电源电路设计技巧精选(九篇)

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第1篇：电源电路设计技巧范文

【关键词】基准源；Altium Designer；电路设计

随着电子技术的飞速发展及印制电路板加工工艺的不断提高，印制电路板的设计和制作的要求也越来越高。Altium Designer凭借其使用方便且功能强大等特点成为电子企业广泛使用的制作印制电路板的软件之一。本文根据基准源电路的实例通过Altium Designer软件对设计电路板时的常见问题和技巧进行了总结。

1 基准源原理框图

2 项目文件的建立

2.1 原理图文件的建立

1）新建jizhunyuan.PrjPcb项目，再新建原理图jizhunyuan.SchDoc文件，文件命名中英文皆可。

2）放置元器件。放置元器件后先修改参数，主要包括修改元件编号和封装[1]。修改技巧如下。

技巧一：相同元件可以先全部放完，再批量修改参数。快捷批量修改属性可通过“Find Similar Objects…”进行修改。

技巧二：相同元件可以自动编号，编号顺序可以从上到下，也可以从左到右等，可以按照自己的习惯进行任意顺序的编号。

3）绘置库元件[2-3]。当默认的元件库中不包括所需绘制的元件时，可分以下三种情况进行绘制。

情况一：根据实物的外形和管脚的分配进行绘制。

情况二：在元件库中找相似的元件符号进行编辑。

情况三：直接替代。直接替代的话注意编辑封装时，封装的引脚顺序必须和实物完全一致，否则实际焊接时会出现错误。例如元件库中没有MAX232芯片，只有排针Header 8×2，可以用该排针直接进行替代，但是封装须编辑为MAX232芯片的实际封装。

在绘制库元件时还有些注意事项。

事项一：在绘制库文件时，要在十字架的中心处绘制元件的图形边框和放置管脚，否则将无法准确地在原理图中对绘制好的库元件进行移动。

事项二：在放置元件引脚时，带电气特征的引脚一端向外（将视图放大后，引脚两端中有四个白点的一端具有电气特性，方向必须朝外），否则当元件调入原理图中时会连不上线。

事项三：元件管脚的注释（“Display Name”）最好与实际管脚的功能一致或接近，以增强原理图的可读性。

事项四：如果库中元件有相似的元件，只需对元件的引脚进行编辑，可先放置库中已有的元件后，双击元件将“Lock Pins”选项的勾去掉以解锁引脚，编辑完后再对引脚“Lock Pins”选项进行勾选，这样能更加快捷地绘制出元件符号。

4）布局连线

布局需按照电路的功能进行合理的分区，如电源区、模拟电路区、数字电路区等，这样便于检查连线是否正确。各个分区间通过网络标号进行连接，以便于绘制、检查、修改，同时也增强了原理图的可读性和美观性。本文设计的基准源原理图如图2所示。

2.2 PCB文件的建立

1）在项目文件jizhunyuan.PriPcb中新建PCB文档。

2）在原理图编辑器下，检查每个元件的封装是否正确。有两个方面需要特别注意。

方面一：封装的尺寸必须和实物的尺寸完全一致，否则实际焊接时会出现焊接不上的现象。

方面二：元件封装的引脚序号必须与元件在原理图中的引脚序号一样，否则就会出现加载网络表后在PCB板中元件没有连接的现象。例如电阻在原理图中元件的引脚序号为1和2，而在其对应的封装中引脚序号为A和K，则必须将引脚序号更改为一致（如都为1和2）。

3）制作封装库[4]。默认封装库中没有所需的封装时，可根据以下两种情况进行制作。

情况一：精确测量实物实际尺寸进行封装的绘制。

情况二：精确测量实物实际尺寸在已有的封装库中对相似的封装进行编辑。

同时，制作封装时放置的焊盘其中心孔要比器件引线直径稍微大些，这样方便焊接。当然，焊盘也不宜太大，太大易形成虚焊。

4）将原理图jizhunyuan.SchDoc导入到PCB板中。

5）元器件布局

布局时要将电路板合理分区，通常分为电源区、模拟电路区、数字电路区、功率驱动区、用户接口区等，这样能够减小导线的长度，也能降低布线的复杂度。各个区按各自的电气特性放置元件，不可交叉放置元件，否则会出现导线的相互交叉，不容易实现良好的布线。

6）布线规则参数设置[5]。布线规则参数设置主要包括设置安全距离，线宽，布线层等。参数的设置有以下技巧。

技巧一：地线应尽量宽，且最好大面积敷铜，这能在很大程度上改善接地点问题。

技巧二：根据印制线路板中电流的大小来设计电源线的宽度。尽量加粗电源线宽度，以减少环路电阻。

技巧三：通常情况下，信号线宽度设为10mil-15mil（常取12mil），电源和地线宽度设为30mil-50mil（常取40mil）。

7）布线。布线具有若干规则。

规则一：石英晶体振荡器下要大面积覆铜，不应穿过其它信号线，这样才可以使石英晶体振荡器产生稳定的振荡。

规则二：电容引线不能太长，尤其是高频旁路电容不能有引线，以减少干扰。

规则三：地线、电源线的走向和数据传递的方向应一致，这样有助于抗噪声能力的增强。

规则四：大面积铜箔应尽量避免，否则，在长时间受热后易出现铜箔膨胀和脱落现象。必须用大面积铜箔时，最好采用栅格状，这样有利于铜箔与基板间粘合剂受热产生的挥发性气体的排出。

规则五：双层板布线时两面的导线宜相互交叉，以减小寄生耦合[6]。

8）DRC检查。布线设计完成后进行DRC检查，同时确认所制定的规则是否满足实际生产印制板的需求。

3 结论

本设计应用Altium Designer绘图软件完成了基于触摸技术的多功能基准源设计原理图绘制，以及总结了使用该软件设计印刷电路板过程中的注意事项，极大地提高了设计的效率。当然，正确把握设计规则，熟练运用技巧，才能快速地设计出所需的电路板。

【参考文献】

[1]闫胜利.Altium Designer实用宝典：原理图与PCB设计[M].北京：电子工业出版社，2007：78-80.

