電子電路設(shè)計(jì)與調(diào)試技術(shù)作業(yè)指導(dǎo)書TOC\o"1-2"\h\u13286第一章電子電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 3300921.1電子電路設(shè)計(jì)流程 3280081.1.1確定設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 4119291.1.2電路方案設(shè)計(jì) 449011.1.3電路仿真與分析 4178771.1.4電路原理圖繪制 4170791.1.5電路板設(shè)計(jì) 4111171.1.6電路板制作與調(diào)試 4145071.1.7設(shè)計(jì)文檔編寫 4190731.2常用電子元件及其特性 4310401.2.1電阻 4198221.2.2電容 4184491.2.3電感 5269581.2.4二極管 5117981.2.5三極管 547271.3電路圖繪制與識(shí)讀 522031.3.1電路圖的組成 5189501.3.2電路圖的繪制規(guī)則 5125871.3.3電路圖的識(shí)讀方法 529885第二章模擬電路設(shè)計(jì)與調(diào)試 534462.1放大電路設(shè)計(jì)與調(diào)試 6280812.1.1設(shè)計(jì)目標(biāo) 640252.1.2設(shè)計(jì)要點(diǎn) 6234622.1.3調(diào)試方法 6131182.2濾波電路設(shè)計(jì)與調(diào)試 6179292.2.1設(shè)計(jì)目標(biāo) 676492.2.2設(shè)計(jì)要點(diǎn) 638072.2.3調(diào)試方法 658282.3振蕩電路設(shè)計(jì)與調(diào)試 6248782.3.1設(shè)計(jì)目標(biāo) 7172992.3.2設(shè)計(jì)要點(diǎn) 7244892.3.3調(diào)試方法 726893第三章數(shù)字電路設(shè)計(jì)與調(diào)試 7321553.1邏輯門電路設(shè)計(jì)與調(diào)試 742693.1.1設(shè)計(jì)要求 7318593.1.2調(diào)試方法 7175663.2觸發(fā)器與寄存器電路設(shè)計(jì)與調(diào)試 867453.2.1設(shè)計(jì)要求 8236553.2.2調(diào)試方法 888783.3計(jì)數(shù)器與定時(shí)器電路設(shè)計(jì)與調(diào)試 8266143.3.1設(shè)計(jì)要求 8223863.3.2調(diào)試方法 829678第四章電源電路設(shè)計(jì)與調(diào)試 989254.1線性穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)與調(diào)試 9310694.1.1線性穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì) 9150174.1.2線性穩(wěn)壓電源電路調(diào)試 972474.2開關(guān)電源電路設(shè)計(jì)與調(diào)試 9273714.2.1開關(guān)電源電路設(shè)計(jì) 9143004.2.2開關(guān)電源電路調(diào)試 9113684.3電源電路保護(hù)與濾波 1027543第五章傳感器電路設(shè)計(jì)與調(diào)試 1027545.1溫度傳感器電路設(shè)計(jì)與調(diào)試 10157575.1.1設(shè)計(jì)要求 10166345.1.2電路設(shè)計(jì) 10156725.1.3調(diào)試方法 11263935.2光電傳感器電路設(shè)計(jì)與調(diào)試 11141015.2.1設(shè)計(jì)要求 1186985.2.2電路設(shè)計(jì) 11178395.2.3調(diào)試方法 1137255.3聲波傳感器電路設(shè)計(jì)與調(diào)試 11134225.3.1設(shè)計(jì)要求 11112765.3.2電路設(shè)計(jì) 1224045.3.3調(diào)試方法 1225844第六章通信電路設(shè)計(jì)與調(diào)試 12304426.1模擬通信電路設(shè)計(jì)與調(diào)試 1253236.1.1設(shè)計(jì)原理與要求 12150586.1.2設(shè)計(jì)流程 1263826.1.3調(diào)試方法 13246926.2數(shù)字通信電路設(shè)計(jì)與調(diào)試 13115226.2.1設(shè)計(jì)原理與要求 13173836.2.2設(shè)計(jì)流程 1360766.2.3調(diào)試方法 13266496.3無(wú)線通信電路設(shè)計(jì)與調(diào)試 1348946.3.1設(shè)計(jì)原理與要求 13324306.3.2設(shè)計(jì)流程 14295266.3.3調(diào)試方法 1414280第七章控制電路設(shè)計(jì)與調(diào)試 14271077.1微控制器電路設(shè)計(jì)與調(diào)試 14248757.1.1微控制器電路設(shè)計(jì) 14283437.1.2微控制器電路調(diào)試 15223587.2步進(jìn)電機(jī)控制電路設(shè)計(jì)與調(diào)試 15264637.2.1步進(jìn)電機(jī)控制電路設(shè)計(jì) 1583277.2.2步進(jìn)電機(jī)控制電路調(diào)試 1593407.3伺服電機(jī)控制電路設(shè)計(jì)與調(diào)試 1522457.3.1伺服電機(jī)控制電路設(shè)計(jì) 