前言:中文期刊网精心挑选了电子电路设计方案范文供你参考和学习,希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感,欢迎阅读。
电子电路设计方案范文1
关键词:电子电路;设计;调试
在进行电子电路设计时,要在理论基础上结合实践,并且要通过调试使之更加完善。对于电子器件来说,电路设计的好不一定安装出来会出现让人满意的效果,在实际执行中总会有误差出现,比如元器件的参数误差、电阻阻值误差等。所以在完成电路设计和安装后必须对其进行调试,在每一次调试后对出现的问题进行改进和完善,这样才能使最终设计出的电子器件满足实际需求。
1 常用电子电路的设计方式
在生活中,总会有一些问题需要设计并实现电子电路来解决。在进行电子电路的方案设计时,需要在理论的基础上结合实际情况,在种类繁多的电子元器件中选出合适的部件进行电路组装,在组合的过程中要思考如何运用巧妙的方式使最终的成品既满足实际的生产需求又满足简单、简洁的原则。设计者要完成运行良好的器件必须具备扎实的理论基础,同时还要有丰富的实践经验和灵活的头脑。除此之外,在设计过程中还要多查阅相干书籍使设计方案更加精准。
1.1 明确电子电路设计要求
在进行电子电路的设计时,要求设计者必须对产品的需求、目的、标准和性能指标做到心中有数。在确定器件参数时尽量做到精准,如果参数无法确定,那么在进行方案设定时必须根据实际情况留出一些富余量。设计者必须在进行方案设计前对实际情况作出调查,并且能够针对具体问题作出详细分析,在明确设计要求的前提下进行电子电路的方案设计。
1.2 总体设计方案的制定
在进行电子电路的设计时,首先要明确产品的性能要求和设计目的,设计者要根据这些基本信息,同时结合自身所掌握的的知识技能和参考资料提供的数据,最终制定出几套备选的总体设计方案。要求所制定的总体方案要在满足设计要求的前提下尽可能做到经济、简便、科技水平高、多功能等。然后设计者要仔细分析每一套设计方案的优点及缺点,综合考虑各方面因素,经过不断对比和筛选后选择几套比较符合标准的方案,进而再通过实际的调查探究和咨询确定一套最终方案。在进行方案设计时,要利用框图来展示设计原理,不必非常详细但要将已经确定的部分展示出来。方案系统框图要能显示出设计要求和标准,各个部件的自身功能以及各器件之间的联系。
1.3 各个单元的设计、器件及参数选取
⑴单元的设计。在进行单元设计之前,要参照已经制定出的总体设计方案和器件的设计要求,认清器件需要完成的任务是什么以及各个器件之间是怎样的关系。最好可以对主要单元的性能要求作出明确规定。如图1所示,该电路就被分成了几个小的单元分别进行设计。在进行具体单元设计时,可以参考其他的完善的电路,也可以更具自己的思路进行创新。但无论选择哪种方式都必须在保证单元性能和要求的前提下进行。在具体操作过程中,可以多翻看一些相关资料,使自身思路更加开阔,使电路尽量简单,最好具有经济节约的特性。
⑵参数确定。在进行电子电路设计时,总会用到很多参数,而这些参数是需要通过计算得到的。在计算之前必须对电路的工作原理了然于心,同时还要明确电路所要完成的具体功能,然后运用相关公式就能得到所需的参数数值。
2 常用电子电路的调试方式
电子电路在设计、安装完成后必须进行进一步的调试才能使器件最终满足总体的设计要求,它作为一项不可或缺的重要步骤,是理论与实践相结合的必要途径。要求调试者必须同时具备充足的理论知识和丰富的实践经验。实际的调试过程一般可以分为以下几步:
2.1 仔细检查
要检查电路的连接是否正确,比如电容极性是否正确、元器件的安装位置是否正确、二、三级管连接是否正确、电源正负极连接是否正确、是否有接地线和焊接是否符合要求等。
2.2 通电检测
在通电前,要先检查所用电压的数值大小和极性是否正确。在通电后要先观测器件是否出现发热、有异味或者冒烟现象,若有必须立刻断电进行检查,若无则可以继续调试。
2.3 分块调试
要将整体的电子电路按照不同功能分成不同的模块,针对不同模块分别进行调试。调试可以分为静态调试和动态调试。在进行静态调试时,对于模拟电路要检测其静态工作点以便查看电路的工作状态是否正常;对于数字电路则要检测各个输入和输出端口的电压是否正常。在调试时要先进行静态调试,一旦过关再进行下一步的动态调试。
2.4 联机调试
在完成分块调试后,可以将各个模块联接起来构成整体进行联机调试。进行联机调试的主要目的是观测实际的运行结果,将结果与设计的总目标、总要求和性能指标进行逐一对比。发现问题后进行改进,然后再测试。在经过不断调试后,电子电路将逐渐趋于完善进而达到总体的设计要求。
[参考文献]
[1]余春平.浅析电子电路设计制作常用调试方法与步骤[J].时代报告(下半月),2012(6):57-98.
