2013電子綜合設(shè)計(jì)課件(正式).ppt

1、任課教師：蔣守光、楊筆鋒、王建波,CUIT,1、課程學(xué)習(xí)參考資料,電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)篇 余小平 奚大順，北京航空航天大學(xué)出版社 電子電路設(shè)計(jì)技術(shù)基礎(chǔ)篇 鐘洪聲 崔紅鈴，電子科技大學(xué)出版社 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì) 馬建國(guó)等，高等教育出版社 電子線路綜合設(shè)計(jì) 謝自美，華中科技大學(xué)出版社 全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽系統(tǒng)設(shè)計(jì) 黃智偉，北京航空航天大學(xué)出版社 電子教材和參考資料（楊筆鋒老師教師課件無(wú)密碼）,一 關(guān)于課程,CUIT,2、教 學(xué) 計(jì) 劃 第一次課：基礎(chǔ)知識(shí)的講解及題目的分析，學(xué)生課 后查找資料進(jìn)行設(shè)計(jì)準(zhǔn)備 第二次課：PROTEL軟件講解2個(gè)學(xué)時(shí)，2學(xué)時(shí)上機(jī)練習(xí)。 第三次課：檢查設(shè)計(jì)并進(jìn)行題目分析和方案點(diǎn)評(píng)。

2、 第四次課：課題單元電路及系統(tǒng)設(shè)計(jì)(一) 第五次課：課題單元電路及系統(tǒng)設(shè)計(jì)(二) 第六次課：整機(jī)安裝與調(diào)試 第七次課：整機(jī)調(diào)整與指標(biāo)測(cè)量及驗(yàn)收 第八次課：整機(jī)調(diào)整與指標(biāo)測(cè)量及作品驗(yàn)收與答辯 課外進(jìn)行實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫(xiě),課外制PCB板及焊接,CUIT,課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)及說(shuō)明： 成績(jī)構(gòu)成：方案選擇與電路設(shè)計(jì)質(zhì)量20 、作品制作質(zhì)量30%、課題檢查答辯 20 、 設(shè)計(jì)報(bào)告30 。 注意： 打分為百分制；缺席一次扣總分10分，缺席兩次以上者成績(jī)不及格處理；一次座位未整理及儀器電源未關(guān)扣總分5分。,3、成績(jī)考核辦法,CUIT,課程設(shè)計(jì)是利用基本電子電路原理，設(shè)計(jì)、制作出合乎要求的具有實(shí)用價(jià)值的電子裝置的過(guò)

3、程。是考察學(xué)生電子技術(shù)基本應(yīng)用技能、實(shí)踐創(chuàng)新能力的重要實(shí)踐過(guò)程。主要目的是： 訓(xùn)練電子設(shè)計(jì)知識(shí)綜合運(yùn)用能力；培養(yǎng)科學(xué)、系統(tǒng)、全面的綜合設(shè)計(jì)素質(zhì)；具備中小型電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力。 培養(yǎng)查閱資料文獻(xiàn)和仿真技術(shù)應(yīng)用的能力。 為后續(xù)的畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)做好理論知識(shí)的儲(chǔ)備。 發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)電子競(jìng)賽優(yōu)秀人才。,2.1 電子技術(shù)（系統(tǒng)）課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)和目的,二 電子電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ),CUIT,電子系統(tǒng)的分類,數(shù)字電子系統(tǒng),CUIT,電子系統(tǒng)的分類,單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng),CUIT,電子系統(tǒng)的分類,DSP系統(tǒng),CUIT,電子系統(tǒng)的分類,嵌入式系統(tǒng),CUIT,CUIT,電子系統(tǒng)模型簡(jiǎn)化的GSM900蜂窩移動(dòng)電話,簡(jiǎn)化的GSM900

4、蜂窩移動(dòng)電話子系統(tǒng)組成方框圖,ASIC：Application Specific Integrated Circuit,DSP： Digital Signal Processing,CUIT,2.2 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則,滿足系統(tǒng)功能和性能的要求。這是電子電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須滿足的基本條件。 電路簡(jiǎn)單，成本低，體積小。系統(tǒng)集成技術(shù)是簡(jiǎn)化系統(tǒng)電路的最好方法。 電磁兼容性好。電磁兼容特性是現(xiàn)代電子電路的基本要求。EMC（Electro Magnetic Compatibility），EMI（ Electro Magnetic Interference ） 可靠性高、性價(jià)比高。 系統(tǒng)的集成度高、節(jié)能

