第03讲 硬件平台的搭建

硬件平台的搭建：
(2)注意信号的流向。 (2)注意信号的流向。 注意信号的流向 一般从输入端或信号源画起， 一般从输入端或信号源画起，从左到右或从上到下按 信号的流向依次画出各单元电路， 信号的流向依次画出各单元电路，而反馈通路的信号流向 则与此相反。 则与此相反。 (3)图形符号要标准，图中应加适当的标注。 (3)图形符号要标准，图中应加适当的标注。 图形符号要标准 电路图中的中、大规模集成电路器件，一般用方框表示， 电路图中的中、大规模集成电路器件，一般用方框表示， 在方框中标出它的型号， 在方框中标出它的型号，在方框的边线两侧标出每根线的功能 名称和管脚号。除中、大规模器件外， 名称和管脚号。除中、大规模器件外，其余元器件符号应当标 准化。 准化。
单 面 板 基板（材料、厚度有多种规格） 基板（材料、厚度有多种规格） 基板（材料、厚度有多种规格） 基板（材料、厚度有多种规格）
双 面 板 热压铜箔(厚度35μm) 热压铜箔(厚度35μm)
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(2). 确定对外连接方式 印制板对外连接方式有两种： 印制板对外连接方式有两种： 1直接焊接: 直接焊接: 简单、廉价、可靠， 简单、廉价、可靠，不易维修
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制作印刷电路板(PCB设计 设计) 2. 制作印刷电路板(PCB设计)
（一）准备工作 （二）布线设计 （三）常见错误
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（一）准备工作 (1).确定板材、板厚、形状、尺寸 (1).确定板材、板厚、形状、 确定板材 (2).确定与板外元器件连接方式 (2).确定与板外元器件连接方式 (3).确认元器件安装方式 (3).确认元器件安装方式 (4).阅读分析原理图 (4).阅读分析原理图
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电路设计 元件选择 电路板制作 焊接装配调试
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一、 电路设计 1.明确设计任务要求 1.明确设计任务要求 对设计任务进行具体分析， 明确设计产品的性能、 指标、 对设计任务进行具体分析 ， 明确设计产品的性能 、 指标 、 内容及要求。 内容及要求。
2．电路的设计 选择电路的组成形式，可以模仿成熟的先进的电路，也 选择电路的组成形式，可以模仿成熟的先进的电路， 可以进行创新或改进，但都必须保证性能要求。 可以进行创新或改进，但都必须保证性能要求。
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二、参数计算和器件选择 1. 参数计算 理解电路的工作原理，正确利用计算公式，满 理解电路的工作原理，正确利用计算公式， 足设计要求。 足设计要求。 （1）元器件的工作电流、电压、频率和功耗等参数应能满足 元器件的工作电流、电压、 电路指标的要求。 电路指标的要求。 元器件的极限参数必须留有足够裕量， （2）元器件的极限参数必须留有足够裕量，一般应大于额定 值的1.5倍。 值的1.5倍 1.5 电阻器和电容器的参数应选计算值附近的标称值。 （3）电阻器和电容器的参数应选计算值附近的标称值。
精密型金属膜电阻器
金属氧化皮膜电阻器
水泥型绕线电阻器
线绕电阻器
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电容器： 电容器：
•电容器简称电容，基本结构是由两个金属电极中间夹一 电容器简称电容， 电容器简称电容 层介质构成的电子元件。 层介质构成的电子元件。 •电容器在电路中起隔直流、通交流、耦合等作用，一般 电容器在电路中起隔直流、通交流、耦合等作用， 电容器在电路中起隔直流 用于振荡、调谐、滤波电路。 用于振荡、调谐、滤波电路。 •单位：法拉 (F) 单位： 单位 •电路符号： 电路符号： 电路符号
＋ 普通电容 可调电容 硬件平台的搭建：
电容器的实物样品
电解电容的外型（长腿为正极） 电解电容的外型（长腿为正极）
－+ － － －
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分立元件的选择。 分立元件的选择。 分立元件包括二极管、晶体三极管、场效应管、光电 分立元件包括二极管、晶体三极管、场效应管、 二极管、光电三极管、晶闸管等。 二极管、光电三极管、晶闸管等。根据其用途分别进行选 择。 选择的器件种类不同，注意事项也不同。 选择的器件种类不同，注意事项也不同。 例如选择晶体三极管时，首先注意是NPN 还是PNP NPN型 PNP型 例如选择晶体三极管时，首先注意是NPN型还是PNP型管， 高频管还是低频管， 大功率管还是小功率管， 还是低频管 还是小功率管 是高频管还是低频管，是大功率管还是小功率管，并注意管 子的参数P 子的参数PCM、ICM、BUCEO、BUEBO、ICBO、β、fT和fβ是否满足 电路设计指标的要求，高频工作时要求f =(5-10)f， 电路设计指标的要求，高频工作时要求fT=(5-10)f，f为工作 频率。 频率。
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五. 印刷电路板的设计、制作 印刷电路板的设计、 1.设计 1.设计 借助计算机对印刷电路板进行辅助设计已经取代了传统 的手工设计，它不仅可以使底图更整洁、标准， 的手工设计，它不仅可以使底图更整洁、标准，而且能够解 决手工布线印刷导线不能过细和较窄的间隙不易布线等问题， 决手工布线印刷导线不能过细和较窄的间隙不易布线等问题， 同时可彻底解决双面板焊盘严格的一一对应问题。 同时可彻底解决双面板焊盘严格的一一对应问题。 PROTEL软件包是绘制印刷电路板的最常用软件 软件包是绘制印刷电路板的最常用软件。 PROTEL软件包是绘制印刷电路板的最常用软件。