电子电路设计方案范文2
关键词:电子应用;电子电路;仿真技术
近年来,人们对电子产品的关注度越来越高,因其能为人们的日常生活提供最大程度的方便,且也能为企业提供经营上的优势,但由于电子产品更新速度较快,技术人员的开发方式受到了一定的影响,将电子电路仿真技术应用在电子应用开发过程中,能够很好的解决这一问题,并且还能为电子应用开发提供更多发展的可能性。
1电子应用开发中电子电路仿真技术的作用
1.1利于发展集成电路
将电子电力仿真技术应用在电子应用开发过程中,有利于集成电路的发展,近年来,社会对于电子产品的关注度越来越高,这也间接地导致电子产品对集成电路的要求也越来越严格,尤其是电路密度更是逐年增加。技术人员在利用芯片级系统思想来开发和设计电子产品时,一般会将所有的电路功能都集中在芯片之上,这也就凸显出了电路仿真技术的重要性,采用电路仿真技术之后,就能在芯片生产和使用之前,通过仿真模型来确定芯片的可实用性,一旦发现无法应用,那么就可以立即对其进行改善,更有利于集成电路的发展。
1.2帮助验证电路功能
通常情况下,电子产品系统开发设计方案完成之后,都需要对其可实用性进行验证,以此来确保电子电路开发设计是符合技术设计标准,将电子仿真技术应用在其中恰好能够帮助验证电子产品的可行性,也就是能够直接验证出电子产品的电路功能是否存在误差,或无法应用等,这样一来,就能减少电路设计人员的出现错误的几率。另外,电子仿真技术的应用还能够保证电路在生产和制造之前,不会出现功能性的问题,这样就能减轻后续开发设计人员的工作量,使电子产品的质量得到一定保障,自然也就减少了电子产品的开发设计时间,为电子产品的发展做好了铺垫工作。
1.3优化电路设计方案所有的电子产品器件都具备一定的温度敏感性,一旦外界温度出现改变,那么电子产品的器件功能也将会受到不同程度的影响,严重的将会对整个电子产品的稳定性产生影响,若将电子电路仿真技术应用在其中,就能有效的改善这一问题。电子电路仿真技术能够直接、有效的分析出不同温度下,不同电路呈现的不同特征,而开发设计人员只需要根据电子电路仿真技术呈现的结果对电路设计方案进行调整即可,这样就能减少温度对电子产品器件的影响。另外,若电子产品器件属于同一种类型,参数设置却十分不同,那么将很有可能会对电子产品生产带来一定影响,但若应用电子电路仿真技术就能够很好的解决这一问题。
1.4提供新的开发方式
电子产品的开发注重的是实践应用,其开发设计过程十分复杂,且设计过程需要经过不止一次的调整和修改,电子产品开发的调整与修改十分关键,因其能够直接影响整个电子产品的性能,以及最终设计方案的完善。将电力电路仿真技术应用在这一环节之中,能够有效地提高电子产品调整和修改的准确性,等于是为电子产品提供了新的开发方式。
1.5电路特性虚拟测试
在计算机上对电子产品的外界环境因素进行模拟和参数设计,能够准确的得到最真实的电子产品电路极限工作状态,譬如通过电子电路仿真技术可以得到高温环境之下、大电流参数之下的电路工作特点,采用仿真技术能够多次模拟电路的极限工作状态,对于开发设计电子产品电路有着极大的帮助,且能间接地为电路设计和生产提供可持续发展可能性。
2电子应用开发中电子电路仿真技术的发展趋势
电子电路仿真技术作为计算机技术的重要组成部分,若不断的对其进行完善和调整,能够直接、有效的促进电子应用开发的发展,虽然电子电路仿真技术目前还只能对电路硬件系统进行仿真,无法对带有CPU的数字系统进行仿真,但是只要不断的完善电子电路仿真技术,就能够尽早开发出CPU程序仿真技术。CPU程序仿真技术是指在电子系统仿真的过程中,可以对电子系统的应用程序进行仿真,以便于测试应用程序运行时各个电路系统的工作情况,更有利于电子应用开发的发展,当然这也是电子系统仿真技术未来的发展趋势之一。若将电路硬件系统与CPU程序仿真技术进行结合,那么就能真正实现软件与硬件之间的设计结合,开发设计人员也能够先应用CPU程序仿真技术对系统软件进行设计,之后再用电子电路仿真技术对整体进行确认,更有利于电子产品的生产和发展。
3结语
综上所述,本文对电子应用开发中电子电路仿真技术进行了详细的分析,得知电子电路仿真技术作为计算机技术的新型技术之一,能够为开发设计人员提供最大的帮助,有利于电子产品的设计和生产,如今只要不断的对电子电路仿真技术进行完善和开发,那么就能在不久的将来,为设计人员提供更加简便、高效的设计手段。
参考文献:
电子电路设计方案范文3
关键词 电子技术综合设计;实践能力;创新思维
中图分类号:G642.3 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2017)02-0113-02
Reform and Practice of Integrated Design of Electronic Techno-logy//ZHOU Tao, ZHANG Ruimin, LIU Qiao, LI Shuanming, ZHONG Furu
Abstract This article introduces the curriculum reform and practice from the aspects of teaching goal, teaching content, teaching imple-mentation, teaching method, examination method and teaching effect. The reform of the integrated design course of electronic tech-nology will be beneficial to the improvement of students’ practical ability, and to cultivate the students’ innovative thinking.