5、。 調(diào)試簡(jiǎn)單方便。 生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單。,CUIT,（1）電磁兼容特性是指確保儀器或者系統(tǒng)正常工作時(shí)對(duì)周圍電磁環(huán)境和內(nèi)部電路相互之間電磁作用的限制、要求和特點(diǎn)。（抗干擾能力，干擾源） （2）在電路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意： 選用電磁兼容特性好的集成電路； 盡量提高系統(tǒng)集成度； 只要條件允許盡量降低系統(tǒng)工作頻率； 為系統(tǒng)提供足夠功率的電源； 電路布局、布線要合理，做到高低頻分開(kāi)、功率電路與信號(hào)電路分開(kāi)數(shù)字電路與模擬電路分開(kāi)。,電路兼容設(shè)計(jì)！,CUIT,2.3 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟,CUIT,1.4 電子電路的基本設(shè)計(jì)方法,自頂向下設(shè)計(jì)法,自頂向下的設(shè)計(jì)方法 自底向上的設(shè)計(jì)方法 以自頂向下方法為主導(dǎo)，并結(jié)合使用自底向上

6、的方法,CUIT,1、明確系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)分析，了解性能、指標(biāo)、內(nèi)容及要求。這點(diǎn)十分重要，充分理解題目的要求、每項(xiàng)指標(biāo)的含義，這是完成綜合設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)的前提。,2、制訂方案與構(gòu)筑總體框圖 對(duì)于同一個(gè)題目，實(shí)現(xiàn)的方案可能是多個(gè)，實(shí)現(xiàn)的途徑和技術(shù)路線也可能是多方面的?？梢詫⒉煌姆桨概c途徑加以對(duì)比。從中選擇一種方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。 選擇的原則一般是“相對(duì)容易，相對(duì)巧妙，性價(jià)比高”。,2.4 電子電路的基本設(shè)計(jì)方法自頂向下,CUIT,3、單元電路設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)單元電路的一般方法和步驟如下： (1) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求和已選定的總體方案原理框圖，確定對(duì)各單元電路的設(shè)計(jì)要求，擬定主要單元電路的性能指標(biāo)、與前后

7、級(jí)之間的關(guān)系、分析電路的構(gòu)成形式。應(yīng)注意各單元電路之間的相互配合，注意各部分輸入信號(hào)、輸出信號(hào)和控制信號(hào)的關(guān)系。 (2) 擬定好各單元電路的要求后，按信號(hào)流程順序分別設(shè)計(jì)各單元電路。,CUIT,（3）選擇單元電路的組成形式。一般情況下，應(yīng)查閱有關(guān)資料，以豐富知識(shí)，開(kāi)闊眼界， （4）從已掌握的知識(shí)和了解的各種電路中選擇一個(gè)合適的電路。如確實(shí)找不到性能指標(biāo)完全滿足要求的電路時(shí)，也可選用與設(shè)計(jì)要求比較接近的電路，然后調(diào)整電路參數(shù)。 （5）在單元電路的設(shè)計(jì)中特別要注意保證各功能塊協(xié)調(diào)一致地工作。,CUIT,此外還要注意前后級(jí)單元之間信號(hào)的傳遞方式和匹配，盡量少用或不用電平轉(zhuǎn)換之類的接口電路，并考慮到各

8、單元電路的供電電源盡可能統(tǒng)一，以便使整個(gè)電子系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠。另外，盡量選擇現(xiàn)有的、成熟的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)單元電路的功能。有時(shí)找不到完全滿足要求的現(xiàn)成電路，可在與設(shè)計(jì)要求比較接近的某電路基礎(chǔ)上適當(dāng)改進(jìn)，或自己進(jìn)行創(chuàng)造性設(shè)計(jì)。為了使電子系統(tǒng)的體積小，可靠性高，電路單元盡可能用集成電路組成。,CUIT,選擇元器件可從“需要什么”和“有什么”兩個(gè)方面來(lái)考慮。 所謂“需要什么”是指根據(jù)具體問(wèn)題的要求所選擇的方案需要什么樣的元器件，即每個(gè)元器件各應(yīng)具有哪些功能和什么樣的性能指標(biāo)。 所謂“有什么”是指有哪些元器件，哪些在市場(chǎng)上能買得到，它們的性能如何、價(jià)格如何、體積多大等。眾所周知，電子元器件的種類繁多，而且不斷出