15205087.3.2伺服電機(jī)控制電路調(diào)試 163949第八章測(cè)試與測(cè)量技術(shù) 16316618.1常用測(cè)試儀器與儀表 16147908.1.1概述 16129548.1.2數(shù)字萬(wàn)用表 16152838.1.3示波器 16242838.1.4信號(hào)發(fā)生器 16119008.1.5頻率計(jì) 16304608.1.6其他測(cè)試儀器與儀表 1639018.2電路功能參數(shù)測(cè)試 17269878.2.1電壓測(cè)試 17188198.2.2電流測(cè)試 1758908.2.3電阻測(cè)試 17307508.2.4頻率特性測(cè)試 17325618.2.5電路功能參數(shù)測(cè)試的其他內(nèi)容 1754258.3故障診斷與排除 1746638.3.1故障診斷 17235538.3.2故障排除 18577第九章電子電路抗干擾技術(shù) 18292129.1電磁兼容性設(shè)計(jì) 18292929.2電路抗干擾措施 18232409.3電路抗干擾功能測(cè)試 186913第十章電子電路設(shè)計(jì)與調(diào)試實(shí)驗(yàn) 19380410.1實(shí)驗(yàn)一：放大電路設(shè)計(jì)與調(diào)試 192979610.1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?19933010.1.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 191805110.1.3實(shí)驗(yàn)步驟 19334610.2實(shí)驗(yàn)二：數(shù)字電路設(shè)計(jì)與調(diào)試 201044910.2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?202617810.2.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 20795410.2.3實(shí)驗(yàn)步驟 203063310.3實(shí)驗(yàn)三：傳感器電路設(shè)計(jì)與調(diào)試 20857510.3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?20489310.3.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 20487510.3.3實(shí)驗(yàn)步驟 20第一章電子電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1.1電子電路設(shè)計(jì)流程電子電路設(shè)計(jì)是電子工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)工作，其設(shè)計(jì)流程主要包括以下幾個(gè)步驟：1.1.1確定設(shè)計(jì)任務(wù)與要求在設(shè)計(jì)前，首先要明確設(shè)計(jì)任務(wù)和目標(biāo)，包括電路的功能、功能指標(biāo)、工作環(huán)境等。同時(shí)要了解相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，保證設(shè)計(jì)符合實(shí)際應(yīng)用需求。1.1.2電路方案設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，選擇合適的電路方案。此階段需考慮電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、元件類型、參數(shù)選擇等因素。方案設(shè)計(jì)應(yīng)遵循簡(jiǎn)潔、可靠、易實(shí)現(xiàn)的原則。1.1.3電路仿真與分析在方案確定后，利用電路仿真軟件進(jìn)行仿真分析，驗(yàn)證電路方案的可行性。通過(guò)調(diào)整元件參數(shù)，優(yōu)化電路功能，以滿足設(shè)計(jì)要求。1.1.4電路原理圖繪制根據(jù)仿真結(jié)果，繪制電路原理圖。原理圖應(yīng)清晰、簡(jiǎn)潔，便于閱讀和理解。在繪制過(guò)程中，要注意元件編號(hào)、連線關(guān)系等細(xì)節(jié)。1.1.5電路板設(shè)計(jì)根據(jù)原理圖，進(jìn)行電路板設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)要考慮板子的尺寸、布局、布線等因素，以滿足電路功能和工藝要求。1.1.6電路板制作與調(diào)試將設(shè)計(jì)好的電路板制作出來(lái)，然后進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試過(guò)程中，要檢查電路板是否存在短路、斷路等故障，并對(duì)電路功能進(jìn)行測(cè)試。1.1.7設(shè)計(jì)文檔編寫在電路設(shè)計(jì)完成后，編寫設(shè)計(jì)文檔，包括設(shè)計(jì)思路、電路原理、元件參數(shù)、調(diào)試結(jié)果等，以便于他人閱讀和理解。1.2常用電子元件及其特性電子電路設(shè)計(jì)中，常用的電子元件包括電阻、電容、電感、二極管、三極管等。以下簡(jiǎn)要介紹這些元件的基本特性：1.2.1電阻電阻是電路中限制電流流動(dòng)的元件，具有線性、非線性兩種類型。線性電阻的阻值不隨電流變化，而非線性電阻的阻值隨電流變化。1.2.2電容電容是電路中儲(chǔ)存電荷的元件，具有隔直通交、濾波、耦合等功能。電容器的容值通常與電壓、頻率有關(guān)。1.2.3電感電感是電路中儲(chǔ)存磁能的元件，具有濾波、耦合、振蕩等功能。