Key words integrated design of electronic technology; practical ability; innovative thinking
1 引言
随着石河子大学人才培养模式的不断改革,以及社会对高等教育培养具备实践能力、创新思维人才目标要求的提出,实践教学环节作为工科专业人才培养体系中的重要组成部分[1],成为当下大学生创新思维和创新能力培养的重要环节。电子技术综合设计是一门实践性非常强的实训类课程,是电子技术人才培养成长的必由之路。由学生自行设计、自行制作和自行调试电子电路,旨在培养学生掌握综合模拟、数字、高频电路知识,解决电子信息方面常见实际问题的能力,培养学生电子电路设计与EDA(Electronic Design Automation)调试工具的使用方法,以及开展项目管理的基本方法。
2 现状
以往的教学安排中主要侧重电子电路的设计和仿真,留给学生自己用于思考和设计的时间有限,设计基本停留在纸上和计算机上。因此,教学效果很难达到预期的教学目的。虽然W生在参加接下来的相关课程的课程设计、大学生训练计划、全国大学生电子设计大赛、毕业设计时理论分析能力得到提高,但实际设计和调试时却出现大量问题很难得到快速解决的现象。所以,这种教学模式不再适应目前新的人才培养方案对于电子信息工程专业提出的要求以及创新人才的培养。
3 课程改革探索与实践
电子技术综合设计课程的改革与探索主要从课程教学目标、课程教学内容、课程教学实施、教学方法、考核方法和教学效果等几个方面进行。
课程目标 电子技术综合设计将学生已学过的电路基础、模拟电路、数字电路以及高频电路等课程的知识综合运用在该课程中[2],从而培养学生具备电子元器件的识别和选择,电子电路仿真和电路设计软件的使用,电子电路的分析和设计以及实际应用电路项目的开发、管理等综合能力,使学生切实经历从原来课本上的电路到EDA软件的仿真电路再到实际看得到、摸得着的电路的实现过程。该课程是对现有课程体系的完善和补充[3],帮助学生拓展视野,提升学生参加课外科技活动、校级SRP(Student Research Project)活动、国家大学生创新计划以及全国电子设计竞赛等专业竞赛的兴趣和毕业设计的质量与水平。
教学内容 课程的主要内容按照基本知识验证、专业知识综合、创新设计能力培养的原则进行安排,主要包括:常用电子元器件基础知识;常用电子测量仪表的使用;电路仿真软件的使用;印刷电路板的设计与实现;电子电路系统设计方案提出、论证、设计、元件焊接、系统调试;撰写总结报告、答辩等。
1)常用电子元器件基础知识:主要讲解电阻、电容、电感、电位器、变压器等常用元件的区分,还包括一些电子常用术语,比如单面板、双面板、焊盘、焊接面、虚焊、桥接等。
2)常用电子测量仪表的使用:包括万用表、示波器、函数发生器、直流稳压电源的基本使用方法。
3)电路仿真软件的使用:主要讲解电路仿真软件Multisim的使用。
4)印刷电路板的设计与实现:Altium Designer软件中电路原理图的绘制和PCB图的绘制方法。
5)电子电路系统设计方案提出、论证、设计、元件焊接、系统调试:对全班学生进行分组,四个人一组,每组一个设计题目,每组经过方案的提出、讨论、修改、教师审核、论证后设计出电路仿真图,仿真没有问题后设计PCB图,然后制成单面板进行元件焊接、调试。
6)撰写总结报告、答辩:系统设计完成后,每组撰写总结报告,提出系统的优点和设计不足,以及设计过程中自己的心得体会,最后制作幻灯片进行课程汇报答辩。
