电路设计的原则

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电路设计的原则范文第1篇

--用PROTEL DXP电路板设计的一般原则

电路板设计的一般原则包括：电路板的选用、电路板尺寸、元件布局、布线、焊盘、填充、跨接线等。

电路板一般用敷铜层压板制成，板层选用时要从电气性能、可靠性、加工工艺要求和经济指标等方面考虑。常用的敷铜层压板是敷铜酚醛纸质层压板、敷铜环氧纸质层压板、敷铜环氧玻璃布层压板、敷铜环氧酚醛玻璃布层压板、敷铜聚四氟乙烯玻璃布层压板和多层印刷电路板用环氧玻璃布等。不同材料的层压板有不同的特点。 环氧树脂与铜箔有极好的粘合力，因此铜箔的附着强度和工作温度较高，可以在 260℃的熔锡中不起泡。环氧树脂浸过的玻璃布层压板受潮气的影响较小。 超高频电路板最好是敷铜聚四氟乙烯玻璃布层压板。

在要求阻燃的电子设备上，还需要阻燃的电路板，这些电路板都是浸入了阻燃树脂的层压板。 电路板的厚度应该根据电路板的功能、所装元件的重量、电路板插座的规格、电路板的外形尺寸和承受的机械负荷等来决定。

主要是应该保证足够的刚度和强度。

常见的电路板的厚度有 0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm

从成本、铜膜线长度、抗噪声能力考虑，电路板尺寸越小越好，但是板尺寸太小，则散热不良，且相邻的导线容易引起干扰。 电路板的制作费用是和电路板的面积相关的，面积越大，造价越高。 在设计具有机壳的电路板时，电路板的尺寸还受机箱外壳大小的限制，一定要在确定电路板尺寸前确定机壳大小，否则就无法确定电路板的尺寸。 一般情况下，在禁止布线层中指定的布线范围就是电路板尺寸的大小。电路板的最佳形状是矩形，长宽比为 3:2 或 4:3，当电路板的尺寸大于 200mm×150mm 时，应该考虑电路板的机械强度。 总之，应该综合考虑利弊来确定电路板的尺寸。

虽然 Protel DXP 能够自动布局，但是实际上电路板的布局几乎都是手工完成的。要进行布局时，一般遵循如下规则：

1．特殊元件的布局 特殊元件的布局从以下几个方面考虑：

1）高频元件：高频元件之间的连线越短越好，设法减小连线的分布参数和相互之间的电磁干扰，易受干扰的元件不能离得太近。隶属于输入和隶属于输出的元件之间的距离应该尽可能大一些。

2）具有高电位差的元件：应该加大具有高电位差元件和连线之间的距离，以免出现意外短路时损坏元件。为了避免爬电现象的发生，一般要求 2000V 电位差之间的铜膜线距离应该大于 2mm，若对于更高的电位差，距离还应该加大。带有高电压的器件，应该尽量布置在调试时手不易触及的地方。

3）重量太大的元件：此类元件应该有支架固定，而对于又大又重、发热量多的元件，不宜安装在电路板上。

4）发热与热敏元件：注意发热元件应该远离热敏元件。

5）可以调节的元件：对于电位器、可调电感线圈、可变电容、微动开关等可调元件的布局应该考虑整机的结构要求，若是机内调节，应该放在电路板上容易调节的地方，若是机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相对应。

6）电路板安装孔和支架孔：应该预留出电路板的安装孔和支架的安装孔，因为这些孔和孔附近是不能布线的。

2．按照电路功能布局 如果没有特殊要求，尽可能按照原理图的元件安排对元件进行布局，信号从左边进入、从右边输出，从上边输入、从下边输出。 按照电路流程，安排各个功能电路单元的位置，使信号流通更加顺畅和保持方向一致。 以每个功能电路为核心，围绕这个核心电路进行布局，元件安排应该均匀、整齐、紧凑，原则是减少和缩短各个元件之间的引线和连接。 数字电路部分应该与模拟电路部分分开布局。

3．元件离电路板边缘的距离 所有元件均应该放置在离板边缘 3mm 以内的位置，或者至少距电路板边缘的距离等于板厚，这是由于在大批量生产中进行流水线插件和进行波峰焊时，要提供给导轨槽使用，同时也是防止由于外形加工引起电路板边缘破损，引起铜膜线断裂导致废品。如果电路板上元件过多，不得已要超出 3mm 时，可以在电路板边缘上加上 3mm 辅边，在辅边上开 V 形槽，在生产时用手掰开。

4．元件放置的顺序 首先放置与结构紧密配合的固定位置的元件，如电源插座、指示灯、开关和连接插件等。 再放置特殊元件，例如发热元件、变压器、集成电路等。 最后放置小元件，例如电阻、电容、二极管等。

布线的规则如下：

1）线长：铜膜线应尽可能短，在高频电路中更应该如此。铜膜线的不拐弯处应为圆角或斜角，而直角或尖角在高频电路和布线密度高的情况下会影响电气性能。当双面板布线时，两面的导线应该相互垂直、斜交或弯曲走线，避免相互平行，以减少寄生电容。

