關(guān)于電子技術(shù)中單元電路的設(shè)計(jì)方法探討

吳芬

摘 ?要：文章將圍繞電子技術(shù)以及單元電路的概念進(jìn)行闡述，詳細(xì)地分析電子技術(shù)單元電路的設(shè)計(jì)方法以及步驟，分別從任務(wù)確認(rèn)、計(jì)算參數(shù)以及畫電路圖三個(gè)方面進(jìn)行研究，旨在為日后研究工作奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：電子技術(shù);單元電路;穩(wěn)定電源

中圖分類號(hào)：TN702 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2020）02-0078-02

Abstract： This paper will elaborate on the concept of electronic technology and unit circuit， analyze the design methods and steps of electronic unit circuit in detail， and study it from three aspects： task confirmation， calculation parameters and circuit diagram， for the purpose of laying a foundation for future research work.

Keywords： electronic technology; unit circuit; stable power supply

前言

明確電子計(jì)算單元電路設(shè)計(jì)步驟，掌握在線性集成運(yùn)放組成的穩(wěn)定電源、單元電路之間的級(jí)聯(lián)以及在運(yùn)算放大器中的設(shè)計(jì)方法，根據(jù)電子電路的實(shí)際情況出發(fā)，提升設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)水平，將理論知識(shí)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)充分的結(jié)合在一起，有助于提升電子技術(shù)中單元電路設(shè)計(jì)水平。

1 電子技術(shù)與單元電路概念

電子技術(shù)就是將不同類型的電子元件按照順序以及性能進(jìn)行連接，嚴(yán)格按照電子學(xué)原理相關(guān)知識(shí)進(jìn)行操作，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中實(shí)現(xiàn)自身的價(jià)值，電子技術(shù)可操作性較強(qiáng)。其中信息電子技術(shù)主要包括模擬電子、數(shù)字電子技術(shù)，在處理對(duì)象的過(guò)程中需要找準(zhǔn)信號(hào)，主要涉及超聲波信號(hào)等，處理方式具有多樣性，通常采用放大、轉(zhuǎn)換的方式進(jìn)行。在電子電路設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)中，合理使用電子元器以及電氣器件，將電容器、變壓器合理的應(yīng)用在電子電路設(shè)計(jì)中，明確晶體管、電子管的應(yīng)用方式。電子電路類型較為豐富，主要分為集成電路以及單元電路等幾種形式。其中單元電路的功能顯著，單元電路又可以分為不同的形式，主要包括整流電路以及數(shù)字電路等多種類型，數(shù)字電路中主要包括觸發(fā)器以及加減運(yùn)算器等，將以上電子元器件有機(jī)的結(jié)合在一起，一定程度上可以提升單元電路設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)度，為后續(xù)設(shè)計(jì)工作的順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。

2 電子技術(shù)中單元電路設(shè)計(jì)步驟

2.1 做好任務(wù)確認(rèn)工作

在電子技術(shù)中單元電路設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)中需要做好前期的任務(wù)確認(rèn)工作，是后續(xù)設(shè)計(jì)工作順利進(jìn)行的前提。明確單元電路的性能，并由專業(yè)的技術(shù)人員對(duì)性能指標(biāo)進(jìn)行科學(xué)的分析，并將性能指標(biāo)制成報(bào)表。同時(shí)，為了保證設(shè)計(jì)工作的準(zhǔn)確性，需要科學(xué)的計(jì)算出電路中電壓以及電阻的大小，主要對(duì)電壓的放大倍數(shù)進(jìn)行計(jì)算，明確輸入以及輸出電阻的實(shí)際大小，一定程度上有助于節(jié)約設(shè)計(jì)成本，有助于實(shí)現(xiàn)單元電路的實(shí)用價(jià)值，提升設(shè)計(jì)水平。做好任務(wù)確認(rèn)工作，需要熟悉此次設(shè)計(jì)任務(wù)的目的，并由專業(yè)的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行科學(xué)的組織，盡可能的優(yōu)化電路的操作，對(duì)電路中的電流狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的把握，在設(shè)計(jì)前期，要明確電路的體積，為后續(xù)維護(hù)工作提供了便利。