[2]谷树忠，刘文洲.Altium Designer教程：原理图、PCB设计与仿真[M].北京：电子工业出版社，2010：84-88.

[3]江思敏，胡烨.Altium Designer原理图与PCB设计教程[M].北京：机械工业出版社，2009：57-59.

[4]韩国栋，赵月飞，娄建安.Altium Designer Winter09电路设计入门与提高[M].北京：化学工业出版社，2010：104-110.

第2篇：电源电路设计技巧范文

关键词：电子CAD；PCB；教学方法

作者简介：袁红星（1980-），男，安徽安庆人，宁波工程学院电子与信息工程学院，高级工程师；吴少群（1981-），女，安徽安庆人，宁波工程学院电子与信息工程学院，讲师。（浙江 宁波 315016）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）08-0029-02

“电子CAD”课程的教学目标是要求学生掌握PCB设计软件的基本功能和应用，包括原理图设计、绘制、PCB板设计、绘制、集成元件库制作等内容。国内大多数高校都开设了这门课程，并普遍采用Protel这一软件工具。劳文薇等人将项目驱动教学法引入“电子CAD”课程，探讨了项目选择、情景设计和教学过程中项目的实施等问题。[1]王鹏探讨了Protel软件在EDA课程中的整合作用。[2]李珍等人从建立设计理念、规范设计操作、抓好上机实践环节三个方面探讨如何提高Protel软件的教学效果。[3]这些教学方法的探索和实践有效改善了“电子CAD”的教学效果。但现有研究主要针对这门课程本身，对于“电子CAD”和其他课程间互动和关联的探讨较少。“电子CAD”是一门集理论知识与实际技能于一体的实践课程，让学生建立正确的设计理念，熟练掌握PCB设计软件的基本功能，离不开电路设计理论。因而讲授这门课程时和电路设计剥离开来只就软件使用本身讲这门课将会导致很多学生不知道学完这门课可以干什么或应该掌握到什么程度。其结果是大部分同学学完这门课之后仍不能独立进行PCB设计。这门课程是学生后续进行课程设计、毕业设计和电子竞赛的基础，对于学生就业也有很大帮助。如何在短短的一学期内让学生熟练掌握PCB设计软件的使用方法，培养学生的设计理念和工程素养是“电子CAD”课程需要探讨的课题。为了改革目前“电子CAD”课程的教学方法，下面探索将电路设计引入PCB设计软件进行讲解和实践的教学方法。

一、内容选择

电路设计内容广泛，需要精心选择适合电子CAD课程的部分。考虑到这门课程主要面向低年级学生，教师选择了以STC单片机为核心的应用系统。这是因为STC单片机是以51内核为主的单片机，指令代码完全兼容传统8051，具有ISP在线程序下载功能，便于调试，而相关的元器件大多数学校实验室已配备，不需另行购买。另外，51单片机的设计资料网络上非常丰富，学习容易入门，学生可获取海量学习资源，可在较短时间内熟悉和掌握其基本开发方法。

二、内容设计

原理图的设计、绘制、PCB的设计、绘制以及集成元件库的制作都紧紧围绕STC单片机应用系统展开。

对于简单原理图设计，下面对STC单片机最小应用系统进行介绍。该系统只包含了电源、复位、串口和LED灯驱动等基本模块，整个系统便于理解和设计。课程导论时以该系统为蓝本，讲述如何根据设计任务进行电路设计，再到Protel软件的原理图绘制、PCB绘制和厂家制板，直到最后电路板焊接，并要求学生用面包板搭建出该系统，增强学生对实物的认识。在此基础上要求学生用Protel软件绘制出该系统的原理图，并生成PCB板，使学生了解Protel软件设计电路板的整个流程和基本操作方法。进一步为增强学生将设计文件转换成实际产品的工程素养，从学生作品中挑选出最好的作为代表，并用教师个人科研经费将该作品送到制板厂进行实物制作。电路板返回后，利用周末时间将学生召集到一起进行焊接培训，将元器件焊接到电路板上，形成一个实际可用的STC最小应用系统。对51单片机软件Keil C51使用方法进行简单介绍，让学生了解如何在Keil C51中进行程序编写、编译、调试，并下载到单片机中。最后，用一个简单的流水灯实验在制作的电路板上进行演示。这一完整流程极大激发了学生学习的热情，并使他们真正懂得自己的设计如何影响到实际产品，如何从工程角度深入学习Protel软件的原理图绘制和PCB设计。

后面的课程则逐个向该系统添加功能模块，如数码管、键盘、EEPROM、继电器等，逐步开展复杂原理图绘制、层次原理图绘制、复杂PCB设计和元件原理图库及PCB封装库绘制的课程讲授。由于结合实物进行软件讲解激发了学生学习这门软件的热情，也使得他们认识到这门软件可以用来干什么，自己需要掌握到什么程度。

三、结合电路板实物进行PCB设计规则和布局、布线的讲解

对PCB设计规则的理解以及PCB布局、布线的掌握是学习PCB设计软件的核心和关键。如果脱离实际电路板进行这些内容的传授，则学生会觉得抽象而难以理解和掌握。为此，下面围绕前面制作的电路板逐个进行讲解。

1.PCB布局

首先，以STC单片机为核心进行布局，使学生掌握“先难后易、先大后小”的布局原则。对于最重要的单元电路和核心元器件要优先进行放置。

其次，对照电路板说明为什么要参照原理图的信号流向进行主要元器件的布局，使学生理解布局对电路调试、测试的影响。

再次，结合电路板制作成本和可靠性说明布局时要尽量满足以下原则： 关键信号线最短，总的连线尽可能短，模拟信号与数字信号分开。并从单片机工作时序着手，说明在控制器和处理器等数字器件上加上去耦电容的必要性。

最后，从生产和检验的角度说明布局需注意的事项。为便于串口调试和程序加载，应该将串口电路放置在靠近电路板边缘的位置；而为了便于电源端子的插拔，也需要将电源电路放置在电路板边缘位置。

