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電路設計的步驟范文1
【關鍵詞】數字電路;傳統方式;VHDL
1.引言
隨著計算機以及大規模集成電路應用的普及，電子行業正在迅速的發展。目前采用小中規模的數字電路邏輯設計已經不能滿足數字電子技術發展的需要。例如傳統的TTL電路或者COMS電路設計任務繁瑣，設計效率低，所以迫切的需要我們做出調整，適應社會對數字電子技術發展的要求。伴隨著集成電子工藝的發展，新型的邏輯器件也應運而生，到目前為止，市場上的邏輯器件大致可分為三類：第一是標準的邏輯芯片如COMS/TTL等系列芯片;第二是微型計算機芯片和各種微處理器;第三種就是應用規格芯片ASIC，其中ASIC芯片中就有我們接下來介紹的可編程邏輯器件（PLD）[1]。而使用可編程邏輯芯片就必須要求我們掌握編寫VHDL語言的技術。這種設計數字電路實驗的方法大大克服了傳統數字電路設計出現的缺點，更加適應現在社會的發展。
2.傳統數字電路設計優缺點
傳統的數字電路設計過程大致經過以下幾個步驟：一是分析問題畫出狀態轉換圖以及狀態轉換表，二是進行狀態化簡，三是狀態編碼，四是寫出輸入方程、驅動方程以及輸出方程，五是畫出邏輯電路圖，經過這一系列步驟之后，還要在電路板上焊接電路，或者在面包板上拼接電路。傳統的設計方法是數字電路設計的基礎，它的優點是能夠反映了數字電路的基本工作原理，系統內部構成的各個細節也能夠很直觀的反映出來，各部分之間的聯系顯而易見。因此，通過對設計的原理圖的觀察我們可以驗證系統的合理性，同時也奠定了數字電路設計的基礎。它的缺點是設計步驟復雜，在整個過程中需要用到大量的芯片和連線。而且傳統的方法出錯率高而且不易修復，在焊接電路板的時候如果不注意就會導致接觸不良或者出現某個芯片損壞的情況，這就導致整個電路板都不起作用。
3.PLD器件芯片的出現
PLD又稱可編程邏輯器件，PLD芯片上的金屬引線和電路都是廠家做好的，但是器件的邏輯功能在出廠時是沒有確定的，用戶可以根據自己的需要合理的編程設計確定想要的功能。而編程用到的語言就是我們接下來要介紹的VHDL語言。目前PLD器件芯片具有微處理器靈活等優點，芯片的引腳也從一開始的20多個引腳發展到現在的200引腳[2]?？删幊踢壿嬈骷某霈F從很大程度上使得數字電路設計發生了根本性變革。采用PLD設計電路不再是對電路板設計，而是對芯片設計，使之實現我們預想的功能。一般的PLD的集成度很高，可以滿足一般的數字系統的需要。設計人員只需要自己編程到一塊PLD上，而不用去供應商那兒買特定功能的芯片。我們可以對芯片內部的邏輯和外部的引腳進行設計。這樣就克服了傳統方式中對電路板進行焊接所花費的大量時間，克服了工作量大，難以調試等缺點，用戶只需要編寫適當合理的程序就可以實現預想的功能。如此大大簡化了設計步驟，更加適應社會發展的需要。
4.VHDL簡介
VHDL語言是一種應用于描述數字系統的功能、結構和接口的語言。VHDL含有許多具有硬件特征的語句而且語言的描述也更類似于一般計算機的高級語言。在編程上簡單可行性高。VHDL的程序結構特點是將一項工程設計，或稱設計實體。分成外部和內部，在對一個設計實體定義了外部界面后，當其內部開發完成后，其他的設計也能夠直接調用這個實體。VHDL系統設計的基本點是將設計實體分成內外部分。VHDL語言之所以能夠成為標準化的硬件描述語言并且獲得廣泛應用，正是因為它本身具有其他硬件描述語言不具有的優點。歸納起來，VHDL語言主要具有以下優點：
（1）VHDL語言設計多樣：VHDL語言結構很強大，而且設計方法多樣，既支持層次化設計也支持模塊化設計，既可以采用自頂向下設計方式，也可以采用自底向上的設計方法。
（2）VHDL語言的設計是針對于芯片而并非器件，傳統的硬件拼接的方法針對的是器件，但是VHDL語言是直接對芯片而言的，在設計電路時，用戶可以不必考慮所選用的器件。設計者也可以不必考慮系統硬件結構，而進行獨立的設計。
（3）VHDL語言可移植性強，對于同一個硬件的VHDL語言來說，它可以從一個工作平臺移植到另一個工作平臺上。
（4）VHDL語言有非常豐富的庫函數和仿真語句，用戶可以隨時對系統進行仿真。
