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电子技术课程设计简明手册1电子技术课程设计简明手册一、电子技术课程设计的目的电子技术课程设计是在《电路原理》和《电子技术基础》（包括模拟电路和数字电路）课程学习的基础上进行的实践性课程。使学生灵活应用电路原理和电子技术的有关知识，进行电子电路的综合性设计。了解现代EDA技术在电子设计中的应用，通过从原理图的设计和仿真到具体电子系统的安装和调试，全面提高学生的实际动手能力、安装调试能力、科学试验能力等方面的综合素质。二、课程设计与电子产品研制的差别电子产品的设计流程为：市场调研与可行性预测选题确定目标预设计生成PCB图工艺设计画原理图修改仿真与实验制作印刷电路板制作样机试生产鉴定批量生产对于研制电子产品来说，选题和拟定性能指标十分重要，一般需要经过充分的调查研究才能确定，否则研制出来的产品可能没有实用价值和经济效益。课程设计重在教学练习，设计题目是由教师指定、给定性能指标，学生不需进行市场调研。对于研制电子产品来说，必须考虑经济效益。在研制电子产品时，在保证性能指标前提下，应设法降低成本，因此，凡是市场上或从生产厂家可以买到的元器件都可以选用。但课程设计必须考虑元器件的通用性。由实验室备料不可能十分丰富，因此，课程设计对元器件的品种有一定限制，一般只能在规定的范围内选用元器件。另外，电子产品研制还要考虑外形设计、销售等商业性问题，因为产品要转变成商品，其最终的目的是产生经济效益。课程设计只是电子电路设计的一次演习，它重在基础训练，是电子产品研制的原理电路设计阶段，与研制电子产品的实际情况存在相当大的差距。三、电路系统设计的基本原则和设计内容1、电路系统设计的基本原则电子技术课程设计简明手册2(1)满足系统功能和性能的要求。这是电子电路系统设计时必须满足的基本条件。(2)电路简单，成本低，体积小。系统集成技术是简化系统电路的最好方法。(3)可靠性高。(4)系统的集成度高。(5)调试简单方便。(6)生产工艺简单。(7)操作简单方便。操作简便是现代电子电路系统的重要特征，难以操作的系统是没有生命力的。(8)耗电少。(9)性能价格比高。通常希望所设计的电子电路能同时符合以上各项要求，但有时会出现相互矛盾的情况。例如，对于用交流电网供电的电子设备，如果电路总的功耗不大，那么功耗的大小不是主要矛盾，而对于用微型电池供电的航天仪表而言，功耗的大小则是主要矛盾之一。2、课程设计的内容电子电路设计是对各种技术综合应用的过程。通常电子电路设计过程中包括以下几个方面的内容。(1)功能和性能指标分析。深入地了解所要设计的系统的特性。这是进行电子电路系统设计的原始依据。(2)系统设计。系统设计包括初步设计、方案比较和实际设计3部分内容。一个实用课题的理想设计方案不是轻而易举地就能获得的，而是往往需要设计者进行广泛、深入的调查研究，翻阅大量参考资料，并进行反复比较和可行性论证，结合实际工程实践需要，才能最后确定下来。(3)原理电路设计。系统设计的结果提出了具体设计方案，确定了系统的基本结构，那么，接下来的工作就是进行各部分功能电路以及分电路连接的具体设计。这时要注意局部电路对全系统的影响，要考虑是否易于实现，是否易于检测，以及性能价格比等问题，因此，设计人员平时要注意电路资料的积累。(4)可靠性设计。系统的方案设计和电路设计中必须考虑可靠性因素(如器件的选择、电路连接方式的选择等)。(5)调试方案设计。使设计人员在系统实际调试前就对调试的全过程有个清楚的认识，明确要调试的项目、目的、应达到的技术指标、可能发生的问题和现象、处理问题的方法、系统各部分调试时所需要的仪器设备等。（6）编写课程设计的总结报告。撰写报告是对学生写科学论文和科研总结报告的能力训练，通过编写设计报告，不仅把设计、组装、调试的内容进行全面总结，以提高学生的文字组织表达能力，而且也把实践内容上升到理论高度。四、电路设计的一般过程1、选择方案设计电路的第一步就是选择总体方案。