電路設計技巧

在電子設計中， 為電子產品的成功開發正確的電路設計原理圖很重要 。工程師必須使用常規方法或使用電子設計自動化工具，為特定目的繪制所需電路的整潔干凈的布局。由于用手繪制原理圖可能會導致錯誤，因此通常最好使用某些EDA工具以提高電路的性能和效率。下面列出的是設計電路布局時要考慮的重要技巧。

標題欄和方框圖的使用

在電子設計中，框圖被認為是反映電路原理圖的體系結構和概述的最佳指南。它有助于用戶輕松理解電路功能并總結設計系統。

另一個至關重要的方面是為原理圖提供標題，并在電路的標題欄上附加設計者的姓名，因為它可以為原理圖提供更熟練和專業的外觀。原理圖包含必要的注釋和細節，以構造PCB或面包板上的電路布局。

I / O信號的放置

電子設計中的電路布局應包含從左到右繪制的電信號流。為了提高可讀性，通常遵循電路設計布局底部和底部電源線的常規做法。

布局設計被視為一種藝術程序，因為每個設計師都需要通過在相同和單個方向上將相似的組件（主要是極化的組件放置在單個列或行中）收集在一起，從而在組件放置期間提供適當的照顧和關注。

最好的大多數ECAD都提供了更簡單的引腳和組件放置選項，以允許在布局編輯器中編輯網格。

明確連接

在電路設計中，必須顯示和區分網絡，以識別這些網絡是交叉還是連接。為解決此問題，設計人員應利用點約定方法來清楚了解電路連接。在處理符號引腳連接時，建議在更改方向之前至少再移動一個網格點。此措施可確保在創建PCB設計的布局時，布局中的每個網絡都應在其列表中可見。

要創建更簡潔的示意圖以提高用戶的可讀性，請使用總線對信號進行聚類。大多數優秀的ECAD工具都支持此分組信號功能。為了在不同的電線之間進行各種連接，設計人員可以添加全局符號或連接器以顯示常規信號和不可見的電源引腳（如電源和地）。

利用網標簽和簡要的參考標記

必須在電路設計原理圖中標記所有網絡以獲取必要的信號 。此步驟主要在調試過程中或在運行某些仿真時提供幫助。盡管不必對網絡貼標簽，但是，它可以節省設計人員的更多時間，尤其是在PCB布局設計中。此外，標簽網還可以連接遠距離的端子，而這些端子甚至沒有通過電線物理連接，因此提高了用戶的可讀性。

要記住的另一個重要方面是使用提到的參考標記在電路設計中正確顯示和確認組件 。這些參考資料可幫助設計人員輕松定位組件。根據設計人員為整個設計選擇的圖案類型，必須在原理圖的組件附近提及這些參考。

使用耦合/去耦電容器

在電子設備中，電源供應不穩定，并且會產生波動的輸出電壓，該波動會影響電路。為此，設計人員使用不同類型的電容器對輸入和輸出信號進行濾波。

在電路設計 過程中，去耦電容器并聯連接在電源附近， 以提供純直流電源。這些去耦電容器用于將輸入的交流信號與直流信號去耦。該電容器從源極開始充電過程，當達到Vcc的電壓電平時，由于該去耦電容器保持并保持該流動電荷，直到任何Vcc電壓電平下降的發生，電流都不再流過該電容器。從源頭上

當與各種放大器電路一起工作時，主要使用耦合電容器。這些電容器可以限制和平滑直流元件和放大器電路產生的輸出信號中的低頻噪聲。因此，耦合電容器主要用于輸出信號。

旁路電容器的使用通過將噪聲轉移到地面，特別是在揚聲器和放大器電路中獲得清晰的音頻，有助于消除系統中的內部和內部噪聲。因此，這些旁路電容器用于消除直流信號中的交流噪聲，以接收純直流信號。

利用下拉/上拉電阻

每個設計人員在使用數字IC和微控制器電路時都應考慮使用上拉和下拉電阻。這個基本原理有助于忽略和解決浮動狀態的發生。

所有數字IC的邏輯電平都與輸入電壓直接相關。讓我們通過一個示例來闡明這個主題：假設數字IC的輸入電壓介于+2.8伏特至5伏特之間，因此將其視為邏輯1或高電平狀態，并且電壓范圍為+ 0V至+ 0.8V將被視為邏輯0或低電平狀態。另一方面，+ 0.9V至+ 2.7V的輸入電壓將被視為不確定狀態的浮動狀態，而邏輯狀態將被視為高（1）或低（0）。為了繞過這種情況，設計人員使用上拉和下拉電阻來增強IC芯片輸入引腳所需的合適電壓，以使電路準確地運行。

基于微控制器的電路設計

微控制器的使用將幫助設計人員節省大量時間，并通過移除模數轉換中涉及的各種組件來最大程度地減小布局尺寸。由于微控制器芯片包含各種功能，可以根據電路設計的要求進行編程 。

如今，來自各種品牌的現代微控制器以合理的價格提供了某些先進的功能，以完成不同的任務，例如A / D轉換，串行/ SPI / I2C通信計時器以及更多其他功能，這些功能都累積在這些小封裝中，從而提高了性能和性能。電路設計 效率高， 占用空間少。

使用PWM信號以降低功耗

重要的是設計一種電路，該電路消耗的能量較少，無法更換電池單元或無法充電。由于這個原因，設計人員應始終在可靠的微控制器或NE555 IC的幫助下使用脈寬調制（PWM）方案，這可以增強應用程序的能效。可以利用這種方法從電動機或LED電路消耗更少的能量。

選擇適當的標準來設計組件符號

要啟動電路設計原理圖，重要的是要考慮布局圖中使用的組件的符號。盡管這些符號已在國際上使用，但是，在世界其他地區，這些符號可能會有不同的表示形式。為解決此問題，電氣與電子工程師協會（IEEE）創建了一些標準，供設計人員用于最常用的組件，例如用于邏輯電路圖的IEEE標準991，包含名稱和圖形的IEEE標準315。電氣和電子學領域的各種圖形的符號以及IEEE標準91，其中包含各種邏輯功能的多個圖形符號。

選擇合適的CAD工具

即使設計人員不是專業人士，也可以借助雙手輕松進行電路設計，以進行簡單的原理圖設計。但是，在構造復雜的電路設計時，必須使用適當的電子計算機輔助設計（ECAD）軟件。客戶通常在其職務說明中提到該ECAD軟件，或者由公司自己選擇。否則，通常建議使用知名開發商的專業CAD工具，該工具可以在最終產品生產時以3D視圖，圖稿，物料清單和Gerber文件創建PCB的原理圖和布局設計。 。

一些EDA公司和開發人員提供免費的ECAD工具，例如KiCAD，而一些公司提供付費的ECAD工具，例如Altium Designer，OrCAD等。這取決于設計者，哪種軟件適合電路設計 過程。

最后，最好掌握對設計者來說效果很好的ECAD工具。盡管對操縱EDA軟件有所了解，但是最好學習繪制和構建電路的設計技術。