電子電路設計方法教學課件

電子線路工程實踐基地電子教案電子電路設計方法

電子電路設計，一般包括：擬定性能指標、電路的預設計、實驗和修改設計四個環(huán)節(jié)。衡量設計的標準是：工作穩(wěn)定可靠，能達到所要求的性能指標，并留有適當?shù)挠嗔?；電路簡單、成本低、功耗低；所采用元器件的品種少、體積小且貨源充足；便于生產(chǎn)、測試和維修等。電子電路設計一般步驟如圖所示。電子電路設計一般步驟

電子電路的設計

由于電子電路種類繁多，千差萬別，設計方法和步驟也因情況不同而不同，因而上述設計步驟需要交叉進行，有時甚至會出現(xiàn)反復。因此在設計時，應根據(jù)實際情況靈活掌握?？傮w方案的設計與選擇

設計電路的第一步就是選擇總體方案，所謂選擇總體方案是根據(jù)設計任務、指標要求和給定的條件，分析所要設計電路應完成的功能，并將總體功能分解成若干單元，分清主次和相互的關(guān)系，形成若干單元功能模塊組成的總體方案。該方案可以有多個，需要通過實際的調(diào)查研究、查閱有關(guān)的資料或集體討論等方式，著重從方案能否滿足要求、結(jié)構(gòu)是否簡單、實現(xiàn)是否經(jīng)濟可行方面，對幾個方案進行比較和論證，擇優(yōu)選取。對選用的方案，常用方框圖的形式表示出來。注意每個方框盡可能是完成某一種功能的單元電路，尤其是關(guān)鍵的功能模塊的作用，一定要表達清楚，還要表示出它們各自的作用和相互之間的關(guān)系，注明信息的走向等。選擇方案應注意的幾個問題⑴應當針對關(guān)系到電路全局的問題，開動腦筋，多提些不同的方案，深入分析比較。有些關(guān)鍵部分，還要提出各種具體電路，根據(jù)設計要求進行分析比較，從而找出最優(yōu)方案。⑵要考慮方案的可行性、性能、可靠性、成本、功耗和體積等實際問題。選擇方案應注意的幾個問題⑶選定一個滿意的方案并非易事，在分析論證和設計過程中需要不斷改進和完善，出現(xiàn)一些反復是再所難免的，但應盡量避免方案上的大反復，以免浪費時間和精力。單元電路的設計與選擇

在確定了總體方案、畫出詳細框圖之后，便可進行單元電路設計。任何復雜的電子電路，都是由若干具有簡單功能的單元電路組成的。這些單元電路的性能指標往往比較單一。在明確每個單元電路的技術(shù)指標后，要分析清楚單元電路的工作原理，設計出各單元的電路結(jié)構(gòu)形式。盡量采用學過的或熟悉的單元電路，也要善于通過查閱資料、分析研究一些新型電路，開發(fā)利用新型器件。設計單元電路的一般方法和步驟：⑴根據(jù)設計要求和已選定的總體方案的原理框圖，確定對各單元電路的設計要求，必要時應詳細擬定主要單元電路的性能指標。注意各單元電路之間的相互配合，但要盡量少用或不用電平轉(zhuǎn)換之類的接口電路，以簡化電路結(jié)構(gòu)、降低成本。⑵擬定出各單元電路的要求后，應全面檢查一遍，確實無誤后方可按一定順序分別設計各單元電路。設計單元電路的一般方法和步驟：⑶選擇單元電路的結(jié)構(gòu)形式。一般情況下，應查閱有關(guān)資料，以豐富知識、開闊眼界，從而找到適用的電路。當確實找不到性能指標完全滿足要求的電路時，也可選用與設計要求比較接近的電路，然后調(diào)整電路參數(shù)。各單元電路之間各單元電路之間要注意在外部條件、元器件使用、連接關(guān)系等方面的配合，盡可能減少元器件的數(shù)量、類型、電平轉(zhuǎn)換和接口電路，以保證電路最簡單、工作最可靠、經(jīng)濟實用。各單元電路擬定后，應全面地檢查一次，看每個單元各自的功能是否能實現(xiàn)，信息是否能暢通，總體功能是否滿足要求，如果存在問題必須及時做出局部調(diào)整。元器件的選擇與參數(shù)計算