9、現(xiàn)新產(chǎn)品，這就需要用戶經(jīng)常關(guān)心元器件的新信息和新動(dòng)向，多查資料。大量了解各種元器件特性、規(guī)格、參數(shù)、價(jià)格。一般優(yōu)先選用集成電路。 建議：在保證電路性能的前提下，盡量選用常見(jiàn)的、通用性好的、價(jià)格相對(duì)低廉、手頭有的或容易買到的。,4、器件的選擇,CUIT,應(yīng)該根據(jù)器件自身特性和電路要求選擇合適的器件。（如工作頻率、功率、工作電壓等其他指標(biāo)，可以參閱器件技術(shù)手冊(cè)） 一般情況下，在元、器件選擇方面，建議在保證電路性能的前提下，盡量選用常見(jiàn)的、通用性好的、價(jià)格相對(duì)低廉、手頭有的或容易買到的。 盡量采用集成電路和新器件將可起到事半功倍的效果。 一切從實(shí)際需求出發(fā)，將分壹元件與集成電路巧妙地結(jié)合起來(lái)，而且盡

10、量應(yīng)用集成電路，以使系統(tǒng)簡(jiǎn)化，體積小，可靠性提高。,CUIT, 在元器件應(yīng)用中，必須注意以下幾個(gè)方面：,電源電壓的范圍是多少？是單電源供電還是需要雙電源供電？這點(diǎn)十分重要。若不注意，將+3.3 V電源的器件加+5 v，將+5 V器件加+9 V，甚至更高，那器件是必?zé)裏o(wú)疑。 注意元器件的主要技術(shù)指標(biāo)。不要以為只要是運(yùn)放就能作放大器、濾波器。例如要求做一個(gè)2MHz帶寬的放大器， 如果選用LM741，結(jié)果無(wú)論如何都達(dá)不到要求，因?yàn)長(zhǎng)M741的單位增益帶寬積只有1MHz。 元器件互相之間的電平匹配如何？ 元器件的輸入阻抗，允許的輸入電壓、電流范圍以及輸出驅(qū)動(dòng)負(fù)載的能力等等。如音頻功放LM386是不能推

11、動(dòng)0.5W以上的負(fù)載。這一方面會(huì)涉及器件的安全，另一方面又可能影響到系統(tǒng)的某些指標(biāo)能否達(dá)到。,CUIT,可單電源工作的運(yùn)放 LM324 ;LM358 ;AD822 ;OP295,運(yùn)算放大器的使用細(xì)節(jié)和單電源供電,CUIT,單電源放大電路設(shè)計(jì),CUIT,0V輸出：多數(shù)運(yùn)放不能輸出0V值 LM358 ; LM324 特殊運(yùn)放可以0V輸出。 例如OP295等 滿幅輸出: 普通運(yùn)放不能滿幅輸出 LM324,LM358,AD711 特殊運(yùn)放能夠滿幅輸出 AD822,POA350,運(yùn)放的輸出幅度和“軌至軌”滿幅輸出,CUIT,為保證單元電路達(dá)到功能指標(biāo)要求，常需計(jì)算某些參數(shù)。例如放大器電路中各電阻值、放大

12、倍數(shù)，振蕩器中電阻、電容、振蕩頻率等參數(shù)。只有很好地理解電路的工作原理，正確利用計(jì)算公式，計(jì)算的參數(shù)才能滿足設(shè)計(jì)要求。 一般來(lái)說(shuō)，計(jì)算參數(shù)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： (1) 各元器件的工作電壓、電流、頻率和功耗等應(yīng)在允許的范圍內(nèi)，并留有適當(dāng)?shù)脑Ａ? (2) 對(duì)于環(huán)境溫度、交流電網(wǎng)電壓等工作條件，計(jì)算參數(shù)時(shí)應(yīng)按最不利的情況考慮。,5、參數(shù)計(jì)算,CUIT,（3） 涉及元器件的極限參數(shù)必須留有足夠的裕量，一般按1.5倍左右考慮。 （4）對(duì)于電阻、電容參數(shù)的取值，應(yīng)選計(jì)算值附近的標(biāo)稱值。電阻值一般在1M歐姆內(nèi)選擇；非電解電容器一般在100pF0.47uF選擇；電解電容一般在1uF2000uF范圍內(nèi)選用。 （5）