2.PCB布线

布线是PCB设计中最重要的部分，直接决定了电路板性能的好坏。为此，结合实际电路板，从三个层次上逐步加强学生的设计能力，即：布通、满足电气性能和美观。布通是最基本的要求，这里主要通过Protel软件的自动布线功能对学生进行实训。为了使自动布线能够达到基本要求，结合实际电路板说明为什么在布线前要设置布线宽度规则，对地线和电源线加宽。另外，给学生讲解如何根据DRC检查对布线结果进行检查，看是否达到预定要求。掌握布通技巧后结合电路板电气性能、可靠性说明如何对布线进行优化。这部分内容对应教科书的PCB后期设计章节。为保证电气性能，要求学生在布线时尽量加宽电源线和地线的宽度，满足的要求是：地线>电源线>信号线；相邻电路层布线要相互垂直，避免平行的情况发生；时钟线要尽量短，对关键信号点预留测试点，以便系统不能工作时判断是否因为时钟信号未能满足要求；对未布线区域进行敷铜。在掌握满足电气性能的基础上进一步要求学生布线尽可能美观。

四、通过大学生科创项目争取经费支持

由于制作实物涉及到费用问题，虽然51应用系统成本很低，但对于学生而言也是一个负担，完全由授课教师承担制作费用也不现实。考虑到这些情况，要积极组织学生申报省级和校级大学生科创项目，争取经费的支持。并鼓励学生组建项目组，进行资源共享，并分摊成本。

五、教学效果

通过这些尝试后明显激发了学生的学习积极性，提高了学生使用PCB设计软件的熟练程度。在所授电子科学与技术两个新生班级76个学生中产生较大影响，一个项目组申报的省级大学生科创项目成功立项，获4000元经费资助；一个项目组申报的校级大学生科创项目获2000元经费资助；两个班有40%的学生主动报名参加学校电子协会，学习焊接工艺。虽然这两个班是刚入学的新生班，但在这门课的带动下，他们充分利用课余时间开始自学单片机、C语言编程、数字电路和模拟电路。对于他们后续学习无疑是极大的推动。

六、结束语

“电子CAD”课程是电子类专业重要的基础课程，其中讲授的PCB软件使用技巧是学生进行后续课程设计、毕业设计和参与电子竞赛所必须掌握的基本技能。围绕该软件在电路设计中的实际应用逐步进行简单原理图、复杂原理图、层次原理图、简单PCB、复杂PCB以及元件集成库绘制方法的授课。经过近一学期的教学实践表明，通过这种教学方法学生能很快掌握使用PCB软件进行电路板设计的技能。同时，这一讲授方法对于培养学生的工程素养也有较大帮助。由于授课中挑选出部分优秀作品进行了实物制作，使他们深刻体会到设计对产品的影响以及如何根据产品的要求进行电路设计的规划和实施。今后，教师们将积极向学校和上级部门申请教改项目，为这一教学方法的实施争取经费支持。

参考文献：

[1]劳文薇，刘俊.项目驱动教学法在“电子CAD”课程教学中的应用[J].机械职业教育，2011，（3）.

第3篇：电源电路设计技巧范文

1　硬件电路设计

硬件电路原理如图1所示，在具体设计中，每个部分都应考虑抗干扰问题，以最大限度地减小干扰对整个系统性能的影响，确保系统具有足够高的可靠性。

①DSP部分

本控制器以TI公司的TMS320F2812(以下简称F2812)为核心，它是一款专用于控制的高性能、多功能、高性价比的32位定点DSP芯片。F2812部分的电路设计重点考虑如下问题：

电源上电次序。F2812为低电压、多电源DSP，必须满足I/O电源先于CPU内核电源上电的次序，且两者上电时间差不能太长(一般不超过1s)，否则会影响器件的使用寿命甚至损坏器件。本文采用TPS75733KTT和TPS76801Q电源芯片设计电源模块，满足了上述上电次序的特殊要求。

系统时钟。F2812要求输入时钟信号电平为1.9V(此时主频最高可达150MHz)或1.8V(此时最高主频为135MHz)，而普通晶振的输出电平为5V或3.3V，因此不能直接采用晶振设计系统时钟。为提高系统整体工作的稳定性和可靠性，本设计采用一个晶体和两个电容与F28t2片内时钟模块构成振荡电路，满足了时钟要求。

未用输入／输出引脚的处理。未用输入引脚不能悬空不接，对于关键的控制输入引脚(如Ready和Hold等)，应固定接为高电平或低电平，非关键的输入引脚应将其上拉或下拉为固定电平，未用的输出引脚可悬空不接。

②电源部分

本设计针对直流侧采取了如下措施：

电源按内部和外部两类单独分开供电，并采取隔离、滤波及接地等技术措施。内部电源负责F2812核心系统供电，并设有电压监视器，用于电源异常保护，而外部电源只与外部接口联系。

模拟电源和数字电源分开，分别采用独立的电源供电。

对整流后的直流电压采取了二级稳压方式，以保证前级稳压器受影响后仍能输出规定的电压。

③输入输出通道部分

输入输出通道与过程相连，是过程干扰进入DSP系统的主要通道，也是DSP系统抗干扰设计的重要内容之一。输入输出通道抗干扰设计主要采取隔离措施，这样可大大提高过程通道上的信噪比。

④通信部分

F2812芯片具有两个串行通信接口，可根据具体需要自由配置成标准串口RS-232或RS-485。本设计采用RS-232，且为了提高整个系统的抗干扰能力，选用了高抗干扰性驱动芯片MAX3160，并采用高速光耦进行隔离。

2　PCB电路板设计与制作

目前，电子设备普遍采用PCB电路板进行装配。随着集成电路及相关技术的飞速发展，PCB上的元器件密度越来越高，PCB设计与制作的质量对DSP系统可靠性的影响也越来越大。因此，在设计和制作PCB的时候，不仅要考虑元器件和线路的布置，还应符合相关的抗干扰设计规则。