教学实施 在完成各个教学内容时,课程采用项目驱动的方式使学生在掌握理论知识的同时,实践能力也得到不同程度的提高。整个教学过程分为4个项目进行,通过项目的完成,学生逐步完成课程的学习,综合能力也在不知不觉中得到锻炼。
1)基本元件及电路测试项目。教学内容的前两部分讲解完成后,要求每个学生进行基本元件参数的测试、电路虚焊、双面板线路测试等。通过该项目,学生掌握电子元件与电路测试的基本方法和常用测量仪器的使用方法。
2)电子电路设计和仿真项目。在该项目中,教师首先讲解电路仿真软件Multisim的使用方法,然后以实例设计一个两级晶体管放大电路。在此过程中,教师从元件参数的选取、放大倍数的计算、系统测试和修改等方面给学生进行讲解。讲解完成后,学生参考实例设计一个放大倍数不同的晶体管放大电路作为练习。练习完成后,全体学生设计一个波形发生电路用来产生方波、三角波信号。学生设计过程中可相互交流,碰到问题可询问教师,最终完成项目预期目标。该项目完成后,学生可以掌握电路仿真软件的使用方法和电路设计的基本原则。
3)电子电路制板与焊接调试项目。前两阶段的项目完成后,教师讲解电路制板软件Altium Designer的使用方法和手工腐蚀法制作单面电路的流程,讲解和制作过程以上一个项目中的两级晶体管放大电路为例,讲解的过程中学生如果有问题可随时提出,教师进行解答。最终要求学生自己实现一个两级晶体管放大电路的印刷电路板的绘制,以及电路的腐蚀、焊接、通电调试。通过该项目,学生掌握了电子电路从书本的理论知识到实物实现的过程。
4)C合设计与总结项目。学生按学号进行随机选题,题目内容涵盖模拟电路(如连续可调直流稳压电源)、数字电路(如循环彩灯控制器)、高频电路(如小信号阻容耦合放大电路设计)。题目选定后,题目相同的学生分成一组,组建项目小组。项目组成员提出设计方案,经过理论论证,设计完成仿真电路和PCB电路,然后采用手工腐蚀法实现电路系统的板面布线,最后进行元件焊接和调试。系统完成后,整个课程基本接近尾声,每组学生要对自己的设计方案进行汇报答辩。通过该项目,学生掌握了复杂电路的设计与实现,以及团队合作完成项目设计、管理、总结的过程。
教学方法 课程的教学方法,打破传统理论课程完全靠教师讲授以及实验课程以学生动手为主的模式,采用教师讲授、项目训练、学生参与设计和讨论、分析讲解和答辩的形式。学生有机会表达自己的观点和设计思路,充分调动积极参与的兴趣。
考核方法 课程的总评成绩由5个部分组成:考勤10%+课程表现10%+项目完成情况30%+课程答辩情况20%+课程报告30%。新的考核标准打破原来课程总评成绩主要由平时成绩、设计成绩两部分组成的模式,主要以学生在教学实践活动中的参与度和完成度作为考量,注重学生实践能力和综合能力的培养。
教学效果 经过两周的项目驱动训练和实践环节的总结,学生对于测量仪器的使用更加熟练,对常用电子元器件的选用和封装了解得更为清楚,对电子电路的设计和实现更加有信心,分析问题、解决问题的能力得到了很大的提高。
4 结论
课程改革和实践在石河子大学电子信息工程2012级、2013级和2014级为期两周的电子技术综合设计课程中进行,学生对于课程内容安排和各个环节的设计比较欢迎,加大了学生创新思维和创新能力的培养。课程实施的整个过程侧重基础能力培养,将项目管理理念贯穿整个课程的始终,加大创新能力的培养。学生在后续的毕业设计和课外科技活动中凸显了较强的实践和创新能力。■
参考文献
[1]吴大鹏,黄沛昱.“电子系统综合设计”课程建设探索[J].电气电子教学学报,2014,36(6):41-43.