選擇元器件只要能清楚“需要什么”和“有什么”兩個問題，問題就好解決了。所謂“需要什么”是指根據(jù)具體問題的要求所選擇的方案，需要什么樣的元器件，即每個元器件各應具有哪些功能和什么樣的性能指標。所謂“有什么”是指有哪些元器件，哪些在市場上能買得到，它們的性能如何、價格如何、體積多大等。眾所周知，電子元器件的種類繁多，而且不斷出現(xiàn)新產(chǎn)品，這就需要用戶經(jīng)常關(guān)心元器件的新信息和新動向，多查資料。一般優(yōu)先選用集成電路。元件的選擇一般優(yōu)先選用集成電路集成電路的廣泛應用，不僅減少了電子設備的體積和成本，提高了可靠性，使安裝調(diào)試和維修變得比較簡單，而且大大減化了電子電路的設計。但是，并不是采用集成電路就一定比采用分立元器件好，有時功能相當簡單的電路，只要用一只二極管或三極管就能解決問題，若采用集成電路反而會使問題復雜化，而且增加成本。但在一般情況下，應優(yōu)選集成電路，必要時，可畫出兩種電路，進行比較。集成電路的選擇集成電路的種類繁多，選用方法一般是“先粗后細”，即先根據(jù)主體方案考慮應選用什么功能的集成電路，再進一步考慮它的具體性能，然后再根據(jù)價格等因素選用什么型號。選擇的集成電路不僅要在功能和特性上實現(xiàn)設計方案，而且要滿足功耗、電壓、溫度、價格等多方面的要求。阻容元件的選擇電阻和電容種類很多，正確選擇電阻和電容是很重要的，不同的電路對電阻和電容性能要求也不同，有些電路對電容漏電要求很嚴格，還有些電路對電阻和電容的精度要求很嚴，設計時要根據(jù)電路的要求選擇性能和參數(shù)合適的阻容元件，并要注意功耗、容量、頻率、耐壓范圍是否滿足要求。分立元器件的選擇分立元器件包括二極管、三極管、場效應管和晶閘管等，選擇器件的種類不同，注意事項也不同。例如三極管，在選用時應考慮是NPN管還是PNP管，是大功率管還是小功率管，是高頻管還是低頻管，并注意管子的電流放大倍數(shù)、擊穿電壓、特征頻率、靜態(tài)功耗等是否滿足電路設計的要求。元器件的參數(shù)計算

單元電路的結(jié)構(gòu)、形式確定以后，需要對影響技術(shù)指標和參數(shù)的元器件進行計算。這種計算有的需要根據(jù)電路理論公式進行，有的按照工程估算方法，有的可用典型電路參數(shù)或經(jīng)驗數(shù)據(jù)。選用的元器件參數(shù)值最終都必須采用標稱值。計算電路參數(shù)時應注意如下問題：元件選擇的原則⑴各元器件的工作電流、工作電壓、頻率和功耗應在允許的范圍內(nèi)，并留有適當?shù)挠嗔?，以保證電路在規(guī)定的條件下正常工作，達到所要求的性能指標。⑵對于環(huán)境溫度、交流電網(wǎng)電壓等工作條件，計算參數(shù)時應按最不利的情況考慮。⑶設計元器件的極限參數(shù)時，必須留有足夠的余量，一般按1.5倍左右考慮。例如，如果實際電路中的三極管的VCE的最大值為20V，挑選三極管時應按V(BR)CEO≥30V考慮。元件計算的原則⑷電阻值應盡可能選在1MΩ范圍內(nèi)，一般最大不超過10MΩ，其值應在常用電阻標稱值系列內(nèi)，并根據(jù)具體情況正確選擇電阻的品種。⑸非電解電容盡可能在100pF～0.1μF范圍內(nèi)選擇，其數(shù)值應在常用電容標稱值系列內(nèi)，并根據(jù)具體情況正確選擇電容的品種。元件計算的原則⑹保證電路性能的前提下，盡可能設法降低成本，減少元器件的品種、功耗和體積，并為安裝調(diào)試創(chuàng)造有利條件。⑺在滿足性能指標和上述各項要求的前提下，應優(yōu)先用現(xiàn)有的或容易買到的元器件，以節(jié)省時間和精力。⑻應把根據(jù)計算所確定的各參數(shù)值標在電路圖中適當?shù)奈恢谩？傮w電路圖設計設計好各單元電路以后，應畫出總電路圖?？傠娐穲D是進行實驗和印制電路板設計制作的主要依據(jù)，也是進行生產(chǎn)、調(diào)試、維修的依據(jù)，因此畫好一張總電路圖非常重要。畫總電路圖的一般方法如下：⑴畫總電路圖應注意信號的流向，通常從輸入端或信號源畫起，由左到右或由上到下按信號的流向依次畫出各單元電路。但一般不要把電路畫成很長的窄條，必要時可按信號流向的主通道依次把各單元電路排成類似字母“U”的形狀，它的開口可以朝左，也可以朝向其他方向。⑵盡量把總電路圖畫在同一張圖上，如果電路比較復雜，一張圖畫不下，應把主電路畫在同一張圖上，而把一些比較獨立或次要的部分(例如直流穩(wěn)壓電源)畫在另一張或者幾張圖上，并用適當?shù)姆绞秸f明各圖之間的信號聯(lián)系。⑶電路圖中所有的連線都要表示清楚，各元器件之間的絕大多數(shù)連線應在圖上直接畫出。連線通常畫成水平線或豎線，一般不畫斜線?；ハ噙B通的交叉線，應在交叉處用圓點標出。連線要盡量短。電源一般只標出電源電壓的數(shù)值(例如+5V，+15V，-15V)。電路圖的安排要緊湊、協(xié)調(diào)，疏密恰當，避免出現(xiàn)有的地方畫得很密，有的地方卻空出一大塊?？傊?，要清晰明了，容易看懂，美觀協(xié)調(diào)。⑷電路圖中的中大規(guī)模集成電路，通常用方框圖表示。在框中標出它的型號，框的邊線兩側(cè)標出每根連線的功能名稱和管腳號。除中大規(guī)模器件外，其余元器件的符號應當標準化。⑸集成電路器件的管腳較多，多余的管腳應作適當處理。⑹如果電路比較復雜，設計者經(jīng)驗不足，有些問題在畫出總體電路之前難以解決，可以先畫出總電路圖的草圖，調(diào)整好布局和連線之后，再畫出正式的總電路圖。審圖因為在設計過程中有些問題難免考慮不周，所以在畫出總電路圖后，要進行全面審查，審圖時應注意以下幾點：⑴先從全局出發(fā)，檢查總體方案是否合適，有無問題，再檢查各單元電路的原理是否正確，電路形式是否合適。審圖⑵檢查各單元電路之間的電平、時序等配合有無問題。⑶檢查電路圖中有無煩瑣之處，是否可以化簡。⑷要特別注意電路圖中各元器件是否工作在額定值范圍內(nèi)，以免實驗時損壞。⑸解決所發(fā)現(xiàn)的全部問題后，若改動較多，應當復查一遍。電子電路的安裝與調(diào)試