①PCB布局

PCB布局非常重要，它不仅决定电路板的视觉效果及自动布线的布通率，更重要的是会影响仪器的整体性能，所以，布局时必须综合考虑，并遵循一定的规则，具体包括：

PCB板的几何尺寸应合适，尺寸过大会增加线路阻抗，降低抗噪声能力，尺寸过小则影响散热，且相邻线条易受干扰；

应将元件及信号合理分区，将强、弱信号分开，数字与模拟信号分开，干扰源与敏感元件分开；

尽可能按信号流程布置各功能模块的位置，使信号方向一致；

以每个功能模块的核心元件为中心进行元器件布局，且应考虑元器件排列及焊接，不能太密；

②PCB布线

在PCB设计过程中，布线工作的技巧性很强，是非常重要的一步。布线时应遵循如下规则：

相邻两层的布线方向应尽量垂直，必要时可加地线隔离；

地线和电源线应尽量加粗，以减小压降和降低耦合噪声；

数字电路的频率高，模拟电路的敏感度强，布线时，应尽量将模拟器件远离数字信号线，并用地线把数字区与模拟区隔离；

整个PCB板对外只有一个地线节点，而在PCB板内部，数字地和模拟地则是分开的，通常可将数字地和模拟地在D/A转换器的模拟地引脚处连在一起；

③电源线设计

解决干扰问题的办法是将电源部分的器件单独放在一起，然后用正反两条较粗的地线与其他部分完全隔离，再在电源器件附近放置旁路电容和去耦电容，以最大限度地减少输出电源线上的干扰。另外，应根据电流的大小，尽量加宽电源线，并尽可能使电源线和地线的走向与数据传输方向一致，以提高系统的抗噪声能力。

④地线设计

电子系统的噪声和干扰与其接地方式有密切的关系，良好的接地往往可解决大部分干扰问题。

对于低频电路，布线和元器件间的电感影响比较小，而接地电路形成的环流对干扰影响会较大，此时应采用一点接地方式，以尽可能减小地线上的电位差；而对于高频电路，地线阻抗会变得很大，此时缩短地线长度，以减小地线阻抗就成为关键问题，所以应采用就近多点接地方式。此外，应尽量加粗接地线，以减小地线电阻，否则，会由于接地电位变化而导致信号电平不稳，进而降低抗噪声能力。

⑤滤波电容设计

选1uF～10uF的电容跨接在电路板入口处的电源线与地线之间，这样能有效消除低频干扰。而对于高频干扰信号，可用0.01μF和0.1μF的电容放在电源和地的引脚旁，特别是要在每个集成电路芯片的电源线和地线之间直接接入0.1μF的高频电容。另外，也可采用铁氧体磁珠来做高频滤波，它可等效为一个电阻和一个电感的串联，其高频时的交流阻抗很大，而直流阻抗却很小(接近于0Ω)，这样，高频干扰信号就被吸收，并以热量形式消耗。

3　空间抗干扰问题

抗空间干扰的主要措施就是屏蔽。本设计采用常用的屏蔽的方法，即用低电阻材料作成屏蔽罩，把干扰源或易受干扰的部分包围起来，这样，既防止了干扰源向外施加干扰，也避免了易受干扰部分接收外来的干扰。

软件系统高可靠性设计

1　软件的抗干扰设计

除上述的硬件抗干扰措施之外，软件上也应做好抗干扰设计。

①看门狗中断的应用

在程序设计时，每隔一段程序插入一个看门狗计数器复位指令，这样，在程序运行过程中，如果进入死循环或非法代码区，就不能使计数器清零，当该计数器溢出时，就会使系统复位并重新运行，此时如果干扰或故障已消除，则系统就从故障状态恢复正常。

②假中断处理

在程序设计时，应给每一个中断都编写程序，在中断服务程序中清除中断标志并使程序正常返回，这就保证了程序的稳定运行。

③指令冗余技术

对开中断关中断、中断初始化、系统寄存器初始化及定时器定时值设置等重要指令采取指令冗余技术，即多进行一次重复写操作，以确保这些重要指令的正确执行。

第4篇：电源电路设计技巧范文

任何种类的电源设计，都必须有出色的电源防护才能更安全可靠的工作，电路保护对每个电源工程师而言都至关重要。电源资深专家、发明家陶显芳老师kRESD防护与电路设计的技术介绍与技巧分享拉开了整个研讨会的序幕，突出了以理论为基础，以实践经验分享为主要内容的会议特色。

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无线充电现在的挑战是充电效率，而数字电源无疑是提升电源管理效率一个非常重要的手段，随着各种系统的能效要求越来越高，数字电源变得越来越普及。Exar数字电源应用工程师周种以“创新数字电源解决方案——助您设计加速”为题，与广大工程师一起分享了一些最新的数字电源解决方案，而英飞凌科技市场部经理胡凤平则以最新的功率器件为基础，带来了多个英飞凌高效率电源管理方案展示。英联半导体产品营销高级经理黄伟德的内容也围绕着数字电源管理展开，推荐了多个英联半导体绿色电源芯片级解决方案。

采用数字电源是为了提升效率，提升效率就是节能，节能就是节约成本，这恰恰也是节能的最大市场推动力，从基本的物理原理上我们知道，高压交流输电可以有效提升能源传输和使用的成本，对于高压直流电是否也会如此？Vicor高级应用工程师吴际先生就此话题与现场观众一起了解利用Vicor 400V高压直流配电方案改进能源使用成本。

电源设计中，稳定可靠的电源测试保障是必不可少的一步，来自广州致远电子股份有限公司市场部经理李佰华，从最新的功率测试仪入手，与大家一起谈谈“新能源产品测试”的注意事项，而泰克中国区行业渠道电力电子开发经理王跃伟为大家介绍“如何应对开关电源设计中的挑战”的各种经验技巧分析。

第5篇：电源电路设计技巧范文

梅丽侠

（天津亿环自动化仪表技术有限公司，中国天津300400）

【摘要】在电子工业中，电子电路的安装与调试在电子工程技术中占有重要地位，它是把理论付诸于实践的过程，是把设计转变为产品的过程，是保证产品质量的过程。介绍了流量计仪表的调试技巧及故障处理方法，为提高工作效率和优化产品性能提供了保障。

关键词 检查；调试；故障分析与处理

电路只有通过了调试，才能确定各项性能指标是否能够满足设计和用户的要求。电路的调试是把设计的理念转换为现实产品的重要手段。当然，这一过程也是对理论设计做出检验、修改，使之更加完善的过程。所谓电子电路的调试，就是以达到电路设计指标为目的而进行的一系列的“测量判断调整再测量”反复进行的过程[1]。电路测试和调整是电子设备的一个重要环节。通过调试发现和纠正设计方案的不足，然后采取措施加以改进，使电子电路或仪器仪表达到预定的技术指标。