电子电路设计方案范文4
关键词:Proteus;电路设计;四路彩灯;仿真实验
1Proteus软件的概述
Proteus软件是由英国LabcenterElectronics公司开发的一款EDA工具软件,是目前世界上最先进最完善的电路设计与仿真平台。Proteus软件的功能强大,它集电路设计、制版及仿真等多种功能于一身,不仅能够对电工、电子技术学科设计的电路进行设计与仿真,并且功能齐全,界面多彩,是近年来备受电子设计爱好者青睐的一款新型电子电路设计与仿真软。在Proteus编辑界面绘制电路原理图,通过仿真计算,修正错误,直到符合设计指标要求,确定设计方案,输出设计图,自动生成PCB图、修订。
2Proteus在电子电路设计中的应用实例
以四路彩灯数字电路设计为例,结合Proteus软件辅助电子电路设计。其技术指标要求如下:(1)共四个彩灯,分别实现三个过程,构成一个循环共12秒:;(2)第一个过程要求四个灯依次点亮,共4秒;(3)第二个过程要求四个灯以此熄灭,共4秒,先亮者后灭(4)最后4秒要求四个灯同时亮一下灭一下,共闪4下。
2.1核心器件74LS194简介
主要是考察设计四位双向通用移位寄存器74LS194的灵活应用,四个灯可用四个发光二极管表示。如图1,图中MR为复位信号,正常工作时应接高电平;CLK为时钟信号,上升沿到来时有效。
2.2题目分析与设计
把四路彩灯接在74LS194的Q0~Q3上,SR稳定接在一高电平,SL稳定接地地位,而D0~D3接周期为1秒的方波信号。三个过程每个4秒,加起来正好是12秒。图2是正确的CLK信号与1HZ方波信号的比较。前面我们已经确定D0~D3接1Hz的方波信号,那么Q0~Q3在读D0~D3的信号时是在CLK上升沿到来的一瞬间,看图3的前半部分。当74LS194的工作方式为11时,一定要改变CLK的信号频率为D0~D3信号频率的2倍,才可以在D0~D3的一个周期内出现CLK的两个上升沿,Q0~Q3分别读到1和0各一次,如图3的后半部分。即正确的时钟信号在整个12秒时间应该是前8秒为1Hz的频率,后4秒变为2Hz的方波信号,再用D触发器分频产生1HZ的方波信号。
2.3电路实现
连接电路如图3所示。因为设计出的是一个同步时序逻辑电路,注意途中两个D触发器的时钟连接在一起接周期为4秒的时钟信号。
3仿真
根据以上分析,连接电路如图7所示,其中省去了555及二分频电路,直接用数字脉冲源进行仿真。另外,图中所有D触发器的异步输入端在实际电路连接时最好接高电平。产生时钟的电路用与非逻辑替代了与或逻辑。因为与非门的应用最普遍。平时我们在设计电路时,通过卡诺图化简得到的与或式,要想全部用与非门实现,可在草纸上直接画成与或逻辑,然后只需要在与门的输出端与此线的另一头即或门的输入端各加一个小圆圈,两个逻辑非抵消,不影响逻辑关系,直到把或门的输入处理完毕为止。这样或门前面的与门都变成了与非门,或门变成了非或门,而根据摩根定理,非或门恒等于与非门。
参考文献
[1]王尔申,庞涛,,等.Multisim和Proteus仿真在数字电路课程教学中的应[J].实验技术与管理,2013,78~81.
[2]尉乔南,曹原.基于Proteus的四路彩灯设计[J].科技信息(学术版),2008,19:179~182.
电子电路设计方案范文5
近些年来,随着信息技术不断发展,电子技术也随着发展。电子产品更新频率不断加快,实现了电子产品的高集成、大容量和小体积开发。EDA技术的发展,创新了电子工程设计行业,为电子工程设计发展明确了新方向。21世纪将是EDA技术的高速发展期,EDA技术将是对21世纪产生重大影响的十大技术之一。文章主要阐述EDA技术的发展概念、发展过程,明确了EDA技术特点,分析该技术的作用。
关键词:
电子工程设计;EDA技术;电子技术
近些年来,随着电子技术日益发展、革新,应用逐渐实现了快速化和大容量发展,设计系统的数字化,由传统组合芯片转变为单片系统发展。可以说,EDA技术发展,实现了电子领域、电子系统开发的变革,是科技提高、发展的重要产物,对电子工程设计而言,EDA技术的研究、分析具有十分重要的现实意义。
1EDA技术概述
EDA技术,实现了电子设计的自动化,CAM和CAE技术概念出现,逐渐产生了EDA技术,该技术以计算机为主要工具,集合拓扑逻辑结构、计算数学技术、数据库技术、数字优化技术、图形技术等学科,逐渐产生了最新理论结构,由微电子、信号处理分析、电路技术和信息技术的重要集合。现代化EDA技术特点较多,选择自顶向下方式设计程序,确保了设计方案整体性和优化性,加上该技术自动化程度较高,在电子工程设计时,可开展各类级别调试和仿真,对于电子工程设计者而言,可及时发现结构设计错误,防止设计工作浪费,防止细枝末节错误,在系统开发中能够投入更多精力,确保设计的高效率和低成本,缩短设计周期。同时,EDA技术能够并行操作,构建框架结构环境,可实现同步电子工程开发、设计。可以说,EDA是电子技术设计自动化,也就是能够帮助人们设计电子电路或系统的软件工具。该工具可以在电子产品的各个设计阶段发挥作用,使设计更复杂的电路和系统成为可能。
