、开阔眼界，从而找到适合的电路。具体设计时，在符合设计要求的电路基础上适当改进或进行创造性的设计。

4.计算和调整参数

电路设计中参数的计算方法主要在于正确运用课程中已经学过的分析方法，搞清电路原理，灵活运用计算公式。对于一般情况，计算参数应注意以下几点:①各元器件的工作电压、电流、频率和功耗等应在允许范围内，并留有适当裕量;②对于环境温度、交流电网电压等工作条件应按最不利的情况考虑;③对于元器件的极限参数必须留有足够的裕量，一般按额定值的1．5倍左右考虑;④电阻、电容的参数应选计算值附近的标称值;⑤在保证电路达到功能指标的前提下，应尽量减少所用元器件的品种、价格、体积、数量等。

5.元器件的选择

从某种意义上讲，电子电路设计就是选择最合适的元器件，并把它们最好地组合起来。首先要根据具体问题和方案，考虑需要哪些元件、每个元件应该具有哪些功能和性能指标;其次所需的元件哪些实验室有，哪些市场上能买到，价格如何，指导学生关心元器件的信息和新动向，多查资料。以下概括地说明设计中元器件的选择思路。

(1)阻容元件的选择。电阻和电容的种类很多，正确选择电阻和电容很重要，不同电路对电阻和电容的性能要求也不一样。设计是要根据电路的要求选择性能和参数合适的阻容元件，并要注意功耗、容量、频率和耐压范围是否满足要求。

(2)分立元件的选择。分立元件包括二极管、晶体三极管、场效应管、光电管、晶闸管等，根据用途、参数等进行选择。

(3)集成电路的选择。集成电路的品种很多，选用的方法一般是“先粗后细”，即先根据总体方案考虑应该选用什么功能的集成电路，然后考虑具体的性能，最后根据供货、价格等因素选用某种型号的集成电路。

6.审图

在电路的设计过程中必然会有考虑不周的地方，各种计算也会出现误差甚至错误，所以在画出电路总图后，要进行全面审查。审查时要注意先从全局出发检查总体方案是否合适，各单元电路的原理是否正确，电路形式是否合适，再检查各单元电路之间的电平、时序配合是否合适，电路图中有无烦琐可优化之处，接着根据电路图中所标出的各元器件的型号、参数等验算是否能达到性能指标，有无恰当的裕量，同时需注意电路中各元件是否工作在额定值范围内，以免实验时损坏。

7.实验检测

一个电路的设计是一个复杂的过程，在这个过程中需要考虑很多的因素和问题，设计中难免会出一些差错。实验检测是设计电子电路必不可少的环节，通过实验检测可以发现设计中存在的问题，通过解决实验中所发现的问题，逐步完善设计，最终达到设计目标。在实验中所需要检测的内容主要有:各元件的性能和质量、各单元电路的功能和主要指标、各个接口电路的功效、总体电路的功能等。

四、电子电路的安装和调试

电子电路的安装和调试在电子工程技术中占有重要的地位。它是把理论付诸实践的过程，是把人们的主观设想转变为电路和电子设备的过程，是把设计转化为产品的过程。任何一个好的设计方案都是经过安装、调试和多次修改才形成的。安装主要涉及到结构布局、元器件的安排布置、线路的走向及连接等问题。电子电路系统的调试是电子电路设计中的重要内容，它包括电子电路的测试和调整两个方面。测试是对已经安装完成的电路进行参数及工作状态的测量，调整是在测试的基础上对电路元器件的参数进行必要的调整，使电路的各项性能指标达到设计要求。电子电路的调试通常有两种方法，其一是分块调试法，这是采用边安装边调试的方法，其二是统一调试法，即在整个电路系统安装完成之后，进行一次性的统一调试。以上两种方法的调试步骤基本一致，具体有:通电前的检查，主要内容是检查元器件、检查连线、检查电源进线;通电检查;静态调试;动态调试。例如，对于数字电路的动态调试，一般先调整好振荡电路，以便为整个电路提供时钟信号，然后再分别调整控制电路、信号处理电路、输入输出电路及各种执行机构，在调试过程中要注意各部分的逻辑关系和时序关系，应对照设计时的时序图，检查各点的波形是否正常。对于调试过程中出现的故障，常用的诊断方法有直接观察法、静态工作点测量法、信号寻迹法、对比法、元件替换法、旁路法、短路法、断路法、电子干扰的抑制措施等。

第9篇：电子电路设计与应用范文

[摘要]EDA仿真技术在教育领域的应用，带来一场深刻的教学改革，这一技术的产生必将冲击着传统的实验教学模式。本文阐述了EDA技术、MultiSim软件，及其在电子技术实验教学的应用。

[关键词]EDA 电子技术 MultiSim 实验教学应用

一、概述

EDA（Electronic Design Automation）是指以计算机为工作平台，融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成功的电子CAD通用软件包。主要能辅助进行三方面的设计工作，既IC设计、电子电路设计和PCB设计。EDA技术经过了三个阶段的发展。从70年代的（CAD）阶段和80年代的（CAE）阶段，到90年代的电子系统设计自动化（EDA）阶段。EDA技术代表了当今电子设计技术的最新发展方向。它不仅为电子技术设计人员提供了“自顶向下”的设计理念，同时也为教学提供了一个极为便捷的、科学的实验教学平台。电工电子类专业课程中的电工基础、模拟电子技术、数字电子技术都可以通过EDA仿真软件，进行电路图的绘制、设计、仿真试验和分析。应该说将EDA仿真软件应用到电工、电子类专业的教学中是一种教学手段的创新，也是提高教学质量的优选方法。