電子電路的安裝與調(diào)試在電子電路實踐和電子工程技術(shù)中都占有非常重要的地位。它是把理論付諸于實踐的階段，也是將理論電路轉(zhuǎn)換為實際電路和電子設備的過程。這一過程的實現(xiàn)，為電子技術(shù)在人類的社會生活和生產(chǎn)實踐中發(fā)揮巨大作用提供了現(xiàn)實性和可能性的保證。同時，這一過程也是對理論設計的檢驗、修改和完善。電子電路的安裝簡單的電子電路安裝可在接插板(面包板)上完成。較復雜的電子電路需制作專門的印制電路板，還必須考慮電路的布局、焊接、組裝等工藝。這些內(nèi)容將在后面的有關(guān)章節(jié)中做詳細的介紹。電子電路的調(diào)試電子電路的調(diào)試在電子工程中占有重要地位，是對設計電路的正確與否及性能指標的檢測過程，也是初學者實踐技能培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。調(diào)試過程是利用符合指標要求的各種電子測量儀器，如示波器、萬用表、信號發(fā)生器、頻率計、邏輯分析儀等。對安裝好的電路或電子裝置進行調(diào)整和測量，以保證電路或裝置正常工作；同時，判別其性能的好壞，各項指標是否符合要求等。因此，調(diào)試必須按一定的方法和步驟進行。調(diào)試的方法和步驟①不通電檢查電路安裝完畢后，不要急于通電，應首先認真檢查接線是否正確，包括多線、少線、錯線等，尤其是電源線不能接錯或接反，以免通電后燒壞電路或元器件。查線的方式有兩種：一種是按照設計電路接線圖檢查安裝電路，在安裝好的電路中按電路圖一一對照檢查連線；另一種方法是按實際線路，對照電路原理圖按兩個元件接線端之間的連線去向檢查。無論哪種方法，在檢查中都要對已經(jīng)檢查過的連線做標記，使用萬用表檢查連線很有幫助。調(diào)試的方法和步驟②直觀檢查連線檢查完畢后，直觀檢查電源、地線、信號線、元器件接線端之間有無短路，連線處有無接觸不良，二極管、三極管、電解電容等有極性元器件引線端有無錯接、反接，集成塊是否插對。調(diào)試的方法和步驟③通電檢查把經(jīng)過準確測量的電源電壓加入電路，但暫不接入信號源信號。電源接通之后不要急于測量數(shù)據(jù)和觀察結(jié)果，首先要觀察有無異?，F(xiàn)象，包括有無冒煙、有無異常氣味、觸摸元件是否有發(fā)燙現(xiàn)象、電源是否短路等。如果出現(xiàn)異常，應立即切斷電源，排除故障后方可重新通電。調(diào)試的方法和步驟④分塊調(diào)試調(diào)試包括測試和調(diào)整兩個方面。測試是在安裝后對電路的參數(shù)及工作狀態(tài)進行測量；調(diào)整則是在測試的基礎(chǔ)上對電路的結(jié)構(gòu)或參數(shù)進行修正，使之滿足設計要求。為了使測試能夠順利進行，設計的電路圖上應標出各點的電位值、相應的波形以及其他參考數(shù)值。分塊調(diào)試調(diào)試方法有兩種。第一種是采用邊安裝邊調(diào)試的方法，也就是把復雜的電路按原理圖上的功能分塊進行調(diào)試，在分塊調(diào)試的基礎(chǔ)上逐步擴大調(diào)試的范圍，最后完成整機調(diào)試，這種方法稱為分塊調(diào)試。采用這種方法能及時發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，這是常用的方法，對于新設計的電路更為有效。另一種方法是整個電路安裝完畢后，實行一次性調(diào)試。這種方法適用于簡單電路或定型產(chǎn)品。這里僅介紹分塊調(diào)試。分塊調(diào)試是把電路按功能分成不同的部分，把每個部分看成一個模塊進行調(diào)試。比較理想的調(diào)試程序是按信號的流向進行，這樣可以把前面調(diào)試過的輸出信號作為后一級的輸入信號，為最后的聯(lián)調(diào)創(chuàng)造條件。分塊調(diào)試分為靜態(tài)調(diào)試和動態(tài)調(diào)試。靜態(tài)調(diào)試靜態(tài)調(diào)試一般指在沒有外加信號的條件下測試電路各點的電位。如測試模擬電路的靜態(tài)工作點，數(shù)字電路的各輸入、輸出電平及邏輯關(guān)系等，將測試獲得的數(shù)據(jù)與設計值進行比較，若超出指標范圍，應分析原因，并進行處理。動態(tài)調(diào)試動態(tài)調(diào)試可以利用前級的輸出信號作為后級的輸入信號，也可利用自身的信號來檢查電路功能和各種指標是否滿足設計要求，包括信號幅值、波形的形狀、相位關(guān)系，頻率、放大倍數(shù)、輸出動態(tài)范圍等。模擬電路比較復雜，而對數(shù)字電路來說，由于集成度比較高，一般調(diào)試工作量不大，只要元器件選擇合適，直流工作點狀態(tài)正常，邏輯關(guān)系就不會有太大問題。一般是測試電平的轉(zhuǎn)換和工作速度等。整機聯(lián)調(diào)對于復雜的電子電路系統(tǒng)，在分塊調(diào)試的過程中，由于是逐步擴大調(diào)試范圍，故實際上已完成了某些局部聯(lián)調(diào)工作。只要做好各功能塊之間接口電路的調(diào)試工作，再把全部電路接通，就可以實現(xiàn)整機聯(lián)調(diào)。整機聯(lián)調(diào)只需要觀察動態(tài)結(jié)果，即把各種測量儀器及系統(tǒng)本身顯示部分提供的信息與設計指標逐一比較，找出問題，然后進一步修改電路參數(shù)，直到完全符合設計要求為止。整機聯(lián)調(diào)調(diào)試過程中不能單憑感覺和印象，要始終借助儀器觀察。使用示波器時，最好把示波器的信號輸入方式置于“DC”擋，它是直流耦合方式，同時可以觀察被測信號的交、直流成分。被測信號的頻率應處在示波器能夠穩(wěn)定顯示的頻率范圍內(nèi)，如果頻率太低，觀察不到穩(wěn)定波形時，應改變電路參數(shù)后測量。