由此可見傳統方式與應用VHDL的區別有以下幾點：第一，傳統的方法采用自上至下的設計方式，而應用VHDL語言則采用自下至上的設計方法;第二，傳統方式采用的是通用的邏輯元器件，系統硬件的后期進行調試和仿真，而應用VHDL語言采用的芯片則是PLD（可編程邏輯器件），系統的設計早期進行調試與仿真;第三，傳統的設計方式主要采用電路原理圖的方式設計，而本文提出的設計方式主要則以VHDL語言描述為主，從而降低了硬件設計電路的難度。
5.VHDL語言結構及語言設計步驟
VHDL語言結構由library（庫）定義區，entity（實體）定義區，architecture（構造體）定義區package（包集合）configuration（配置）組成，其中library，entity和architecture也是一個VHDL語言所必有的。
VHDL語言設計步驟大致可以分為以下三步：第一，分析系統結構并劃分模塊;第二，輸入VHDL語言的代碼，編寫程序，并且將其編譯，在此過程中如果有錯誤要及時修正;第三，對編譯的后的VHDL文件進行仿真。
6.VHDL舉例
下面介紹一個簡單分頻器的例子：
Library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity fenpin is
port（clk，clear：in std_logic;
q：out_std_logic）;
end fenpin;
architecture behave of fenpin is
signal m：interge range 0 to11
begin
p1：process（clear，clk）
begin
if clear =’0’then m<=’0’;
elsif “clk event and clk=’1’”then
if m=11 then m<=’0’;
else m<=m+1;
end if;
end if;
end process p1;
p2：process（m）
begin
if temp<6 then q<=’0’;
else q<=’1’;
end if;
end process p2;
end behave;
由例題可以看出，在設計分頻器是可以不用硬件搭連的方式，用VHDL語言進行編程更簡單易行。
7.小結
本文針對目前傳統數字電路設計中存在的若干弊端，提出用VHDL語言編寫適當合理程序來設計數字電路實驗的方法，避免了硬件電路中若干繁瑣的問題，使得系統簡單明了，可維護性強，芯片也可以反復使用。傳統的硬件設計方法已不能滿足現代電子工業的發展，在數字電路的應用中，VHDL語言必將會被廣泛的使用。
參考文獻
[1]張有志.可編程邏輯器件PLD原理與應用[M].北京：中國鐵道出版社，1996：1-3，91
電路設計的步驟范文2
關鍵詞：繪制原理圖；PCB設計；方法
中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）17-0251-02
一、導言
隨著電子產業的不斷發展，用Protel軟件設計電路和PCB成為電子專業學生必備的技能之一。Protel99SE功能強大，能進行原理圖繪制、電路仿真、PCB設計、PLD設計、各類報表等工作。本文將以FM收音機電路設計為例，講述Protel 99SE在PCB設計中的應用。
1.電路原理圖設計的一般步驟[1]。電路原理圖設計通常有以下六個步驟，即啟動Protel99SE原理圖編輯器、設置圖紙大小和版面、放置元器件、對放置的元器件布局布線、對布局布線進行調整、保存文檔并打印輸出。
2.PCB的設計步驟。印制電路板圖（PCB）的設計由七個步驟構成，即繪制電路原理圖、創建PCB文檔、規劃電路板、裝元器件封裝庫及網絡表、元器件的布局、布線、文檔保存與輸出。
二、印制電路板設計實例――FM收音機電路設計