随着电子设计自动化（EDA）技术的发展，开创了利用“虚拟仪器”“虚拟器件”在计算机上进行电子电路设计和实验的新方法。目前，在这类仿真软件中，“虚拟电子实验台”——MultiSim较为优秀，其应用逐步得到推广。这种新型的虚拟电子实验技术，在创建实验电路时，元器件和测试仪器均可以直接从屏幕图形中选取，而且软件中的测试仪器的图形与实物外形基本相似。利用MultiSim仿真软件进行电工电子技术实验教学，不仅可以弥补实验仪器、元器件短缺以及规格不符合要求等因素，还能利用软件中提供的各种分析方法，帮助学生更快、更好地掌握教学内容，加深对概念、原理的理解，并能熟悉常用的电工电子仪器的测量方法，进一步培养学生的综合能力和创新能力。

二、EDA仿真软件

电工、电子类专业的教学目的就是要求学生掌握各类电工、电子器件的类型、电路图的读图和绘制以及电路的工作原理，并能掌握分析电路的方法。EDA仿真软件恰到好处的适合电工、电子类专业的教学环节和目的。其功能如下：

1.EDA仿真软件建立了各类元件设计数据库模块。它包括：电源库、基本元器件库、二极管库、晶体管库、模拟集成器件库、TTL数字器件库、CMOS器件库、其它数字器件库，混合器件库、指示器件库、混杂器件库、射频器件库、机电类器件库等。丰富的元器件库为学生了解各类电工、电子元器件铺垫了坚实的基础，也可以通过元器件库了解到各种器件的性能及参数，并能为创新设计提供了用之不尽且无任何经济负担的试验元件。

2.EDA仿真软件能够进行元器件创建和编辑。可以对自主研发的新器件编辑、修改和创建新的元器件。这一功能为学生的独立创新提供了较好的技术平台。因此充分利用EDA技术教学，是提高学生创新思维教学的好手段。

3.EDA仿真软件具有电路原理图的设计输入子模块。通过这一功能可以完成各类元器件构成的电路原理图。通过原理图的设计可以帮助学生理解原理图的结构及各级电路之间的关系，对学生读图和识图起到事半功倍的作用。

4.EDA仿真软件的综合仿真模块配置了如万用表、电流表、电压表、函数信号发生器、示波器、功率表、扫频仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换仪、失真分析仪、频谱分析仪等仪器仪表。它们为各类模拟电路提供仿真的动态电压、电流参数及波形分析图。对数字逻辑电路可以测试门电路的真值表及分析门电路的时间波形图。

MultiSIM是一种形象化的EDA仿真软件。利用MultiSIM仿真软件制作的多媒体教学资料，不仅有利于提高电子专业的教学效果，更有利于学生对电子专业技能的掌握。充分利用MultiSIM等软件平台丰富的现有资源，直接在计算机上构建电路，是进行仿真实验最方便快捷和富有成效的路径。大大提高了课堂教学的效率，使课堂教学内容变得更加充实，把课堂教学以教师讲授为主的模式，改为了师生互动，使学生从被动接受转变成了主动学习。

Multisim可以进行直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、傅里叶分析、噪声分析、失真分析、直流扫描分析、温度扫描分析、参数扫描分析、灵敏度分析、传输函数分析、极点—零点分析等。分析结果以数值或波形直观地显示出来，为学生对电路的分析提供了丰富直观的逼真数据，使其得出的结论更加满足理论值论证和接近实践性。

三、EDA仿真软件在实验教学中的应用举例

1.RLC串联电路的响应与状态轨迹观测（电工电路仿真实验）

二阶RLC串联电路在电工电路中较为常见，但用传统的方法讲授、观测该电路的响应过程是比较抽象、复杂的，而使用Multisim对其过渡过程进行仿真分析，就可以很方便地研究其过阻尼、临界阻尼和欠阻尼三种状态下的响应曲线和状态轨迹。

2.晶体管输出特性曲线测试（电子电路仿真实验）

晶体管输出特性曲线是描述晶体管各极电流与各极电压关系的曲线，对于了解晶体管性能和晶体管电路分析是非常有用的。传统的晶体管输出特性曲线测试实验，比较繁琐，现利用MultiSim强大的仿真分析、数据后期处理功能，则可以方便、快捷地测绘出晶体管输出特性曲线。

四、总结

EDA技术是将计算机技术应用于电子电路设计过程的一门崭新技术，它在教学领域的应用必将给电子专业课程的教学带来革命性的变化。无论从教学还是从实用的角度去考虑，它都是一个最体现以人为本、体现能力本位的新型的教学技术。无论从课堂教学还是从实验教学去应用，它都将更好地激发学生的创新意识和探索精神。通过EDA仿真软件的应用，可以帮助学生了解电子仪器的作用，深入理解电子测量的方法，掌握测量的技术要领。MultiSIM仿真软件不同于其他仿真软件，仪器和元件基本上不需要设置参数，软件本身也不提供设置参数功能，属于理想的模型。这样的设计降低了作为一个高级仿真软件的部分功能，同时带来了使用方便，使得实验教学更加形象和丰富。

参考文献：

[1]Interactive Image Technology Ltd，Multisim V7 User Guide [M].Canada.

[2]郑步生，吴渭.Multisim2001电路设计及仿真入门与应用[M].电子工业出版社.

[3]康光华.电子技术基础（模拟部分）.高等教育出版社.