調(diào)試注意事項①測試之前要熟悉各種儀器的使用方法，并仔細加以檢查，避免由于儀器使用不當或出現(xiàn)故障而做出錯誤判斷。②測試儀器和被測電路應具有良好的共地，只有使儀器和電路之間建立一個公共地參考點，測試的結(jié)果才是準確的。③調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)器件或接線有問題需要更換或修改時，應關(guān)斷電源，待更換完畢認真檢查后方可重新通電。調(diào)試注意事項④調(diào)試過程中，不但要認真觀察和檢測，還要認真記錄。包括記錄觀察的現(xiàn)象、測量的數(shù)據(jù)、波形及相位關(guān)系，必要時在記錄中應附加說明，尤其是那些和設計不符合的現(xiàn)象更是的記錄的重點。依據(jù)記錄的數(shù)據(jù)才能把實際觀察的現(xiàn)象和理論預計的結(jié)果加以定量比較，從中發(fā)現(xiàn)問題，加以改進，最終完善設計方案。通過收集第一手資料可以幫助自己積累實際經(jīng)驗，切不可低估記錄的重要作用。調(diào)試注意事項⑤安裝和調(diào)試自始至終要有嚴謹?shù)目茖W作風，不能抱有僥幸心理。出現(xiàn)故障時，不要手忙腳亂，馬虎從事，要認真查找故障原因，仔細做出判斷，切不可一遇到故障解決不了時就拆線重新安裝。因為重新安裝的線路仍然存在各種問題，況且原理上的問題也不是重新安裝電路就能解決的。電子電路的故障分析與處理在實踐、訓練過程中，電路故障常常不可避免。分析故障現(xiàn)象、解決故障問題可以提高實踐和動手能力。分析和排除故障的過程，就是從故障現(xiàn)象出發(fā)，通過反復測試，做出分析判斷、逐步找出問題的過程。首先要通過對原理圖的分析，把系統(tǒng)分成不同功能的電路模塊，通過逐一測量找出故障所在區(qū)域，然后對故障模塊區(qū)域內(nèi)部加以測量并找出故障，即從一個系統(tǒng)或模塊的預期功能出發(fā)，通過實際測量，確定其功能的實現(xiàn)是否正常來判斷是否存在故障，然后逐步深入，進而找出故障并加以排除。電子電路的故障分析與處理假如是原來正常運行的電子電路，使用一段時間出現(xiàn)故障，其原因可能是元器件損壞，或連線發(fā)生短路，也可能是使用條件的變化影響電子設備的正常運行。⑴調(diào)試中常見的故障原因①實際電路與設計的原理圖不符。②元器件使用不當。③設計的原理本身不滿足要求。④誤操作等。查找故障的方法