2EDA技术的特点
首先,在现代EDA技术的运用,大多选择“Top-Down”程序进行设计,保证设计方案优化性、合理性,防止“Bottom-up”的设计局部优化,避免整体结构缺陷。其次,HDL技术的设计优点,可实现语言的公开利用,保证语言描述范围,确保设计和工艺无联系,保证现场、系统编程,确保设计保存更为便捷,可实现在线升级。第三,自动化程度较高,在设计过程中,能够实现各级别仿真和调试,在早期结构设计时,设计者能够及时发现设计错误,防止设计工作重叠。另外,设计人员能够省略具体细节问题,在系统开发上能够集中精力,确保设计低成本和高效率。
3EDA技术的发展
在电子工程设计领域,随着EDA技术出现到发展,主要分为3个历史发展时期:首先,初级阶段。从1970年开始,EDA技术主要是采取CAD技术,集成电路具有小规模特点,在传统手工图设计时,因集成电路板、集成电路成本较大,周期较长,设计效率不高,主要依靠计算机技术进行设计印刷,选择CAD工具,可实现布图布线的二维设计和分析,代替了传统的高重复性工艺。其次,发展阶段。从1980年开始,EDA技术逐渐发展完善,集成电路规模也随之增大,电子系统的复杂化,开展软件开发研究,实现CAD系统集成,强化了电路功能设计、结构设计,EDA技术逐渐延伸至半导体芯片设计。第三,成熟阶段。EDA技术经过长时间发展,从1990年开始,微电子技术发展十分迅猛,一个芯片集成,就可达到几千万、上亿晶体管,对于该技术现状,对EDA技术要求也随之提高,促使EDA技术进一步发展。全球各大公司陆续研发EDA系统,开展大规模系统仿真,研究高级语言技术和综合技术。
4EDA技术软件研究
首先,EWB软件。该软件技术是基于PC电子软件设计,具有集成化、仿真分析、原理图、接口设计、文件夹设计等几个特点。其次,PROTEL软件。使用该技术,主要在PROTE199中广泛运用,立足电路原理图设计,采取印刷电路板设计和高层次设计技术。近些年来,EDA技术开发成为热门话题,得到迅速发展。在该领域,主要包含高层次模拟和硬件语言描述,是一种高层次综合技术。随着科学技术水平不断提高,EDA技术朝着更科学、更高层次设计技术逐渐发展。
5EDA技术作用
首先,使用EDA技术,可验证电路设计,保证方案正确性。确定设计方案后,通过系统仿真、结构模拟,对设计方案可行性进行验证设计,保证系统环节传递函数能够实现。推广系统仿真技术,在非电专业系统设计时,可确定某种新构思和新理论设计方案。待仿真后,可模拟分析系统各电路结构,对电路性能指标实现性、结构设计正确性进行判定。其次,使用EDA技术,可优化设计电路特性。对于元器件容差,加上工作环境温度变化,会影响电路稳定性。通过传统设计方法,难以全面分析这种影响,也难以完成整体优化设计。使用EDA技术,利用统计分析、温度分析功能,处于各种温度条件下,可分析电路特性,有利于最佳电路结构、系统稳定温度和最佳元件参数确定,保证电路优化设计。第三,使用EDA技术,可实现电路模拟测试。对于电子电路设计,在设计过程中,包含大量的特性分析、数据测试,由于受测试仪器精度、测试手段约束,存在较多测试问题,选择EDA技术,可实现功能的全部测试。
6EDA技术实现步骤
如上文所述,在现代电子设计领域,EDA技术是技术发展的重要方向,主要是一种硬件HDL描述语言,对硬件电路功能、信号连接、定时关系的语言描述。因此,EDA技术具有较高的自动化程度,能够实现并行操作,具有较广的语言描述范围,可实现语言公开利用,促使整体设计方案的优化设计。对于EDA步骤的实现,主要包含如下方法:首先,文本图编辑和原理图修改。通过图形编辑器,对文本、图形进行设计,可充分表达设计者的设计意图。其次,编译。通过编译器,对设计描述进行拍错编译,通过设计描述,直接转换成特定的文本形式。第三,综合。在该步骤中,可实现软件设计、硬件实现性的合二为一,由硬件电路代替软件设计,通过HDL综合器,促使网表文件生成。另外,以门级为出发点,可描述门电路结构。只要用硬件描述语言将数字系统的行为描述正确,就可以进行该数字系统的芯片设计与制造。第四,行为仿真。通过设计描述网表文件,实现功能仿真,对设计描述和设计意图是否一致进行判定。第五,适配。对于网表文件,利用布局布线适配器,针对某一目标器件进行逻辑映射操作,例如逻辑分割优化,布局布线,以及底层器件的优化配置,等到逻辑映射操作完成之后,EDA软件可形成多项结构,例如适配报告、下载文件。第六,功能仿真。在该步骤中,仿真精度非常高,和真实情况十分接近。第七,下载。如果上述6个步骤能够顺利实现,可将适配器文件下载,直接在目标芯片中转存。