1仪器仪表的电路的调试

一般的测试的步骤和方法如下：

1.1元器件及焊接的检查

检查元器件的厂家、封装、规格型号是否符合设计要求，尤其是针对市面上容易出现的翻新元器件，要严格按规范要求检查。当元器件厂家或型号出现变更时，要按最初设计要求重新试验及测试。保证没有经过试验、测试、运行的元器件绝不投入使用。电子元器件的焊接要满足：焊接可靠，保证导电性能；焊点的外观应光滑、清洁、均匀、对称、整齐、美观、充满整个焊盘并与焊盘大小比例合适[2]。电子元器件及焊接的检查，是整个电路调试合格的基础和保证。

1.2功耗的检查

功耗的检查在外接电源之前，因为通过功耗的大小，可以初步判定电路是否存在故障，如果功耗超过要求，应该先检查元器件和电路的准确性。在调试中，经常有人最后测试功耗，这样就会出现在电路故障时，因先接电源而造成无法修补的电路损坏，所以作者建议调试时先检查功耗。

1.3接线的检查

在线路板接线完毕后，不要急于通电，先认真检查接线是否正确，包括错线、少线、多线。错线一般是因为电路标识不清或更改次数较多，例如：涡街流量计的电路板与压力传感头之间的接线就容易接错，因为每种电路板的标识位置和意义不同，并且压力传感头厂家的标识也不尽相同。为了避免接错线，通常每一套电路板和压力传感头上都附带一份接线图，这份接线图随着工序而转移，避免前后接线不一致。多线一般是因接线时看错引脚，或者改接线时忘记去掉原来的旧线造成的，在实验中经常发生，而查线时又不易发现，调试时往往会给人造成错觉，以为问题是由元气件造成的。

1.4通电观察

把经过准确测量的电源电压加入电路，但信号源暂不接入，电源接通之后不要急于测量数据和观察结果，首先要观察有无异常现象，包括有无冒烟，是否闻到异常气味，手模元器件是否发烫，电源是否有短路现象等。如果出现异常现象，应立即关断电源，待排除故障后方可重新通电。然后再测量各元器件引脚的电源电压，以保证元器件正常工作。

1.5通电调试

通电调试时调试的主体部分，是对电路的参数及工作状态进行测量，然后在测量的基础上对电路的参数进行修正，使之满足设计要求。为了使调试顺利进行，设计的电路图上应标出各点的电压值、相应的波形以及其它数据。

调试方法有两种：第一种是整个集成电路安装完毕，实行一次性调试。这种方法适用于简单电路或定型产品。另一种方法是分块调试，也就是把复杂的电路按原理图上的功能分成块进行安装调试，在分块调试的基础上逐步扩大安装调试的范围，最后完成整机调试[3]。采用这种方法能及时发现问题，因此是常用的方法，对于新设计的电路更是如此。分块调试是把电路按功能分成不同的部分，把每个部分看成一个模块。比较理想的调试程序是按信号的流向进行，这样可以把前面调试过的输出信号作为后一级的输入信号，为最后的联调创造条件。在故障处理中，这种分块调试的方法尤为重要。例如：在一体式涡街流量计中，电路的调试，一般按温度、压力、频率等分块调试，在出现故障时，只要根据现象，检查出是哪一个分块有问题，就能提高效率。

2调试中应注意的事项

1）在调试过程中，要注意安全，接线、拆线和仪器仪表的连接一定要在断电的情况下进行，注意仪器仪表电压电流的量程，彻底杜绝人身事故和仪器仪表损坏事故的发生。尤其是在维修过程中，一定要保持头脑清醒，以免触电。

2）在调试过程中，要根据设计要求和规范，形成良好的习惯，尤其是成型的产品。良好的调试习惯，可以避免调试者的粗心之错。

3）自始至终都必须具有严谨细致的工作作风。当出现故障时，要认真查找故障的原因，仔细分析作出判断，切忌一遇到故障，解决不了问题就要拆掉线路而重新安装，或者盲目的更换元器件。要认真查找故障原因，仔细分析判断，根据原电路原理找出解决问题的办法。?对于重复出现的故障，更要特别重视。

3电子电路的故障分析与处理

在生产调试过程中，故障常常是不可避免的，分析和处理故障可以提高分析和解决问题的能力。分析和处理故障的过程就是从故障现象出发，通过反复测试，做出分析判断，逐步找出问题的过程。除了上面提到的分块调试法，通常还采用对比替代法分析问题，即好的电路板和有故障的电路板逐一对比电压、波形等参数寻找差异，或用好的电路板逐一替代有故障的电路板，分析出是哪一部分电路有故障在按原理图维修，这样可以提高工作效率。

4结语

随着社会对产品性能和质量的要求越来越高，电路调试的重要性也越来越明显。这就要求我们不但要掌握调试的方法，还要注重技巧和效率。在调试中谨记：“细节决定成败”，养成良好的调试习惯，不放过任何一个故障现象，确保产品达到设计要求。

参考文献

［1］纪纲.流量测量仪表应用技巧[M].北京:化学工业出版社,2009.

［2］杨宗强.仪器仪表使用及电器元件检验[M].北京:化学工业出版社,2014.