查找故障的通用方法是把合適的信號或某個模塊的輸出信號引到其它模塊上，然后依次對每個模塊進行測試，直到找到故障模塊為止。查找的順序可以從輸入到輸出，也可以從輸出到輸入。找到故障模塊后，要對該模塊產(chǎn)生故障的原因進行分析、檢查。查找模塊內(nèi)部故障的步驟如下。查找步驟①檢查用于測量的儀器是否使用得當。②檢查安裝的線路與原理是否一致，包括連線、元件的極性及參數(shù)、集成電路的安裝位置是否正確等。③測量元器件接線端的電源電壓。使用接插板作實驗出現(xiàn)故障時，應檢查是否因接線端不良而導致元器件本身沒有正常工作。④斷開故障模塊輸出端所接的負載，可以判斷故障來自模塊本身還是負載。查找步驟⑤檢查元器件使用是否得當或已經(jīng)損壞。在實驗、實習中大量使用的是中規(guī)模集成電路，由于它的接線端比較多，使用時會將接線端接錯，從而造成故障。在電路中，由于安裝前經(jīng)過調(diào)試，元器件損壞的可能性很小。如果懷疑某個元器件損壞，必須對它進行單獨測試，并對已損壞的元器件進行更換。查找步驟⑥反饋回路的故障判斷是比較困難的，因為它是把輸出信號的部分或全部以某種方式送到模塊的輸入端口，使系統(tǒng)形成一個閉環(huán)回路。在這個閉環(huán)回路中只要有一個模塊出故障，則整個系統(tǒng)都存在故障現(xiàn)象。查找故障需要把反饋回路斷開，接入一個合適的輸入信號使系統(tǒng)成為一個開環(huán)系統(tǒng)，然后再逐一查找發(fā)生故障的模塊及故障元器件等?？偨Y(jié)前面介紹的通用方法對一般電子電路都適用，但它具有一定的盲目性，效率低。對于自己設計的系統(tǒng)或非常熟悉的電路，可以采用觀察判斷法，通過儀器、儀表觀察到結(jié)果，直接判斷故障發(fā)生的原因和部位，從而準確、迅速地找到故障并加以排除?？偨Y(jié)在電路中，當某個元器件靜態(tài)正常而動態(tài)有問題時，往往會認為這個元器件本身有問題，其實有時并非如此。遇到這種情況不要急于更換器件，首先應檢查電路本身的負載能力及提供輸入信號的信號源的負載能力。把電路的輸出端負載斷開，檢查是否工作正常，若電路空載時工作正常，說明電路負載能力差，需要調(diào)整電路。如斷開負載電路仍不能正常工作，則要檢查輸入信號波形是否符合要求?？偨Y(jié)由于諸多因素的影響，原來的理論設計可能要作修改，選擇的元器件需要調(diào)整或改變參數(shù)，有時可能還要增加一些電路或元器件，以保證電路能穩(wěn)定地工作。因此，調(diào)試之后很可能要對前面的“選擇元器件和參數(shù)計算”一步中所確定的方案再作修改，最后完成實際的總體電路，制作出符合設計要求的電子設備來。模擬電路的設計傳感器電路部分主要是將非電信息轉(zhuǎn)換為電信號。信號放大、變換電路是對得到的微弱電信號進行放大和變換，再傳送到相應的驅(qū)動、執(zhí)行機構(gòu)。其基本的功能電路有放大器、振蕩器、整流器及各種波形產(chǎn)生、變換電路等。驅(qū)動、執(zhí)行機構(gòu)可輸出足夠的能量，并根據(jù)課題或工程要求，將電能轉(zhuǎn)換成其它形式的能量，完成所需的功能。模擬電子電路的設計方法，從整個系統(tǒng)設計的角度來說，應首先根據(jù)任務要求，再經(jīng)過可行性的分析、研究后，拿出系統(tǒng)的總體設計方案，畫出總體設計結(jié)構(gòu)框圖。模擬電子電路組成模擬電路的設計在確定總體方案后，根據(jù)設計的技術(shù)要求，選擇合適的功能單元電路，然后確定所需要的具體器件的型號和參數(shù)。最后再將單元器件及單元電路組合起來，經(jīng)過實驗和修改，最終設計出完整的系統(tǒng)電路。需要說明的是，隨著科技的進步，集成電路正在迅速的發(fā)展，線性集成電路日漸增多，采用模擬線性集成電路組建電路已日趨廣泛，其電路的設計性能更加可靠。模擬電子線路設計舉例正弦波發(fā)生器的設計