所谓总体方案是用具有一定功能的若干单元电路构成一个整体，以满足课题题目所提出的要求和性能指标，实现各项功能。电子技术课程设计简明手册3方案选择就是按照系统总的要求，把电路划分成若干个功能块，得出能表示单元功能的整机原理框图。按照系统性能指标要求，规划出各单元功能电路所要完成的任务，确定输出与输入的关系，确定单元电路的结构。总体方案往往不止一个，应当针对糸统提出的任务、要求和条件，进行广泛调查研究，大量查阅参考文献和有关资料，广开思路，要敢于探索，努力创新，提出若干不同方案，仔细分析每个方案的可行性和优缺点，反复比较，争取方案的设计合理、可靠、经济、功能齐全、技术先进。框图应能说明方案的基本原理，应能正确反映系统完成的任务和各组成部分的功能，清楚表示出系统的基本组成和相互关系。方案选择必须注意下面两个问题：(1)要有全局观点，抓住主要矛盾。(2)在方案选择时要充分开动脑筋，不仅要考虑方案是否可行，还要考虑怎样保证性能可靠，考虑如何降低成本，降低功耗，减小体积等许多实际的问题。2、设计单元电路设计单元电路的一般方法和步骤如下：(1)根据设计要求和已选定的总体方案原理框图，确定对各单元电路的设计要求，拟定主要单元电路的性能指标、与前后级之间的关系、分析电路的构成形式。应注意各单元电路之间的相互配合，注意各部分输入信号、输出信号和控制信号的关系。(2)拟定好各单元电路的要求后，按信号流程顺序分别设计各单元电路。(3)选择单元电路的组成形式。一般情况下，应查阅有关资料，以丰富知识，开阔眼界，从已掌握的知识和了解的各种电路中选择一个合适的电路。如确实找不到性能指标完全满足要求的电路时，也可选用与设计要求比较接近的电路，然后调整电路参数。在单元电路的设计中特别要注意保证各功能块协调一致地工作。3、参数计算为保证单元电路达到功能指标要求，常需计算某些参数。例如放大器电路中各电阻值、放大倍数，振荡器中电阻、电容、振荡频率等参数。只有很好地理解电路的工作原理，正确利用计算公式，计算的参数才能满足设计要求。一般来说，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的范围内，并留有适当的裕量.(2)对于环境温度、交流电网电压等工作条件，计算参数时应按最不利的情况考虑。(3)涉及元器件的极限参数必须留有足够的裕量，一般按1.5倍左右考虑。例如，如果实际电路中三极管UCE0的最大值为20V，那么挑选三极管时应按UCE030V考虑。(4)电阻值尽可能选在1MΩ范围内，最大一般不应超过10MΩ，其数值应在常用电阻标称值系列之内，并根据具体情况正确选择电阻的品种。(5)非电解电容尽可能在100pF~0.1μf范围内选择，其数值应在常用电容器标称值系列之内，并根据具体情况正确选择电容的品种。(6)在保证电路性能的前提下，尽可能设法降低成本，减少器件品种，减少元器件的电子技术课程设计简明手册4功耗和减小体积，为安装调试创造有利条件。(7)有些参数很难用公式计算确定，需要设计者具备一定的实际经验。如确实无法确定，个别参数可待仿真时再确定。4、仿真和实验随着计算机的普及和EDA技术的发展，电子电路设计中的实验演变为仿真和实验相结合。仿真具有下列优越之处：(1)对电路中只能依据经验来确定的元器件参数，用电路仿真的方法很容易确定，而且电路的参数容易调整。(2)由于设计的电路中可能存在错误，或者在搭接电路时出错，可能损坏元器件，或者在调试中损坏仪器，从而造成经济损失。而电路仿真中也会损坏元器件或仪器，但不会造成经济损失。(3)电路仿真不受工作场地、仪器设备、元器件品种、数量的限制。尽管电路仿真有诸多优点，但其仍然不能完全代替实验。对于电路中关键部分或采用新技术、新电路、新器件的部分，一定要进行实验。仿真和实验要完成以下任务：①检查各元器件的性能、参数、质量能否满足设计要求。②检查各单元电路的功能和指标是否达到设计要求。③检查各个接口电路是否起到应有的作用。④把各单元电路组合起来，检查总体电路的功能、性能是否最佳。