1.FM收音機原理圖設計。原理圖設計是PCB設計的基礎，原理圖的正確是電路板布局布線的前提。①創建原理圖設計文件，在Protel 99SE主菜單欄File菜單中選擇子菜單New，在“New Design Database”對話框中設置數據庫的名稱“FM收音機電路設計.ddb”和保存路徑，完成創建。在新建數據庫中單擊主菜欄File中的New…，選擇“Schematic Document”圖標，生成一個原理圖設計文件，命名為“FM收音機.Sch”。②設置圖樣參數，FM收音機電路圖采用A4號圖紙。單擊主菜單欄的Design菜單，在彈出下拉菜單中選擇Option…選項，將默認的圖樣幅面“B”改為“A4”。③放置元器件，在Libraries選項中選擇所需的元器件庫，并選定元器件，雙擊元器件名，然后單擊鼠標左鍵放置元器件，可以多次放置。值得注意的是，在FM收音機電路設計中，現有的庫中不提供SC1088，需要自己制作該元器件。④放置連線和節點，然后在連線工具欄中單擊按鈕，在連線的起點處單擊鼠標左鍵，拖動鼠標至另一元器件的引腳，再次單擊鼠標左鍵，完成此連線的繪制。如果連線相交，則需要添加節點，單擊連線工具欄中的按鈕，在需要添加節點的位置單擊鼠標左鍵，完成節點的設置[2]。⑤放置電源和接地符號，放置電源和接地符號有兩種方式，即通過菜單Place＼＼Power Port，或者使用連線工具欄（Wiring Tools）中的按鈕。⑥編輯元器件屬性，根據電路原理圖的需要，設置元器件名稱、封裝和參數等相關屬性。完成以上步驟，原理圖繪制完畢，如圖1所示。⑦保存文件，繪制完畢后，執行菜單命令File＼＼Save，保存文件。
2.檢查原理圖電氣規則。使用Protel 99 SE的電氣規則，即執行菜單命令Tool/ ERC，進行電氣規則檢查。發現錯誤，根據錯誤信息改正。
3.創建網絡表。網絡表是電路原理圖和PCB之間的橋梁。執行菜單命令Design/ Create Netlist，生成與原理圖同名的文件，其擴展名為“.NET”。
4.印刷電路板的設計。①進入印刷電路板設計界面，執行菜單File/New命令，選擇PCB Document圖標，新建PCB設計文檔，命名為“FM收音機.PCB”。②規劃電路板，在“FM收音機.PCB”工作界面中選取KeepOut Layer，執行Track命令，繪制FM收音機電路的邊框，其形狀為矩形，大小為80mmΧ60mm。③設置設計規則的相關參數，執行菜單命令Design/Rules，選擇Routing按鈕。在Rules Classes中根據電路板設計要求設置參數[3]。“FM收音機電路”PCB板的設計要求如下：信號層為Top Layer和Bottom Layer，無電源層。頂層布線形態為“Horizontal”，底層布線形態為“Vertical”；過孔（Via）設置為穿透式過孔；元件安裝方式為貼片式（SMT），可以雙面布局；布線寬度（Width）設置為8～12mil，推薦寬度為10mil；過孔、布線安全間距（Clearance）采用默認設置；增加+3V、GND網絡設置，將布線寬度設置為20～100mil；推薦寬度為40mil。④加載元件封裝庫，執行菜單命令Design/Add/Remove Library，在彈出的對話框中選取對應的元件封裝庫。如果有自制的封裝，也要將封裝所在的庫添加到庫中。⑤裝載網絡表，執行菜單Design/Load Nets…命令，選擇“FM收音機.Net”文件。如果顯示無錯誤，單擊Execute按鈕完成網絡表的裝載。⑥元器件布局，Protel 99SE支持自動布局和手動布局。執行菜單命令Tools/Auto Placement/Auto Placer 可以自動布局。FM收音機布局如圖2所示。⑦自動布線，執行菜單命令Auto Routing/All，并在彈出的窗口中單擊Route all 按鈕，開如對PCB進行自動布線。FM收音機電路板布線圖如圖3所示。⑧手工調整，自動布線結束后，可能存在一些令人不滿意的地方。運用手工調整，將PCB設計得更完美。⑨打印輸出PCB，執行菜單命令File/Print/Preview，生成“FM收音機.PPC”。然后執行菜單命令File/print，打印出PCB圖。
三、結語
隨著電子產品的新發展，印制電路板的設計會日趨復雜。運用Protel設計電路在提高原理圖和PCB設計效率的同時，其強大的規則設置也保證了電子產品的可靠性。
參考文獻：
[1]張輝.Protel 99SE項目式教程[M].成都：西南交通大學出版社，2014.