設計步驟⑴確定電路形式正弦振蕩器有RC正弦振蕩器和LC正弦振蕩器兩類。其中，RC橋式(文氏電橋)振蕩器是應用較為普遍的典型正弦振蕩器。電路如圖2-5所示，令R1=R2=R，C1=C2=C，則該電路的振蕩頻率由式(1)決定。起振條件由式(2)決定.在電路圖2-5中，表示二極管導通時的動態(tài)電阻。采用二極管穩(wěn)幅的RC橋式振蕩器電路⑵選擇電路參數(shù)

①因為RC橋式振蕩器的振蕩頻率是由RC網(wǎng)絡決定的，所以選擇RC的值時，應該把已知的振蕩頻率作為主要依據(jù)。②為了使選頻網(wǎng)絡的特性不受集成運算放大器輸入電阻和輸出電阻的影響，選擇R時還應考慮下列條件其他步驟計算電阻和電容的數(shù)值選擇電阻穩(wěn)幅電路的作用及參數(shù)選擇穩(wěn)幅電路的作用及參數(shù)選擇在實際電路中，由于元件誤差、溫度等外界因素的影響，振蕩器往往達不到理論設計效果。因此，一般在振蕩器的負反饋支路中加入自動穩(wěn)幅電路，根據(jù)振蕩幅度的變化自動改變負反饋的強弱，達到穩(wěn)幅的目的。穩(wěn)幅二極管的選擇應注意以下兩點：a.為了提高電路的溫度穩(wěn)定性，應盡量選用硅管；b.為了保證上下振幅對稱，兩個穩(wěn)幅二極管特性參數(shù)必須匹配。電阻、值的確定實驗證明，二極管的正向電阻與并聯(lián)電阻阻值差不多時，穩(wěn)幅特性和改善波形失真都有較好的效果。通常選幾千歐，選定后，的阻值便可以初步確定。集成運算放大器的選擇選擇集成運算放大器時，除希望輸入電阻較高和輸出電阻較低外，最主要的是要選擇其增益帶寬積滿足下列關(guān)系安裝調(diào)試①安裝電路時應注意所選用運算放大器各引腳的功能和二極管的極性。②調(diào)試電路時，首先應反復調(diào)整值使電路起振，且波形失真最小。如果電路不起振，說明振蕩的幅值條件不滿足，應適當加大，如果波形失真嚴重，則應減小或。③測量振蕩頻率，若不滿足設計要求，可適當改變選頻網(wǎng)絡的R和C值，使振蕩頻率滿足設計要求。常見的模擬電子線路有源濾波器是由運算放大器和阻容元件組成的一種選頻網(wǎng)絡，其階數(shù)越高，濾波性能越好。波形產(chǎn)生電路主要用來產(chǎn)生正弦波、方波和三角波等信號，其電路有多種結(jié)構(gòu)形式，但它們的基本結(jié)構(gòu)部分都是由放大電路構(gòu)成。目前，集成運算放大器以其性能優(yōu)越、電路結(jié)構(gòu)簡單、使用方便等特點而得到越來越廣泛的應用。常見的模擬電子線路直流穩(wěn)壓電源是將交流市電降壓后，由二極管整流、電容濾波，經(jīng)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓后，供給直流負載恒定的直流電源的一種裝置，其穩(wěn)壓電路可由分立元件來組成，也可由集成三端器件來組成。目前，集成三端器件以其優(yōu)越的性能獲得越來越廣泛的應用。鎳鎘電池充電器是一種很普通的充電裝置，其采用半波整流方式，具有線路簡單、實用可靠等優(yōu)點數(shù)字電路的設計