電感器的感值通常與電流、頻率有關(guān)。1.2.4二極管二極管是具有單向?qū)ㄌ匦缘碾娮釉饕糜谡?、穩(wěn)壓、開關(guān)等功能。1.2.5三極管三極管是具有放大、開關(guān)等功能的電子元件，分為NPN型和PNP型兩種類型。1.3電路圖繪制與識(shí)讀電路圖是描述電路元件及其連接關(guān)系的圖形符號(hào)。繪制和識(shí)讀電路圖是電子電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。1.3.1電路圖的組成電路圖主要由元件符號(hào)、連線、節(jié)點(diǎn)、文字標(biāo)注等組成。元件符號(hào)表示電路中的各種元件，連線表示元件之間的連接關(guān)系，節(jié)點(diǎn)表示連接點(diǎn)，文字標(biāo)注用于說(shuō)明電路的參數(shù)、功能等。1.3.2電路圖的繪制規(guī)則繪制電路圖時(shí)，應(yīng)遵循以下規(guī)則：（1）元件符號(hào)要標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。（2）連線要清晰、簡(jiǎn)潔，避免交叉。（3）節(jié)點(diǎn)要明確，避免遺漏。（4）文字標(biāo)注要清晰、準(zhǔn)確，便于閱讀。1.3.3電路圖的識(shí)讀方法識(shí)讀電路圖時(shí)，可以從以下幾個(gè)方面入手：（1）識(shí)別元件符號(hào)，了解電路中包含哪些元件。（2）分析元件之間的連接關(guān)系，了解電路的工作原理。（3）關(guān)注文字標(biāo)注，了解電路的參數(shù)、功能等信息。（4）結(jié)合實(shí)際情況，理解電路的工作過(guò)程。，第二章模擬電路設(shè)計(jì)與調(diào)試2.1放大電路設(shè)計(jì)與調(diào)試2.1.1設(shè)計(jì)目標(biāo)放大電路設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大，提高信號(hào)的幅值，以滿足后續(xù)電路或設(shè)備對(duì)信號(hào)幅值的需求。設(shè)計(jì)過(guò)程中，需考慮放大電路的增益、帶寬、輸入阻抗、輸出阻抗等功能指標(biāo)。2.1.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）選用合適的放大元件，如晶體管、運(yùn)放等。（2）合理設(shè)置電路參數(shù)，包括偏置電阻、反饋電阻等。（3）考慮電路的穩(wěn)定性，防止自激振蕩。（4）優(yōu)化電路布局，降低噪聲干擾。2.1.3調(diào)試方法（1）測(cè)量放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，保證元件工作在正常范圍內(nèi)。（2）測(cè)量放大電路的幅頻特性，檢查增益和帶寬是否符合設(shè)計(jì)要求。（3）觀察輸出波形，判斷放大電路是否存在失真現(xiàn)象。（4）調(diào)整電路參數(shù)，優(yōu)化功能。2.2濾波電路設(shè)計(jì)與調(diào)試2.2.1設(shè)計(jì)目標(biāo)濾波電路設(shè)計(jì)旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)特定頻率范圍內(nèi)信號(hào)的過(guò)濾，消除信號(hào)中的噪聲或干擾，提高信號(hào)的純凈度。2.2.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）根據(jù)濾波要求選擇合適的濾波器類型，如低通、高通、帶通等。（2）確定濾波器的截止頻率，滿足信號(hào)處理需求。（3）合理選擇電路元件，包括電阻、電容、電感等。（4）考慮電路的穩(wěn)定性，防止濾波器自激。2.2.3調(diào)試方法（1）測(cè)量濾波電路的幅頻特性，檢查截止頻率和濾波效果。（2）調(diào)整電路參數(shù)，優(yōu)化濾波功能。（3）觀察輸出波形，判斷濾波電路是否滿足設(shè)計(jì)要求。2.3振蕩電路設(shè)計(jì)與調(diào)試2.3.1設(shè)計(jì)目標(biāo)振蕩電路設(shè)計(jì)旨在產(chǎn)生穩(wěn)定的正弦波、方波等周期信號(hào)，為其他電路或設(shè)備提供信號(hào)源。2.3.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）選擇合適的振蕩器類型，如LC振蕩器、RC振蕩器等。（2）確定振蕩器的振蕩頻率，滿足信號(hào)處理需求。（3）合理設(shè)置電路參數(shù)，包括反饋系數(shù)、振蕩幅值等。（4）考慮電路的穩(wěn)定性，防止振蕩器停振或頻率漂移。2.3.3調(diào)試方法（1）測(cè)量振蕩器的振蕩頻率，檢查是否符合設(shè)計(jì)要求。（2）觀察輸出波形，判斷振蕩器是否產(chǎn)生穩(wěn)定的周期信號(hào)。（3）調(diào)整電路參數(shù)，優(yōu)化振蕩功能。（4）測(cè)試振蕩器的溫度穩(wěn)定性，保證在環(huán)境變化下仍能保持良好的功能。第三章數(shù)字電路設(shè)計(jì)與調(diào)試3.1邏輯門電路設(shè)計(jì)與調(diào)試3.1.1設(shè)計(jì)要求邏輯門是構(gòu)成數(shù)字電路的基本單元，其設(shè)計(jì)要求主要包括：正確實(shí)現(xiàn)邏輯功能、電路可靠性高、功耗低、速度快等。在設(shè)計(jì)邏輯門電路時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：（1）確定邏輯門類型：根據(jù)實(shí)際需求，選擇合適的邏輯門類型，如與門、或門、非門、異或門等。（2）選擇合適的電路形式：根據(jù)邏輯門類型，選擇相應(yīng)的電路形式，如CMOS、TTL等。