正文 4.1數字電子技術課程設計基礎及方法(1 / 3)

4.1.1數字電子技術課程設計的目的和要求;

在電子信息類本科教學中,數字電子技術課程設計是一個重要的實踐環節,它包括選擇課題、電子電路設計、組裝、調試和編寫總結報告等實踐內容。通過課程設計要實現以下兩個目標:第一,綜合運用數字電子技術課程中所學到的理論知識去獨立完成一個設計課題。讓學生初步掌握電子線路的試驗、設計方法,即學生根據設計要求和性能參數,查閱文獻資料,收集、分析類似電路的性能,並通過組裝調試等實踐活動,使電路達到性能指標;第二,為後續的畢業設計打好基礎。

數字電子技術課程設計應達到以下基本要求:

①綜合運用數字電子技術課程中所學到的理論知識去獨立完成一個設計課題。

②通過查閱手冊和文獻資料,能合理、靈活地應用各種標準集成電路器件實現規定的數字係統。

③熟悉常用電子器件的類型和特性,並掌握合理選用的原則。

④會運用電路仿真軟件進行仿真驗證。

⑤學會電子電路的安裝與調試技能。

⑥進一步熟悉電子儀器的正確使用方法。

⑦學會撰寫課程設計總結報告。

⑧培養嚴肅認真的工作作風和嚴謹的科學態度。

4.1.2數字電子技術課程設計的方法和步驟;

電子電路的一般設計方法和步驟:分析設計任務和性能指標,選擇總體方案,設計單元電路,計算參數,選擇器件,畫總體電路圖,進行仿真試驗和性能測試。實際設計過程中往往反複進行以上各步驟,才能達到設計要求,需要靈活掌握。

課程設計的具體步驟如下:

(1)設計任務分析:

對係統的設計任務進行具體分析,充分了解係統的性能、指標內容及要求,以便明確係統應完成的任務。

(2)總體方案選擇:

這一步的工作要求就是根據提出的設計任務要求及性能指標,用具有一定功能的若幹單元電路組成一個整體來實現設計任務提出的各項要求和技術指標,並畫出一個能表示各單元功能的整機原理框圖。設計過程中,往往有多種方案可以選擇,應針對任務要求,查閱資料,權衡各方案的優缺點,從中選優。

根據掌握的知識和資料,針對係統提出的任務、要求和條件,完成係統的功能設計。在這個過程中,要勇於探索,勇於創新,力爭做到設計方案合理、可靠、經濟、功能齊全、技術先進,並且對方案要不斷進行可行性和優缺點的分析,最後設計出一個完整框圖。框圖必須正確反映係統應完成的任務和各組成部分功能,清楚表示係統的基本組成和相互關係。

(3)單元電路的設計:

單元電路是整機的一部分,隻有把各單元電路設計好才能提高整體設計水平。每個單元電路設計前都需明確本單元電路的任務,詳細擬訂出單元電路的性能指標,明確單元電路與前後級之間的關係,分析電路的組成形式。具體設計時,可模仿成熟的先進電路,也可進行創新或改進,但都必須保證性能要求。而且不僅單元電路本身要設計合理,各單元電路間也要相互配合,注意各部分的輸入信號、輸出信號和控製信號的關係。

設計單元電路的一般方法和步驟如下:

①根據設計要求和選定的總體方案原理圖,確定對各單元電路的設計要求,必要時應詳細擬訂主要單元電路的性能指標。

②擬訂出各單元電路的要求後,對它們進行設計。

③單元電路設計應采用符合的電平標準。

④注意各單元之間的匹配連接。

(4)參數計算:

為保證單元電路達到功能指標要求,需要用電子技術知識對參數進行計算。例如,放大電路中各阻值、放大倍數的計算;振蕩器中電阻、電容、振蕩頻率等參數的計算。隻有很好地理解電路的工作原理,正確利用計算公式,計算的參數才能滿足設計要求。

一般計算參數時應注意以下4點:

①器件的工作電壓、電流、頻率和功耗等應在允許的範圍內,並留有適當裕量。

②對於環境溫度、交流電網等工作條件,計算參數時應按最不利的情況考慮。

③涉及元件的極限參數時,必須留有足夠的裕量,一般按1.5倍左右考慮。

④應把計算確定的各參數值標在電路圖的適當位置。

(5)器件選擇:

選擇元器件應從“需要什麼”和“有什麼”兩個方麵來考慮。“需要什麼”是指根據設計方案需要什麼樣的元器件,該元器件應具有哪些功能和性能指標。“有什麼”是指有哪些元器件,哪些能在市場上買得到,其性能特點怎麼樣。