2.2 科學(xué)合理計(jì)算參數(shù)

在電子技術(shù)中單元電路設(shè)計(jì)的過(guò)程中要科學(xué)合理的對(duì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，以單元電路性能的實(shí)際情況出發(fā)，使之與設(shè)計(jì)的實(shí)際需求相符合。計(jì)算參數(shù)工作對(duì)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)知識(shí)水平要求較高，要保證設(shè)計(jì)人員具備完善的電子技術(shù)相關(guān)知識(shí)，并可以將理論知識(shí)應(yīng)用到具體的設(shè)計(jì)工作中。例如：要將電路中的電阻值以及電壓放大倍數(shù)進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算，保證放大器電路設(shè)計(jì)的合理性。在振蕩器設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)中，需要計(jì)算出電阻電容值以及震蕩頻率，并將各種計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，將其有效的運(yùn)行在單元電路設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中。科學(xué)合理的計(jì)算參數(shù)一定程度上可以減少電路在使用過(guò)程中存在的消耗，提升電能的利用率，有助于實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益相統(tǒng)一。為了提升計(jì)算參數(shù)結(jié)果的精確性，需要對(duì)其進(jìn)行反復(fù)的計(jì)算，并將不同計(jì)算結(jié)果進(jìn)行整合、分析，盡量減少計(jì)算誤差。

2.3 準(zhǔn)確畫出電路圖

在電子技術(shù)單元電路設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)中，需要準(zhǔn)確的畫出電路圖。在電路圖設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)中，要充分考慮到單元電路的實(shí)際運(yùn)行情況，與整機(jī)電路進(jìn)行準(zhǔn)確的連接，有助于豐富電路圖的設(shè)計(jì)價(jià)值。為了保證連接方式的準(zhǔn)確性，要掌握電路之間的連接技巧，并嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行連接，其中電路的電氣連接較為關(guān)鍵，要在連接的過(guò)程中對(duì)電氣連接是否處于暢通的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)。例如：在繪制電路圖的環(huán)節(jié)中，要盡量減少能源的消耗，要將輸入信號(hào)、輸出信號(hào)以及控制信號(hào)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，電路圖的設(shè)計(jì)要具有一定的可讀性，方便設(shè)計(jì)人員對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確設(shè)計(jì)，合理劃分主電路圖及次電路圖之間的繪制比例，為了方便觀察可以不在同一張繪制圖上進(jìn)行繪制。在電氣接口的連接上，要保證連接方式的準(zhǔn)確性，并在輸入、輸出以及控制信號(hào)的關(guān)鍵位置做好標(biāo)記。繪制電路圖的關(guān)鍵是要掌握好信號(hào)的流向，根據(jù)圖形符號(hào)的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如：在信號(hào)流向上，以信號(hào)源為起點(diǎn)進(jìn)行連接，以此按照左右、上下的方向?qū)卧娐愤M(jìn)行連接，計(jì)算出不同位置上的阻值。在繪制電路圖進(jìn)行連線的環(huán)節(jié)中，要避免出現(xiàn)交叉的現(xiàn)象，始終將線條保持在水平或者垂直的狀態(tài)[1]。