近年來，隨著數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展，由數(shù)字邏輯電路組成的數(shù)字測量系統(tǒng)、數(shù)字控制系統(tǒng)、數(shù)字通信系統(tǒng)等已廣泛應用于各個領(lǐng)域。隨著電子電路的數(shù)字化程度越來越高，數(shù)字邏輯電路的設計顯得越來越重要，它已成為高等教育中相關(guān)專業(yè)的學生及工程技術(shù)人員所必須掌握的基本技能。數(shù)字電路的設計包括兩個方面：基本邏輯功能電路設計和邏輯電路系統(tǒng)設計。關(guān)于基本邏輯功能電路設計在《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程中已做了詳細的介紹，這里主要介紹數(shù)字邏輯功能電路系統(tǒng)的設計，即根據(jù)設計的要求和指標，將基本邏輯功能電路組合成邏輯電路系統(tǒng)，簡稱數(shù)字電路設計。設計方法數(shù)字邏輯電路通常由四部分組成：輸入電路、控制運算電路、輸出電路、電源電路，如圖所示。設計方法輸入電路接收被測或受控電路系統(tǒng)的有關(guān)信息并進行必要的變換或處理，以適應控制運算電路的需要?？刂齐娐穭t把接收到的信息進行邏輯判斷和運算，并將結(jié)果輸送給輸出電路。輸出電路將得到的結(jié)果再做相應的處理即可驅(qū)動被測或受控系統(tǒng)了。電源電路的作用是為數(shù)字系統(tǒng)的各部分電路提供工作電壓或電流。設計方法對于簡單的數(shù)字邏輯電路的設計，一般是根據(jù)任務要求，畫出邏輯狀態(tài)真值表，利用各種方法化簡，求出最簡邏輯表達式，最后畫出邏輯電路。可近年來，由于中大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，就使得數(shù)字邏輯電路的設計發(fā)生了根本性變化。現(xiàn)在設計中更多的是考慮如何利用各種常用的標準集成電路，設計出完整的數(shù)字邏輯電路系統(tǒng)。在設計中使用中、大規(guī)模集成電路，不僅可以減少電路組件的數(shù)目，使電路簡捷，而且能提高電路的可靠性，降低成本。因此，在數(shù)字電路設計中，應充分考慮這一問題。數(shù)字邏輯電路組成基本方法數(shù)字邏輯電路總體方案設計的基本方法如下。首先根據(jù)總的功能和技術(shù)要求，把復雜的邏輯系統(tǒng)分解成若干系統(tǒng)，單元的數(shù)目不宜太多，每個單元也不能太復雜，以方便檢修。其次是單元電路的設計，每個單元電路由標準集成電路來組成，選擇合適的集成電路及器件，構(gòu)成單元電路。最后是考慮各單元電路間的連接，所有單元電路在時序上應協(xié)調(diào)一致，滿足工作要求，相互間電氣特性應匹配，保證電路正常、協(xié)調(diào)工作。數(shù)字電子電路設計舉例計數(shù)、譯碼和顯示電路的設計

電路及工作原理

3位計數(shù)器電路如圖所示。利用74LS160同步計數(shù)器的CP端進行計數(shù)，其輸出為十進制數(shù)，再利用74LS248進行4線/7線譯碼輸出，驅(qū)動七段數(shù)碼顯示器顯示某一位十進制數(shù)，組成一個0～9的十進制計數(shù)顯示系統(tǒng)。若將74LS160進行級聯(lián)，可顯示多位數(shù)，如圖所示，可顯示的數(shù)字范圍是000～999。由于74LS160是超前進位，因此在其CO端加一反相器。3位計數(shù)器電路元器件選擇

十進制計數(shù)器選用低功耗肖特基系列的74LS160，共3片；

BCD-譯碼器/驅(qū)動器選用74LS248，共3片；共陰極數(shù)碼管選用LC5012，3片；與非門選用74LS00，1片；反相器選用74LS04，1片；

1/8W碳膜電阻100Ω,3只；單刀雙擲開關(guān)，2只。調(diào)試方法⑴在計數(shù)器74LS160(1)的CP端連續(xù)輸入單個脈沖(可用無抖動開關(guān)來提供CP脈沖，也可用脈沖信號發(fā)生器直接提供脈沖信號)，觀察顯示結(jié)果。⑵電路中，74LS248的，，和74LS160的，，，端均應接高電位(若所選集成電路為TTL集成電路，可以將這些端子懸空，若選用集成電路為CMOS集成電路，則必須把這些端子接高電平)。⑶在計數(shù)過程中，可將開關(guān)S2置于4端，對計數(shù)器清零。13.2概率及其計算13.2.1古典概率模型13.2.1

古典概率模型課堂互動講練知能優(yōu)化訓練課前自主學案學習目標1.理解古典概型的定義；2．會應用古典概型的概率公式解決實際問題；3．會用概率的加法公式求某些事件的概率．課前自主學案1．從事件發(fā)生的可能性上來分，可分為____________、______________、_______________2．對立事件一定_____互斥事件，互斥事件_____________對立事件．溫故夯基必然事件不可能事件隨機事件．是不一定是1．古典概型的概念及概率公式知新益能2．概率的幾個基本性質(zhì)(1)概率的取值范圍為__________(2)____________