2）线宽：铜膜线的宽度应以能满足电气特性要求而又便于生产为准则，它的最小值取决于流过它的电流，但是一般不宜小于 0.2mm。只要板面积足够大，铜膜线宽度和间距最好选择 0.3mm。一般情况下，1~1.5mm 的线宽，允许流过 2A 的电流。例如地线和电源线最好选用大于 1mm 的线宽。在集成电路座焊盘之间走两根线时，焊盘直径为 50mil，线宽和线间距都是 10mil，当焊盘之间走一根线时，焊盘直径为 64mil，线宽和线间距都为 12mil。注意公制和英制之间的转换，100mil=2.54mm。

3）线间距：相邻铜膜线之间的间距应该满足电气安全要求，同时为了便于生产，间距应该越宽越好。最小间距至少能够承受所加电压的峰值。在布线密度低的情况下，间距应该尽可能的大。

4）屏蔽与接地：铜膜线的公共地线应该尽可能放在电路板的边缘部分。在电路板上应该尽可能多地保留铜箔做地线，这样可以使屏蔽能力增强。另外地线的形状最好作成环路或网格状。多层电路板由于采用内层做电源和地线专用层，因而可以起到更好的屏蔽作用效果。

焊盘

焊盘尺寸 焊盘的内孔尺寸必须从元件引线直径和公差尺寸以及镀锡层厚度、孔径公差、孔金属化电镀层厚度等方面考虑，通常情况下以金属引脚直径加上 0.2mm 作为焊盘的内孔直径。例如，电阻的金属引脚直径为 0.5mm，则焊盘孔直径为 0.7mm，而焊盘外径应该为焊盘孔径加1.2mm，最小应该为焊盘孔径加 1.0mm。 当焊盘直径为 1.5mm 时，为了增加焊盘的抗剥离强度，可采用方形焊盘。 对于孔直径小于 0.4mm 的焊盘，焊盘外径/焊盘孔直径=0.5~3。 对于孔直径大于 2mm 的焊盘，焊盘外径/焊盘孔直径=1.5~2。

常用的焊盘尺寸如表 1-1 所示表 16-1

常用的焊盘尺寸

焊盘孔直径/mm 0.4 0.5 0.6 0.8 1.0 1.2 1.6 2.0

焊盘外径/mm 1.5 1.5 2.0 2.0 2.5 3.0 3.5 4

注意事项：

设计焊盘时的注意事项如下：

1）焊盘孔边缘到电路板边缘的距离要大于 1mm，这样可以避免加工时导致焊盘缺损。

2）焊盘补泪滴，当与焊盘连接的铜膜线较细时，要将焊盘与铜膜线之间的连接设计成泪滴状，这样可以使焊盘不容易被剥离，而铜膜线与焊盘之间的连线不易断开。

3）相邻的焊盘要避免有锐角。

大面积填充

电路板上的大面积填充的目的有两个，一个是散热，另一个是用屏蔽减少干扰，为避免焊接时产生的热使电路板产生的气体无处排放而使铜膜脱落，应该在大面积填充上开窗，后者使填充为网格状。 使用敷铜也可以达到抗干扰的目的，而且敷铜可以自动绕过焊盘并可连接地线。

跨接线

在单面电路板的设计中，当有些铜膜无法连接时，通常的做法是使用跨接线，跨接线的长度应该选择如下几种：6mm、8mm 和 10mm。

接地

1地线的共阻抗干扰 电路图上的地线表示电路中的零电位，并用作电路中其它各点的公共参考点，在实际电路中由于地线（铜膜线）阻抗的存在，必然会带来共阻抗干扰，因此在布线时，不能将具有地线符号的点随便连接在一起，这可能引起有害的耦合而影响电路的正常工作。

2．如何连接地线 通常在一个电子系统中，地线分为系统地、机壳地（屏蔽地）、数字地（逻辑地）和模拟地等几种，在连接地线时应该注意以下几点：

1）正确选择单点接地与多点接地。在低频电路中，信号频率小于 1MHz，布线和元件之间的电感可以忽略，而地线电路电阻上产生的压降对电路影响较大，所以应该采用单点接地法。 当信号的频率大于 10MHz 时，地线电感的影响较大，所以宜采用就近接地的多点接地法。 当信号频率在 1~10MHz 之间时，如果采用单点接地法，地线长度不应该超过波长的 1/20，否则应该采用多点接地。

2）数字地和模拟地分开。电路板上既有数字电路，又有模拟电路，应该使它们尽量分开，而且地线不能混接，应分别与电源的地线端连接（最好电源端也分别连接）。要尽量加大线性电路的面积。一般数字电路的抗干扰能力强，TTL 电路的噪声容限为 0.4~0.6V，CMOS 数字电路的噪声容限为电源电压的 0.3~0.45 倍，而模拟电路部分只要有微伏级的噪声，就足以使其工作不正常。所以两类电路应该分开布局和布线。