3 電子技術(shù)單元電路設(shè)計(jì)方法

3.1 在線性集成運(yùn)放組成的穩(wěn)定電源中的設(shè)計(jì)方法

電子技術(shù)單元電路設(shè)計(jì)在線性集成運(yùn)放組成的穩(wěn)定電源的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，需要將調(diào)整部分、取樣部分以及電壓電路等運(yùn)行情況進(jìn)行整合，此設(shè)計(jì)過(guò)程一定程度上可以起到短路保護(hù)的功能，在運(yùn)行環(huán)節(jié)中，以負(fù)載電路的實(shí)際情況出發(fā)，當(dāng)負(fù)載達(dá)到最大值時(shí)需要對(duì)電路進(jìn)行及時(shí)的保護(hù)。當(dāng)出現(xiàn)直流電通過(guò)整流流出的現(xiàn)象時(shí)，其中的波紋系數(shù)會(huì)呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，在運(yùn)行的環(huán)節(jié)中通常在負(fù)載的狀態(tài)下帶動(dòng)，其穩(wěn)壓效果不明顯，而穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)作用較為明顯。例如：線性集成運(yùn)放組成的穩(wěn)定電源設(shè)計(jì)主要是在穩(wěn)流網(wǎng)絡(luò)下運(yùn)行的，掌握好穩(wěn)定電流的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)輸入電壓變壓器中的電壓進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算，并借助濾波網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入到穩(wěn)壓網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計(jì)人員在實(shí)際的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中要實(shí)時(shí)對(duì)電路中的電流的運(yùn)行情況進(jìn)行仔細(xì)的觀察，減少負(fù)載電流超過(guò)額定電流現(xiàn)象的發(fā)生，可以降低對(duì)電路造成的損害。穩(wěn)定電源的設(shè)計(jì)方式其穩(wěn)壓電路始終處于串聯(lián)模式，為了提升設(shè)計(jì)電路的穩(wěn)壓效果，要充分結(jié)合負(fù)載區(qū)的實(shí)際情況，將文波系數(shù)降到最低。同時(shí)，在帶動(dòng)負(fù)載的環(huán)節(jié)中，要盡量避免選用直流電，可以防止出現(xiàn)短路的問(wèn)題。例如：西安借助其自身科技資源的優(yōu)勢(shì)大力發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)，在集成電路設(shè)計(jì)西安產(chǎn)業(yè)化基地建設(shè)環(huán)節(jié)中，注重優(yōu)化電子技術(shù)單元電路的設(shè)計(jì)方式，其設(shè)計(jì)流程極為關(guān)鍵，借助電壓變壓器將電壓輸入，及時(shí)進(jìn)行整流處理。其次，將整流后的電壓經(jīng)過(guò)濾波處理，直至形成穩(wěn)定的電壓。最后，將串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路中的調(diào)整部分以及比較放大電路部分進(jìn)行有序的劃分，一定程度上可以對(duì)電路起到保護(hù)的作用[2]。

3.2 在單元電路之間的級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)方法

電子技術(shù)單元電路設(shè)計(jì)中在單元電路之間的級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)時(shí)，在設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備階段，掌握好單元電路之間的電氣性能，對(duì)其匹配度進(jìn)行科學(xué)的分析，其中匹配內(nèi)容主要涉及阻抗以及負(fù)載能力匹配等幾個(gè)方面，級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)工作對(duì)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)化知識(shí)水平要求較高，要掌握好單元電路之間相互匹配的方式，保證后續(xù)設(shè)計(jì)工作的順利進(jìn)行。同時(shí)，要充分考慮到對(duì)驅(qū)動(dòng)能力的大小要求的實(shí)際情況，針對(duì)驅(qū)動(dòng)能力的強(qiáng)弱科學(xué)的選擇電壓跟隨器，進(jìn)行互補(bǔ)對(duì)稱輸出電路操作，針對(duì)驅(qū)動(dòng)能力要求低的情況下，通常選用運(yùn)放構(gòu)成的電壓跟隨器，針對(duì)驅(qū)動(dòng)能力要求較高的情況下，通常選用互補(bǔ)對(duì)稱輸出電路進(jìn)行操作。當(dāng)出現(xiàn)數(shù)字電路時(shí)，需要借助單管反向器進(jìn)行操作。在單元電路之間的級(jí)聯(lián)環(huán)節(jié)中，要充分考慮到單元電路之間的匹配度，以電路之間相互干擾的實(shí)際情況為出發(fā)點(diǎn)，一定程度上有助于保證電路的正常運(yùn)行。例如：在單元電路之間的級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，將涉及到的模擬電路的聯(lián)系與數(shù)字電路之間的聯(lián)系進(jìn)行綜合分析，注重提升電路的放大倍數(shù)，有助于提升其負(fù)載能力，要對(duì)電路的匹配性能進(jìn)行詳細(xì)的掌握。影響耦合信號(hào)設(shè)計(jì)的因素具有多樣性，要對(duì)不同的耦合種類進(jìn)行科學(xué)的劃分，選擇最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。在電路時(shí)序配合的環(huán)節(jié)中，要對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的觀察，根據(jù)電路系統(tǒng)時(shí)序變化嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。比如：中電華瑞技術(shù)有限公司在電子工程設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)中注重電子單元電路設(shè)計(jì)，注重電氣特性之間的相互匹配，將其匹配方式劃分為信號(hào)耦合方式以及時(shí)序方式等幾個(gè)方面，又將信號(hào)耦合方式劃分為直接耦合與間接耦合等幾種方式，根據(jù)單元電路的實(shí)際運(yùn)行情況對(duì)不同的信號(hào)進(jìn)行分析，并對(duì)電路時(shí)序進(jìn)行排序[3]。