的概率為1，_____________的概率為0.(3)概率加法公式為：如果事件A與B為互斥事件，則P(A∪B)＝_______________特例：若A與B為對立事件，則P(A)＝___________________P(A∪B)＝____，P(A∩B)＝____.[0,1]．必然事件不可能事件P(A)＋P(B)．P(Ω\B)＝1－P(B)．101．在區(qū)間[0,10]上，任取一個數(shù)，這個數(shù)恰為2的概率模型屬于古典概型嗎？提示：不是．因為在區(qū)間[0,10]上任取一個數(shù)，其試驗結(jié)果是無限個，即Ω中元素的個數(shù)為無限個，所以不是古典概型．2．在同一試驗中，對任意兩個事件A、B，P(A∪B)＝P(A)＋P(B)一定成立嗎？提示：不一定．只有當A與B互斥時，P(A∪B)＝P(A)＋P(B)才成立．問題探究課堂互動講練古典概型的判斷考點一考點突破一個試驗是否為古典概型，在于這個試驗是否具有古典概型的兩個特征——有限性和等可能性，并不是所有的試驗都是古典概型．

下列概率模型中，古典概型的個數(shù)為(

)(1)從1,2，…，9,10中任取一個整數(shù)，求取到1的概率；例1(2)在一個正方形ABCD內(nèi)任意投一點P，求點P剛好與點A重合的概率；(3)向上拋擲一枚質(zhì)地不均勻的硬幣，求出現(xiàn)反面朝上的概率．A．1

B．2C．3 D．0【思路點撥】判斷一個概率模型是否為古典概型，關(guān)鍵是看它是否滿足以下兩個特征：①有限性；②等可能性．【解析】

(1)是古典概型，因為試驗所有可能結(jié)果只有10個，而且每個數(shù)被抽到的可能性相等，即滿足有限性和等可能性，所以(1)是古典概型；(2)不是古典概型，而是以后我們要學到的幾何概型；(3)也不是古典概型，因為硬幣不均勻，因此兩面出現(xiàn)的可能性不相等，所以(3)不是古典概型．【答案】

A【名師點評】有限性與等可能性兩個條件是判斷是否是古典概型的依據(jù)，缺一不可．變式訓練1

判斷下列試驗是否為古典概型：(1)在數(shù)學的標準化考試中，選擇題都是單選題，一般從A，B，C，D四個選項中選擇一個正確的答案．若一位考生碰到一道題，他能肯定地排除一個選項，他從其他的三個選項中選出正確的答案；(2)連續(xù)投擲一枚硬幣兩次．基本事件為：兩次都是正面朝上，一次正面朝上一次反面朝上，一次反面朝上一次正面朝上，兩次都是反面朝上；(3)同時投擲兩枚完全相同的骰子，所有可能的結(jié)果記為：(1,1)，(1,2)，(1,3)，(1,4)，(1,5)，(1,6)，(2,2)，(2,3)，(2,4)，(2,5)，(2,6)，(3,3)，(3,4)，(3,5)，(3,6)，(4,4)，(4,5)，(4,6)，(5,5)，(5,6)，(6,6)共21個基本事件．古典概型概率的計算考點二使用古典概型概率公式應注意：(1)首先確定是否為古典概型；(2)A事件是什么，包含的基本事件有哪些．

袋中有6個球，其中4個白球，2個紅球，從袋中任意取出兩球，求下列事件的概率：(1)A：取出的兩球都是白球；(2)B：取出的兩球1個是白球，另1個是紅球．例2【解】設4個白球的編號為1,2,3,4；2個紅球的編號為5,6.從袋中的6個小球中任取2個球的取法有(1,2)，(1,3)，(1,4)，(1,5)，(1,6)，(2,3)，(2,4)，(2,5)，(2,6)，(3,4)，(3,5)，(3,6)，(4,5)，(4,6)，(5,6)，共15種．(1)從袋中的6個球中任取兩個，所取的兩球全是白球的取法總數(shù)，即是從4個白球中任取兩個的取法總數(shù)，共有6種，為(1,2)，(1,3)，(1,4)，(2,3)，(2,4)，(3,4)．【名師點評】本題關(guān)鍵是通過分析得出公式中的m、n，即某事件所含基本事件數(shù)和基本事件的總數(shù)，然后代入公式求解．變式訓練2甲、乙兩人參加法律知識競答，共有10道不同的題目，其中選擇題6道，判斷題4道，甲、乙兩人依次各抽一道題．(1)甲抽到選擇題，乙抽到判斷題的概率是多少？(2)甲、乙兩人中至少有1人抽到選擇題的概率是多少？解：甲、乙兩人從10道題中不放回地各抽一道題，先抽的有10種抽法，后抽的有9種抽法，故所有可能的抽法是10×9＝90種，即基本事件總數(shù)是90.(1)記“甲抽到選擇題，乙抽到判斷題”為事件A，下面求事件A包含的基本事件數(shù)：甲抽到選擇題有6種抽法，乙抽到判斷題有4種抽法，所以事件A的基本事件數(shù)為6×4＝24.兩互斥事件的并事件的概率，等于這兩個事件的概率的和，