一、畫電路原理圖

電路原理圖或電路圖，就是電路的設(shè)計(jì)圖。一張有效的原理圖，它必須包含全部所需的信息，這樣你或其他人通過讀原理圖就能了解需要購買的元器件，如何安裝元器件，及期望的輸出特性可能是哪一種。建立一個(gè)便于閱讀、清晰的原理圖，應(yīng)該遵循下面的幾條原則。

1、畫原理圖的習(xí)慣是將輸入端放在左邊，輸出端放在右邊，正電源節(jié)點(diǎn)在頂部，負(fù)電源或地的節(jié)點(diǎn)放在圖的底部。

2、在原理圖上按功能劃分成各個(gè)模塊，比如：放大器、輸入回路、濾波器等。這樣在測(cè)試電路時(shí)將很容易把出現(xiàn)的各種問題隔離開來。

3、給出各個(gè)元器件的標(biāo)號(hào)名稱(例如：R1、C5、Q2、VT8、IC1等)，準(zhǔn)確的提供各個(gè)元器件的參數(shù)和型號(hào)(例如：100K歐姆、0.1uF，2N2222,741等)。給出一些元器件的額定功耗同樣是很重要的，比如電阻、電容、繼電器、揚(yáng)聲器等。

4、對(duì)于大數(shù)值的元器件使用倍數(shù)單位(例如用100k歐代替100 000歐，用100pF代替100*10-12F等)，常用的單位詞頭包括p=10-12，n=10-12，u=10-9，k=10-6，M=106等。

5、當(dāng)給集成塊標(biāo)號(hào)時(shí)，管腳的名稱(例如管腳編號(hào))放在元器件符號(hào)的外部，元器件的名稱放在元件符號(hào)內(nèi)部。

6、在要求準(zhǔn)確描述波形形狀的特定電路中(例如：邏輯電路、倒相電路等)，在電路圖中放置預(yù)期波形，對(duì)于隨歐測(cè)試電路相位時(shí)，判斷故障部件是很有幫助的。

7、連接到運(yùn)算放大器和數(shù)字集成電路的電源通常是假定的--它們通常放在原理圖的外面。然而，如果考慮到以后可能會(huì)產(chǎn)生混亂，可以把供電電壓畫在原理圖中。

8、為了標(biāo)示出連接線，在交叉點(diǎn)放置一個(gè)小圓點(diǎn)。沒有連在一起的線單獨(dú)穿過(在這種情況下千萬不要加小圓點(diǎn))。

9、放入一個(gè)標(biāo)題欄在圖的底部，包括電路名稱、設(shè)計(jì)者名字、時(shí)間。預(yù)留一個(gè)校正表格的空間同樣是很有用的。

下圖為示意電路圖，一旦完成了電路原理圖，檢查一下是否有可疑之處。是否忘了連線，或忘了給出元件參數(shù)的大小?元件的極性是否標(biāo)明?是否考慮了元件的電壓范圍?是否使連線盡可能簡(jiǎn)單?最好仔細(xì)檢查一下電路，在焊接元器件時(shí)找出一個(gè)錯(cuò)誤比在畫圖時(shí)擦去一些線是更麻煩的。

二、電路仿真軟件

設(shè)計(jì)一個(gè)電路時(shí)，甚至在完成原理圖之前，我們應(yīng)該考慮使用一個(gè)電路仿真軟件去測(cè)試我們的設(shè)計(jì)思路。看看它是否能夠工作。電路仿真軟件允許我們?cè)诓唤佑|真正的元器件的情況下，構(gòu)建電路的計(jì)算機(jī)模型，接著測(cè)試它(測(cè)量電壓、電路波形圖，邏輯狀態(tài)等)。一個(gè)典型的仿真軟件包括一個(gè)模擬和數(shù)字器件的元件庫，包括分立元件和集成電路。如果我們希望建立一個(gè)振蕩電路的模型，我們所要做的就是從元件庫中選擇元件，設(shè)置這些元件的值，調(diào)整這些元件的位置并連接成一個(gè)振蕩電路。測(cè)試電路只是選擇仿真軟件的一個(gè)測(cè)試工具，然后在電路中把測(cè)試工具的探頭連在需要被測(cè)試的點(diǎn)上。

例如：如果我們想要了解振蕩器輸出的波形是什么形狀的，選擇振蕩器的仿真模型，接著連接測(cè)試探頭，測(cè)量輸出波形。電腦的屏幕上會(huì)顯示輸出的電壓隨時(shí)間變化的曲線。在仿真軟件中也提供其它測(cè)試儀器，例如：萬用表、邏輯分析儀、函數(shù)發(fā)生器、頻譜儀等。

為什么在做一個(gè)真正的電路前要先用計(jì)算機(jī)仿真呢?首先，在我們使用計(jì)算機(jī)仿真時(shí)，我們沒有必要擔(dān)心電路中的元件有故障;其次，我們不用擔(dān)心大電流損壞元件---計(jì)算機(jī)軟件不會(huì)因?yàn)殡娏鬟^大而燒壞元件。最后，一個(gè)仿真軟件幫助我們做了全部的數(shù)學(xué)運(yùn)算工作。仿真軟件允許反復(fù)調(diào)整元件的數(shù)值，直到電路工作于期望狀態(tài)。使用仿真軟件能使學(xué)習(xí)電子技術(shù)成為直接的過程和節(jié)省花在工作臺(tái)上的時(shí)間。

常用的電路仿真軟件有multisim，proteus，EWB，CircuitMaker，Pspice等，Pspice更為專業(yè)。Multisim應(yīng)用更為廣泛。