3.3 在運(yùn)算放大器電路中的設(shè)計(jì)方法

電子技術(shù)單元電路設(shè)計(jì)中在運(yùn)算放大器電路中的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，運(yùn)算放大器主要以O(shè)P07為主，其具有成本低、性能強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用。運(yùn)算放大器電路的設(shè)計(jì)要將單雙電源供電參數(shù)進(jìn)行篩選，保證電源電流選擇的方式的準(zhǔn)確性。在速率轉(zhuǎn)換的環(huán)節(jié)中，要以失調(diào)電壓以及電流、電阻值的輸入情況進(jìn)行全方位的考察，并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成操作。運(yùn)算放大器的選擇上通常以通用型為主，并對(duì)指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行有針對(duì)性的分析。在運(yùn)算放大器噪聲以及失調(diào)系統(tǒng)的選擇上，要充分考慮到運(yùn)算放大器的型號(hào)強(qiáng)弱。為了提升運(yùn)算放大器電路設(shè)計(jì)效果，要適當(dāng)?shù)膶⒏哳l自激進(jìn)行消除處理，借助電容消震的優(yōu)勢(shì)引入到引腳之間，盡量避免在實(shí)際的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的兩級(jí)放大級(jí)聯(lián)情況。例如：在運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)中，將電源供電以及電源電流參數(shù)進(jìn)行整合，將放大電路中單元倍數(shù)的優(yōu)勢(shì)充分展示出來(lái)，同時(shí)保證輸入、輸出電壓的準(zhǔn)確性，為后續(xù)設(shè)計(jì)工作的順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。比如：日照旭日電子有限公司在進(jìn)行單元電路設(shè)計(jì)工作中，與反饋網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行及時(shí)的連接，將不同功能的電路模塊按照一定的比例科學(xué)的劃分，將元器件進(jìn)行組合，并由專業(yè)的技術(shù)設(shè)計(jì)人員對(duì)其進(jìn)行連接，注重優(yōu)化不同元器件功能芯片的構(gòu)成方式，對(duì)涉及的全部參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理，盡量減少外界因素的干擾，針對(duì)運(yùn)算放大器信號(hào)的強(qiáng)弱對(duì)失調(diào)以及噪聲系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，為消震工作奠定基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前電子電路類型呈現(xiàn)多樣化的趨勢(shì)，在電子技術(shù)中單元電路設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要科學(xué)的制定設(shè)計(jì)方案，實(shí)時(shí)觀察集成電路的運(yùn)行情況，明確其性能以及指標(biāo)，保證單元之間連接方式的準(zhǔn)確性，掌握設(shè)計(jì)原理，針對(duì)其在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中存在的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)的糾正，促進(jìn)電子技術(shù)單元電路設(shè)計(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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