3）尽量加粗地线。若地线很细，接地电位会随电流的变化而变化，导致电子系统的信号受到干扰，特别是模拟电路部分，因此地线应该尽量宽，一般以大于 3mm 为宜。

4）将接地线构成闭环。当电路板上只有数字电路时，应该使地线形成环路，这样可以明显提高抗干扰能力，这是因为当电路板上有很多集成电路时，若地线很细，会引起较大的接地电位差，而环形地线可以减少接地电阻，从而减小接地电位差。

5）同一级电路的接地点应该尽可能靠近，并且本级电路的电源滤波电容也应该接在本级的接地点上。

6）总地线的接法。总地线必须严格按照高频、中频、低频的顺序一级级地从弱电到强电连接。高频部分最好采用大面积包围式地线，以保证有好的屏蔽效果。

抗干扰

具有微处理器的电子系统，抗干扰和电磁兼容性是设计过程中必须考虑的问题，特别是对于时钟频率高、总线周期快的系统；含有大功率、大电流驱动电路的系统；含微弱模拟信号以及高精度 A/D 变换电路的系统。为增加系统抗电磁干扰能力应考虑采取以下措施：

1）选用时钟频率低的微处理器。只要控制器性能能够满足要求，时钟频率越低越好，低的时钟可以有效降低噪声和提高系统的抗干扰能力。由于方波中包含各种频率成分，其高频成分很容易成为噪声源，一般情况下，时钟频率 3 倍的高频噪声是最具危险性的。

2）减小信号传输中的畸变。当高速信号（信号频率高=上升沿和下降沿快的信号）在铜膜线上传输时，由于铜膜线电感和电容的影响，会使信号发生畸变，当畸变过大时，就会使系统工作不可靠。一般要求，信号在电路板上传输的铜膜线越短越好，过孔数目越少越好。典型值：长度不超过 25cm，过孔数不超过 2 个。

3）减小信号间的交叉干扰。当一条信号线具有脉冲信号时，会对另一条具有高输入阻抗的弱信号线产生干扰，这时需要对弱信号线进行隔离，方法是加一个接地的轮廓线将弱信号包围起来，或者是增加线间距离，对于不同层面之间的干扰可以采用增加电源和地线层面的方法解决。

4）减小来自电源的噪声。电源在向系统提供能源的同时，也将其噪声加到所供电的系统中，系统中的复位、中断以及其它一些控制信号最易受外界噪声的干扰，所以，应该适当增加电容来滤掉这些来自电源的噪声。

5）注意电路板与元器件的高频特性。在高频情况下，电路板上的铜膜线、焊盘、过孔、电阻、电容、接插件的分布电感和电容不容忽略。由于这些分布电感和电容的影响，当铜膜线的长度为信号或噪声波长的 1/20 时，就会产生天线效应，对内部产生电磁干扰，对外发射电磁波。 一般情况下，过孔和焊盘会产生 0.6pF 的电容，一个集成电路的封装会产生 2~6pF 的电容，一个电路板的接插件会产生 520mH 的电感，而一个 DIP-24 插座有 18nH 的电感，这些电容和电感对低时钟频率的电路没有任何影响，而对于高时钟频率的电路必须给予注意。

6）元件布置要合理分区。元件在电路板上排列的位置要充分考虑抗电磁干扰问题。原则之一就是各个元件之间的铜膜线要尽量的短，在布局上，要把模拟电路、数字电路和产生大噪声的电路（继电器、大电流开关等）合理分开，使它们相互之间的信号耦合最小。

7）处理好地线。按照前面提到的单点接地或多点接地方式处理地线。将模拟地、数字地、大功率器件地分开连接，再汇聚到电源的接地点。 电路板以外的引线要用屏蔽线，对于高频和数字信号，屏蔽电缆两端都要接地，低频模拟信号用的屏蔽线，一般采用单端接地。对噪声和干扰非常敏感的电路或高频噪声特别严重的电路应该用金属屏蔽罩屏蔽。

8）去耦电容。去耦电容以瓷片电容或多层陶瓷电容的高频特性较好。设计电路板时，每个集成电路的电源和地线之间都要加一个去耦电容。去耦电容有两个作用，一方面是本集成电路的储能电容，提供和吸收该集成电路开门和关门瞬间的充放电电能，另一方面，旁路掉该器件产生的高频噪声。数字电路中典型的去耦电容为 0.1μF，这样的电容有 5nH 的分布电感，可以对 10MHz 以下的噪声有较好的去耦作用。一般情况下，选择 0.01~0.1μF 的电容都可以。

