成功的电路设计技巧

电路设计技巧

在电子设计中， 为电子产品的成功开发正确的电路设计原理图很重要 。工程师必须使用常规方法或使用电子设计自动化工具，为特定目的绘制所需电路的整洁干净的布局。由于用手绘制原理图可能会导致错误，因此通常最好使用某些EDA工具以提高电路的性能和效率。下面列出的是设计电路布局时要考虑的重要技巧。

 

标题栏和方框图的使用

在电子设计中，框图被认为是反映电路原理图的体系结构和概述的最佳指南。它有助于用户轻松理解电路功能并总结设计系统。

另一个至关重要的方面是为原理图提供标题，并在电路的标题栏上附加设计者的姓名，因为它可以为原理图提供更熟练和专业的外观。原理图包含必要的注释和细节，以构造PCB或面包板上的电路布局。

 

I / O信号的放置

电子设计中的电路布局应包含从左到右绘制的电信号流。为了提高可读性，通常遵循电路设计布局底部和底部电源线的常规做法。

布局设计被视为一种艺术程序，因为每个设计师都需要通过在相同和单个方向上将相似的组件（主要是极化的组件放置在单个列或行中）收集在一起，从而在组件放置期间提供适当的照顾和关注。

最好的大多数ECAD都提供了更简单的引脚和组件放置选项，以允许在布局编辑器中编辑网格。

 

明确连接

在电路设计中，必须显示和区分网络，以识别这些网络是交叉还是连接。为解决此问题，设计人员应利用点约定方法来清楚了解电路连接。在处理符号引脚连接时，建议在更改方向之前至少再移动一个网格点。此措施可确保在创建PCB设计的布局时，布局中的每个网络都应在其列表中可见。

要创建更简洁的示意图以提高用户的可读性，请使用总线对信号进行聚类。大多数优秀的ECAD工具都支持此分组信号功能。为了在不同的电线之间进行各种连接，设计人员可以添加全局符号或连接器以显示常规信号和不可见的电源引脚（如电源和地）。

 

利用网标签和简要的参考标记

必须在电路设计原理图中标记所有网络以获取必要的信号 。此步骤主要在调试过程中或在运行某些仿真时提供帮助。尽管不必对网络贴标签，但是，它可以节省设计人员的更多时间，尤其是在PCB布局设计中。此外，标签网还可以连接远距离的端子，而这些端子甚至没有通过电线物理连接，因此提高了用户的可读性。

要记住的另一个重要方面是使用提到的参考标记在电路设计中正确显示和确认组件 。这些参考资料可帮助设计人员轻松定位组件。根据设计人员为整个设计选择的图案类型，必须在原理图的组件附近提及这些参考。

 

使用耦合/去耦电容器

 在电子设备中，电源供应不稳定，并且会产生波动的输出电压，该波动会影响电路。为此，设计人员使用不同类型的电容器对输入和输出信号进行滤波。

在电路设计 过程中，去耦电容器并联连接在电源附近， 以提供纯直流电源。这些去耦电容器用于将输入的交流信号与直流信号去耦。该电容器从源极开始充电过程，当达到Vcc的电压电平时，由于该去耦电容器保持并保持该流动电荷，直到任何Vcc电压电平下降的发生，电流都不再流过该电容器。从源头上

当与各种放大器电路一起工作时，主要使用耦合电容器。这些电容器可以限制和平滑直流元件和放大器电路产生的输出信号中的低频噪声。因此，耦合电容器主要用于输出信号。

旁路电容器的使用通过将噪声转移到地面，特别是在扬声器和放大器电路中获得清晰的音频，有助于消除系统中的内部和内部噪声。因此，这些旁路电容器用于消除直流信号中的交流噪声，以接收纯直流信号。

 

利用下拉/上拉电阻

每个设计人员在使用数字IC和微控制器电路时都应考虑使用上拉和下拉电阻。这个基本原理有助于忽略和解决浮动状态的发生。

所有数字IC的逻辑电平都与输入电压直接相关。让我们通过一个示例来阐明这个主题：假设数字IC的输入电压介于+2.8伏特至5伏特之间，因此将其视为逻辑1或高电平状态，并且电压范围为+ 0V至+ 0.8V将被视为逻辑0或低电平状态。另一方面，+ 0.9V至+ 2.7V的输入电压将被视为不确定状态的浮动状态，而逻辑状态将被视为高（1）或低（0）。为了绕过这种情况，设计人员使用上拉和下拉电阻来增强IC芯片输入引脚所需的合适电压，以使电路准确地运行。

 

基于微控制器的电路设计

微控制器的使用将帮助设计人员节省大量时间，并通过移除模数转换中涉及的各种组件来最大程度地减小布局尺寸。由于微控制器芯片包含各种功能，可以根据电路设计的要求进行编程 。

如今，来自各种品牌的现代微控制器以合理的价格提供了某些先进的功能，以完成不同的任务，例如A / D转换，串行/ SPI / I2C通信计时器以及更多其他功能，这些功能都累积在这些小封装中，从而提高了性能和性能。电路设计 效率高， 占用空间少。

 

使用PWM信号以降低功耗

 重要的是设计一种电路，该电路消耗的能量较少，无法更换电池单元或无法充电。由于这个原因，设计人员应始终在可靠的微控制器或NE555 IC的帮助下使用脉宽调制（PWM）方案，这可以增强应用程序的能效。可以利用这种方法从电动机或LED电路消耗更少的能量。

选择适当的标准来设计组件符号

要启动电路设计原理图，重要的是要考虑布局图中使用的组件的符号。尽管这些符号已在国际上使用，但是，在世界其他地区，这些符号可能会有不同的表示形式。为解决此问题，电气与电子工程师协会（IEEE）创建了一些标准，供设计人员用于最常用的组件，例如用于逻辑电路图的IEEE标准991，包含名称和图形的IEEE标准315。电气和电子学领域的各种图形的符号以及IEEE标准91，其中包含各种逻辑功能的多个图形符号。

 

选择合适的CAD工具

 即使设计人员不是专业人士，也可以借助双手轻松进行电路设计，以进行简单的原理图设计。但是，在构造复杂的电路设计时，必须使用适当的电子计算机辅助设计（ECAD）软件。客户通常在其职务说明中提到该ECAD软件，或者由公司自己选择。否则，通常建议使用知名开发商的专业CAD工具，该工具可以在最终产品生产时以3D视图，图稿，物料清单和Gerber文件创建PCB的原理图和布局设计。 。

一些EDA公司和开发人员提供免费的ECAD工具，例如KiCAD，而一些公司提供付费的ECAD工具，例如Altium Designer，OrCAD等。这取决于设计者，哪种软件适合电路设计 过程。

 

最后，最好掌握对设计者来说效果很好的ECAD工具。尽管对操纵EDA软件有所了解，但是最好学习绘制和构建电路的设计技术。