（3）設(shè)計(jì)電路參數(shù)：合理設(shè)置電路參數(shù)，以滿足電路功能要求。3.1.2調(diào)試方法邏輯門電路的調(diào)試方法如下：（1）檢查電路連接：保證電路連接正確，無(wú)短路、斷路現(xiàn)象。（2）測(cè)試電路功能：通過(guò)輸入不同的邏輯信號(hào)，觀察輸出信號(hào)是否符合預(yù)期。（3）調(diào)整電路參數(shù)：根據(jù)測(cè)試結(jié)果，適當(dāng)調(diào)整電路參數(shù)，以滿足設(shè)計(jì)要求。3.2觸發(fā)器與寄存器電路設(shè)計(jì)與調(diào)試3.2.1設(shè)計(jì)要求觸發(fā)器和寄存器是數(shù)字電路中的重要組成部分，其設(shè)計(jì)要求主要包括：正確實(shí)現(xiàn)功能、電路可靠性高、速度快、功耗低等。在設(shè)計(jì)觸發(fā)器和寄存器電路時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：（1）選擇合適的觸發(fā)器類型：根據(jù)實(shí)際需求，選擇D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、T觸發(fā)器等。（2）確定寄存器結(jié)構(gòu)：根據(jù)觸發(fā)器類型，設(shè)計(jì)合適的寄存器結(jié)構(gòu)，如串行寄存器、并行寄存器等。（3）設(shè)計(jì)電路參數(shù)：合理設(shè)置電路參數(shù)，以滿足電路功能要求。3.2.2調(diào)試方法觸發(fā)器和寄存器電路的調(diào)試方法如下：（1）檢查電路連接：保證電路連接正確，無(wú)短路、斷路現(xiàn)象。（2）測(cè)試電路功能：通過(guò)輸入不同的信號(hào)，觀察觸發(fā)器和寄存器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換是否符合預(yù)期。（3）調(diào)整電路參數(shù)：根據(jù)測(cè)試結(jié)果，適當(dāng)調(diào)整電路參數(shù)，以滿足設(shè)計(jì)要求。3.3計(jì)數(shù)器與定時(shí)器電路設(shè)計(jì)與調(diào)試3.3.1設(shè)計(jì)要求計(jì)數(shù)器和定時(shí)器是數(shù)字電路中的常見功能單元，其設(shè)計(jì)要求主要包括：準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)和定時(shí)功能、電路可靠性高、速度快、功耗低等。在設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器和定時(shí)器電路時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：（1）確定計(jì)數(shù)器和定時(shí)器類型：根據(jù)實(shí)際需求，選擇二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、定時(shí)器等。（2）設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu)：根據(jù)計(jì)數(shù)器和定時(shí)器類型，設(shè)計(jì)合適的電路結(jié)構(gòu)，如同步計(jì)數(shù)器、異步計(jì)數(shù)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器等。（3）設(shè)計(jì)電路參數(shù)：合理設(shè)置電路參數(shù)，以滿足電路功能要求。3.3.2調(diào)試方法計(jì)數(shù)器和定時(shí)器電路的調(diào)試方法如下：（1）檢查電路連接：保證電路連接正確，無(wú)短路、斷路現(xiàn)象。（2）測(cè)試電路功能：通過(guò)輸入不同的信號(hào)，觀察計(jì)數(shù)器和定時(shí)器的輸出信號(hào)是否符合預(yù)期。（3）調(diào)整電路參數(shù)：根據(jù)測(cè)試結(jié)果，適當(dāng)調(diào)整電路參數(shù)，以滿足設(shè)計(jì)要求。第四章電源電路設(shè)計(jì)與調(diào)試4.1線性穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)與調(diào)試4.1.1線性穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)線性穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)主要包括變壓器、整流器、濾波器和穩(wěn)壓器四個(gè)部分。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先要根據(jù)負(fù)載要求和電源電壓選擇合適的變壓器，然后選擇整流器，通常采用橋式整流電路。濾波器用于平滑整流后的脈動(dòng)直流電壓，一般使用電容濾波。選擇穩(wěn)壓器，常見的穩(wěn)壓器有線性穩(wěn)壓器和開關(guān)穩(wěn)壓器。4.1.2線性穩(wěn)壓電源電路調(diào)試線性穩(wěn)壓電源電路調(diào)試主要包括以下步驟：（1）檢查電路連接是否正確，保證變壓器、整流器、濾波器和穩(wěn)壓器等元件連接無(wú)誤。（2）測(cè)量變壓器輸出電壓，保證符合設(shè)計(jì)要求。（3）測(cè)量整流器輸出電壓，觀察波形是否正常。（4）測(cè)量濾波器輸出電壓，觀察波形是否平滑。（5）測(cè)量穩(wěn)壓器輸出電壓，保證輸出電壓穩(wěn)定且符合設(shè)計(jì)要求。