一般要求没 10 片左右的集成电路增加一个 10μF 的充放电电容。 另外，在电源端、电路板的四角等位置应该跨接一个 10~100μF 的电容。

高频布线

为了使高频电路板的设计更合理，抗干扰性能更好，在进行 PCB 设计时应从以下几个方面考虑：

1）合理选择层数。利用中间内层平面作为电源和地线层，可以起到屏蔽的作用，有效降低寄生电感、缩短信号线长度、降低信号间的交叉干扰，一般情况下，四层板比两层板的噪声低 20dB。

2）走线方式。走线必须按照 45°角拐弯，这样可以减小高频信号的发射和相互之间的耦合。

3）走线长度。走线长度越短越好，两根线并行距离越短越好。

4）过孔数量。过孔数量越少越好。

5）层间布线方向。层间布线方向应该取垂直方向，就是顶层为水平方向，底层为垂直方向，这样可以减小信号间的干扰。

6）敷铜。增加接地的敷铜可以减小信号间的干扰。

7）包地。对重要的信号线进行包地处理，可以显著提高该信号的抗干扰能力，当然还可以对干扰源进行包地处理，使其不能干扰其它信号。

8）信号线。信号走线不能环路，需要按照链方式布线。

9）去耦电容。在集成电路的电源端跨接去耦电容。

电路设计的原则范文第2篇

【关键词】集成电路 设计方法 IP技术

基于CMOS工艺发展背景下，CMOS集成电路得到了广泛应用，即到目前为止，仍有95%集成电路融入了CMOS工艺技术，但基于64kb动态存储器的发展，集成电路微小化设计逐渐引起了人们关注。因而在此基础上，为了迎合集成电路时代的发展，应注重在当前集成电路设计过程中从微电路、芯片等角度入手，对集成电路进行改善与优化，且突出小型化设计优势。以下就是对集成电路设计与IP设计技术的详细阐述，望其能为当前集成电路设计领域的发展提供参考。

1 当前集成电路设计方法

1.1 全定制设计方法

集成电路，即通过光刻、扩散、氧化等作业方法，将半导体、电阻、电容、电感等元器件集中于一块小硅片，置入管壳内，应用于网络通信、计算机、电子技术等领域中。而在集成电路设计过程中，为了营造良好的电路设计空间，应注重强调对全定制设计方法的应用，即在集成电路实践设计环节开展过程中通过版图编辑工具，对半导体元器件图形、尺寸、连线、位置等各个设计环节进行把控，最终通过版图布局、布线等，达到元器件组合、优化目的。同时，在元器件电路参数优化过程中，为了满足小型化集成电路应用需求，应遵从“自由格式”版图设计原则，且以紧凑的设计方法，对每个元器件所连导线进行布局，就此将芯片尺寸控制到最小状态下。例如，随机逻辑网络在设计过程中，为了提高网络运行速度，即采取全定制集成电路设计方法，满足了网络平台运行需求。但由于全定制设计方法在实施过程中，设计周期较长，为此，应注重对其的合理化应用。

1.2 半定制设计方法

半定制设计方法在应用过程中需借助原有的单元电路，同时注重在集成电路优化过程中，从单元库内选取适宜的电压或压焊块，以自动化方式对集成电路进行布局、布线，且获取掩膜版图。例如，专用集成电路ASIC在设计过程中为了减少成本投入量，即采用了半定制设计方法，同时注重在半定制设计方式应用过程中融入门阵列设计理念，即将若干个器件进行排序，且排列为门阵列形式，继而通过导线连接形式形成统一的电路单元，并保障各单元间的一致性。而在半定制集成电路设计过程中，亦可采取标准单元设计方式，即要求相关技术人员在集成电路设计过程中应运用版图编辑工具对集成电路进行操控，同时结合电路单元版图，连接、布局集成电路运作环境，达到布通率100%的集成电路设计状态。从以上的分析中即可看出，在小型化集成电路设计过程中，强调对半定制设计方法的应用，有助于缩短设计周期，为此，应提高对其的重视程度。

1.3 基于IP的设计方法

基于0.35μmCMOS工艺的推动下，传统的集成电路设计方式已经无法满足计算机、网络通讯等领域集成电路应用需求，因而在此基础上，为了推动各领域产业的进一步发展，应注重融入IP设计方法，即在集成电路设计过程中将“设计复用与软硬件协同”作为导向，开发单一模块，并集成、复用IP，就此将集成电路工作量控制到原有1/10，而工作效益提升10倍。但基于IP视角下，在集成电路设计过程中，要求相关工作人员应注重通过专业IP公司、Foundry积累、EDA厂商等路径获取IP核，且基于IP核支撑资源获取的基础上，完善检索系统、开发库管理系统、IP核库等，最终对1700多个IP核资源进行系统化整理，并通过VSIA标准评估方式，对IP核集成电路运行环境的安全性、动态性进行质量检测、评估，规避集成电路故障问题的凸显，且达到最佳的集成电路设计状态。另外，在IP集成电路设计过程中，亦应注重增设HDL代码等检测功能，从而满足集成电路设计要求，达到最佳的设计状态，且更好的应用于计算机、网络通讯等领域中。