電路設計的步驟范文3
關鍵詞：仿真；課程設計；效果；效率
Comprehensive application for the simulation software in the course design and the measures for some problems
Xu Junyun
South China of agriculture university, Guangzhou, 441052, China
Abstract: Introduced a method for conducting students to apply the simulation software comprehensively to do course design about the power electronics system. Through analyzing the characteristics for two kinds of simulation softwares, guided students to use Matlab/Simulink to do power electronic main circuit design, and to use Orcad/Pspice to do the power electronic control circuit design, and give a useful measure for convergence problem in the simulation. The practices show that the comprehensive application of simulation softwares can effectively help students improve the effect and efficiency of the power electronics circuit design.
Key words: emulation; course design; effect; efficiency
高校實踐教學是一項需要不斷創新的工作，實踐課教師有必要探索新的實踐教學方法，改進實踐教學效果。因此，筆者在本校電氣工程及其自動化專業的專業課―電力電子技術的實踐教學的指導方法上做了改進，引導學生采用一種綜合應用仿真軟件輔助電力電子電路課程設計的方法。
1 電力電子電路常用仿真軟件特點分析
目前在電力電子電路設計和分析上主要采用Matlab/Simulink和Orcad/Pspice這兩種仿真軟件。在Matlab/Simulink仿真平臺，電力電子器件模型使用的是簡化宏模型，它只要求元器件的外特性與實際元器件特性基本相符，而不考慮元器件的內部細微結構，屬于系統級模型。 Orcad/Pspice是不同于Matlab/Simulink的仿真平臺，它構建的元器件模型除了要求元器件的外特性與實際元器件特性相符，還要考慮元器件內部的細微結構，相比Matlab/Simulink的宏模型更詳細，更復雜，是屬于器件級的模型，用Pspice仿真可以細致地反映元器件的工作情況。雖然Matlab/Simulink的電力電子器件模型較為簡單，但是它占用的系統資源較少，因而在仿真時出現不收斂的幾率相比Orcad/Pspice要少。鑒于此，可以考慮將這兩種仿真軟件有機結合起來，取長補短，以提高仿真的效率。
下面以一種基于TL494控制的開關電源的設計為例，介紹在電力電子技術課程設計實踐教學中建議學生采用的綜合性設計方法。
2 基于TL494控制的開關電源設計舉例
本示例要求設計出一種以TL494為控制器件的開關電源，電源電壓范圍為0～12 V。要求該開關電源性能可靠，紋波電壓小，控制精度高。
2.1 設計步驟1―主電路的原理電路設計
主電路的原理電路設計方案利用所學知識，學生容易確定。如本設計中的主電路可采用常規的非隔離式Buck電路，開關管采用P溝道MOSFET，驅動采用“圖騰柱”電路，輸出電壓反饋電路由一個比例運放電路構成(如圖1所示)。
