(2) 画辅助电路。辅助电路(auxiliary circuit)是控制线路中除主电路以外的通过小电流的 电路部分。辅助电路一般包括控制电路、照明电路、信号通路和保护电路。其中控制电路主 要由按钮开关、接触器和继电器的线圈及辅助触点、热继电器触点、保护电器触点等器件组 成。无论简单或复杂的控制电路，分析控制系统共性规律，辅助电路一般均是由各种典型电 路(如延时电路、联锁电路、顺控电路等)组合而成，用以控制主电路中受控设备的“起动”、 “运行”、“停止”等主要工作过程，使主电路中的设备按设计工艺的要求正常运转。
尾灯总成
转向灯 尾灯刹车灯二合一灯珠
图 12-1 绘图实例―电动车原理图
12.2 模拟电子电路图分析
电子电路图用来表示实际电子电路的组成、结构、元器件标称值等信息。电子专业技术 人员要了解、掌握电子产品的工作原理，看懂电子产品、设备的电路图是一项基本功能。而 快速地看懂电子产品的电路图是电子工程师基本技能，也是开发设计电子新产品新技术的基 本手段之一。因此，了解电路图种类与掌握各种电路图的分析方法，是电子技术学习的第一 步。本节主要研究模拟电子技术中最常用的两种图形―设备、产品的方框图与电气原理图的 分析方法。
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第十二章 模拟电子线读图与设计方法
本章首先介绍系统电路设计中绘图环节的基本概念、方法，接着阐述实际电子信息工程 中模拟电路图的分析原则，特别是结合实用的电磁炉控制管理系统介绍了复杂电子系统分析 方法，最后重点介绍模拟电子系统设计理论与方法，并结合电子设计大赛中有关本课程的内 容相关的设计题目为例介绍电子系统设计与实现的全过程。本章重点内容有：
12.2.1 方框图分析方法
系统方框图是系统总体模块结构图，也是系统拓扑图。从方框图中可以了解系统功能结 构，准确定位分析单元电路功能与性质。如图 12-2 所示是一个两级音频信号放大系统的方
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第十二章 模拟电子线读图与设计方法
框图。从图中可以看出，系统电路由信号源、前级放大器、中间级放大器和末级放大器以及 负载五个单元电路构成；从方框图也可以了解到，电路主体包含三级放大电路；再根据专业 经验可以初步判断各部分电路功能与任务，也可以大致了解电路特性与功能。
(4) 方框图中通常会标出信号传输的方向（用箭头表示），它形象地表示了信号在电路 中的传输方向，尤其是集成电路内电路方框图，可以明确指示出某引脚是输入引脚还是输出 引脚（根据引脚上的箭头方向得知这一点）。这些信息对识图都是非常有用的。如图 12-3 所 示的方框图给出了这样的识图信息：
信号源输出信号首先加到前级放大器中放大（信号源电路与第一级放大器之间的箭头方 向提示了信号传输方向），然后送入中间级放大器中放大，再功率放大后（末级）去激励负 载。因此，方框图是一张重要的电路图，特别是在分析集成电路的应用或复杂的系统的电路， 需要了解整机电路组成与工作情况时，如果没有方框图将给识图带来诸多不便和困难。因此， 在分析具体电路的工作原理之前，先分析该电路的方框图是必要的，它有助于分析具体电路 的工作原理。
图 12-2 音频放大系统方框图
方框图种类多，电子工程中常用的有三种：整机电路方框图、系统电路方框图和集成电 路内电路方框图。方框图在分析与设计电路中的作用可以概括为：
(1) 宏观表达电路的基本信息。方框图可以表达大规模复杂电路（整机电路、系统电路 和功能电路等）的组成情况，通常给出复杂电路的主要单元电路的位置、名称，以及复杂电 路中各单元电路之间的耦合关系。这些基本信息可以作为识图分析的突破口。而且方框图简 明、清楚，可方便地看出电路的组成和信号的传输方向、途径、以及信号在传输过程中的处 理过程等相关信息，如信号是得到了放大还是受到了衰减等。
ASIC 按功能的不同可分为数字 ASIC、模拟 ASIC 和微波 ASIC；按使用材料的不同可 分为硅 ASIC 和砷化镓 ASIC。一般来说，数字、模拟 ASIC 主要采用硅材料，微波 ASIC 主 要采用砷化镓材料。砷化镓具有高速、抗辐射能力强、寄生电容小和工作温度范围宽等优点， 目前已在移动通信、卫星通信等方面得到广泛应用。对硅材料 ASIC，按制造工艺的不同还 可进一步将其分为 MOS 型、双极型和 BiCMOS 型等；按照设计方法不同，设计 ASIC 分为 全定制和半定制两类。全定制法是一种基于晶体管级的设计方法，半定制法是一种约束性设 计方法。约束的目的是简化设计、缩短设计周期、提高芯片成品率。对于某些性能要求很高、 批量较大的芯片，一般采用全定制法设计，用全定制法设计时须采用最佳的随机逻辑网络， 且每个单元都必须精心设计，另外还要精心地布局布线，将芯片设计得最紧凑，以期实现芯 片运算速度快、面积利用率高、功耗低等的最优性能。
(2) 由于方框图比较简洁，逻辑性强，因此便于记忆，同时它所包含的信息量大，这就 使得方框图尤为重要。方框图中所标出的电路名称，一般表达了信号在某一单元电路中的处 理过程，可以为进一步分析具体电路提供了指导性的信息。