7电子工程设计中EDA技术的应用流程
近些年来,EDA技术在各领域不断深入,涉及医疗、生物、航天、通信等领域,然而,EDA技术在电子工程设计中的运用最为突出,通过EDA技术,利用虚拟仪器进行产品测试,保证技术支持。可以说,EDA技术的运用,主要是电路特性优化和电路设计仿真。EDA技术在电子工程设计中的运用,主要应用流程如下:首先,源程序。在一般情况下,在电子工程设计时,主要是利用EDA器件软件,通过图形编辑器,展示文本、图形。不论是文本编辑器,或图形编辑器,均需依靠EDA工具编译、排错,方可实现文件格式转化,保证了逻辑综合分析。输入源程序之后,即可实现仿真器仿真。其次,逻辑综合。输入源程序之后,利用VHDL格式转化,即可进入逻辑综合分析流程,利用综合器,在电路设计过程中,通过高级指令,实现高级向层次较低语言转化,即逻辑综合。在逻辑综合过程中,可将其看作电子设计的目标优化流程,输入文件到仿真器后,实现仿真操作,确保功效、结果一致性。第三,时序仿真。逻辑综合适配后,进入到时序仿真环节,时序仿真是利用适配器、布线器,通过适当手段,将VHDL文件传输至仿真器内,逐渐开始部分仿真。因VHDL仿真器的使用,需考虑器件特性,在适配之后,时序仿真结果比较精确。第四,仿真分析。明确了电子工程设计方案,通过结构模拟、系统仿真方法,对方案可行性、合理性进行研究分析。通过EDA技术,可实现系统函数传递,建立数学模型开展仿真分析。使用该系统仿真技术,可应用到其他非电专业设计中,在理论验证、方案构思中能够正确运用。
8结语
综上所述,随着科学技术不断发展,现代技术逐渐革新,促使EDA技术领域朝着更高层次推广、开发,且成效非常显著。在本篇文章中,笔者详细分析、研究了EDA技术的基本信息。根据研究表明,在我国电子工程设计领域,EDA技术的运用是一种技术推动和变革,基于EDA技术的电子产品,其使用性能、专业化程度明显高于传统设计方案。因此,在电子工程设计领域,使用EDA技术,可明显提升工作效率,优化电子产品,拓展产品附加值,EDA技术发展方向的高层次自动化设计技术必将取得更辉煌的成绩。无线互联科技•设计分析
作者:陈瑾 单位:徐州工程学院
[参考文献]
[1]赵欢欢.电子工程设计的EDA技术研究分析[J].电子技术与软件工程,2014(3):140.
[2]许术利.电子工程设计的EDA技术[J].中外企业家,2014(12):114.
[3]姚国雪.电子工程设计的EDA技术刍议[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2014(10):214-215.
[4]许勇.电子工程设计中EDA技术的应用研究[J].福建电脑,2014(9):106-107.
[5]潘松.电子设计自动化(EDA)技术及其应用(一)[J].电子与自动化,2000(1):51-54.
[6]江燕.电子工程设计的EDA技术分析[J].电子技术与软件工程,2016(7):125.
电子电路设计方案范文6
关键词:PSpice仿真;电子电路;计算机辅助教学
中图分类号:G434 文献标识码:A 文章编号:16727800(2013)009017703
基金项目:中央高校基本科研业务费专项资金重点项目(CZZ13001)
作者简介:汪汉新(1966-),男,中南民族大学电子与信息工程学院副教授,研究方向为电路与通信系统设计。
0引言
电子电路技术课程是高等学校电子信息类专业的一门重要的专业基础课。由于该课程与实际器件、工程设计紧密相关,内容更新迅速、电路千变万化、概念指标繁多,使学生难以掌握,特别是基础相对较差的民族高校学生更是困难。因此, 结合笔者所在学校的教学情况和学生的特点,在电子电路课程教学中,大胆地进行了教学改革与探索。课堂教学内容在传统板书教学的基础上,借助于PSpice软件在计算机上对电路进行仿真设计与分析,将分析结果以图形化的方式形象直观地显示,加深学生对电路功能的理解。课后安排仿真实验, 由学生自主完成相应的电路设计,这样可以使学生增强对电路的感性认识,掌握各种测试和分析方法,通过人机对话方式,使学生能亲自动手设计电路,进行仿真测试和分析,并与理论计算结果进行对比,使学生能在对复杂电路进行理论分析时所感到的困难得到很好解决。这种教学方式除了可以加深学生对理论的认识,同时也可以让学生大胆地自行设计电路,有利于培养学生的创新思维能力。