13、在保證電路達(dá)到功能指標(biāo)要求的前提下，盡量減少元器件的品種、價(jià)格、體積等。,CUIT,隨著計(jì)算機(jī)的普及和EDA技術(shù)的發(fā)展，電子電路設(shè)計(jì)中的實(shí)驗(yàn)演變?yōu)榉抡婧蛯?shí)驗(yàn)相結(jié)合。 仿真具有下列優(yōu)越之處： (1)對(duì)電路中只能依據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定的元器件參數(shù)，用電路仿真的方法很容易確定，而且電路的參數(shù)容易調(diào)整。 (2)由于設(shè)計(jì)的電路中可能存在錯(cuò)誤，或者在搭接電路時(shí)出錯(cuò)，可能損壞元器件，或者在調(diào)試中損壞儀器，從而造成經(jīng)濟(jì)損失。而電路仿真中也會(huì)損壞元器件或儀器，但不會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失。 (3)電路仿真不受工作場(chǎng)地、儀器設(shè)備、元器件品種、數(shù)量的限制。,6、計(jì)算機(jī)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,CUIT,常用EDA工具,電路仿真：Orcad、M

14、ultisim、Proteus。 可編程邏輯器件設(shè)計(jì)：Maxplus II、Quartus II。 PCB設(shè)計(jì)：Protel、 Altium Designer Release、 PowerPCB、Cadence,CUIT,盡管電路仿真有諸多優(yōu)點(diǎn)，但其仍然不能完全代替實(shí)驗(yàn)。對(duì)于電路中關(guān)鍵部分或采用新技術(shù)、新電路、新器件的部分，一定要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)最終確定可行方案。 仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證要完成以下任務(wù)： 檢查各元器件的性能、參數(shù)、質(zhì)量能否滿足設(shè)計(jì)要求。 檢查各單元電路的功能和指標(biāo)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 檢查各個(gè)接口電路是否起到應(yīng)有的作用。 把各單元電路組合起來(lái)，檢查總體電路的功能、性能是否最佳。,CUIT,7、電

15、路圖和PCB圖的繪制,總體電路圖是在總框圖、單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和元器件選擇的基礎(chǔ)上繪制的，它是組裝、調(diào)試、印刷電路板設(shè)計(jì)和維修的依據(jù)。目前繪電路圖一般是在計(jì)算機(jī)上利用繪圖軟件完成。繪制電路圖時(shí)主要注意以下幾點(diǎn)：,（1）總體電路圖通常按照信號(hào)的流向，從輸入端畫(huà)起，由左至右或由上至下按信號(hào)的流向依次畫(huà)出各單元電路；,（2）注意總體電路圖的緊湊和協(xié)調(diào)，要求布局合理，排列均勻。圖中元器件的符號(hào)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化，元件符號(hào)旁邊應(yīng)標(biāo)出型號(hào)和參數(shù)。,CUIT,（3）連線一般畫(huà)成水平線和垂直線，并盡可能減少交叉和拐彎。對(duì)于相互交叉的線，應(yīng)在交叉處用圓點(diǎn)標(biāo)出。 （4）關(guān)鍵信號(hào)點(diǎn)必須留出測(cè)試點(diǎn)。,CUIT,PCB圖的要

16、求,PCB圖就是元器件的布局和連線圖，基本要求有： 符合電磁兼容規(guī)范 布局合理規(guī)范 器件物理尺寸匹配良好,CUIT,A、組裝、布局 注意器件極性 注意信號(hào)之間的相互干擾，連線最短 做好輸入、輸出和其他必要的關(guān)鍵點(diǎn)標(biāo)示 布局合理、美觀、整齊,8、 電路組裝與調(diào)試,CUIT,設(shè)計(jì)電路完成以后要進(jìn)行電路的安裝，一般采用印刷電路板、通用電路板和面包板，在進(jìn)行安裝時(shí)注意以下方面：,（1）準(zhǔn)備好常用的工具和材料。要將各種各樣的電子元器件及結(jié)構(gòu)各異的零部件裝配成 （2）所有電子元器件在安裝前要全部測(cè)試一遍，有條件的還要進(jìn)行老化，以保證元器件的質(zhì)量。符合要求的電子產(chǎn)品，一套基本的工具是必不可少的。如烙鐵、鉗子