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阻值的色环标示法
·找出起始环，色环靠近引出线端最 找出起始环， 找出起始环 近的一环 ·四色环只有±5％，±10％(金、银) 四色环只有± ％， ％，± ％ 金 四色环只有 两种误差 ·读数以后，必须用万用表检验 读数以后， 读数以后
•色码表： 色码表： 色码表
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电阻器实物图
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(1)布局合理、排列均匀、图面清晰、便于看图、 (1)布局合理、排列均匀、图面清晰、便于看图、有利于 布局合理 对图的理解和阅读。 对图的理解和阅读。 •有时一个总电路图由几部分组成，绘制时应尽量把总电 有时一个总电路图由几部分组成， 有时一个总电路图由几部分组成 路图画在一张纸上。如果电路比较复杂，需绘制几张图， 路图画在一张纸上。如果电路比较复杂，需绘制几张图， 则应把主电路图画在一张图纸上， 则应把主电路图画在一张图纸上，而把一些比较独立或 次要的部分画在另外的图纸上， 次要的部分画在另外的图纸上，并在图的断口两端做上 标记，标出信号从一张图到另一张图的引出点和引入点， 标记，标出信号从一张图到另一张图的引出点和引入点， 以此说明各图纸在电路连线之间的关系。 以此说明各图纸在电路连线之间的关系。
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二极管的实物样品
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集成电路的选择。一般优先选集成电路。 集成电路的选择。一般优先选集成电路。 由于集成电路可以实现很多单元电路甚至整机电路的功能， 由于集成电路可以实现很多单元电路甚至整机电路的功能， 所以选用集成电路设计单元电路和总体电路既方便又灵活， 所以选用集成电路设计单元电路和总体电路既方便又灵活，它 不仅使系统体积缩小，而且性能可靠，便于调试及安装， 不仅使系统体积缩小，而且性能可靠，便于调试及安装，在设 计电路时应首选。 计电路时应首选。 选择的集成电路不仅要在功能和特性上实现设计方案，而 选择的集成电路不仅要在功能和特性上实现设计方案， 且要满足功耗、电压、速度、价格等多方面要求。 且要满足功耗、电压、速度、价格等多方面要求。 集成电路有模拟集成电路和数字集成电路。器件的型号、 集成电路有模拟集成电路和数字集成电路。器件的型号、 功能、特性、管脚可查阅有关手册。 功能、特性、管脚可查阅有关手册。
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确定板材、板厚、形状、 (1). 确定板材、板厚、形状、尺寸 印制电路板的制作原材料是覆铜板。覆铜板又分为单面板和双面板， 印制电路板的制作原材料是覆铜板。覆铜板又分为单面板和双面板， 其结构如下： 其结构如下： 热压铜箔(厚度35μm) 热压铜箔(厚度35μm)
热压铜箔(厚度35μm) 热压铜箔(厚度35μm)
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② 接插式 维修、调试、组装方便；产品成本提高， 维修、调试、组装方便；产品成本提高，对印制板 制造精度及工艺要求高。 制造精度及工艺要求高。
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(3). 确认元器件安装方式
表面贴装
表面贴装
通孔插装
通孔插装
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(4). 阅读分析原理图 线路中是否有高压、大电流、高频电路， ① 线路中是否有高压、大电流、高频电路， 对于元器件之间、线与线之间通常耐压200V/mm； 对于元器件之间、线与线之间通常耐压200V/mm； 200V/mm 印制板上的铜箔线载流量，一般可按1A/mm估算； 印制板上的铜箔线载流量，一般可按1A/mm估算； 1A/mm估算 高频电路需注意电磁兼容性设计以避免产生干扰。 高频电路需注意电磁兼容性设计以避免产生干扰。
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2. 元器件选择 阻容元件的选择。电阻器和电容器种类很多， 阻容元件的选择。电阻器和电容器种类很多，正确选择 电阻器和电容器是很重要的。 电阻器和电容器是很重要的。
设计时要根据电路的要求选择性能和参数合适的阻容 元件，并要注意功耗、容量、 元件，并要注意功耗、容量、频率和耐压范围是否满足要 求。
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集成电路的品种很多，选用方法一般是“先粗后细”，即 集成电路的品种很多， 选用方法一般是“先粗后细” 先根据总体方案考虑应该选用什么功能的集成电路， 先根据总体方案考虑应该选用什么功能的集成电路，然后 考虑具体性能， 考虑具体性能，最后根据价格等因素选用某种型号的集成 电路 。 应熟悉集成电路的品种和几种典型产晶的型号、性能、 应熟悉集成电路的品种和几种典型产晶的型号、性能、价 格等，以便在设计时能提出较好的方案， 格等，以便在设计时能提出较好的方案，较快地设计出单 元电路和总电路。 元电路和总电路。 集成电路的常用封装方式有三种：扁平式、 集成电路的常用封装方式有三种：扁平式、直立式和双列 直插式，为便于安装、更换、调试和维修，一般情况下， 直插式，为便于安装、更换、调试和维修，一般情况下， 应尽可能选用双列直插式集成电路。 应尽可能选用双列直插式集成电路。