（6）測(cè)試電源電路的負(fù)載能力，觀察輸出電壓和電流是否滿足負(fù)載要求。4.2開關(guān)電源電路設(shè)計(jì)與調(diào)試4.2.1開關(guān)電源電路設(shè)計(jì)開關(guān)電源電路設(shè)計(jì)主要包括開關(guān)電源控制器、開關(guān)器件、輸出整流濾波器、反饋環(huán)路等部分。設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先要根據(jù)負(fù)載要求和電源電壓選擇合適的開關(guān)電源控制器，然后選擇開關(guān)器件，如MOSFET或IGBT。輸出整流濾波器用于平滑開關(guān)電源輸出電壓，反饋環(huán)路用于穩(wěn)定輸出電壓。4.2.2開關(guān)電源電路調(diào)試開關(guān)電源電路調(diào)試主要包括以下步驟：（1）檢查電路連接是否正確，保證開關(guān)電源控制器、開關(guān)器件、輸出整流濾波器等元件連接無(wú)誤。（2）測(cè)量開關(guān)電源控制器輸出脈沖，觀察脈沖寬度和頻率是否符合設(shè)計(jì)要求。（3）測(cè)量開關(guān)器件的開關(guān)功能，保證開關(guān)動(dòng)作正常。（4）測(cè)量輸出整流濾波器輸出電壓，觀察波形是否平滑。（5）測(cè)量反饋環(huán)路輸出電壓，保證輸出電壓穩(wěn)定且符合設(shè)計(jì)要求。（6）測(cè)試開關(guān)電源電路的負(fù)載能力，觀察輸出電壓和電流是否滿足負(fù)載要求。4.3電源電路保護(hù)與濾波電源電路保護(hù)與濾波是電源電路設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，主要包括以下幾個(gè)方面：（1）過(guò)壓保護(hù)：當(dāng)電源輸出電壓超過(guò)設(shè)定值時(shí)，通過(guò)保護(hù)電路切斷輸出，防止負(fù)載損壞。（2）過(guò)流保護(hù)：當(dāng)電源輸出電流超過(guò)設(shè)定值時(shí)，通過(guò)保護(hù)電路切斷輸出，防止負(fù)載過(guò)載。（3）短路保護(hù)：當(dāng)電源輸出短路時(shí)，通過(guò)保護(hù)電路切斷輸出，防止電源損壞。（4）濾波：電源電路輸出濾波器用于平滑輸出電壓，減少紋波和噪聲，提高輸出電壓質(zhì)量。在設(shè)計(jì)電源電路時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景和要求，合理選擇保護(hù)電路和濾波器，保證電源電路穩(wěn)定可靠地工作。第五章傳感器電路設(shè)計(jì)與調(diào)試5.1溫度傳感器電路設(shè)計(jì)與調(diào)試5.1.1設(shè)計(jì)要求溫度傳感器電路設(shè)計(jì)需要滿足以下要求：（1）能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度；（2）測(cè)量范圍寬，精度高；（3）抗干擾能力強(qiáng)；（4）易于與微控制器或其他電路模塊接口。5.1.2電路設(shè)計(jì)本節(jié)主要介紹一種基于NTC熱敏電阻的溫度傳感器電路設(shè)計(jì)。電路主要包括NTC熱敏電阻、運(yùn)算放大器、電壓比較器和微控制器等部分。（1）NTC熱敏電阻：作為溫度檢測(cè)元件，將環(huán)境溫度轉(zhuǎn)換為電阻值變化；（2）運(yùn)算放大器：將熱敏電阻的電阻值變化轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)；（3）電壓比較器：將電壓信號(hào)與預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比較，輸出溫度狀態(tài)信號(hào)；（4）微控制器：接收溫度狀態(tài)信號(hào)，進(jìn)行處理和顯示。5.1.3調(diào)試方法（1）調(diào)整運(yùn)算放大器的放大倍數(shù)，使輸出電壓信號(hào)與溫度變化呈線性關(guān)系；（2）調(diào)整電壓比較器的閾值，實(shí)現(xiàn)溫度范圍的設(shè)定；（3）通過(guò)實(shí)際環(huán)境溫度測(cè)試，驗(yàn)證電路的精度和穩(wěn)定性。5.2光電傳感器電路設(shè)計(jì)與調(diào)試5.2.1設(shè)計(jì)要求光電傳感器電路設(shè)計(jì)需要滿足以下要求：（1）能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)光強(qiáng)變化；（2）響應(yīng)速度快；（3）抗干擾能力強(qiáng)；（4）易于與微控制器或其他電路模塊接口。5.2.2電路設(shè)計(jì)本節(jié)主要介紹一種基于光敏電阻的光電傳感器電路設(shè)計(jì)。電路主要包括光敏電阻、運(yùn)算放大器、電壓比較器和微控制器等部分。（1）光敏電阻：作為光強(qiáng)檢測(cè)元件，將光強(qiáng)變化轉(zhuǎn)換為電阻值變化；（2）運(yùn)算放大器：將光敏電阻的電阻值變化轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)；（3）電壓比較器：將電壓信號(hào)與預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比較，輸出光強(qiáng)狀態(tài)信號(hào)；（4）微控制器：接收光強(qiáng)狀態(tài)信號(hào)，進(jìn)行處理和顯示。5.2.3調(diào)試方法（1）調(diào)整運(yùn)算放大器的放大倍數(shù)，使輸出電壓信號(hào)與光強(qiáng)變化呈線性關(guān)系；（2）調(diào)整電壓比較器的閾值，實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)范圍的設(shè)定；（3）通過(guò)實(shí)際光強(qiáng)變化測(cè)試，驗(yàn)證電路的精度和穩(wěn)定性。