三、做電路的調(diào)試樣板

一旦我們覺得原理圖滿意了，經(jīng)過仿真，功能也能夠完美實(shí)現(xiàn)，接下來的步驟是做調(diào)試電路的樣板。在此階段最常用的工具是標(biāo)準(zhǔn)尺寸的“面包板”。面包板相當(dāng)于臨時(shí)的裝配板，在上面放置電阻、晶體管、集成電路等電子元器件，用導(dǎo)線或利用面包板內(nèi)部導(dǎo)線將他們連接在一起。

面包板帶有中心距離約為2.5mm的小正方形插孔方陣。當(dāng)電線或元件引腳插入這些插孔時(shí)，嵌在孔內(nèi)的彈性金屬接頭便夾住電線或引腳。面包板插座適用22號(hào)規(guī)格的金屬絲，但是能擴(kuò)展為適應(yīng)直徑在0.38~0.81mm之間的引線。面包板上方和下方的單排插座是保留給正、負(fù)電源連接用的，而在中央的縫隙區(qū)域之間的插座是為雙列直插式封裝的集成電路保留的。

四、最后的電路

當(dāng)我們成功電路原型后，下一個(gè)步驟就是要構(gòu)造一個(gè)比較固定的電路。此時(shí)，我們必須選擇能夠安裝電路的電路板。可以選擇的包括：多孔板、線繞板、成品印制電路板或自制印刷電路板。

下面我們來了解一下這些電路板。

1、多孔板

多孔板是一個(gè)鉆過許多孔的絕緣板。每一個(gè)元器件的管腳可以插入其附近的孔中，引腳端插入板的背部，這樣電子元器件可以從一個(gè)管腳連接到另一個(gè)管腳，然后擰在一起(當(dāng)然也可以通過焊接連在一起)。

在一個(gè)多孔板上構(gòu)造一個(gè)電路是很容易的，需要的材料很少，而且制作與連接不需要很多的技術(shù)。然而，最后我們得到的是一個(gè)既大又松散的電路。該電路很容易引起噪聲(跳線相當(dāng)于天線)，而且時(shí)間久了可能會(huì)散開?？傊?，多孔板只用于要求不高的簡(jiǎn)單電路中。

2、自制印刷電路板

如果我們希望建立一個(gè)具有專業(yè)外觀的電路板，就需要設(shè)計(jì)制作PCB(印刷電路板)。

設(shè)計(jì)PCB需要花較長(zhǎng)的時(shí)間。當(dāng)制作腐蝕電路板時(shí)有必要保證電路正確的功能，特別是當(dāng)處理包含大量電感元件的電路時(shí)就要花很多時(shí)間。例如：射極耦合的邏輯電路要求獨(dú)特的微帶連線的幾何結(jié)構(gòu)和精確的元件布線以實(shí)現(xiàn)快速的上升時(shí)間，同時(shí)避免在電路元件之間的串?dāng)_噪聲。高靈敏度的低壓放大電路也要求布置合理的微帶連接，短而直的互連線有利于減少噪聲。

設(shè)計(jì)PCB，首先需要確定使用單面還是雙面的覆銅板。接著，我們必須將原理圖變換為硬件草圖，包括重新排列元器件，使所有的傳導(dǎo)通路既短又直。如果可能的話，硬件草圖應(yīng)該避免任何互相交叉的連線。

一旦硬件電路草圖已經(jīng)完成，接著就是把它轉(zhuǎn)換為PCB。在蝕刻所有不需要的敷銅部分，并完整無損的留下傳輸導(dǎo)線時(shí)，需要一定的技巧。在這點(diǎn)上，有許多不同的轉(zhuǎn)印/蝕刻技術(shù)可供我們選擇。

也許最簡(jiǎn)單的技術(shù)包括使用PC板的成套工具--可以從網(wǎng)上商店購買一些套件。一個(gè)典型的成套工具帶有單面或雙面的覆銅板、一瓶腐蝕劑、一支油性記號(hào)筆、一瓶擦洗的酒精、一個(gè)鉆頭。在制作腐蝕電路板時(shí)，首先要用鉛筆將我們的硬件草圖畫在覆銅板上;接著鉆上使元器件的引腳可以插進(jìn)去的孔;再用

油性筆出鉛筆草圖的輪廓，對(duì)所鉆的孔務(wù)必環(huán)繞畫一圈。在這之后，把板放在裝有腐蝕液的容器中，直到?jīng)]有涂上油性墨水的銅完全溶解，再把板從腐蝕的容器中拿出來，用清水沖洗，然后用津有酒精的布擦去板上的油性墨。使用這套工具的一個(gè)問題是我們一次只能制作一塊電路板，且油性筆畫線的精度有一定的限制。

五、電路布局的要點(diǎn)

當(dāng)在電路板上調(diào)整元件時(shí)，集成電路和電阻應(yīng)該成排且同向放置。電路板四周務(wù)必留1cm的邊界以留些空間給插件的推桿、引線和支架。將電源引線及其他輸入、輸出引腳放置在板的邊緣，通過安裝在邊緣的刀口插頭、D連接插頭、柵欄條連接插頭或者接線柱與他們連接，避免在電路板上安裝大重量的元件，以防止跌落時(shí)損壞電路板。在靠近半導(dǎo)體二極管和電解電容的附近放置極性標(biāo)志也是一種好的方法，在集成電路引腳旁邊放置標(biāo)號(hào)也是有幫助的?？紤]標(biāo)出測(cè)試點(diǎn)、微調(diào)元件的功能(如調(diào)零)、輸入與輸出、指示燈功能和電源線接頭等。