圖1 主電路、驅動電路及電壓反饋原理電路
2.2 設計步驟2―控制電路原理電路設計
控制電路原理電路方案參照相關資料，并利用所學自動控制理論知識，學生也較容易確定。本部分要求以TL494作為控制芯片。
TL494控制原理電路(如圖2所示)，1和2腳前接上兩相同阻值的電阻，起到限流阻隔的作用，其中1腳接主電路輸出反饋電壓Vo，2腳接設定電壓Vset，當改變Vset的值時，Vo和Vset經誤差比較后控制PWM信號的輸出；3腳經一個PI比例積分回路串上2腳，起到反饋的作用；4腳接地；5腳經一個電容接地，6腳經一個電阻接地，5，6腳共同構成振蕩回路；8，11腳與12腳共同接工作電壓；13腳接地，使9，10腳以并聯工作方式輸出。
圖2 TL494控制原理電路
2.3 設計步驟3―開關電源系統仿真預設計
這個環節是整個設計的重點和難點。對學生而言，設計原理電路并不難，難的就在于如何確定原理電路中具體的元器件參數，在這方面學生缺乏經驗。
2.3.1 仿真軟件使用方案及問題對策
按常規設計方法，直接將Orcad/Pspice仿真軟件用于電力電子電路設計，對初學者特別是學生來說，往往困難較大。學生在使用該軟件的時候，很容易碰到仿真不收斂的問題，從而一籌莫展。
因此，在教學實踐中，引導學生首先利用Matlab中Simulink仿真平臺仿真快而不易出現收斂問題的優勢進行主電路的仿真設計，較高效地確定出主電路中的電感、電容和電阻的最佳參數值。然后再利用Orcad/Pspice仿真軟件進行控制電路的仿真設計。控制電路部分設計的難點在于PI參數的選擇，因此要引導學生采用Orcad/Pspice仿真軟件來進行。因為Orcad/Pspice是器件級仿真軟件，仿真精度高，輔助控制電路參數的確定最佳。
對Orcad/Pspice在電力電子電路整體仿真中容易遇到的收斂性問題，筆者通過和學生一起分析研究、查找資料，積累了一些解決問題的經驗。實踐表明，這些經驗對開關電源系統電路的仿真設計是有用的。下面給出一個對此問題有用的對策。
在用Orcad/Pspice進行仿真調試的時候，經常出現ERROR -- Convergence problem in transient analysis at Time =？ Time step =？, minimum allowable step size =？這個問題。一個有效的解決方法就是修改參數。系統默認參數及參數修改的方法如圖3和圖4所示。
圖3 PSpice系統默認參數
圖4 參數修改圖
2.3.2 系統仿真輸出波形圖示例
通過對不同參數條件下仿真結果的比較，按照開關電源紋波電壓小，控制精度高等要求可確定原理電路參數。下面是利用仿真平臺方便的參數比較功能得出的主電路最佳仿真輸出波形圖及控制電路采用最佳PI參數值時系統的輸出電壓仿真波形(如圖5，圖6所示)。
圖5 主電路負載電壓仿真輸出波形(Simulink)
圖6 總電路負載電壓仿真輸出波形3(Pspice)
圖5是在開環狀態下選擇出的相對最優電感、電容和電阻參數值下的負載電壓波形；圖6是在控制電路選用相對最優比例系數和積分電容參數時的負載電壓波形。
2.4 設計步驟4―實際開關電源系統測試
依據仿真預定元器件參數構建出具體的電路。在實驗室調試中，要求學生利用示波器等檢測儀器分析電路中的問題，幫助進一步確定最佳元器件參數。下面是對系統進行實際測試的一些數據(見表1，表2)。
表1 輸入設定電壓和輸出實際電壓
表2 輸入設定電壓和輸出實際電壓
實驗測試結果表明：本電路系統可以穩定地輸出0～12 V的直流電壓。
實踐表明，引導學生將不同仿真軟件綜合應用于電力電子電路的設計，不僅能有效地幫助學生提高電路設計的效率，而且對開拓學生思維，培養學生的創新能力也是有益的。
參考文獻
[1] 許俊云.實驗設備的改進與使用[J].實驗室研究與探索,2010,8:337-339.