2 集成电路设计中IP设计技术分析

基于IP的设计技术，主要分为软核、硬核、固核三种设计方式，同时在IP系统规划过程中，需完善32位处理器，同时融入微处理器、DSP等，继而应用于Internet、USB接口、微处理器核、UART等运作环境下。而IP设计技术在应用过程中对测试平台支撑条件提出了更高的要求，因而在IP设计环节开展过程中，应注重选用适宜的接口，寄存I/O，且以独立性IP模块设计方式，对芯片布局布线进行操控，简化集成电路整体设计过程。此外，在IP设计技术应用过程中，必须突出全面性特点，即从特性概述、框图、工作描述、版图信息、软模型/HDL模型等角度入手，推进IP文件化，最终实现对集成电路设计信息的全方位反馈。另外，就当前的现状来看，IP设计技术涵盖了ASIC测试、系统仿真、ASIC模拟、IP继承等设计环节，且制定了IP战略，因而有助于减少IP集成电路开发风险，为此，在当前集成电路设计工作开展过程中应融入IP设计技术，并建构AMBA总线等，打造良好的集成电路运行环境，强化整体电路集成度，达到最佳的电路布局、规划状态。

3 结论

综上可知，集成电路被广泛应用于计算机等产业发展领域，推进了社会的进步。为此，为了降低集成电路设计风险，减少开发经费，缩短开发时间，要求相关技术人员在集成电路设计工作开展过程中应注重强调对基于IP的设计方法、半定制设计方法、全定制设计方法等的应用，同时注重引入IP设计技术理念，完善ASIC模拟、系统测试等集成电路设计功能，最终就此规避电路开发中故障问题的凸显，达到最佳的集成电路开发、设计状态。

参考文献

[1]肖春花.集成电路设计方法及IP重用设计技术研究[J].电子技术与软件工程，2014，12（06）：190-191.

[2]李群，樊丽春.基于IP技术的模拟集成电路设计研究[J].科技创新导报，2013，12（08）：56-57.

[3]中国半导体行业协会关于举办“中国集成电路设计业2014年会暨中国内地与香港集成电路产业协作发展高峰论坛”的通知[J].中国集成电路，2014，20（10）：90-92.

电路设计的原则范文第3篇

关键词：示范教学；传感器技术应用；项目化；微课程

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）17-0249-02

一、引言

现在的高校大学生中使用智能手机、移动数码产品的人越来越多，这在无形中改变着他们的阅读和学习方式，当然从中我们也可以很自然地联想，他们在课后利用这些电子设备浏览教学内容，那不是一件很好的与课堂教学对接的方式吗？几乎大部分的教师都有运用多媒体技术播放视频的教学经历，但大家都会发现，不管是利用精品课程视频也好，或者是其他类型的教学视频，除了上课教学以外，很少会有学生课后去浏览观看这些视频进行学习和课后复习，其利用率非常之低，原因主要是视频容量太大，教学视频大多数是几百兆，网上在线观看往往速度太慢；容量大也影响网速，断断续续，让人失去等待的信心；最后容量大则讲解的知识点过多，让学习者失去学习耐心。此外，现在高校都在实行项目化的教学做一体的课程开发，在教学做的过程中，特别是电子类相关专业，教师示范引领是一个重要的环节。然而从目前来看，教师示范因为视线、场地等原因，示范只能照顾到前面的少部分同学，如果把项目中关键的知识点、技能点、重点、难点做成微视频的形式，通过投影播放，可以让所有同学都能清晰地看到教师的示范内容。鉴于此，课题组成员结合应用电子技术专业，开发出的《传感器技术应用》微课程正好有效解决了这些问题，其微课程的特点有以下几方面：①目标明确、主题突出。②短小精悍、视频为主。③依托网络、使用方便。课程组共计完成《传感器技术应用》项目化的微课程视频12个。

二、《传感器技术应用》项目化内容设计

《传感器技术应用》项目化内容分成6个项目，具体项目及涉及的传感器如下：①饮水机温控指示电路，负温度系数热敏电阻；②霍尔传感器磁性产品计数器，霍尔传感器3144；③红外线防盗报警器，红外线发射二极管、光敏三极管；④声光控路灯，驻极体话筒、光敏电阻；⑤小型电动机转速测量器，带光电开关装置的电动机模块。⑥酒精浓度检测器，酒精传感器MQ-3。

三、项目微视频设计与制作

1.项目中关键应用能力提炼方法。①首先对项目中的传感器进行基本特性的测试：工作原理、输入输出特性、引脚判断等。②将项目分成若干个小的模块，模块划分的原则是在电路中可以自成一个部分。③按照信号的流程进行一步步的电路设计，对完成的每部分电路进行相应的测试，同时完成数据的记录，注意前面的模块测试完成后，才进行下个模块的设计及测试。④Keil uVision编程及调试。⑤Proteus电路进行设计及仿真。⑥电路制作及测试：完成整体电路设计、并对关键信号点按照要求进行相应的测试并记录数据。