17、、改錐、鑷子和焊錫。正確使用得心應(yīng)手的工具，可大大提高工作效率，保證裝配質(zhì)量。,CUIT,（3）有極性的電子元器件安裝時(shí)其標(biāo)志最好方向一致，以便于檢查和更換。集成電路的方向要保持一致，以便正確布線和查線。,（4）在電路板上組裝電路時(shí)，為了便于查線，可根據(jù)連線的不同作用選擇不同顏色的導(dǎo)線。如正電源采用紅色線、負(fù)電源采用藍(lán)色導(dǎo)線、地線采用黑色導(dǎo)線、信號(hào)線采用黃色導(dǎo)線等。,（5）布線要按信號(hào)的流向有序連接，連線要做到橫平豎直，不允許跨接在集成電路上。另外，選擇導(dǎo)線粗細(xì)要適中，避免導(dǎo)線與面包板插孔之間接觸不良。,（6）印刷電路板的設(shè)計(jì)原則是性質(zhì)相同的電路安排在一塊板上。例如模擬電路或小信號(hào)電路安排在一

18、塊板上；大功率電路、高壓電路、發(fā)射電路單獨(dú)配置，甚至要安排必要的屏蔽盒、絕緣盒、散熱裝置等。,CUIT,整個(gè)調(diào)試過(guò)程最好也分層次進(jìn)行，先單元電路，再模塊電路，最后系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。按照分配的指標(biāo)、分解的模塊，一部分一部分調(diào)試，然后將各模塊連接起來(lái)總調(diào)。 這一階段，要充分利用電子儀器來(lái)觀察波形，測(cè)量數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，以達(dá)到最終的目標(biāo)。 通電前檢查：連接是否錯(cuò)誤 通電檢查：加入正常電壓，觀察電路情況有無(wú)異常 單元電路調(diào)試：利用信號(hào)源或其他實(shí)驗(yàn)儀器判斷各單元電路的工作狀態(tài) 整機(jī)聯(lián)調(diào)：從最前端到末級(jí)進(jìn)行統(tǒng)調(diào)，檢查 各級(jí)動(dòng)態(tài)信號(hào)工作情況，分析是否滿足設(shè)計(jì) 要求。,B、調(diào)試,CUIT,常用電子系統(tǒng)常用調(diào)試

19、設(shè)備及裝配工具,CUIT,（1）調(diào)試電路的常用儀器, 萬(wàn)用表。它可以測(cè)量交直流電壓、交直流電流、電阻、電容及半導(dǎo)體二極管和三極管。具有精度高，使用方便，應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)。, 示波器。示波器可以對(duì)電路中的各點(diǎn)電位進(jìn)行測(cè)量和觀察波形，同時(shí)可比較任意兩點(diǎn)波形的相位關(guān)系。示波器具有高的靈敏度、高的交流阻抗、對(duì)負(fù)載影響小等特點(diǎn)。在使用示波器應(yīng)注意的是所用示波器的頻帶一定要大于被測(cè)信號(hào)的頻率。, 信號(hào)發(fā)生器。因?yàn)榻?jīng)常要在加信號(hào)的情況下進(jìn)行測(cè)試，則在調(diào)試和故障診斷時(shí)最好備有信號(hào)發(fā)生器。如函數(shù)發(fā)生器，它可產(chǎn)生正弦波、三角波、方波等波形。,CUIT,（2）調(diào)試電路前的檢查。,電路安裝完畢后，不要急于通電，首先要根

20、據(jù)電路原理圖認(rèn)真檢查電路接線是否正確。主要直觀檢查電源、地線、信號(hào)線、元器件引腳之間有無(wú)短路，連線有無(wú)接觸不良，元器件有無(wú)漏焊，二極管、三極管和電解電容極性有無(wú)錯(cuò)誤。查線時(shí)最好用數(shù)字萬(wàn)用表的蜂鳴器擋來(lái)測(cè)量。,（3）調(diào)試步驟。,對(duì)于電子系統(tǒng)的調(diào)試一般采用化整為零，分塊調(diào)試：, 通電觀察。在確認(rèn)電路連接沒(méi)有錯(cuò)誤的情況下，接通電源。電源接通后不要先急于測(cè)量數(shù)據(jù)，而應(yīng)首先觀察有無(wú)異?，F(xiàn)象，如有無(wú)冒煙，是否聞到異常氣味，手摸元器件是否發(fā)燙，電源是否有短路現(xiàn)象等。如有異常，應(yīng)立即關(guān)斷電源 ，待故障排除后方可重新通電。,CUIT, 分塊調(diào)試。把電路按功能分成不同的模塊，分別對(duì)各模塊進(jìn)行調(diào)試。通常調(diào)試順序是按