电子电路设计是根据给定的功能和特性指标要求,通过一定的方式,确定所要采取的电路拓扑结构以及各个元器件的参数值,再验证设计方案的可行性,然后对设计进行修改,如此反复,直到满足设计要求。PSpice作为PC级电路仿真软件,对电子电路不仅能进行直流分析、交流分析、瞬态分析等电路的基本电路特性分析,还可以进行参数分析和统计分析等,并将各种仿真分析的结果以波形或图表的方式直观地反应出来,因此它在电子电路的设计中得到了广泛的应用。
1PSpice电路特性分析
Pspice仿真软件包含直流分析、交流分析、瞬态分析三种基本类型和参数分析、统计分析两类辅助类型。在实际电路的仿真分析时,需要建立类型分组,以确定分析类型和参数。每一种电路的一个类型分组中只能包含三种基本分析类型中的一种,但可以同时包含多种辅助分析类型。
1.1直流分析(DC Analysis)
直流分析是当电路中某一参数在一定范围内变化时,对参量的每一个取值,计算电路的直流偏置特性。在分析过程中,Pspice将电路中的电容开路、电感短路,对各个信号源取其直流值,然后用迭代的方法计算电路的直流偏置状态。对数字逻辑单元,则将每个数字器件的延时取为0,激励源取t=0时的值。
1.2交流分析(AC Analysis)
交流分析是计算电路的交流小信号频率响应特性。分析时先计算电路的直流工作点,并在工作点处对电路的各个非线性元件作线性化处理,得到线性化的交流小信号等效电路,再使电路中交流信号源的频率在一定范围内变化,并用交流小信号等效电路计算电路输出交流信号的变化。
1.3瞬态特性分析(Transient Analysis)
瞬态分析是在给定输入激励信号作用下,计算电路输出端的瞬态响应。瞬态分析时,先计算t=0时的电路初始状态,再从t=0到某一给定的时间范围内选取一定时间步长,计算输出端在不同时刻的输出电平。
1.4参数分析(Parametric Analysis)
参数分析包括温度分析和参数扫描分析。温度分析(Temperature Analysis)是在不同温度下分析电路特性的变化。参数扫描分析则是针对电路中的某一个参数在一定范围内的变化,分析电路特性的响应变化情况,通过参数扫描分析可以确定满足设计指标要求的元器件参数值,因此参数扫描分析常用于优化确定元器件参数值。
1.5统计分析
统计分析包括蒙特卡诺分析(MC)和最坏情况分析(WC)。由于电路元器件的参数通常在一定的容差范围内呈现有规律的随机分布性,容易造成电路性能具有随机分散性。利用蒙特卡罗分析和最坏情况分析可以对这种随机分散性进行有效的综合统计,使电路的设计达到优化。蒙特卡诺分析是根据实际元器件值的分布规律,对电路进行性能仿真,并通过对大量的仿真结果进行综合统计分析得到电路特性的分散变化规律。由于每次分析时都是从随机分布中抽样提取所要的元器件值,这样可较好地模拟了实际电路中元器件值的随机变化情况。最坏情况分析则是使引起电路特性向同一方向变化的元器件按其可能的最大容差范围变化,从而产生电路特性随机变化的最坏结果。通过对最坏情况时得到的电路特性进行统计分析,可判断设计是否满足要求。
基于PSpice的电路特性仿真分析流程如图1所示。
(1)电路图绘制:建立一个项目文件,用电路图设计模块Capture将图2画好,其中四个信号源DSTM取自元件库Sourcestm的Digstim1,所有逻辑器件取自7400元件库,A、E、S1、S0、Y0、Y1、Y2和Y3为加载的网络测量节点。DSTM数字激励信号源的具体设置为:选中信号源DSTM1,选择菜单Edit/PSpice Stimulus子命令,在New Stimulus的Name栏输入信号源名字A,同时选中Clock选项,点击OK按钮,在Clock Attributes对话框中选中Period and on time,在Period栏输入0.125ms,在on time栏输入0.0625ms,如图3。选择菜单Edit/Save子命令将信号源DSTM1保存, 用同样方法设置DSTM2、DSTM3和 DSTM4,设置成功后的E、S1、S0和A的信号波形如图4。
3结语
针对高等学校电子电路课程的特点和实际教学中存在的问题,以4选1多路选择器电路为例,详细分析了PSpice仿真分析软件在电子电路技术课程中的辅助课堂教学的具体实施过程。该教学方法已经在笔者学校的电子信息工程和通信工程两个专业进行了实践,结果表明,该方法能够将抽象难懂的电路理论知识变得形象直观,达到了很好的教学效果,受到了学生的普遍欢迎和肯定。
参考文献: