电源设计的重要性
1.2稳定电源的优点： <1>电路在实现功能的同时又要承受电源变动，难以兼顾： 让实现功能的电路在波动大的非稳定直流电源下运行，需要使用耐压 和功耗都有裕量的半导体器件。这种计的重要性
1.2稳定电源的优点： <2>应对电源变动与实现功能相互分离，简单易行： 在制作价格便宜的小型电子设备时，人们希望在实现具体功能的电路 中使用虽在耐压上没有裕量但价格便宜，体积小巧的半导体，而电源 变动的部分有稳定电源电路承担就可以。这样既降低了IC的电源电压 ，可以低功耗高速的进行工作
面积。
<3>尽量加粗接地线 应将接地线尽量加粗，使他能通过 三倍于印制电路板的允许电流。如 有可能，接地线的宽度应该大于 3mm。
<4>将接地线构成闭环路
设计只有数字电路组成的印制电路 板的地线系统时，将接地线做成闭 环路可以明显的提高抗噪声能力
设计概述 3.
用好去耦电容 去耦电容一方面阻止电路中的噪声进入电源，另一方面防止电源中的噪声进入前级电路， 使电路噪声干扰减少到满足电路要求的范秋。因此设计数字电路使，对于集成电路，尽量 在每个集成电路的电源与地之间都加一个去耦电容。电容一方面是该集成电路的蓄能电容 ，提供和吸收该集成电路开门关门瞬间的充放电能；另一方面旁路掉该期间的高频噪声
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电路设计及技巧
电源电路设计技巧
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PART 01
内容概括
电源设计 的重要性
输出电压 稳定电源 种类选择
电源设计 技巧概述
电源设计的重要性
1.1电源电路对于一个完整的电路系统的重要性： 每个电子电路系统中必须有电源供给，为了保障电子系统能够正常高 效的运行，电源的正确设计师保证一个一个电子电路系统正常工作的 基本保障。特别是要求在高稳定的直流电压下工作的电路，直流稳压 电源的设计关系到整个电路设计的稳定性和可靠性，是电路设计中非 常关键的一个环节。目前普遍情况是吧变压器直接接到交流电源上， 只经过绝缘/变压，在对变压器二次侧的交流电压进行整流/滤波，得 到不稳定的直流电源。
“基本放大电路”和功率放大电路的关系 本质：放大的仍然是电流和电压，由于负载或输出信号要求的 不同, 而采用不同的输出方式. 关键点：基本放大电路的工作原理中输入和输出波 形之间的关 系；静态工作点的设置对于输入、输出波形的影响
“基本放大电路”和波形发生变换电路的关系
实质：基本放大电路接入正反馈再加上一个选频网络
三. 数字电路系统设计的一般方法与步骤
1) 分析课题 必须充分了解设计要求，明确被设计系统的全部功能、要求 及技术指标。熟悉被处理信号与被控制对象的各种参数与特点。 2) 确定总体设计方案 根据系统逻辑功能画出系统的原理框图，将系统分 解。确定贯串不同方框间各种信号的逻辑关系与时序关系。方框图应能简洁、 清晰地表示设计方案的原理。 3) 绘制单元电路并对单元电路仿真 选择合适的数字器件，用电子CAD软件 绘出各逻辑单元的逻辑电路图。
“基本放大电路”和信号运算、处理电路的关系
实质：输入电阻趋于无穷大, 输出电阻趋于零的基本电压放大电 路 结果：使信号的各种运算成为与集成运算电路基本无关,只与 输入信号的大小和反馈方式及输入端连接方式有关的输出
滤波电路应用
作用：低通滤波是一种过滤方式，规则为低频信号能正常通过 ，而超过设定临界值的高频信号则被阻隔、减弱。且阻隔、减 弱的幅度则会依据不同的频率以及不同的滤波程序（目的）而 改变。
输出电压稳定的电源种类及 选择方法
1.3稳定电源的种类： 直流稳定电源设计的第一步是方式的选择，按照内部运行方式分类， 直流稳定电源可分为线性调节器和开关调节器两种形式。其中线性调 节器在运行原理上又可以分为并联调节器和串联调节器。开关调节器 分类如下：
输出电压稳定的电源种类及 选择方法
1.3开关调节器分类： (一).按控制方式： 脉冲调制变换器：驱动波形为方波。PWM、PFM、混合式。 谐振式变换器：驱动波形为正弦波。又分ZCS(零电流谐振开关)、 ZVS(零电压谐振开关)两种。
二. 数字电路系统的组成
输入电路 控制电路 输出电路 And
时钟电路 电源
1.输入电路
主要作用是将被控信号加工变换成数字信号，其形式包括各种输入接口电路。 如在数字频率计的设计制作中，通过输入电路对微弱信号进行放大、整形，得到数字电路可以处 理的数字信号。有些模拟信号则通过模数转换电路转换成数字信号再进行处理。在设计输入电路 时，必须首先了解输入信号的性质，接口的条件，以设计合适的输入接口电路。
利用数字电路硬件描述语言来设计数字系统是目前最先进的方法，即电子设计 自动化(EDA）。它可以采用自顶向下的设计方法，从系统行为级的数学模型描 述与仿真论证系统的可行性来确定最优秀的方案；它可以采用自顶向下的递阶 结构加强结构性，既易于设计调试又便于对问题的查找和解决；它可以采用原 理图、硬件描述语言或状态机和多种方法输入，并可调用软件系统提供丰富的 库元件，生成数字电路并映射到可编程逻辑器件，进行逻辑仿真及实现后的时 序仿真，设计者只需根据仿真结果修改电路直到满足设计需要。
