成功的電路設(shè)計(jì)技巧

電路設(shè)計(jì)技巧

在電子設(shè)計(jì)中， 為電子產(chǎn)品的成功開發(fā)正確的電路設(shè)計(jì)原理圖很重要 。工程師必須使用常規(guī)方法或使用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具，為特定目的繪制所需電路的整潔干凈的布局。由于用手繪制原理圖可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤，因此通常最好使用某些EDA工具以提高電路的性能和效率。下面列出的是設(shè)計(jì)電路布局時(shí)要考慮的重要技巧。

標(biāo)題欄和方框圖的使用

在電子設(shè)計(jì)中，框圖被認(rèn)為是反映電路原理圖的體系結(jié)構(gòu)和概述的最佳指南。它有助于用戶輕松理解電路功能并總結(jié)設(shè)計(jì)系統(tǒng)。

另一個(gè)至關(guān)重要的方面是為原理圖提供標(biāo)題，并在電路的標(biāo)題欄上附加設(shè)計(jì)者的姓名，因?yàn)樗梢詾樵韴D提供更熟練和專業(yè)的外觀。原理圖包含必要的注釋和細(xì)節(jié)，以構(gòu)造PCB或面包板上的電路布局。

I / O信號(hào)的放置

電子設(shè)計(jì)中的電路布局應(yīng)包含從左到右繪制的電信號(hào)流。為了提高可讀性，通常遵循電路設(shè)計(jì)布局底部和底部電源線的常規(guī)做法。

布局設(shè)計(jì)被視為一種藝術(shù)程序，因?yàn)槊總€(gè)設(shè)計(jì)師都需要通過在相同和單個(gè)方向上將相似的組件（主要是極化的組件放置在單個(gè)列或行中）收集在一起，從而在組件放置期間提供適當(dāng)?shù)恼疹櫤完P(guān)注。

最好的大多數(shù)ECAD都提供了更簡(jiǎn)單的引腳和組件放置選項(xiàng)，以允許在布局編輯器中編輯網(wǎng)格。

明確連接

在電路設(shè)計(jì)中，必須顯示和區(qū)分網(wǎng)絡(luò)，以識(shí)別這些網(wǎng)絡(luò)是交叉還是連接。為解決此問題，設(shè)計(jì)人員應(yīng)利用點(diǎn)約定方法來清楚了解電路連接。在處理符號(hào)引腳連接時(shí)，建議在更改方向之前至少再移動(dòng)一個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)。此措施可確保在創(chuàng)建PCB設(shè)計(jì)的布局時(shí)，布局中的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)都應(yīng)在其列表中可見。

要?jiǎng)?chuàng)建更簡(jiǎn)潔的示意圖以提高用戶的可讀性，請(qǐng)使用總線對(duì)信號(hào)進(jìn)行聚類。大多數(shù)優(yōu)秀的ECAD工具都支持此分組信號(hào)功能。為了在不同的電線之間進(jìn)行各種連接，設(shè)計(jì)人員可以添加全局符號(hào)或連接器以顯示常規(guī)信號(hào)和不可見的電源引腳（如電源和地）。

利用網(wǎng)標(biāo)簽和簡(jiǎn)要的參考標(biāo)記

必須在電路設(shè)計(jì)原理圖中標(biāo)記所有網(wǎng)絡(luò)以獲取必要的信號(hào) 。此步驟主要在調(diào)試過程中或在運(yùn)行某些仿真時(shí)提供幫助。盡管不必對(duì)網(wǎng)絡(luò)貼標(biāo)簽，但是，它可以節(jié)省設(shè)計(jì)人員的更多時(shí)間，尤其是在PCB布局設(shè)計(jì)中。此外，標(biāo)簽網(wǎng)還可以連接遠(yuǎn)距離的端子，而這些端子甚至沒有通過電線物理連接，因此提高了用戶的可讀性。

要記住的另一個(gè)重要方面是使用提到的參考標(biāo)記在電路設(shè)計(jì)中正確顯示和確認(rèn)組件 。這些參考資料可幫助設(shè)計(jì)人員輕松定位組件。根據(jù)設(shè)計(jì)人員為整個(gè)設(shè)計(jì)選擇的圖案類型，必須在原理圖的組件附近提及這些參考。

使用耦合/去耦電容器

在電子設(shè)備中，電源供應(yīng)不穩(wěn)定，并且會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)的輸出電壓，該波動(dòng)會(huì)影響電路。為此，設(shè)計(jì)人員使用不同類型的電容器對(duì)輸入和輸出信號(hào)進(jìn)行濾波。

在電路設(shè)計(jì) 過程中，去耦電容器并聯(lián)連接在電源附近， 以提供純直流電源。這些去耦電容器用于將輸入的交流信號(hào)與直流信號(hào)去耦。該電容器從源極開始充電過程，當(dāng)達(dá)到Vcc的電壓電平時(shí)，由于該去耦電容器保持并保持該流動(dòng)電荷，直到任何Vcc電壓電平下降的發(fā)生，電流都不再流過該電容器。從源頭上