21、照信號(hào)的流向進(jìn)行，這樣可把前級(jí)測(cè)試過(guò)的輸出作為后一級(jí)的輸入信號(hào)，為最后聯(lián)調(diào)創(chuàng)造條件。分塊調(diào)試包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)調(diào)試。靜態(tài)測(cè)試是在沒(méi)有外加信號(hào)的條件下測(cè)量電路各點(diǎn)電位，通過(guò)靜態(tài)測(cè)試可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)已經(jīng)損壞的元器件或其他故障。動(dòng)態(tài)測(cè)試是在信號(hào)源的作用下，借助示波器觀察各點(diǎn)波形，進(jìn)行波形分析，測(cè)量動(dòng)態(tài)指標(biāo)。把靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)試的結(jié)果與設(shè)計(jì)的指標(biāo)加以比較，經(jīng)深入分析后對(duì)電路與參數(shù)提出合理的修整。調(diào)試電路過(guò)程應(yīng)對(duì)測(cè)試結(jié)果作詳盡記錄。, 整機(jī)聯(lián)調(diào)。各單元電路調(diào)試好以后，還要將它們連接成整機(jī)進(jìn)行統(tǒng)調(diào)。整機(jī)統(tǒng)調(diào)主要觀察和測(cè)量動(dòng)態(tài)特性，把測(cè)量的結(jié)果與設(shè)計(jì)指標(biāo)逐一對(duì)比，找出問(wèn)題及解決辦法，然后對(duì)電路及參數(shù)進(jìn)行修正，直到整機(jī)的

22、性能完全符合設(shè)計(jì)要求為止。,CUIT,信號(hào)尋跡法：逐級(jí)檢查 對(duì)分法：縮小故障范圍 分割測(cè)試法：切斷電路間的相互聯(lián)系，查找原因 電容器旁路法：用于自激或排查干擾的時(shí)候 對(duì)比法：相同電路對(duì)比 替代法：用已知正常的電路、器件代替懷疑的電路 靜態(tài)測(cè)試法：確定單一故障元件 動(dòng)態(tài)測(cè)試法：觀察動(dòng)態(tài)工作狀況,C、故障診斷與排除方法,CUIT,撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)的總結(jié)報(bào)告是對(duì)學(xué)生寫(xiě)科學(xué)論文和科研總結(jié)報(bào)告的能力訓(xùn)練，通過(guò)編寫(xiě)設(shè) 計(jì)報(bào)告，不僅把設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試的內(nèi)容進(jìn)行全面總結(jié)，以提高學(xué)生的文字組織表達(dá)能力， 而且也把實(shí)踐內(nèi)容上升到理論高度。從設(shè)計(jì)報(bào)告中可以反映出設(shè)計(jì)人員的知識(shí)水平和層次。,9、課程設(shè)計(jì)報(bào)告,CUIT,課

23、程設(shè)計(jì)結(jié)束后要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)交一份設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告 總結(jié)報(bào)告的首頁(yè)包括課題名稱、課程設(shè)計(jì)時(shí)間、使用儀器及編號(hào)、學(xué)生姓名、班級(jí)和指導(dǎo)教師等。 設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告內(nèi)容包括： (1) 課題名稱； (2) 內(nèi)容摘要； (3) 設(shè)計(jì)指標(biāo)(要求)； (4) 系統(tǒng)框圖； (5) 各單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和元器件選擇； (6) 畫(huà)出完整的電路圖，并說(shuō)明電路的工作原理；,CUIT,(7) 組裝調(diào)試；包括使用的主要儀器、儀表，調(diào)試電 路的方法和技巧、測(cè)試的數(shù) 據(jù)和波形并與計(jì)算結(jié)果比較分析，調(diào)試中出現(xiàn)的故障、原因及排除方法； (8) 實(shí)際PCB圖或布線圖； (9) 電路的特點(diǎn)和方案的優(yōu)缺點(diǎn)，提出改進(jìn)意見(jiàn)和展望； (10) 設(shè)