2.每个项目的关键应用能力提炼。项目一：①负温度热敏电阻10KΩ的一致性和温度特性测试。②电阻到电压转换的测量电路设计及测试。③三极管驱动的继电器应用电路设计及测试。④三个LED（电源、加热、保温）指示电路设计。⑤Proteus电路设计及仿真。⑥电路制作及测试：分成加热过程、保温过程、再加热过程。

项目二：①霍尔效应的工作原理。②开关霍尔传感器3144芯片内部的工作原理。③3144的信号产生电路设计及磁铁接触及方向的测试。④单片机计数器的应用。⑤3位共阳极数码管显示电路设计。⑥Keil uVison的单片机计数器及数码管显示的程序设计。⑦Proteus电路设计及仿真。⑧电路制作及测试：信号产生、单片机复位、晶振电路、数码管显示等。

项目三：①红外线发射二极管正向导通压降测试及伏安特性测试。②可调红外线强度的发射器电路设计及测试。③光敏三极管光照特性测试及引脚判断。④光敏三极管光信号检测电路设计及测试。⑤4011二输入与非门的逻辑控制电路设计。⑥RC充放电电路设计及测试。⑦三极管驱动的蜂鸣器报警电路设计及测试。⑧Proteus电路设计及仿真。⑨电路制作及测试：分成有红外线和无红外线接收两种状态进行关键信号点测试、RC充放电过程的测试等。

项目四：①红外光电开关的工作原理及引脚判断。②红外光电开关的电机测速模块工作原理、电路及引脚判断。③电机测速模块传感器输出信号测试。④CD4013 D触发器的工作原理。⑤D触发器的信号整形电路设计及测试。⑥单片机计数器的应用。⑦3位共阳极数码管显示电路设计。⑧Keil uVison的单片机计时、计数、转速计算、数码管显示的程序设计。⑨Proteus电路设计及仿真。⑩电路制作及测试：信号产生、信号整形、单片机复位、晶振电路、数码管显示等。

项目五：①驻极体话筒的工作原理：驻极体、电容、场效应管和阻抗变换。②驻极体话筒的声音信号检测电路设计及测试：分成有声音和无声音两种状态进行分别测试。③驻极体话筒输出信号电容耦合、三极管信号放大电路设计及测试。④光敏电阻光照特性测试。⑤4011二输入与非门的逻辑控制电路设计：声音和光敏信号。⑥RC充放电电路设计及测试。⑦PCR606可控硅控制电路设计及测试。⑧220V市电的半波整流、降压、电容滤波输出直流10V。⑨PCR606驱动控制、桥式整流和灯泡的连接电路。⑩Proteus电路设计及仿真。{11}电路制作及测试：光敏电阻模拟成白天和黑夜两种状态分别进行有声音和无声音的关键信号点的测试、RC充放电过程的测试等。

项目六：①酒精传感器MQ-3的6个引脚判断。

②MQ-3酒精浓度特性测试：分成电热丝加热与不加热进行测试并进行对比。③比较器的应用。④LM3914芯片内部的工作原理：电压跟随器、10级比较器和电压基准源、LED亮度调节等。⑤Proteus电路设计及仿真。⑥电路制作及测试：调节电位器使LED1亮，测试酒精浓度变化时，比较器输入5脚电压的变化，同时观察LED亮灯数目的变化。

3.项目微视频的内容选取、设计与制作。项目微视频的内容选取要是教学中重点、难点和关键点，易于通过可视化的方式呈现、自成一个相对完整的整体、内容的时间控制在5～15分钟、选取一个合适的名字等。通过前面的项目关键能力的提炼，我们从中选择了12个知识点进行微视频的制作，内容如下：①负温度系数热敏电阻一致性及温度特性的测试。②饮水机温控指示电路关键信号点的工作过程测试。③霍尔传感器3144工作原理分析及开关特性测试。④磁性产品计数器的Keil编程设计及调试。⑤红外线防盗报警器关键信号点的测试。⑥驻极体话筒的工作原理及信号输出测试。⑦声光控路灯关键信号点的测试。⑧酒精传感器MQ-3引脚判断和基本特性测试。⑨LM3914芯片内部的工作原理分析。⑩电机测试模块的引脚判断及输出信号测试。{11}小型电动机转速测量器的Keil编程设计及调试。项目微视频的设计与制作首先需要准备相应设备和材料，主要有如下：①知识点相关：电子元件、仪器和设备（万用表、数字稳压电源、数字示波器）、线路板、实训指导教程、PPT、动画、黑板（电子白板）等。②电路仿真和编程相关：电脑、Proteus电路仿真软件和Keil uVision编程软件。③微视频拍摄相关：摄像机、计算机录屏软件CamtasiaStudio、麦克风等。将上述的12个知识点进行分类，大致可以分成三类，以及需要的相关微课制作工具。第一类：讲解、操作及测试类，采用摄像机拍摄。第二类：工作原理分析类，采用计算机录屏软件和麦克风。第三类：Keil编程设计及调试类，采用计算机录屏软件和麦克风。对制作微视频的知识点需要进行详细的微课程脚本设计，形成一个较为详细的讲解、操作、分析的过程文件，最后对视频进行后期处理，如剪辑、合成、字幕添加等。

