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電路設計

2019-12-09

電路(電子線路)是由電氣設備和元器件按一定方式聯接起來,為電流流通提供了路徑的總體,也叫電子網路。電路的大小可以相差很大,小到硅片上的集成電路,大到輸電網。電路(英文:Electrical circuit)或稱電子回路,是由電氣設備和元器件,按一定方式聯接起來,為電荷流通提供了路徑的總體,也叫電子線路或稱電氣回路,簡稱網絡或回路。如電阻、電容、電感、二極管、三極管和開關等,構成的網絡。

一、電路分類

根據所處理信號的不同,電子電路可以分為模擬電路和數字電路。

1、模擬電路

是指用來對模擬信號進行傳輸、變換、處理、放大、測量和顯示等工作的電路。模擬信號是指連續變化的電信號。模擬電路是電子電路的基礎,它主要包括放大電路、信號運算和處理電路、振蕩電路、調制和解調電路及電源等。

2、數字電路

用數字信號完成對數字量進行算術運算和邏輯運算的電路稱為數字電路,或數字系統。由于它具有邏輯運算和邏輯處理功能,所以又稱數字邏輯電路。現代的數字電路由半導體工藝制成的若干數字集成器件構造而成。邏輯門是數字邏輯電路的基本單元。存儲器是用來存儲二進制數據的數字電路。從整體上看,數字電路可以分為組合邏輯電路和時序邏輯電路兩大類。

二、電路板的分類

電路板又稱為線路板,按層數來分的話分為單面板,雙面板,和多層線路板三個大的分類。

1、單面板,在最基本的PCB上,零件集中在其中一面,導線則集中在另一面上。因為導線只出現在其中一面,所以就稱這種PCB叫作單面線路板。單面板通常制作簡單,造價低,但是缺點是無法應用于太復雜的產品上。

2、雙面板,是單面板的延伸,當單層布線不能滿足電子產品的需要時,就要使用雙面板了。雙面都有覆銅有走線,并且可以通過過孔來導通兩層之間的線路,使之形成所需要的網絡連接。

3、多層板,是指具有三層以上的導電圖形層與其間的絕緣材料以相隔層壓而成,且其間導電圖形按要求互連的印制板。多層線路板是電子信息技術向高速度、多功能、大容量、小體積、薄型化、輕量化方向發展的產物。

線路板按特性來分的話分為軟板(FPC),硬板(PCB),軟硬結合板(FPCB)

三、電路設計流程

電路設計之前首先要畫電路圖,電路圖有原理圖、方框圖、裝配圖和印板圖等。

1、原理圖

又被叫做“電原理圖”。這種圖,由于它直接體現了電子電路的結構和工作原理,所以一般用在設計、分析電路中。分析電路時,通過識別圖紙上所畫的各種電路元件符號,以及它們之間的連接方式,就可以了解電路實際工作時的原理,原理圖就是用來體現電子電路的工作原理的一種工具。

2、方框圖

簡稱框圖,方框圖是一種用方框和連線來表示電路工作原理和構成概況的電路圖。從根本上說,這也是一種原理圖,不過在這種圖紙中,除了方框和連線,幾乎就沒有別的符號了。所以方框圖只能用來體現電路的大致工作原理,而原理圖除了詳細地表明電路的工作原理之外,還可以用來作為采集元件、制作電路的依據。

3、裝配圖

它是為了進行電路裝配而采用的一種圖紙,圖上的符號往往是電路元件的實物的外形圖。我們只要照著圖上畫的樣子,依樣畫葫蘆地把一些電路元器件連接起來就能夠完成電路的裝配。這種電路圖一般是供初學者使用的。裝配圖根據裝配模板的不同而各不一樣,大多數作為電子產品的場合,用的都是下面要介紹的印刷線路板,所以印板圖是裝配圖的主要形式。

4、印板圖

印板圖的全名是“印刷電路板圖”或“印刷線路板圖”,它和裝配圖其實屬于同一類的電路圖,都是供裝配實際電路使用的。印刷電路板是在一塊絕緣板上先覆上一層金屬箔,再將電路不需要的金屬箔腐蝕掉,剩下的部分金屬箔作為電路元器件之間的連接線,然后將電路中的元器件安裝在這塊絕緣板上,利用板上剩余的金屬箔作為元器件之間導電的連線,完成電路的連接。

在上面介紹的四種形式的電路圖中,電原理圖是最常用也是最重要的,能夠看懂原理圖,也就基本掌握了電路的原理,繪制方框圖,設計裝配圖、印板圖這都比較容易了。掌握了原理圖,進行電器的維修、設計,也是十分方便的。因此,關鍵是掌握原理圖。

四、電路設計軟件

常用的電路圖設計軟件有,Protel和Altium,OrCAD和CADENCE,PADS/PowerPCB等。

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