數(shù)字模擬電子電路設(shè)計(jì)(模擬電路)

1.模擬電路基礎(chǔ)知識(shí)

原發(fā)布者：zhanghefangha

第1章電路的基礎(chǔ)知識(shí)1.1電路和電路模型1.2電路中的主要物理量1.3電路的基本元件1.4基爾霍夫定律1.5基爾霍夫定律1.6簡(jiǎn)單電阻電路的分析方法第1章電路的基礎(chǔ)知識(shí)本章要求：本章要求：1.理解電壓與電流參考方向的意義；1.理解電壓與電流參考方向的意義；理解電壓與電流參考方向的意義2.理解電路的基本定律并能正確應(yīng)用；理解電路的基本定律并能正確應(yīng)用；3.了解電路的有載工作、開(kāi)路與短路狀態(tài)，了解電路的有載工作、開(kāi)路與短路狀態(tài)，理解電功率和額定值的意義；理解電功率和額定值的意義；4.會(huì)計(jì)算電路中各點(diǎn)的電位。會(huì)計(jì)算電路中各點(diǎn)的電位。1.1電路和電路模型電路是電流的通路，電路是電流的通路，是為了某種需要由電工設(shè)備或電路元件按一定方式組合而成。或電路元件按一定方式組合而成。1.電路的作用（1）實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、發(fā)電機(jī)升壓變壓器輸電線(xiàn)降壓變壓器電燈電動(dòng)機(jī)電爐。（2）實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞與處理（2）實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞與處理話(huà)筒揚(yáng)聲器放大器2.電路的組成部分電路的組成部分電源：電源提供電能的裝置升壓變壓器輸電線(xiàn)負(fù)載：負(fù)載取用電能的裝置電燈電動(dòng)機(jī)電爐。發(fā)電機(jī)降壓變壓器中間環(huán)節(jié)：傳遞、中間環(huán)節(jié)：傳遞、分配和控制電能的作用2.電路的組成部分2.電路的電路的組成部分信號(hào)源：信號(hào)源提供信息信號(hào)處理：信號(hào)處理：放大、調(diào)諧、放大、調(diào)諧、檢波等話(huà)

2.如何學(xué)好模擬電路與數(shù)字電路

(1)學(xué)習(xí)數(shù)字電路的關(guān)鍵在于分析反相器，反相器（也就是非門(mén)，輸入高電壓，輸出低電壓；輸入低電壓，輸出高電壓）是利用一個(gè)電壓來(lái)控制一個(gè)開(kāi)關(guān)。這些器件的伏安特性完全不同于電阻。通過(guò)反相器，你還會(huì)發(fā)現(xiàn)，真正的電路的回路，比如每個(gè)芯片都需要的電源、地，都沒(méi)有畫(huà)在電路邏輯圖里面。邏輯圖里面只是反映了輸入輸出引腳。著這些芯片或門(mén)的輸入和輸出，中間根本不是直接連接的。

(2)通過(guò)反相器，你就會(huì)很容易的理解與非門(mén)、或非門(mén)，然后你會(huì)發(fā)現(xiàn)，分析一個(gè)數(shù)字電路，原來(lái)只要分析電壓的輸入導(dǎo)致電壓的輸出，完全不必考慮電流（當(dāng)然，驅(qū)動(dòng)其他東西的時(shí)候除外）。而低電壓是0，高電壓為1，于是，這又引入了邏輯代數(shù)，因?yàn)檫壿嫶鷶?shù)的計(jì)算結(jié)果就是那些數(shù)字電路芯片的運(yùn)行結(jié)果。然后在學(xué)好邏輯代數(shù)的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)組合邏輯電路，然后通過(guò)組合邏輯電路組成觸發(fā)器，從而引入時(shí)序電路……

(3)如果有可能，聽(tīng)聽(tīng)課比較好！

(4)推薦清華大學(xué)的《數(shù)字電路》，當(dāng)當(dāng)網(wǎng)上有，其實(shí)不同的教材中的內(nèi)容都大同小異，找評(píng)價(jià)高的即可。