四、结论

《传感器技术应用》项目化微课程的开发，完成了6个传感器项目的设计及12个微视频的设计和制作。为该课程的项目化教学做提供了一个很好的示范教学素材，同时学生也可以通过微视频资料进行相应的学习或复习，通过利用微课教学和传统教学的所教班级对比，利用微课程的班级教学效率和效果明显有所提高。通过对《传感器技术应用》课程的项目化开发和微视频设计与制作，该课程的主讲教师多次在学生“学评教”中，被评为学生满意教师。

参考文献：

[1]张剑波，张欣杰.高职微课程的开发与应用[J].中国职业技术教育，2014，（2）：9-10.

[2]熊烨.微课程制作的思考和实践[J].湖北工业职业技术学院学报，2014，27（3）：100-102.

[3]韩宝如，黄果，潘云霞.高职传感器技术与应用课程建设的研究[J].辽宁高职学报，2012，（9）：47-48.

[4]袁向荣.项目驱动教学法在“传感器与检测技术”课程中的应用[J].中国电力教育，2011，（26）：92-93.

电路设计的原则范文第4篇

在现今的市场经济环境下，任何的消费者都是追求性价比最大的原则。在使用一些电子元件的时候，一方面要注意产品的质量，同时还要在选择产品元件的时候注意价格因素，在价格和质量之间找到一个完美的结合点，这样的产品才是最受欢迎的和市场竞争力高的产品。

2电子电路设计的基本步骤

电子电路设计的基本步骤的了解也是进行电子电路调试的一个重要的环节，这样的话在调试的过程中间，我们也可以利用设计的步骤进行相反的推演。

2.1分析设计课题，明确功能要求

在看到设计的课题的时候，我们应该认真的研究课题，找到课题的重心，和中心，然后对课题进行深入的研究，确定课题的每个方面，考虑到每个细节，最后确定设计的电路的功能，所需要的元件，各个元件的功能，制造出顾客满意的电子电路。

2.2确定核心功能器件和总体设计方案

在明确设计课题的思路之后，对课题的设计的电子电路有一个明确的定位，根据设计的电子电路的具体功能有了具体的了解，我们才好确定所需要的功能器件，再采购功能器件，最后设计一整套的设计方案，当然方案的设计最好多设计几套，毕竟方案是理论的产物，现实的需要中可能会出现偏差，这也是有备无患，况且也可以在这些方案中间选择一个最优的方案实施。

2.3功能单元电路的设计与选择

在设计功能单元电路的时候，我们要明确对各个单元的电路的要求，针对这些具体的要求在制定出准确的指标参数。选择各个单元的功能的时候我们要注意的是不是单纯的选择，还要根据这个元件的连接的各个元件之间的配合来选择这样的单元电路的设计才是符合整体性的要求，设计出来的电路不是单纯的零件的组合，而是各个零件的相互的配合，最后形成的一个有机的结合体。

2.4初步形成整体设计

在完成以上步骤的前提之下，就要形成一个相对完整的设计方案，这个方案要求是考虑到各个方面的因素，不会出现低级的错误，加上加工整理形成一个电路设计的雏形，建立一个宏观的框架。

2.5电路试制

在电路图的设计定稿之后，就可以进行电路的试制，制作出相应的电路板，焊接相应的电路元件，最后检查相应的元件是否完好，连接的是否紧密，安装好之后还可以进行通电调试，看看是否需要优化。

2.6电路的调试和定性

最后在以上的各个步骤完成之后，就要在制作的样品中间进行测试调节，然后选出最好的电路设计，在这个过程中间首先是进行调试，对其中的问题进行检查维修，在交友相关的部门试用，确定适合以后在定性生产，在调试定性的过程中间我们要详细的记录下来各种数据。本文来自于《电子科技》杂志。电子科技杂志简介详见

3调试仪器的介绍

电路设计的原则范文第5篇

【关键词】电子通讯 雷击浪涌 电路保护

雷击现象是电子通讯设备使用中较为常见的现象，这一现象不仅会损坏电子通讯设备，在操作不当情况下，还会引起人员伤亡，因此，做好电子通讯设备的雷击浪涌电路保护工作十分必要。

一、雷击浪涌保护设计的必要性和原则分析

（一）雷击浪涌保护设计的必要性分析

雷击浪涌保护工作的开展是在保障电子通讯设备安全使用的基础上，具有一定的现实意义。

1.从雷击浪涌产生的危害上讲，雷击浪涌现象是在通信设备接近雷击点时，电路被击中产生的电流浪涌现象，该现象不仅会对通讯设备的信号接收产生影响，同时也作用于设备的整体抗压强度上。目前社会上常见的手机电池爆炸等现象也与雷击浪涌相关。从这一层面上讲，对通讯设备进行雷击浪涌保护设计十分必要。