24、計(jì)結(jié)果與數(shù)據(jù)處理； (11) 列出參考文獻(xiàn)； (12) 課程設(shè)計(jì)報(bào)告的設(shè)計(jì)觀點(diǎn)、理論分析、方案結(jié)論、計(jì)算等必須正確，盡量做到綱目分明、邏輯清楚、內(nèi)容充實(shí)、輕重得當(dāng)、文字通順、圖樣清晰規(guī)范。,CUIT,項(xiàng)目總結(jié),驗(yàn)收總結(jié) 編寫(xiě)使用說(shuō)明文件 對(duì)照項(xiàng)目認(rèn)定計(jì)劃逐一測(cè)試 分析成功、失敗原因 前景展望、后續(xù)工作設(shè)想,演講答辯 選題背景意義 核心問(wèn)題分析 解決思路方法 理論計(jì)算仿真 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)測(cè)試 得失分析展望,CUIT,電子設(shè)計(jì)中的器件知識(shí)和應(yīng)用舉例,1、常規(guī)無(wú)源器件：電阻、電容、電感等。 應(yīng)注意使用功率、工作頻率、噪聲系數(shù)、工作損耗等參數(shù)進(jìn)行選擇。,CUIT,傳感器傳感器基礎(chǔ),傳感器（Transduce

25、r/Sensor）： 轉(zhuǎn)換元件、敏感元件,傳感器的分類 按被測(cè)量分類 溫度、壓力、位移、加速度、濕度、流量、速度、氣體等 按工作原理分類 電阻式、電感式、電容式、熱電式、磁電和電磁式、壓電式、光電式、光纖等。,CUIT,應(yīng)變片傳感器 結(jié)構(gòu)： 為了在較小的尺寸范圍內(nèi)得到較大的電阻變化量，通常把電阻絲制成柵狀的應(yīng)變敏感元件，即電阻應(yīng)變片。 特性參數(shù) 初始電阻Ro 靈敏系數(shù)k 允許工作電流Imax通常絲狀片為25 mA 應(yīng)變極限lim e 溫漂,傳感器傳感器基礎(chǔ),CUIT,應(yīng)變片傳感器 傳感器結(jié)構(gòu),傳感器傳感器基礎(chǔ),CUIT,應(yīng)變片傳感器 測(cè)量對(duì)象 壓力 扭變 形變 測(cè)量電路,傳感器傳感器基礎(chǔ),CU

26、IT,集成傳感器 壓力傳感器 MPX5010,0 to 10 kPa (0 to 1.45 psi) 0.2 to 4.7 V Output,CUIT,傳感器 常用傳感器,測(cè)量小信號(hào)處理電路特點(diǎn) 信號(hào)幅度?。?0uV/度） 放大器漂移小 放大倍數(shù)大,CUIT,傳感器 常用傳感器,其它測(cè)溫器件 半導(dǎo)體熱敏電阻 正溫度系數(shù)（PTC） 負(fù)溫度系數(shù)（NTC） 溫敏二極管,CUIT,氣敏傳感器-氣敏電阻 有一種煤氣泄漏報(bào)警器，在瓦斯泄漏后會(huì)報(bào)警，甚至啟動(dòng)脫排油煙機(jī)通風(fēng)。這種報(bào)警器內(nèi)就是裝置了一種氣敏電阻。這種半導(dǎo)體在表面吸收了某種自身敏感的氣體之后會(huì)發(fā)生反應(yīng)，而使自身的電阻值改變。它一般有四個(gè)電極，兩個(gè)

27、為加熱電極，另兩個(gè)為測(cè)量電極。氣敏電阻根據(jù)型號(hào)對(duì)不同的氣體敏感。有的是對(duì)汽油，有的是對(duì)一氧化碳，有的是對(duì)酒精敏感。,傳感器 常用傳感器,CUIT,一種可燃?xì)怏w泄露報(bào)警器電路圖： 可燃?xì)怏w濃度監(jiān)測(cè)電極之間的電流 門限電壓比較器工作 音頻報(bào)警器工作,CUIT,集成傳感器 電壓型溫度傳感器 LM35/45,CUIT,集成傳感器 電壓型溫度傳感器 LM35/45,CUIT,集成傳感器 電流型溫度傳感器 AD590,. Linear Current Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1mA/K . Wide Temperature Range

28、. . . . . . . . . . . -55oC to 150 C . Two-Terminal Device Voltage In/Current Out . Wide Power Supply Range . . . . . . . . . . . . . +4V to +30V,CUIT,集成傳感器 數(shù)字式溫度傳感器 LM75,CUIT,集成傳感器 數(shù)字式溫度傳感器 LM75,CUIT,集成傳感器 數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20,CUIT,集成傳感器 數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20,CUIT,數(shù)字式溫度計(jì)電路,電壓跟隨器驅(qū)動(dòng)電壓表，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化顯示,CUIT,傳感器 常用傳感器,