第6篇：电源电路设计技巧范文

【关键词】印制电路板 设计 布线技巧

设计电路是检查一个电子工程师是否具备过硬功夫的硬性条件。如果一个电子工程师将电路原理图设计得很完美，电路板却不合理，电气性能必将受到影响，严重时电气甚至不能正常运转。布线是电路板的设计中，完成产品设计的重要步骤，简单来说，前面所做的一切准备工作都是为它而做的，同时，布线的设计过程也是限定最高， 技巧最细、工作量最大的。在 PCB 设计工作之初，以下几项步骤是电路板设计的基础，为后面的PCB设计扮埋下伏笔。

1 原理图的设计

原理图设计是PCB 板设计的基础，在现实生活中，有人为了图方便，就直接去画PCB 板，不按流程来，结果造成设计的电路错误百出。 在画原理图的时候，一定要养成一个好习惯，按章程办事，按次序设计。 首先，一定要保证电气性能连接正确，确保电路图绘制正；其次，分层设计时，特别注意各个部件能连成一个整体，这对后面的布线工作意义重大。

2 元件和网络的加载

在加载元件之前，我们首先要保证 PCB 板的边框大小合适，免得以后会出现安装问题。其次，要确保组件放置的适用性，方便布线。边界的确定、网络组件和组件之间的连接加载到框架。在这个过程中，必须注意包装形式元素，因为组件封装代表组件的外观和焊盘的形状大小等，正确的封装形式有利于后面的电路板的正确性。

3 PCB设计规则和布线原则

3.1 PCB的设计规则和限制性因素

PCB的设计布线是一项非常甚微的工作，因为它专业性强，要确保在最短的时间内做出最合理的布线设计，必须遵守一定的规则，坚持科学、合理布线的原则，并确保设计和施工的限制性条件。接下来，要考虑打印线宽度和孔的最大数量，并行性，和各种因素的相互影响，综合深入分析，并结合各种布线工具的性能综合探究，做出科学合理的设计，保证布线的顺利高效完成。

3.2 自动布线的设计要点原则

（1）首先，布线过程中可以对布线的位置在必要时候作出细微的变化，并结合实际情况，选择使用多种路径的布线方法。其次，要坚持布线的基本规程，在设计过程中，对不同的布线层，印制线的质量，宽度，以及各种类型各异的盲孔，埋孔作出试用，并记录各种不同的试用结果，进行数据统计分析，探究各种因素对设计布线结果的作用。

（2）在进行对印制线和过孔的探究之后，要采用先进科学的布线工具，并应用布线工具结合实际情况对开始默认的网络适当做出调整。同时，在整个印制线设计和布线过程中，信号和布线工具的自由度有着密切的关系，信号重要性越小，布线工具受到的限制便会越小，自由度就会越高。

4 PCB设计流程和布线技巧分析

4.1 PCB设计流程

PCB的流程设计如图1所示，首先是制作原理图也就是根据设计制作原理图，并对原理图进行调试，直到ECR编译通过，通过后产生网络表，并制作物理边框，封闭的物理边框元件布局、走线基本平台，自动布局起着约束作用，这是整个流程中重要的环节，之后便是要将元件和网络引入，并开始元件的布局，注意元件的通风散热，并采取科学合理的放置顺序。

4.2 PCB布线技巧研究

4.2.1 PCB层数的确定

电路板尺寸和布线层数需要在设计初始阶段就确定下来。布线层的数量以及层叠（stack-up）方式会直接影响到印制线的布线和阻抗。板的大小有助于确定层叠方式和印制线宽度，达到预期的设计效果。目前多层板之间的成本差别很小，在开始设计时最好采用较多的电路层并使敷铜均匀分布。

4.2.2 组件的布局

组件的布局是布线中比较关键的环节，布局会受到可制造性设计规则的限制，在装配单位要求可以元件的移动时候，便于电路的优化组合，便于实施布线的自动化，图2即是在相同的组件下，不同的布局策略。一般而言，组件的布局要重点关注几个关键点，首先，在电源线的布置过程，在PCB布局中要把电源的退耦电路安排在相关电路附近，避免和电源相近，其次，电路内部的电流方向安排，要坚持按照优先级来进行供电，比如从最后一级到最前面一级的开始供电，一般而言，电源的滤波电容会设计在最后最末尾的一级，最后是对主流电流通道的设计，要在印制导线上设计电流的缺口，方便后续调试和监测。

4.2.3 扇出设计

在扇出设计阶段，表面贴装器件的每一个引脚至少应有一个过孔，以便在需要更多的连接时，电路板能够进行内层连接、在线测试和电路再处理。为了使自动布线工具效率最高，一定要尽可能使用最大的过孔尺寸和印制线，间隔设置为50mil较为理想。

4.2.4 手动布线以及关键信号的处理

手动布线是在整个印制板电路设计布线中的重要环节之一。通过手动布线可以让自动布线工具能更方便更顺利的实施自动布线过程，在手动布线中，手动选出网络，并加以固定，有利于形成自动布线的可靠布线路径。

4.2.5 自动布线技术

对关键信号的布线需要考虑在布线时控制一些电参数，比如减小分布电感等，在了解自动布线工具有哪些输入参数以及输入参数对布线的影响后，自动布线的质量在一定程度上得到保证。

在对信号进行自动布线时应该采用通用规则。

5 结语

伴随着经济的发展，生产工作中对电路的稳定性和和PCB设计布线的要求越来越高，因此，设计施工人员要不断提高自身专业素质，研究布线技能，本着严谨，科学的设计态度，认真负责进行布线设计，促进PCB更好的服务于社会经济的发展和人们生活水平的提高。

参考文献

[1]周涛，姚炯辉.对高频PCB设计的研究[J].电子工程师，2011（11）.

[2]李胜章，龚利平.基于 DXP的PCB布线技巧探索[J].科技信息（学术版），2008（07）.

[3]唐燕影.PCB布局和布线的设计技巧[J].科技广场，2012（10）.

第7篇：电源电路设计技巧范文

下面就详细分析一下“伏安法测电阻”的器材选取原则及电路的设计。

1.先选择唯一性的器材

注意：

（1）对于电源、电键、变阻器等元件，如果是唯一性的则必须用。

（2）对于电压表、电流表如果是唯一性的不一定能用，一定要看其量程是否合适。

①如果电压表是唯一性的但量程不合适，这时要看电流表是否是唯一性的，如果电流表也是唯一性的，那么这两块表都必须用。

②如果电压表是唯一性的但量程不合适，但电流表不是唯一的，这时要确切知道内阻的电流表允许加的电压是多大，能否可以直接当作电压表使用，如果不能就将其改装，改装为量程合适的电压表。