電路設計的步驟范文4
因此，首先需要得到晶體管的輸入輸出曲線。在ADS中，輸入輸出關系是通過對晶體管做直流掃描得到的。實驗步驟是先建立一個新的工程項目（Project）和一個新的設計（Design），然后選擇晶體管直流工作點掃描模板（ADS中常用的功能都做成了模板，可以直接調用），并在其提供的元器件庫中選擇合適的元件，加入到模板中，如圖1所示。其次，需要設定晶體管的工作范圍，就是IBB和VCE的范圍，可以通過掃描參數設置得到，如圖2所示。
本例中，IBB的掃描范圍是從20uA到100uA，掃描步長為10uA。VCE的掃描范圍從0V到5V，掃描步長為0.1V。當掃描參數確定后，點擊仿真按鈕，就會產生圖3的輸入輸出曲線。圖3所示的輸入輸出關系曲線與課本上的曲線幾乎是一致的，它表明在不同的基極電流IBB作用下，集電極電流IC與集射電壓VCE的關系。通過輸入輸出曲線，可以選擇合適的靜態工作點，以實現電路的功能。在本例中，為與教材保持一致，將靜態工作點選擇在輸出曲線的中點，大致對應于圖3中光標m1的位置，軟件會自動顯示出此處的參數，即IBB=60uA，VCE＝3V，IC=6mA。當靜態工作點確定后，可以據此設計直流偏置電路。由于本例是設計共射極基本放大電路，因此需要計算基極和集電極電阻的大小。根據共射極放大電路的基本計算結果，可以設計出圖6所示電路。驗證該電路的方法是對其做直流仿真，并將仿真計算的結果直接顯示在電路圖中對應的元件和支路上。
從圖中可以看出，基極的電位為809mV，電流為69.9uA，而集電極電位VCE=2.74V，Ic=6.64mA。對比前面得到的靜態工作點參數（IBB=60uA，VCE＝3V，IC=6mA），可以發現它們之間存在一個小的偏差，這是因為在電路設計中，無論是在靜態工作點還是元件參數的選擇上，都存在近似的過程，因此，任何電路的設計，都是一個近似的設計，由此得到的實際電路都需要經過調試合格后才能夠實際使用。以上的例子為學生展示了一個電路設計的基本過程以及設計方法。當課程進一步深入后，可以對本例進行擴展，例如在分析放大電路動態特性時，可以加入不同幅度的輸入信號，觀察在不同靜態工作點，放大電路的輸入輸出波形和非線性失真，有助于學生理解設計靜態工作點的意義。
電路設計的步驟范文5
【關鍵詞】 電子實習 新模式 Altium Designer
1 引言
隨著計算機技術的飛速發展，計算機輔助設計在現代電子技術的發展和應用中扮演了非常重要的角色。大學生是未來科技文明發展的主力，因此在理工科大學生的電子實習課程中引入計算機輔助設計教學是時展的必然。電路設計與仿真方面的計算機輔助設計軟件種類很多，其中Protel設計軟件在我國擁有眾多的用戶，其升級版本為Altium Designer，功能更加強大，所以我校選擇該軟件作為電子實習課程的計算機輔助設計教學軟件。該軟件簡單易學，具有常用的電路圖設計功能、電路仿真功能和電路板設計功能，還集成了FPGA設計開發功能，并且兼容以前各個版本。
2 在電子實習中引入Altium Designer教學的具體實現方法
2.1 電子實習的流程
我校電子實習采用學生自主選題的方式，即由老師提供多個電路，如表1所示。學生根據自己的專業和興趣進行選擇，對于基礎好的學生，允許其自立課題。學生對所選擇的電路進行電路仿真、PCB設計與制作、電路焊接和調試，并最終制作成功一個產品。電路分為模擬部分和數字部分，學生主要學習模擬部分的仿真與設計。本文將以“紅外線心律計”產品的模擬電路部分為例介紹Altium Designer軟件的具體應用。
2.2 用Altium Designer軟件進行電路原理圖設計與仿真
使用Altium Designer軟件可以方便地進行模擬電路的設計與仿真。采用計算機模擬仿真可以隨時修改元器件的參數，隨時觀察仿真結果，縮短產品的開發周期。
（1）電路原理圖的設計。紅外線心律計的模擬電路部分由傳感器電路、放大電路、濾波電路、整形電路組成。作用是由紅外線傳感器采集心跳信號，經過信號調理電路輸出幅度足夠大的方波信號，供后續的數字電路進行處理。