5、撰写设计总结报告总结报告的首页包括课题名称、学生姓名、班级和指导教师等。设计总结报告内容包括：(1)课题名称；(2)内容摘要；(3)设计指标(要求)；(4)系统框图；(5)各单元电路设计、参数计算和元器件选择；(6)画出完整的电路图，并说明电路的工作原理；(7)元器件清单；(8)实际PCB图或布线图；(9)电路的特点和方案的优缺点，提出改进意见和展望；(10)心得体会；(11)列出参考文献。课程设计报告的设计观点、理论分析、方案结论、计算等必须正确，尽量做到纲目分明、逻辑清楚、内容充实、轻重得当、文字通顺、图样清晰规范。电子技术课程设计简明手册5五、报告排版要求1、页面设置所有文档统一使用Word2003排版，页面应当设置如下：纸型为A4，页边距规格为：上下各2.54cm，左右各3.17cm，装订线0cm，页眉1.5cm，页脚1.75cm。文档正文内容的排版格式如下（除特别说明外），中文用宋体，英文字体用TimesNewRoman，五号。公式必须用公式编辑器进行录入。2、标题要求标题最多使用3级分别为：章、节和小节。如果在小节中还需要分层次可使用条、目。1．章章为一级标题，位于正文中间；字体使用：华文新魏（中）、TimesNewRoman（西）、加粗、四号；段前6磅、段后6磅；章标号统一使用“第X章标题”，标号与标题文字间制表位1.9厘米；标号选择样式标题１。注意：章的标题在页的首行。2、节节为二级标题，与正文左对齐；字体使用：黑体（中）、TimesNewRoman（西）、加粗、小四；段前6磅、段后6磅；节标号统一使用“X.X标题”，标号与标题文字间制表位1.27厘米；标号选择样式标题２。3．小节小节为三级标题，与正文左对齐；字体使用：黑体、加粗、五号；段前6磅、段后6磅；小节标号统一使用“X.X.X标题”，标号与标题文字间制表位1.27厘米；标号选择样式标题３。4．条条可作为四级标题，但其不与前三级标题统一编排。条标题样式：正文、黑体（中）、TimesNewRoman（西）、加粗、五号、首行缩进:0.74厘米；段前6磅、段后0磅；条标号统一使用“X．标题”，标号与标题文字间使用全角小点“．”；标号在正文手工输入。5．目文中的目操作步骤尽量统一用（1），（2）...或①,②…及再下的层次编号；文中并列内容可用“●”，“◆”，“■”等项目编号列出，要尽可能做到全书统一；如有再下一层次的并列内容，可用另一种项目符号；注意要易于区分层次的高低。条标题样式：正文、宋体（中）、TimesNewRoman（西）、不加粗、五号、首行缩进:0.74厘米；段前０磅、段后0磅；目的标号灵活掌握如：“(1)标题”，标号与标题文字之间空一格；标号在正文手工输入。3、图、表及程序清单题注１．图●每一个图都要有图题。图中有（a）和（b）子图时，子图也要有子图题。电子技术课程设计简明手册6●每一章的图统一排号，如第3章的图用：图3.1，图3.2。●排号使用“题注”方式，在文中引用到表使用“交叉引用”方式。●图号和图题位于图的正下方。图题由词组或短语组成，要简短明确，题末不带标点。前后图的图题不应雷同。●插图中的文字和线宽要求（屏幕图除外）：■文字为小5号,汉字用黑体，英文及数字用Arial。如果空间不够，个别文字可用更小字体。■图中粗线粗细b的范围为：b=0.25-0.7mm；细线粗细为b/2，不得小于0.1mm。■图中一般情况下，主线用粗线，辅线用较细的线。●图中的曲线要光滑，斜线不能有锯齿。文字的分辨率要高。●书中所有图要随文排，图文呼应。即要先有文字叙述（先提到图）,后见相应的图。●从PDF文件中取图，建议使用AdobeIllustrator，将取出的图存为.wmf文件以保证高分辨率；从电脑屏幕取图建议使用HyperSnap-DXPro软件。由于MicrosoftVisio编辑的图片都为矢量图，并可以在没原图的情况下直接修改，所以流程图统一使用该软件编辑及其它图片也尽可能使用该软件编辑。●图要力求清晰，对于非矢量图尽可能不要在文档中拖