29、霍爾磁電效應(yīng)傳感器 當(dāng)一塊通有電流的金屬或半導(dǎo)體薄片垂直地放在磁場(chǎng)中時(shí)，薄片的兩端就會(huì)產(chǎn)生電位差，這種現(xiàn)象就稱為霍爾效應(yīng)。兩端具有的電位差值稱為霍爾電勢(shì)U，其表達(dá)式為:U=KIB/d K：霍爾系數(shù) I： 通過(guò)的電流 B：磁感應(yīng)強(qiáng)度 d：薄片的厚度,CUIT,霍爾器件 霍爾器件幾乎是每臺(tái)計(jì)算機(jī)中都用的器件，另外在各種精密的工業(yè)設(shè)備中也有它的身影。它主要用來(lái)檢測(cè)磁力，而且基本上都是以“集成霍爾傳感器”的形式出現(xiàn)。用高靈敏的霍爾器件還可以制作電子羅盤呢。,當(dāng)喇叭上的磁鐵靠近或移開(kāi)霍爾芯片時(shí)就會(huì)交替輸出方波脈沖！,CUIT,傳感器 常用傳感器,霍爾傳感器放大電路,CUIT,傳感器 常用傳感器,霍爾傳感

30、器的應(yīng)用 磁場(chǎng)測(cè)量 電流測(cè)量 振動(dòng)測(cè)量 轉(zhuǎn)速測(cè)量 距離測(cè)量,CUIT,傳感器 常用傳感器,霍爾電流傳感器,CUIT,傳感器 常用傳感器,霍爾開(kāi)關(guān)電路,CUIT,傳感器 常用傳感器,CUIT,傳感器 常用傳感器,光電傳感器 光電二極管：光照下，在反向偏壓下產(chǎn)生光生電流 光電流與光 照度成線性,CUIT,傳感器 常用傳感器,光電三極管 由光電二極管產(chǎn)生基極電流,CUIT,傳感器 常用傳感器,紅外熱釋電傳感器（菲涅爾透鏡） 熱釋電效應(yīng)：某些晶體受熱表面極化產(chǎn)生電荷 特點(diǎn) 不受環(huán)境光 影響 被測(cè)物體有溫度即會(huì)發(fā)光 大氣層對(duì)紅外吸收小,CUIT,紅外熱釋電紅外探測(cè)器： 利用人體發(fā)出的紅外線進(jìn)行檢測(cè)，產(chǎn)生

31、電信號(hào)輸出，常用于防盜報(bào)警等電路中。,CUIT,設(shè)計(jì)要點(diǎn)2 （補(bǔ)償放大）,設(shè)計(jì)要點(diǎn)1 （直流偏置）,設(shè)計(jì)要點(diǎn)3 （窗口比較）,紅外防盜報(bào)警電路,設(shè)計(jì)要點(diǎn)4 （接口驅(qū)動(dòng)）,CUIT,傳感器 常用傳感器,陶瓷濕度傳感器 感濕材料吸收水分改變電阻率 需要加熱清洗,CUIT,傳感器 常用傳感器,超聲波傳感器 工作原理 超聲波測(cè)距是通過(guò)不斷檢測(cè)超聲波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波, 從而測(cè)出發(fā)射和接收回波的時(shí)間差t , 然后求出距離S 。在速度v 已知的情況間差t , 然后求出距離S 。在速度v 已知的情況下 S = vt/ 2 常溫下超聲波傳播速度334 米/秒,V 易受空氣中溫度、濕度、壓強(qiáng)等因素的影響,其中受溫度的影響較大,溫度每升高1 , 聲速增加約0. 6 米/ 秒。已知現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度T 時(shí), 超聲波傳播速度V : V = 331. 5 + 0. 607T,CUIT,傳感器 常用傳感器,超聲波傳感器 應(yīng)用 距離、直徑、高度測(cè)量 液面、料位測(cè)量 工件有無(wú)、透明度測(cè)量 無(wú)損探傷,CUIT,傳感器 常用傳感器,發(fā)射電路,CUIT,傳感器 常用傳感器,接收電路,CUIT,傳感器 常用傳感器,超聲波測(cè)距系統(tǒng),CUIT,集成傳感器 V/I轉(zhuǎn)換器 XTR110,CUIT,四 電路