2.从通讯设备的质量安全监控上讲，雷击浪涌现象随着我国目前通讯设备技术的进步而越来越多的被大众所了解，由此现象导致的设备安全隐患是制约顾客购买电子产品的关键因素，而保障通讯设备的使用安全和质量合格是各生产厂商必须遵循的原则，加强通讯设备的雷击浪涌保护和设计是通讯设备质量监控的内在要求。

（二）原则分析

1.以人为本，客户利益之上。在进行雷击浪涌保护设计时，工作人员需要保障顾客的使用安全，做到客户利益至上。

2.采用先进的应用技术。电子通讯设备的更新周期短，且发展迅猛，对其进行雷击浪涌保护设计需要工作人员考虑到通讯设备的长远发展，在进行保护设计时，积极采用先进的科学技术和系统设计理念，确保该技术的可扩充性。

3.确保保护设计的可靠性。保护设计工作的进行是确保客户使用安全的关键，工作人员在进行设计过程中需要确保该项技术的可靠性，在通讯设备出现雷击浪涌现象时，该项技术能够帮助通讯设备进行自我复位和自动保护。

二、电子通讯设备的雷击浪涌保护设计

电子通讯设备的雷击浪涌保护设计工作需要结合通讯设备接口的情况进行具体的保护电路设计。

（一）保护器件选择

在进行雷击浪涌保护设计前，工作人员需要对电路设计中将要用到的器件进行合理选择。雷击浪涌保护大多是在印制板上进行，采用热敏电阻、TVS和箝位二极管这三种器件来实现保护功能。

（二）热敏电阻

在雷击浪涌保护设计中的热敏电阻是保护设计的关键，它起着过流保护的作用。由于其建造材料――聚合树脂的特殊性，当电路中电流过大时，聚合树脂会马上与导体分离，起到保护电路的作用。该热敏电阻的选择需要工作人员结合通讯设备的工作电流和电压情况来综合考虑，同时，其参数确定需要在恒温为二十摄氏度时进行。

（三）保护电路设计

针对接口的不同，保护电路的设计也会有所差别。下面笔者将以ISDN―U接口以及z接口为例作简要的分析。

1.二线模拟Z接口的雷击浪涌保护电路需要工作人员格外注意对热敏电阻的选择。笔者采用的模拟电路的工作电流是四十毫安，其工作电压为四十八伏，测试过程中通讯设备的最高温度是六十摄氏度。在具体的选择过程中，工作人员需要结合通讯设备的产品手册计算电流折损，在折损率计算完成后，相应型号的热敏电阻就可以被选出，进而被应用到雷击浪涌保护电路中。

热敏电阻选择完毕后，TVS的选择也十分重要，工作人员需要对铃流发生器的电压进行测定，记录其高峰期的电压值，并结合该设备中TVS的数量进行截止电压的计算，在截止电压范围确定后，TVS的选择也就趋于明朗化。

2.在进行ISDN―U接口的电路保护设计中，工作人员同样需要对热敏电阻和TVS进行认真选择，笔者就不在此做一一赘述。

（四）保护电路安装

保护电路设计完成后，工作人员需要对其进行正确的安装，以确保其功效的发挥。在安装过程中，工作人员需要注意以下几点：

1.保护电路安装需要尽量减少外部耦合。电气耦合与电阻性耦合是较为常见的电路耦合，针对电阻耦合，工作人员可以采取布线、屏蔽的方式来去除，而电器耦合是较难通过相关技术去除的。

2.工作人员需要对保护电路进行接地设置。接地设置需要工作人员按照通讯设备的规格合理的开展工作，同时，接地网设置需要有所区别，防止出现二次雷击浪涌现象。

3.工作人员需要采用统一的保护系统。保护系统的设置是确保通讯设备安全、可靠的关键，同时，该系统的使用能够减少不必要的保护电路的设置，大大增加了通讯设备的安全性。

总体上讲，雷击浪涌现象的保护设计工作需要工作人员结合通讯设备的特点以及电路设计中应注意的原则开展相关工作，确保电路设计的科学与合理，保障通讯设备的质量安全。

三、结束语

电子通讯设备雷击浪涌现象的防护需要设计人员结合通讯设备线路情况进行相关技术处理，通过对容易遭受雷击的接口安装过压保护器，合理设置地线，地网分开设置等，电子通讯设备的安全能够得到保障。同时，开展电子通讯设备的雷击浪涌防护设计需要工作人员加强重视，从技术上解决这一难题，确保设备的正常使用。

参考文献：

[1]刘军.浅谈电子通讯导航设备的雷击浪涌保护[J].黑龙江科技信息，2012（02） [2]蒋焕尧.浅谈雷击浪涌状态下保护电子通讯导航设备[J].中国新技术新产品，2012（13）