③同理也可以用此方法选择电流表。

2.选择安培表及电压表

在第1步如果已经选出了电压表、电流表，就可以跳过此步，如果没有选出，就进行第2步。在这2步选择电压表、电流表时需要按顺序考虑以下几个方面的问题：

（1）被测电阻有额定值限制时，先算出被测电阻近似的额定电压、额定电流，按照额定电压、额定电流选取电压表、电流表的量程。

（2）被测电阻无额定值限制时，如果电源是唯一的，则用电源的电动势直接除以被测电阻的电阻值，算出通过被测电阻的最大电流，然后按照该最大电流值选取安培表的量程，按照电源电动势选取电压表的量程。

（3）被测电阻无额定值限制，并且所提供的电流表、电压表、电源均是多个，此时按照配套的原则选取，一般采取的方法是从电流表入手，先用其中一个电流表的量程乘以被测电阻算出被测电阻两端的最大电压，然后看所供给的电压表量程，电源电动势能不能与该最大电压值接近，如果能即可选出电压表、电源，否则换另一个电流表按同样的方法选取器材。

3.确定电压表与安培表的接法

比较 与 的大小关系，如果 > ，采取安培表对被测电阻外接法，如果 < ，采取安培表对被测电阻内接法，如果 = 或 与 均非常大，则采取内接、外接均可。

4.选择变阻器，判断变阻器的接法

首先，选择小阻值的变阻器，优先考虑限流式接法，估算限流式电路中的最大电流Im= ，最小电流Im= ，（R为变阻器的全阻值），之后需要综合考虑以下几方面的因素：

（1）要确保电路中任何一个元器件的使用安全。

（2）考虑电流表、电压表表盘的利用率。

（3）是否变阻器的全阻值远小于被测电阻的阻值。

说明：

（1）如果限流式不合适，就考虑采用分压式接法。

（2）以下几种情况一定采用分压式接法：

①要求用图像法处理数据；

②题干中要求多测一些数据；

③题干中要求电压从0开始变化

（3）在分压式接法中，还应考虑到以下因素：

①当变阻器的全阻值过小时，流过电源的电流较大，可能超出电源允许通过的最大电流，此时可以考虑换阻值稍大的变阻器。

②在分压式接法中，变阻器一部分在干路中，一部分在支路中，此时如果流过干路中变阻器的电流超过变阻器允许通过的最大电流，也必须考虑更换额定电流稍大一点的变阻器。

第8篇：电源电路设计技巧范文

关键词：FPGA；数据采集；PMC总线；SSI协议

【分类号】TP274.2

一、FPGA简介

上个世纪80年代中期，一种新型的高密度的器件―FPGA逐步得到使用，它是在其他的一些可编程器件的基础上不断发展而产生的，比如可编程器件PAL、GAL与EPLD等。现在市场上对高性能芯片的要求越来越高以及工艺技术飞速发展，这些都促使超大规模、高速、低功耗的新型的FPGA/CPLD的迅速崛起。简化的FPGA基本分为6部分：可编程输入/输出单元、基本可编程逻辑单元、嵌入式块 RAM、丰富的布线资源、底层嵌入功能单元和内嵌专用硬核。

二、系统的硬件设计

FPGA的硬件设计不同于DSP和ARM系统，比较灵活和自由，只要设计好专用管脚的电路，通用I/O的连接可以自己定义，下面给大家介绍一些FPGA电路设计中会用到的特殊技巧做参考。

1、管脚兼容性设计

前面的内容提到过，FPGA在芯片选项的时候要尽量选择兼容性好的封装。那么，在硬件电路设计时，就要考虑如何兼容多种芯片的问题。

例如，红色飓风II代――Altera的开发板就是兼容了EP1C6Q240和EP1C12Q240两个型号的FPGA。这两个芯片有12个I/O管脚定义是不同的。在EP1C6Q240芯片上，这12个I/O是通用I/O管脚，而在EP1C12Q240芯片上，它们是电源和地信号。为了能保证两个芯片在相同的电路板上都能工作，我们就必须按照EP1C12Q240的要求来把对应管脚连接到电源和地平面。因为，通用的I/O可以连接到电源或者地信号，但是电源或者地信号却不能作为通用I/O。在相同封装、兼容多个型号FPGA的设计中，一般的原则就是按照通用I/O数量少的芯片来设计电路。

2、根据电路布局来分配管脚功能

FPGA的通用I/O功能定义可以根据需要来指定。在电路图设计的流程中，如果能够根据PCB的布局来对应的调整原理图中FPGA的管脚定义，就可以让后期的布线工作更顺利。 例如，如图2.1所示，SDRAM芯片在FPGA的左侧。在FPGA的管脚分配的时候，应该把与SDRAM相关的信号安排在FPGA的左侧管脚上。这样，可以保证SDRAM信号的布线距离最短，实现最佳的信号完整性。

3、预留测试点

目前FPGA提供的I/O数量越来越多，除了能够满足设计需要的I/O外，还有一些剩余I/O没有定义。这些I/O可以作为预留的测试点来使用。例如，在测试与FPGA相连的SDRAM工作时序状态的时候，直接用示波器测量SDRAM相关管脚会很困难。而且SDRAM工作频率较高，直接测量会引入额外的阻抗，影响SDRAM的正常工作。如果FPGA有预留的测试点，那么可以将要测试的信号从FPGA内部指定到这些预留的测试点上。这样既能测试到这些信号的波形，又不会影响SDRAM的工作。如果电路测试过程中发现需要飞线才能解决问题，那么这些预留的测试点还可以作为飞线的过渡点。

三、系统的软件设计

依据奈奎斯特采样定理，在模拟信号的数字化过程中，要想不失真的还原出原信号，采样频率必须大于模拟信号最高频率的两倍，即 由于音频信号的频率范围为20Hz～20kHz，即fh=20kHz，所以采样频率最低为40kHz。目前对音频信号的采集频率主要有44.1kHz 和48kHz两种，为更好地还原信号本文使用48kHz采样速率。AD7705在时钟为2.4576MHz的条件下，更新速率有四种，分别为50Hz，60Hz，250Hz，500Hz，即理论上最快只需2ms即可完成一次数据转换。由相关资料知，AD7705典型建立时间为16ms，即使用60Hz更新速率，16ms完成一次转换，每秒输出60次转换结果。本文更新速率使用60Hz。由AD手册[6]知串行时钟脉冲宽度不得小于100ns，即时钟不得大于5MHz，通过将系统时钟分频，得到所需要的串行时钟。上电或复位后，器件等待指令数据写入通信寄存器。包括向AD7705写控制字。当写入控制字后，AD7705即处于工作状态，对采集到的模拟量进行模数转换。当模数转换完毕后，AD7705的DRDY引脚会产生一个低电平。系统工作后，FPGA查询DRDY电平状态。

