中心議題：
- 電子系統設計流程簡(jiǎn)介
- 主流EDA工具介紹
解決方案：
- 電子系統設計應嚴格遵循科學(xué)嚴謹的流程
- 應該利用現代化EDA工具對設計進(jìn)行仿真驗證
- 最后，實(shí)際實(shí)驗也必不可少
要進(jìn)行實(shí)際電子系統的設計，一般遵循以下流程：
- a. 首先根據電子系統的設計任務(wù)，進(jìn)行總體方案選擇
- b. 然后對組成系統的單元電路進(jìn)行設計、參數計算、元器件的確定和實(shí)驗調試
- c. 最后繪出用于指導工程的電路圖。
總體方案的確定
在全面分析電子系統任務(wù)書(shū)所下達的系統功能、技術(shù)指標后，根據已掌握的知識和資料，將總體系統按功能合理地分解成若干個(gè)子系統（單元電路），并畫(huà)出各個(gè)單元電路框圖相互連接而形成的系統原理框圖。電子系統總體方案的選擇，將直接決定電子系統設計的質(zhì)量。因此，在進(jìn)行總體方案設計時(shí)，要多思考、多分析、多比較。要從性能的穩定性、工作的可靠性、電路結構、成本、功耗、調試維修等方面，選出最佳方案。
單元電路設計
在進(jìn)行單元電路設計時(shí)，必須明確對各單元電路的具體要求，詳細擬定出單元電路的性能指標，認真考慮各單元之間的相互聯(lián)系，注意前后級單元之間信號的傳遞方式和匹配，盡量少用或不用電平轉換之類(lèi)的接口電路，并應使各單元電路的供電電源盡可能地統一，以便使整個(gè)電子系統簡(jiǎn)單可靠。另外，應盡量選擇現有的、成熟的電路來(lái)實(shí)現單元電路的功能。如果找不到完全滿(mǎn)足要求的現成電路，則在與設計要求比較接近的電路基礎上適當改進(jìn)，或自己進(jìn)行創(chuàng )造性設計。為使電子系統的體積小、可靠性高，單元電路盡可能使用集成電路組成。
參數計算
在進(jìn)行電子系統設計時(shí)，應根據電路的性能指標要求決定電路元器件的參數。例如根據電壓放大倍數的大小，可決定反饋電阻的取值；根據振蕩器要求的振蕩頻率，利用公式可算出決定振蕩頻率的電阻和電容值等。但一般滿(mǎn)足電路性能指標要求的理論參數值不是唯一的，設計者應根據元器件的性能、價(jià)格、體積、通用型和貨源等方面靈活選擇。計算電路參數時(shí)應注意以下幾點(diǎn)。
- a.在計算元器件工作電流、電壓和功率等參數時(shí)，應考慮工作條件最不利的情況，并留有適當的余量。
- b.對于元器件的極限參數必須理由足夠的余量，一般取1.5~2倍的額定值。
- c.對于電阻、電容參數的取值，應選計算值附近的標稱(chēng)值。電阻值一般在1MΩ內選擇；非電解電容一般在100pF~0.47F之間選擇；電解電容一般在1μF~2000μF之間選用。
- d.在保證電路達到性能指標要求的前提下，盡量減少元器件的品種、價(jià)格及體積等。
元器件選擇
在確定元器件時(shí)，應全面考慮電路處理信號的處理范圍、環(huán)境溫度、空間大小、成本高低等諸多因素。
- a.優(yōu)先選擇集成電路。由于集成電路體積小、功能強，可使電子電路可靠性增強，安裝調試方便，并可大大簡(jiǎn)化電子電路的設計。隨著(zhù)模擬集成技術(shù)的不斷發(fā)展，使用于各種場(chǎng)合下的集成運算放大器不斷涌現，只要外加極少量的元器件，利用運算放大器就可構成性能良好的放大器。同樣，目前在進(jìn)行直流穩壓電源設計時(shí)，已經(jīng)很少采用分立元器件進(jìn)行設計了。取而代之的時(shí)性能更穩定、工作更可靠、成本更低廉的集成穩壓器。
- b.正確選擇電阻器和電容器。這是兩種最常見(jiàn)的元器件，種類(lèi)很多，性能相差很大，應用的場(chǎng)合也不同。因此，對于設計者來(lái)說(shuō)，應熟悉各種電阻器和電容器的主要性能指標和特點(diǎn)，以便根據電路要求，對元件做出正確選擇。
- c.選擇分立半導體元件。首先要熟悉這些元件的性能，掌握它們的應用范圍；再根據電路的功能要求和元器件再電路中的工作條件，如通過(guò)的最大電流、最大反向工作電壓、最高工作頻率、最大消耗的功率等，確定元器件的型號。
計算機模擬仿真
隨著(zhù)計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，電子系統的設計方法發(fā)生的很大變化。目前，EDA（電子設計自動(dòng)化）技術(shù)已成為現代電子系統設計的必要條件。在計算機平臺上，利用EDA軟件，可對各種電子電路進(jìn)行調試、測量、修改，這樣可大大提高電子設計的效率和精確度，同時(shí)節約的設計費用。
實(shí)驗
電子設計要考慮的因素和問(wèn)題相當多，由于電路在計算機上進(jìn)行模擬時(shí)所采用的元器件參數和模型與實(shí)際器件有差別，所以對經(jīng)計算機仿真過(guò)的電路，還要進(jìn)行實(shí)際實(shí)驗。通過(guò)實(shí)驗才可以發(fā)現問(wèn)題、解決問(wèn)題。若性能指標達不到要求，應深入進(jìn)行分析出在哪些單元或元件上，再對它們重新進(jìn)設計和選擇，直到性能完全滿(mǎn)足要求為止。
附：主流EDA工具介紹
1.PSPICE簡(jiǎn)介
2.EWB簡(jiǎn)介
3.ProtelSE仿真功能簡(jiǎn)介