3.如何快速入門(mén)數(shù)電模電

快速入門(mén)數(shù)電模電： 1、首先，在應(yīng)用上兩者之間最主要的差別是兩者的工作邏輯不同。

一般來(lái)說(shuō)，數(shù)字電路設(shè)計(jì)做好數(shù)字邏輯就差不多了。一個(gè)純粹的數(shù)字電路設(shè)計(jì)完成，就是邏輯設(shè)計(jì)的完成，或者說(shuō)，數(shù)字電路的設(shè)計(jì)大致上是個(gè)邏輯數(shù)學(xué)與電路程相結(jié)合的問(wèn)題。

但到PCB設(shè)計(jì)時(shí)，就得看你的模電功夫和耐心了。大家學(xué)習(xí)PCB設(shè)計(jì)時(shí)，可能都看到過(guò)74374之類(lèi)的邏輯器件可能在布線(xiàn)時(shí)不一定要按照器件引腳名順序排列去和別的電路同序連接。

原因在于追求布線(xiàn)簡(jiǎn)練，這看上去似乎不是什么事，其實(shí)這是模擬所要解決的電磁兼容問(wèn)題。為了做好這點(diǎn)，將原來(lái)的邏輯連接做一些修改是常有的事。

從這點(diǎn)上看，電路設(shè)計(jì)軟件分成logic(schematic)和PCB“兩個(gè)部分”不無(wú)道理。 2、模電，說(shuō)大了是個(gè)全局的問(wèn)題（從學(xué)習(xí)上說(shuō)就是基礎(chǔ)問(wèn)題）。

說(shuō)簡(jiǎn)單點(diǎn)，是個(gè)基本功問(wèn)題。 數(shù)字電路的模擬“部分”可以從外圍元件設(shè)計(jì)和PCB設(shè)計(jì)上得以體現(xiàn)。

模擬則遠(yuǎn)不止于此，特別是一個(gè)系統(tǒng)的電磁兼容，是極其重要的。而元件間、電路板間、設(shè)備間、主控室（器）與現(xiàn)場(chǎng)間、通訊線(xiàn)路的電磁兼容以及外來(lái)電磁場(chǎng)所的干擾、系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的電磁“污染”都要考慮其中，甚至雷電、靜電問(wèn)題也不能稍有忽略。

這些都是模擬所要解決的問(wèn)題。 單板子的裝置，到了PCB設(shè)計(jì)階段，元件間的引腳連接、排列、整體布局、散熱設(shè)計(jì)、電源、強(qiáng)電弱電元件（功率元件與信號(hào)元件）安置、出入端口、人性化設(shè)計(jì)、機(jī)殼設(shè)計(jì)甚至多方案（備用方案）融合的考慮等等都會(huì)立馬突現(xiàn)出來(lái)。

這些問(wèn)題的解決，決不是數(shù)字功夫到家就能解決的，必須建立在適當(dāng)?shù)哪M功底為基礎(chǔ)的下進(jìn)行。 3、模電的難處 在哪？上面說(shuō)到了一點(diǎn)。

模電作為全局的知識(shí)和技能與要求。不能不說(shuō)的有許多邊角要求，也實(shí)在有大多的邊角要求你去“打掃”。

這就象一家之主，什么都要你管，再煩也沒(méi)有辦法！！ 模電大體可以認(rèn)為是去解決信號(hào)與干擾之間矛盾的問(wèn)題。它所要考慮的不止是電路的邏輯問(wèn)題，不要解決它們之間的相互關(guān)系問(wèn)題和環(huán)境條件的問(wèn)題，一般也要涉及經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性的問(wèn)題。

在邏輯關(guān)系上，它通常是定量的；在相互關(guān)系問(wèn)題上，它通常是與干擾（電干擾、電磁干擾、溫濕度干擾、漂移、絕緣、電泄漏等）做斗爭(zhēng)的、考驗(yàn)人們意志的“戰(zhàn)斗”，這恐怕是真正的難處所在。 可見(jiàn)，由于涉及面比較廣博，要說(shuō)模電難大抵如此，要成就自己的真功夫當(dāng)然要下苦功夫，積累是主要的，突擊的做法，難免有所缺漏。