输出电压稳定的电源种类及 选择方法
1.3开关调节器分类： (三).按拓补结构： 1.隔离型：有变压器。 2.非隔离型：无变压器。 线性调节器具有噪声小的优势，而开关调节器具有损耗晓得优点。总 的来说要低求噪声电源的模拟电路应该选用线性调节器，需要大电流 的电路应该选用开关调节器，一般都可按照这个原则灵活使用。 。
2.控制电路
功能是将信息加工运算并为系统各部分提供所需的各种控制。 如多路可编程控制器的设计制作，其定时器即为一控制电路，正是在它的作用下，计数脉冲才按 一定的时间周期（定时器的定时时间）一组一组地送给地址计数器，形成时间控制。数字电路系 统中，各种逻辑运算、判别电路等，都是控制电路，它们是整个系统的核心。设计控制电路是数 字系统设计的最重要的内容，必须充分注意不同信号之间的逻辑性与时序性。
设计概述 2.PCB设计： 实践证明即使电路原理图正确，PCB设计不恰当也会对电子系统的功 能产生不良影响，甚至致使电路不能工作。为了解决来自电源和信号 之间的干扰，正确接地时控制干扰的重要方法。吧接地和屏蔽正确结 合起来使用，就可以解决大部分干扰问题
设计概述 2.PCB设计
<1>正确选择单点接地和多点接地 对于双面板，地线布置特别讲究， 通常采用单点接地，电源和地是电 源的两端接到印刷线路板上来的， 电源一个接点，地一个接点 <2>将数字电路与模拟电路分开 两者的地线以及电源线也不要相混 ，分别与电源端的地线和电源线相 连。还要尽量加大线性电路的接地
放大倍数 “信号源”可看 成是一级放大电 路; 负载同样可 看成是一级放大 电路
“基本放大电路”和频率特性的关系
信号工作频率 频率较低时, 结电容可视 为开路 频率较高时, 结电容的容 抗变小, 对PN 结形成分 流,使晶体管的电流放大 倍数减小, 而耦合电容和 旁路电容可视为短路
电容的大小 电容的大小来考虑, 结电容越小, 对放 大信号影响越小, 耦合电容和旁路电 容越小, 对信号影 响越大
4.时钟电路
时钟电路是数字电路系统中的灵魂。 它属于一种控制电路，整个系统都在它的控制下按一定的规律工作。时钟电路包括主时钟振荡 电路及经分频后形成各种时钟脉冲的电路。比如多路可编程控制器中的555多谐振荡电路，数字 频率计中的基准时间形成电路等都属于时钟电路。设计时钟电路，应根据系统的要求首先确定主 时钟的频率，并注意与其他控制信号结合产生系统所需的各种时钟脉冲。
。
设计概述 4. 还有一种较好的思路是每一块电路板各自根据需要,分别设计不同精度 的稳压电源电路在 电路板上 , 杜绝通过电源线造成各块电路板 的电 源的相互干扰。当然,前提是地线依然需要采用一点连接 , 即其他各块 电路板 的地线都要接到共同的模拟电路的末级
模拟电路设计技巧
PART 02
基本放大电路
输出电压稳定的电源种类及 选择方法
1.3开关调节器分类： (二).按电压转换形式： 1.AC/DC：一次电源。 即整流电源。 2.DC/DC：二次电源。 1)Buck电路：降压斩波器，入出极性相同。 2)Boost：升压斩波器，入出极性相同。 3)Buck-Boost：升/降压斩波器，入出极性相反，电感传输。 4)Cuk：升/降压斩波器，入出极性相反，电容传输。 。
5.电源
电源为整个系统工作提供所需的能源，为各端口提供所需的直流电平。在数字电路系统中，TTL 电路对电源电压要求比较严格，电压值必须在一定范围内。CMOS电路对电源电压的要求相对比 较宽松。设计电源时，必须注意电源的负载能力，电压的稳定度及波纹系数等。
总之，任何复杂的数字电路系统都可以逐步划分成不同层次、相对独立的子系统。 通过对子系统的逻辑关系、时序等的分析，最后可以选用合适的数字电路器件来实现。 将各子系统组合起来，便完成了整个大系统的设计。按照这种由大到小，由整体到局 部，再由小到大，由局部到整体的设计方法进行系统设计，就可以避免盲目的拼凑， 完成设计任务。
对非正弦波发生电路：依靠一个电容的充放电来形成 方波变换成三角波：在基本放大电路的基础上加一个充放电电容
“基本放大电路”和稳压电路的关系
实质：建立在基本放大电路共集电极接法基础上的一种应用型电路
“基本放大电路”和集成运算放大电路的关系
实质：基于直接耦合的多级放大电路, 且增加了抑制零点漂移和各 种电流源(深度电流负反馈)的集成电路
设计概述 1.电源设计必须考虑负载的性质：
数字电路和模拟电路要求电源电路提供的的电流波形有很大的差异
数字电路的脉冲性质负载电路变化，电源电路的有源器件大部分情况下都不能影响，唯一能够进行响应的方式是输出端介 入的电容对电荷的充放电。
设计概述 2.初步选择： 如上面所说，电源有串联型线性稳压电源和开关型稳压电源两大类。 前者具有波纹小，电路结构简单的优点，但电路的效率低，功耗大。 后者功耗小，效率高，但电路复杂，纹波大。要求低噪声电源的模拟 电路应该使用线性调节器，需要大电流的电路应该使用开关调节器， 一般都可以按照这个原则灵活使用》