5.3聲波傳感器電路設(shè)計(jì)與調(diào)試5.3.1設(shè)計(jì)要求聲波傳感器電路設(shè)計(jì)需要滿足以下要求：（1）能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)聲波信號(hào)；（2）響應(yīng)速度快；（3）抗干擾能力強(qiáng)；（4）易于與微控制器或其他電路模塊接口。5.3.2電路設(shè)計(jì)本節(jié)主要介紹一種基于超聲波傳感器的聲波傳感器電路設(shè)計(jì)。電路主要包括超聲波傳感器、放大器、濾波器和微控制器等部分。（1）超聲波傳感器：作為聲波檢測(cè)元件，將聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；（2）放大器：將超聲波傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行放大；（3）濾波器：對(duì)放大后的信號(hào)進(jìn)行濾波處理，去除噪聲；（4）微控制器：接收濾波后的信號(hào)，進(jìn)行處理和顯示。5.3.3調(diào)試方法（1）調(diào)整放大器的放大倍數(shù)，使輸出信號(hào)與聲波信號(hào)呈線性關(guān)系；（2）調(diào)整濾波器的截止頻率，實(shí)現(xiàn)信號(hào)濾波；（3）通過(guò)實(shí)際聲波信號(hào)測(cè)試，驗(yàn)證電路的精度和穩(wěn)定性。第六章通信電路設(shè)計(jì)與調(diào)試6.1模擬通信電路設(shè)計(jì)與調(diào)試6.1.1設(shè)計(jì)原理與要求模擬通信電路設(shè)計(jì)主要涉及信號(hào)的放大、濾波、調(diào)制、解調(diào)等環(huán)節(jié)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需遵循以下原則：（1）保證信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與可靠性；（2）提高信號(hào)的抗干擾能力；（3）降低信號(hào)失真和噪聲；（4）滿足實(shí)際應(yīng)用需求。6.1.2設(shè)計(jì)流程（1）分析通信系統(tǒng)需求，確定電路設(shè)計(jì)方案；（2）選擇合適的模擬通信電路元件，如放大器、濾波器、調(diào)制器等；（3）利用電路仿真軟件進(jìn)行原理圖繪制和功能分析；（4）搭建實(shí)際電路，進(jìn)行調(diào)試與優(yōu)化；（5）驗(yàn)證通信電路功能，保證滿足設(shè)計(jì)要求。6.1.3調(diào)試方法（1）使用示波器、信號(hào)發(fā)生器等測(cè)試儀器，觀察信號(hào)波形；（2）檢查電路元件連接是否正確，排除接觸不良等故障；（3）調(diào)整電路參數(shù)，優(yōu)化通信電路功能；（4）分析測(cè)試結(jié)果，改進(jìn)設(shè)計(jì)方案。6.2數(shù)字通信電路設(shè)計(jì)與調(diào)試6.2.1設(shè)計(jì)原理與要求數(shù)字通信電路設(shè)計(jì)涉及信號(hào)的采樣、量化、編碼、調(diào)制、解調(diào)等環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)過(guò)程中需注意以下要求：（1）保證信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性與可靠性；（2）提高信號(hào)的抗干擾能力；（3）降低誤碼率；（4）滿足實(shí)際應(yīng)用需求。6.2.2設(shè)計(jì)流程（1）分析通信系統(tǒng)需求，確定電路設(shè)計(jì)方案；（2）選擇合適的數(shù)字通信電路元件，如編碼器、解碼器、調(diào)制器等；（3）利用電路仿真軟件進(jìn)行原理圖繪制和功能分析；（4）搭建實(shí)際電路，進(jìn)行調(diào)試與優(yōu)化；（5）驗(yàn)證通信電路功能，保證滿足設(shè)計(jì)要求。6.2.3調(diào)試方法（1）使用邏輯分析儀、誤碼測(cè)試儀等測(cè)試儀器，觀察信號(hào)波形；（2）檢查電路元件連接是否正確，排除接觸不良等故障；（3）調(diào)整電路參數(shù)，優(yōu)化通信電路功能；（4）分析測(cè)試結(jié)果，改進(jìn)設(shè)計(jì)方案。6.3無(wú)線通信電路設(shè)計(jì)與調(diào)試6.3.1設(shè)計(jì)原理與要求無(wú)線通信電路設(shè)計(jì)涉及射頻放大、濾波、調(diào)制、解調(diào)、天線等環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)過(guò)程中需遵循以下原則：（1）保證信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性；（2）提高信號(hào)的抗干擾能力；（3）降低信號(hào)失真和噪聲；（4）滿足實(shí)際應(yīng)用需求。6.3.2設(shè)計(jì)流程（1）分析通信系統(tǒng)需求，確定電路設(shè)計(jì)方案；（2）選擇合適的無(wú)線通信電路元件，如射頻放大器、濾波器、調(diào)制器等；（3）利用電路仿真軟件進(jìn)行原理圖繪制和功能分析；（4）搭建實(shí)際電路，進(jìn)行調(diào)試與優(yōu)化；（5）驗(yàn)證通信電路功能，保證滿足設(shè)計(jì)要求。