本文所使用的AD7705是AD公司生产的适合于测量低频信号的16位AD转换器，主要引脚功能介绍见表 1 。

四、试验结果

利用QuartusII，对系统采样进行了仿真， 结果如图所示。

从图我们可以知道，对FPGA的操作首先复位各寄存器，然后写控制字，再通过通信寄存器对时钟寄存器、设置寄存器进行访问分别写控制字FFH、05H和40H，分别表示AD晶振2.4576MHz，更新频率60次/s，自校准模式，差分输入。

五、结果

目前针对数据采集系统性能不断提高的需求，本文详细介绍了超高速（1.5GSPS）数据采集与存储系统的硬件设计方案，并从软件角度给出了具体的解决办法。 该方案采用移动硬盘的基本存储框架，系统核心控制器FPGA利用时分复用技术把A/D采样高速数据接收后分别并行存放到相应的硬盘中，另外，利用USB技术与PC机实现数据交换，有利于数据的进一步分析与处理。该系统采用模块化结构设计，选用规范的接口标准，另外FPGA具备在线可编程特性，随时可以修改软件设置，便于系统的升级更新。由于高速数据采集系统的广泛应用，人们对数据采集的主要技术指标，如采样率、分辨率、精度、存储速率以及抗干扰能力等方面都提出了越来越高的要求。

参考文献：

第9篇：电源电路设计技巧范文

由于市场对于提升信息技术和通信设备性能的需求，因此如今的系统设计人员面临着必需设计EMI兼容产品的巨大挑战。在销售之前，所有通常被规定为具有一个高于9kHz之已调时钟信号的信息技术设备（ITE）都必须满足相关的政府标准，例如美国的FCC Part 15 Subpart B和欧盟的EN55022，这些标准规定了工业和商业环境（Class A）以及家庭环境（Class B）的最大可容许辐射发射。鉴于此类严格的EMI标准、工程人力资源限制和产品快速上市要求，使得通过EN55022标准认证之电源模块的普及率有所提高。然而重要的是必，须知晓电源模块在认证时所处的电气操作条件，以避免在之后的设计过程中感到诧异。对开关模式稳压器中的EMI干扰源和场强因子有所了解将有助于设计工程师选择最佳的组件，以减轻特别是那些所需电流水平较高之尖端设备中的电磁辐射。

EMI辐射源

由于其特殊的性质，开关电源会产生辐射到周围大气中的电磁波。脉冲电压和电流将因开关动作而出现，并直接影响辐射电磁波的强度（见边栏）。此外，转换器内部的寄生器件也会产生电磁辐射。图2给出了一款典型的降压型转换器，其包括功率MOSFET的寄生电感器和寄生电容器。

在每个开关周期里，存储在寄生电感器中的能量将和存储于寄生电容器中的能量发生共振。当能量释放时将在开关节点（vSW）上产生一个很大的电压尖峰，其最大可达输入电压的两倍，如图3所示。当MOSFET的电流能力增加时，存储在寄生电容器中的能量往往也会增加。另外，开关动作还使输入电流以及流过顶端MOSFET（ITOP）和底端MOSFET（IBOT）的电流产生脉动。此脉冲电流将在输入电源电缆和PCB板印制线（其充当了发射天线）上产生电波，从而产生辐射发射和传导发射。

当输入电压和输出电流增加时，每个周期中功率电感器改变极性时开关节点上的电压尖峰也将增大。而且，输出电流越高，电路回路内部产生的脉冲电流越大。因此，辐射发射在很大程度上取决于被测试器件所处的电气操作条件。一般来说，辐射噪声将随着输入电压和输出功率（特别是输出电流）的提高而增加。由于作为低噪声替代方案的线性稳压器效率过低，而且在高电压和高功率级别下耗散过多的热量，因此设计工程师不得不克服因采用最先进的开关电源解决方案而引发的难题，其中的EMI抑制变得颇为棘手。

EMI抑制

用于降低来自开关模式电源转换器设计的辐射EMI之替代方法面临着其他的难题。一种传统方法是在电源解决方案周围增设EMI屏蔽，其将在金属外壳内包含一个EMI场。然而，EMI屏蔽会增加设计复杂性、尺寸和成本。在开关节点上（VSW）布设一个RC减振器电路可帮助减小电压尖峰和后续的振铃。可是，增设一个减振器电路将降低工作效率，从而增加功率耗散，导致环境温度和PCB温度升高。最后一种对策是采取优良的PCB布局方案，包括使用局部低ESR陶瓷去耦电容器，并为所有的大电流通路采用简短的PCB走线间隔，以最大限度地抑制图2中所示的寄生效应，不过代价是增加了工程设计时间并延缓了产品的上市进程。

总的说来，为了同时满足尺寸、效率、热耗散和EMI规格要求，工程师必需具备丰富的电源设计经验并做出艰难的权衡取舍，特别是在高输入电压、高输出功率应用中（原因如上所述）。为了评估折衷策略和设计一款符合EMI标准并满足所有系统要求的电源转换器，电路设计人员常常需要花费大量的时间和精力。

保证符合EMl标准的解决方案

为了对一款简单和符合EMI标准的高输出功率电源设计提供保证，凌力尔特公司向一家独立的认证测试实验室（TUV Rheinland）提交了LTM4613 8A降压型μModule稳压器演示板（Dcl743），该实验室的10米EN55022试验箱得到了美国国家标准与技术研究所（U.S.NationalInstitute of Standards and Technology—NIST）的正式认可。在一个24V输入提供96W输出功率的情况下，发现LTM4613演示板符合EN55022 Class B限值。只需采用输入电容、输出电容和少量的其他小型组件，即可轻松实现一款符合EN55022标准的“无忧型”解决方案，特别是在采用可免费下载的DCl743光绘（Gerber）文件的情况下。