最后，有一個(gè)關(guān)于測(cè)試的問(wèn)題，這是與數(shù)字很不同的：使用標(biāo)準(zhǔn)儀器時(shí)，要求你預(yù)熱xx小時(shí)后再做。這種要求也從一些方面反映出模電的某些難處，只是一般人難于碰到或少碰到罷了。

4、不可割裂知識(shí)間的聯(lián)系 時(shí)下流行的說(shuō)法是“現(xiàn)在搞數(shù)電的比模電賺錢(qián)，搞軟件的比硬件的?！?。軟件與硬件的關(guān)系到個(gè)人專(zhuān)業(yè)與擇業(yè)問(wèn)題，不談也罷。

不過(guò)，不會(huì)一點(diǎn)軟件也做不成什么好的硬件。這樣的“人才”也難找。

何況許多人的成就都不一定是在自己原有的專(zhuān)業(yè)上取得而是在知識(shí)重新取向后取得的。我個(gè)人的很大部分知識(shí)，也是被實(shí)踐需要“逼”出來(lái)的。

各位可有同感？ 說(shuō)“搞數(shù)電的比模電賺錢(qián)”，倒是一種誤會(huì)。到如今，哪個(gè)人只會(huì)模電也就大大制約自己用武之地了----發(fā)展空間非常有限。

同樣，只會(huì)數(shù)電，怎樣設(shè)計(jì)出好的板子來(lái)，實(shí)在難以想象。 模電---數(shù)電---軟件，在大多數(shù)人身上，都是一體的，不可割裂看待。

在學(xué)習(xí)階段，不要隨意偏廢。以防實(shí)際需要時(shí)束手無(wú)策。

至于如何側(cè)重，實(shí)際情況非常復(fù)雜，就不說(shuō)了。 模擬，數(shù)字就好像是一個(gè)人的兩條腿，你說(shuō)少了那條走路舒服？我的想法是模擬數(shù)字都上，“全面發(fā)展“。

當(dāng)然會(huì)有人說(shuō)這是“魚(yú)和熊掌兼得了，不實(shí)際。”如果非要在兩者之間作個(gè)選擇的話(huà)，我認(rèn)為不要以哪個(gè)更重要為判斷的準(zhǔn)則，而是一個(gè)人的經(jīng)歷興趣來(lái)挑選。

模擬和數(shù)字都是有發(fā)展方向的。模擬上，現(xiàn)在的模擬集成電路已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的水平，其各項(xiàng)電器性能均達(dá)到了實(shí)用程度，相信以后的模擬集成電路會(huì)大展異彩。

眾所周知，模擬人才要靠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，而現(xiàn)在的學(xué)生模擬電子線(xiàn)路方面都很差（比于數(shù)字電路），所以這方面的人才很受歡迎，需要提及的在甚高頻，微波更高頻率方面的人才就更缺乏了。 數(shù)字方面，大規(guī)模，超大規(guī)模集成電路技術(shù)的不斷完善使得數(shù)字電路在現(xiàn)代電子系統(tǒng)的比重越來(lái)越大，數(shù)字電路建立了根本是信號(hào)的數(shù)字處理，這門(mén)學(xué)科現(xiàn)在發(fā)展的很快，隨之，數(shù)字電路的設(shè)計(jì)理念也日新月異，可以說(shuō)現(xiàn)在設(shè)備之間的競(jìng)爭(zhēng)很大程度上就是其數(shù)字處理能力的抗衡，是數(shù)電工程師在推動(dòng)系統(tǒng)的變遷，他們是系統(tǒng)的核心競(jìng)爭(zhēng)力量。

現(xiàn)在的超大規(guī)模集成芯片已經(jīng)向系統(tǒng)級(jí)芯片的方向發(fā)展，F(xiàn)PGA以經(jīng)可以達(dá)到ASIC的水平（如XILINX的V2 pro），所以工程師們有了更大發(fā)揮空間。