原理圖的設計是電路仿真和設計電路板的基礎，也是初學該軟件的難點。主要有以下幾個步驟，如表2。
在實踐教學中，重點是針對學生經常會犯錯誤的操作進行講解，有如下幾個方面：
一是準確找到所需的元器件。教學中把常用元件所在的元件庫和元件名稱做在PPT的表格中，方便學生查找元器件。二是正確連接元器件之間的導線。要求學生必須把導線連接到元器件引腳的頂端，或者元器件之間的連接采用管腳對管腳的連接方式，防止電路開路。三是正確標注元器件的參數。在元器件的“Value”選項，正確標注該元器件的參數值，單位為國際標準單位。四是排除電氣檢查的錯誤。“ERC”檢查會發現原理圖中隱藏著的“BUG”，其中的“Error”必須排除，部分“Warning”可以忽略。
（2）原理圖仿真。原理圖繪制完成后，通過反復修改參數并仿真來達到設計的要求。傳感器上得到的信號一般為10mV左右，放大器的設計要求的放大倍數在1000倍左右。濾波器的設計要求截至頻率為10Hz左右。比較器的設計要求為能夠輸出占空比為50%左右的方波信號。仿真時，在電路的輸入端加入10mV、1Hz的正弦波激勵源，整個電路的工作電壓為±12V。通過仿真觀察各個輸出點的波形，經過不斷的調整，下圖的參數能夠滿足設計的要求，如圖1。
圖2為各個主要點的瞬態仿真波形。第一個為激勵信號的波形，第二個為放大后的波形，第三個是低通濾波后的波形，第四個是整型后的方波，該方波接到后續的數字電路。
2.3 用Altium Designer軟件進行電路板設計
經過仿真驗證的原理圖經過設計成為能夠焊接元器件的電路板文件，實現了虛擬電路到真實電路板的轉變。一般有以下幾個步驟，如表3。
電路板的設計工作比較復雜，因此在課程中選擇了較為簡單的模擬部分進行設計，而且電路板是在實驗室通過手工制作，所以在教學中，有針對性地對以下幾個知識點做重點介紹：
一是導入元器件時的錯誤。原因是原理圖繪制有誤，返回原理圖修改對應的錯誤。二是元器件的排版和布線規則的設定。按照信號的流程從左往右排版，元器件排列均勻緊湊、美觀。為了方便制板和焊接，電器間距值大于0.5mm，信號線粗0.5mm，電源線和接地線加粗到0.6mm―1mm，焊盤直徑加大到1.6―2mm，電路板規劃成大小合適的長方形，采用頂層布線、自動布線和手工布線相結合的方式。三是設計規則檢查。“DRC”檢查中的錯誤要認真排除，比如網絡名稱不同的導線不能交叉；沒有導線連接的焊盤要仔細檢查是否有誤。
圖3是設計完成的電路板圖紙：
2.4 電路板的制作與調試
（1）電路板的制作。在實驗室里采用手工制作電路板的方式，具有快速、便宜、方便的特點，滿足簡單電路設計調試的要求。一般經過如下幾個步驟：
下圖為焊接完畢的電路板，如圖4。
（2）電路板的調試。電路板完成焊接后，進入調試環節。通入±12V的電壓，在輸入端接信號發生器產生的信號（或者接傳感器），通過測試仿真時各個點的波形，驗證了仿真結果與實際電路的測試結果相吻合。
3 結語
在電子實習中引入Altium Designer軟件教學，不光使學生掌握了一種EDA軟件的使用，更重要的是學習到了電路圖的設計方法和電路板的設計方法，并與電子產品的設計緊密結合，為學生在以后的課程學習和工作上都有所幫助。
參考文獻：
電路設計的步驟范文6
1明確教學目標
不管是哪一門學科的教學，明確教學目標都是非常重要的。只有明確了教學的目標，課堂教學才能夠有序的進行。例如，某個高職機電院校的教師，其所教育的學生有一些基本的電子產品裝配的經驗，他們對新鮮的事物有較強的接受能力，并且十分喜歡親自動手進行試驗操作。由此，這名教師就通過對教材的分析和研究，為學生確立了“了解組合邏輯電路設計的步驟及其設計思維”的教學目標。這一教學目標需要學生積極的參與課堂內容，并且對課堂的內容進行簡單的動手操作，制作出簡單的電子產品。在教學進行的過程中，教師采用分組進行的教學方式，將學生固有的實習經驗應用在課堂之中，從而提高學生的團隊合作精神和學生對課堂的興趣。
2改進教學方法