6.3.3調(diào)試方法（1）使用頻譜分析儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀等測(cè)試儀器，觀察信號(hào)頻譜；（2）檢查電路元件連接是否正確，排除接觸不良等故障；（3）調(diào)整電路參數(shù)，優(yōu)化通信電路功能；（4）分析測(cè)試結(jié)果，改進(jìn)設(shè)計(jì)方案。第七章控制電路設(shè)計(jì)與調(diào)試7.1微控制器電路設(shè)計(jì)與調(diào)試7.1.1微控制器電路設(shè)計(jì)微控制器是現(xiàn)代電子系統(tǒng)中不可或缺的核心部分，其電路設(shè)計(jì)需遵循以下步驟：（1）需求分析：明確微控制器在系統(tǒng)中的功能、功能指標(biāo)以及與其他電路的接口關(guān)系。（2）選型：根據(jù)需求分析，選擇合適的微控制器型號(hào)，考慮功能、成本、功耗等因素。（3）原理圖設(shè)計(jì)：繪制微控制器原理圖，包括處理器核心、內(nèi)存、外圍接口電路等。（4）PCB設(shè)計(jì)：根據(jù)原理圖，設(shè)計(jì)微控制器PCB板，考慮布局、布線、電磁兼容等因素。（5）電路仿真：對(duì)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行仿真，驗(yàn)證功能及功能指標(biāo)。7.1.2微控制器電路調(diào)試微控制器電路調(diào)試主要包括以下內(nèi)容：（1）硬件調(diào)試：檢查電路板焊接、連接是否正確，排除硬件故障。（2）軟件調(diào)試：編寫、編譯、程序，觀察程序運(yùn)行狀態(tài)，調(diào)試程序邏輯。（3）功能測(cè)試：測(cè)試微控制器的功能指標(biāo)，如運(yùn)行速度、功耗等。7.2步進(jìn)電機(jī)控制電路設(shè)計(jì)與調(diào)試7.2.1步進(jìn)電機(jī)控制電路設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)控制電路設(shè)計(jì)需考慮以下方面：（1）電機(jī)選型：根據(jù)系統(tǒng)需求，選擇合適的步進(jìn)電機(jī)型號(hào)。（2）驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，包括驅(qū)動(dòng)芯片、驅(qū)動(dòng)電源、保護(hù)電路等。（3）控制信號(hào)設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)的控制信號(hào)，包括方向、速度、加速度等。（4）接口電路設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)微控制器與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的接口電路。7.2.2步進(jìn)電機(jī)控制電路調(diào)試步進(jìn)電機(jī)控制電路調(diào)試主要包括以下內(nèi)容：（1）硬件調(diào)試：檢查電路板焊接、連接是否正確，排除硬件故障。（2）軟件調(diào)試：編寫、編譯、程序，觀察步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，調(diào)整控制參數(shù)。（3）功能測(cè)試：測(cè)試步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行速度、精度、穩(wěn)定性等功能指標(biāo)。7.3伺服電機(jī)控制電路設(shè)計(jì)與調(diào)試7.3.1伺服電機(jī)控制電路設(shè)計(jì)伺服電機(jī)控制電路設(shè)計(jì)需遵循以下步驟：（1）電機(jī)選型：根據(jù)系統(tǒng)需求，選擇合適的伺服電機(jī)型號(hào)。（2）驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，包括驅(qū)動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)電源、保護(hù)電路等。（3）控制信號(hào)設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)伺服電機(jī)的控制信號(hào)，包括位置、速度、加速度等。（4）接口電路設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)微控制器與伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的接口電路。7.3.2伺服電機(jī)控制電路調(diào)試伺服電機(jī)控制電路調(diào)試主要包括以下內(nèi)容：（1）硬件調(diào)試：檢查電路板焊接、連接是否正確，排除硬件故障。（2）軟件調(diào)試：編寫、編譯、程序，觀察伺服電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，調(diào)整控制參數(shù)。（3）功能測(cè)試：測(cè)試伺服電機(jī)的運(yùn)行速度、精度、穩(wěn)定性等功能指標(biāo)。第八章測(cè)試與測(cè)量技術(shù)8.1常用測(cè)試儀器與儀表8.1.1概述在電子電路設(shè)計(jì)與調(diào)試過(guò)程中，測(cè)試與測(cè)量技術(shù)是的一環(huán)。常用測(cè)試儀器與儀表的選擇和使用，直接關(guān)系到測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和效率。本節(jié)將介紹幾種常用的測(cè)試儀器與儀表，以便工程師在實(shí)際工作中進(jìn)行有效選擇。8.1.2數(shù)字萬(wàn)用表數(shù)字萬(wàn)用表是一種多功能的測(cè)試儀器，具有測(cè)量電壓、電流、電阻、電容、頻率等功能。