(3) 方框图主要有简明与详细两种类型，方框图愈详细，为识图提供的有益信息就愈多。 在各种方框图中，集成电路的内部电路方框图是最为详细的。
12.1.2 电气原理图绘图原则
对于简单的控制电路，只要依据主电路要实现的功能，并结合生产工艺要求及设备动作 的先、后顺序依次分析、绘制；对于复杂的控制电路，要按各部分所完成的功能，分割成若 干个局部控制电路，然后与典型电路相对照，找出相同之处，本着先简后繁、先易后难的原 则逐个画出每个局部环节，再找到各环节的相互级联关系，最终完成总体绘图。通用绘制原 则概括如下：
12.1 电路绘制原则
电路图绘制是一个电子工程师基最本的技能。在电子技术学习过程中最常遇到的电路图 主要有六种。
① 方框图（包括整机电路方框图、系统方框图等）； ② 单元电路图； ③ 等效电路图； ④ 集成电路应用电路图； ⑤ 整机电路图； ⑥ 印制电路板图。 实际上对工程技术最重要的就是整机电气原理图(schematic circuit diagram)与方框图 (block diagram)，一般单元电路图与整机电路图就指的是电气原理图。因此，本节以自动化 控制系统为例研究电气原理图的绘制原则、方法。 电气原理图是用来表明电气设备的工作原理、各电器元件的作用以及相互之间关系的器 件连接图。巧妙运用电气原理图的分析设计方法和技巧，对于分析电气线路，排除系统电路 故障是十分有益的。控制系统电气原理图一般由主电路(main circuit)、控制电路(control electrical circuit)、保护、配电电路等几部分组成。
ASIC 的提出和发展标志集成电路的应用与现代设计方法都进入了一个信息技术新的革 命阶段。通用的、标准的集成电路已不能完全适应电子系统的急剧变化和更新换代。虽然该 技术主要面向数字逻辑方向，但在模拟特别是高频电子线路设计中越来越发挥举足轻重的作 用。目前，ASIC 正朝着高密度、大规模、可重构性等的方向发展。
① 电气原理图一般分主电路和辅助电路两部分，分开绘制； ② 图中所有元件都应采用国家标准中统一规定的图形符号与文字符号； ③ 线条交叉及图形方向要明确； ④ 文字符号标注位置要准确，合理； ⑤ 图形符号表示要点为未通电或无外力状态。 要注意，绘图与实际元件在电路板上的布置不一定严格对应，实际绘图主要考虑到版面 与美观等因素限制，而电器元件安装要符合工程质量与调试方便。二者尽量对应，但允许照 顾版面等实际情况而有一定的偏差。电气元器件布局设计应遵循以下原则： ① 必须遵循相关国家标准进行设计和绘制电器元件布置图；相同类型的电器元件布置 时，应把体积较大和较重的安装在控制柜或面板的下方； ② 发热的元器件应该安装在控制柜或面板的上方或后方，但热继电器一般安装在接触 器的下面，以方便与电机和接触器的连接，需要经常维护、整定和检修的电器元件、操作开 关、监视仪器仪表，其安装位置应高低适宜，以便工作人员操作； ③ 强电、弱电应该分开走线，注意屏蔽层的连接，防止干扰的窜入；电器元器件的布 置应考虑安装间隙，并尽可能做到整齐、美观。 按照上述原则绘出电动车电气图见图 12-1。
模拟电子系统分析的原理与方法； 典型电子系统设计的基本理论与方法； 熟练掌握模拟电子系统分析设计过程与步骤。
电子系统分析与设计的现代化过程经历了三个主要阶段。 20 世 纪 60 年 代 中 期 至 80 年 代 这 一 阶 段 为 计 算 机 辅 助 设 计 （ computer-aided design―CAD）初期阶段。这个阶段主要是利用研制的软件工具，包括有印制电路板（printed circuit board，PCB）布线设计、电路模拟、逻辑模拟及版图的绘制等独立软件工具进行系统 设计与分析。 20 世纪 80 年代初期至 90 年代初期为 CAE（computer aided engineering）阶段，在集成 电路设计方法、电子系统设计方法以及设计工具集成化方面取得了许多成果。这个阶段中主 要采用基于单元库的半定制设计方法。采用门阵列和标准单元法设计的各种 ASIC 的设计分 析方法得到了极大的发展。 20 世纪 90 年代以后，出现了以高级语言描述、系统仿真和综合技术为特征的第三代EDA （Electronic Design Automation）技术，不仅极大地提高了系统的设计效率，而且使设计者 摆脱了大量的辅助性工作，将精力集中于创造性的方案与概念的构思上。随着微电子技术的 发展，新出现的SOPC片上可编程系统已成为现代电子技术和电子系统设计的汇聚点和发展 方向。这一时期，SOPC是ASIC发展的新阶段，代表了当今电子设计的发展方向。
1. 常见方框图
方框图画法较为灵活,因此种类较多,这里只介绍电子信息系统设计与分析中最重要的整 机系统方框图、系统方框图与集成电路内部方框图三种。
1) 整机电路方框图
整机电路方框图是表达整机电路功能模块的方框图，也是众多方框图中最为复杂的方框 图，关于整机电路方框图，主要说明下列几点。
某些设备整机电路方框图比较复杂，因此，有的用一张方框图表示整机电路结构情况， 有的则将整机电路方框图分成几张。它主要阐明整机电路的组成和各部律如下：