教學方法是應該不斷的改進和創新的，固有的教學方法會隨著時代的發展和特定情況的出現而受到影響，出現弊端。只有不斷更新教學方法，才能避免舊方式弊端的出現。而且教學方法的巧妙運用能夠明確學生學習的內容還能夠提高課堂的積極性和學生的學習興趣。例如，某校教師在課堂教學中采用情景教學的方式，在教學的過程中為學生設立各種問題，通過各種方式啟發學生自主尋找答案。這種方法大大提高了學生的學習能力。除此之外，采用分組合作的方法或者任務驅動的方法也對課堂教學的效率提高有所幫助。
3教學的組織和實施
3.1情景設置，任務導入
對于情景的設置可以通過播放視頻和圖片的方式來進行。例如，為學生播放中國達人秀的視頻，讓同學們對節目海選中評委所使用的表決器進行觀察，其后通過圖片的方式對這種表決器的優點及其實用性進行分析和說明：這種表決器在各類綜藝選拔類節目中普遍應用，不僅如此，在體育競賽或者人大表決的時候也時常會應用到這種表決器。在視頻和圖片的幫助和引導之下，學生會逐漸的對課堂產生興趣，從而開始對表決器的組織結構進行思考和分析。這種方式就大大的提高了學生的課堂效率和對課堂的集中程度。此外，還要做好課堂任務的布置。視頻和圖片的說明再具體詳盡也不如學生親自動手操作來的直觀具體。所以，除了觀看視頻和圖片之外，教師還可以鼓勵同學進行簡單的動手操作。以表決器為例，教師可以為學生播放表決器制作的的基本流程和理論，通過教師的講解和學生自主的觀察，在教師的引導下使學生運用組合邏輯電路設計的知識理論進行表決器的基礎設計，從而使學生帶著任務學習，激發學生在學習過程中的探索精神。
3.2實施任務
組合邏輯電路設計大約分為四個步驟：通過對邏輯問題的分析和理解列出真值表、通過真值表來進行邏輯表達方式的書寫、再將邏輯表達方式進行簡化和變換的輸出、最后畫出電路邏輯圖。在教學過程中，為了使學生順利的完成教學任務，一定要讓學生合理有序的進行組合邏輯電路的設計，并且在教學的過程中對學生加以啟發，使學生能夠自主的思考問題并且提出問題。鼓勵學生進行積極的思考，活躍自己的思維。也可以采用分組的形式對教學任務進行實行。將學生分成固定人數的小組，對小組內的各個成員進行合理具體的分工，這些分工可以包括采供部、銷售部、產品研發部等等。其中采購部主要負責實驗操作中所需要零件和工具的采集購買，以及對零件、儀器和制作出來的成品進行效果檢測。
銷售部的成員可以負責小組制作的產品在目前市場中的市場調研和信息采集。產品研發部可以負責查閱各項資料和相關的文獻，對所要制作的產品進行深入的研究，并且及時對其所具有的新功能、這個物品在市場上的反饋以及其上一次進行的改良時間進行了解和分析，使小組將要制作的物品能夠適應現代市場的需求，有合理的實用性。通過合理的分工合作和職能分配，可以將學生全部帶入到動手操作的過程之中，并且使學生在各項調查和分析的過程中了解到更多關于組合邏輯電路設計的知識，使學生在學習組合邏輯電路設計的時候有更加清晰的認識，提高學生的動手能力和思考能力，調動了學生在課堂上學習的主觀能動性。除此之外，在任務計劃推行的過程中，教師也要對學生的操作能力和實踐經驗充分的了解和考慮，在課堂上教師主要負責引導學生，而學生作為課堂的主體來展開教學內容。教師可以通過多媒體講解等方式來對學生作出示范，從而引導學生進行正確的實踐流程。
此外，教師還要對學生無法掌握的重點和難點進行歸納和總結，將這些重點、難點詳細的為學生進行講解，還要對學生容易出現操作錯誤的部分進行及時的糾正和正確的操作演示。在學生遇到操作瓶頸的時候給予學生適當的啟示和幫助，避免學生產生消極情緒。將自己的經驗以及一些操作技巧傳授給學生。例如，在進行操作的時候發現某一個小組的成員只懂得理論邏輯，并沒有具體的實踐經驗，這就需要教師幫助學生對電路的設計進行構建以及變量的輸出處理等等問題。在教師的協助之下學生通過自己的思考得出答案。在任務完成之后，小組成員之間要進行經驗的交流和總結，歸納出本組所出現過的問題和情況。并且將小組作品進行班級內的展示，選派一位同學對本組產品的構造原理、設計思路等內容進行闡述和分析。最后教師對各組的產品進行分析和評價，及時向學生反饋學生操作中所出現的各類常見問題。對優秀的小組進行鼓勵和贊賞，增強學生學習的自信心。
4結束語