其測(cè)量精度高、可靠性好，是電子電路調(diào)試中不可或缺的工具。8.1.3示波器示波器是一種顯示電壓隨時(shí)間變化的圖形儀，主要用于觀測(cè)電路中信號(hào)的波形、頻率、幅度等參數(shù)。示波器具有實(shí)時(shí)顯示、高分辨率、高靈敏度等特點(diǎn)，對(duì)于分析電路動(dòng)態(tài)功能具有重要作用。8.1.4信號(hào)發(fā)生器信號(hào)發(fā)生器是一種產(chǎn)生特定頻率、幅度和波形信號(hào)的儀器，常用于為電路提供測(cè)試信號(hào)。信號(hào)發(fā)生器可以分為正弦波信號(hào)發(fā)生器、脈沖信號(hào)發(fā)生器等，以滿足不同電路的測(cè)試需求。8.1.5頻率計(jì)頻率計(jì)是一種用于測(cè)量信號(hào)頻率的儀器，具有測(cè)量范圍寬、精度高、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。頻率計(jì)在電路測(cè)試中，主要用于測(cè)量振蕩器、放大器等電路的頻率特性。8.1.6其他測(cè)試儀器與儀表除了以上幾種常用的測(cè)試儀器與儀表外，還有如網(wǎng)絡(luò)分析儀、阻抗測(cè)試儀、邏輯分析儀等，它們分別用于測(cè)量電路的傳輸特性、阻抗特性以及數(shù)字信號(hào)的邏輯狀態(tài)等。8.2電路功能參數(shù)測(cè)試8.2.1電壓測(cè)試電壓測(cè)試是電路測(cè)試中最基本的環(huán)節(jié)，通過(guò)測(cè)量電路中各點(diǎn)的電壓值，可以分析電路的工作狀態(tài)和功能。電壓測(cè)試可以使用數(shù)字萬(wàn)用表、示波器等儀器進(jìn)行。8.2.2電流測(cè)試電流測(cè)試是測(cè)量電路中各支路的電流值，以分析電路的工作狀態(tài)和功能。電流測(cè)試可以使用電流表、示波器等儀器進(jìn)行。8.2.3電阻測(cè)試電阻測(cè)試是測(cè)量電路中各元件的電阻值，以判斷電路是否正常工作。電阻測(cè)試可以使用數(shù)字萬(wàn)用表、歐姆表等儀器進(jìn)行。8.2.4頻率特性測(cè)試頻率特性測(cè)試是測(cè)量電路的頻率響應(yīng)，包括幅頻特性和相頻特性。頻率特性測(cè)試可以使用頻率計(jì)、網(wǎng)絡(luò)分析儀等儀器進(jìn)行。8.2.5電路功能參數(shù)測(cè)試的其他內(nèi)容電路功能參數(shù)測(cè)試還包括如功耗、功率因數(shù)、溫度特性等參數(shù)的測(cè)試，這些參數(shù)對(duì)于評(píng)估電路的穩(wěn)定性和可靠性具有重要意義。8.3故障診斷與排除8.3.1故障診斷故障診斷是電子電路測(cè)試與調(diào)試的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)對(duì)電路進(jìn)行全面的測(cè)試，找出可能存在的故障點(diǎn)，為故障排除提供依據(jù)。故障診斷的方法包括：（1）觀察法：通過(guò)目測(cè)電路板，查找明顯的故障現(xiàn)象，如斷線、短路、元件損壞等。（2）測(cè)量法：使用測(cè)試儀器與儀表，測(cè)量電路中各點(diǎn)的電壓、電流、電阻等參數(shù)，分析故障原因。（3）信號(hào)追蹤法：通過(guò)向電路輸入信號(hào)，觀察信號(hào)在電路中的傳輸情況，找出故障點(diǎn)。8.3.2故障排除故障排除是根據(jù)故障診斷的結(jié)果，采取相應(yīng)的措施修復(fù)電路。故障排除的方法包括：（1）更換損壞的元件：對(duì)于明顯的故障現(xiàn)象，如元件損壞，可以直接更換損壞的元件。（2）修復(fù)電路板：對(duì)于斷線、短路等故障，需要修復(fù)電路板，使其恢復(fù)正常工作。（3）調(diào)整電路參數(shù)：對(duì)于電路功能參數(shù)不滿足要求的情況，需要調(diào)整電路參數(shù)，以滿足設(shè)計(jì)要求。第九章電子電路抗干擾技術(shù)9.1電磁兼容性設(shè)計(jì)電磁兼容性（ElectromagneticCompatibility,EMC）設(shè)計(jì)是保證電子電路在復(fù)雜的電磁環(huán)境中能夠正常運(yùn)行并減小對(duì)其他設(shè)備的干擾。在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)充分考慮以下因素：（1）選擇合適的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以降低電路對(duì)外界干擾的敏感性。（2）合理布局電路元件，避免高電平信號(hào)與低電平信號(hào)之間的干擾。（3）采用屏蔽技術(shù)，減小電磁波的輻射干擾。（4）使用濾波器，抑制高頻干擾信號(hào)。（5）合理設(shè)計(jì)接地系統(tǒng)，降低電路對(duì)地干擾。9.2電路抗干擾措施為了提高電子電路的抗干擾能力，以下措施：（1）采用差分信號(hào)傳輸，提高信號(hào)的抗干擾能力。（2）合理設(shè)置電路的閾值電壓，以提高電路的抗噪聲功能。（3）選用高速、低功耗的電路元件，降低電路的熱噪聲。（4）在關(guān)鍵信號(hào)線上采用屏蔽線，減小外部干擾。（5）使用去耦電容，降低電源線的干擾。（6）合理設(shè)計(jì)電路板布線，減小寄生電感和寄生電容的影響。（7）采用冗余設(shè)計(jì)，提高電路的可靠性。9.3電路抗干擾功能測(cè)試電路抗干擾功能測(cè)試是檢驗(yàn)電子電路在實(shí)際工作環(huán)境中抗干擾能力的重要手段。以下測(cè)試方法：（1）傳導(dǎo)干擾測(cè)試：通過(guò)測(cè)量電路在規(guī)定頻率范圍內(nèi)對(duì)電源線、信號(hào)線的干擾電