當(dāng)與各種放大器電路一起工作時(shí)，主要使用耦合電容器。這些電容器可以限制和平滑直流元件和放大器電路產(chǎn)生的輸出信號(hào)中的低頻噪聲。因此，耦合電容器主要用于輸出信號(hào)。

旁路電容器的使用通過將噪聲轉(zhuǎn)移到地面，特別是在揚(yáng)聲器和放大器電路中獲得清晰的音頻，有助于消除系統(tǒng)中的內(nèi)部和內(nèi)部噪聲。因此，這些旁路電容器用于消除直流信號(hào)中的交流噪聲，以接收純直流信號(hào)。

利用下拉/上拉電阻

每個(gè)設(shè)計(jì)人員在使用數(shù)字IC和微控制器電路時(shí)都應(yīng)考慮使用上拉和下拉電阻。這個(gè)基本原理有助于忽略和解決浮動(dòng)狀態(tài)的發(fā)生。

所有數(shù)字IC的邏輯電平都與輸入電壓直接相關(guān)。讓我們通過一個(gè)示例來闡明這個(gè)主題：假設(shè)數(shù)字IC的輸入電壓介于+2.8伏特至5伏特之間，因此將其視為邏輯1或高電平狀態(tài)，并且電壓范圍為+ 0V至+ 0.8V將被視為邏輯0或低電平狀態(tài)。另一方面，+ 0.9V至+ 2.7V的輸入電壓將被視為不確定狀態(tài)的浮動(dòng)狀態(tài)，而邏輯狀態(tài)將被視為高（1）或低（0）。為了繞過這種情況，設(shè)計(jì)人員使用上拉和下拉電阻來增強(qiáng)IC芯片輸入引腳所需的合適電壓，以使電路準(zhǔn)確地運(yùn)行。

基于微控制器的電路設(shè)計(jì)

微控制器的使用將幫助設(shè)計(jì)人員節(jié)省大量時(shí)間，并通過移除模數(shù)轉(zhuǎn)換中涉及的各種組件來最大程度地減小布局尺寸。由于微控制器芯片包含各種功能，可以根據(jù)電路設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行編程 。

如今，來自各種品牌的現(xiàn)代微控制器以合理的價(jià)格提供了某些先進(jìn)的功能，以完成不同的任務(wù)，例如A / D轉(zhuǎn)換，串行/ SPI / I2C通信計(jì)時(shí)器以及更多其他功能，這些功能都累積在這些小封裝中，從而提高了性能和性能。電路設(shè)計(jì) 效率高， 占用空間少。

使用PWM信號(hào)以降低功耗

重要的是設(shè)計(jì)一種電路，該電路消耗的能量較少，無法更換電池單元或無法充電。由于這個(gè)原因，設(shè)計(jì)人員應(yīng)始終在可靠的微控制器或NE555 IC的幫助下使用脈寬調(diào)制（PWM）方案，這可以增強(qiáng)應(yīng)用程序的能效?？梢岳眠@種方法從電動(dòng)機(jī)或LED電路消耗更少的能量。

選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)組件符號(hào)

要啟動(dòng)電路設(shè)計(jì)原理圖，重要的是要考慮布局圖中使用的組件的符號(hào)。盡管這些符號(hào)已在國(guó)際上使用，但是，在世界其他地區(qū)，這些符號(hào)可能會(huì)有不同的表示形式。為解決此問題，電氣與電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）創(chuàng)建了一些標(biāo)準(zhǔn)，供設(shè)計(jì)人員用于最常用的組件，例如用于邏輯電路圖的IEEE標(biāo)準(zhǔn)991，包含名稱和圖形的IEEE標(biāo)準(zhǔn)315。電氣和電子學(xué)領(lǐng)域的各種圖形的符號(hào)以及IEEE標(biāo)準(zhǔn)91，其中包含各種邏輯功能的多個(gè)圖形符號(hào)。

選擇合適的CAD工具

即使設(shè)計(jì)人員不是專業(yè)人士，也可以借助雙手輕松進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，以進(jìn)行簡(jiǎn)單的原理圖設(shè)計(jì)。但是，在構(gòu)造復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)時(shí)，必須使用適當(dāng)?shù)碾娮佑?jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ECAD）軟件?？蛻敉ǔＴ谄渎殑?wù)說明中提到該ECAD軟件，或者由公司自己選擇。否則，通常建議使用知名開發(fā)商的專業(yè)CAD工具，該工具可以在最終產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)以3D視圖，圖稿，物料清單和Gerber文件創(chuàng)建PCB的原理圖和布局設(shè)計(jì)。 。

一些EDA公司和開發(fā)人員提供免費(fèi)的ECAD工具，例如KiCAD，而一些公司提供付費(fèi)的ECAD工具，例如Altium Designer，OrCAD等。這取決于設(shè)計(jì)者，哪種軟件適合電路設(shè)計(jì) 過程。

最后，最好掌握對(duì)設(shè)計(jì)者來說效果很好的ECAD工具。盡管對(duì)操縱EDA軟件有所了解，但是最好學(xué)習(xí)繪制和構(gòu)建電路的設(shè)計(jì)技術(shù)。