電路設(shè)計(jì)是指創(chuàng)建電子電路。它的范圍從集成電路中的單個(gè)晶體管到復(fù)雜的電路。對(duì)于簡(jiǎn)單的電路設(shè)計(jì)，通常一個(gè)人就能完成整個(gè)過(guò)程。不過(guò)，并非每個(gè)項(xiàng)目都需要電路設(shè)計(jì)師。這篇文章為大家?guī)?lái)電子電路設(shè)計(jì)過(guò)程的基礎(chǔ)知識(shí)。

一、創(chuàng)建電路的規(guī)則

在創(chuàng)建電路時(shí)，我們需要確定節(jié)點(diǎn)和結(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)是允許電流在兩點(diǎn)之間流動(dòng)的連接點(diǎn)。結(jié)點(diǎn)是共享相同電動(dòng)勢(shì)的兩個(gè)點(diǎn)。電路中節(jié)點(diǎn)的數(shù)量取決于電路的類(lèi)型。

電路一般有三個(gè)基本組成部分：導(dǎo)電路徑、非導(dǎo)電路徑和電源。所有電氣設(shè)備都需要能量源才能工作。能量源應(yīng)能將電從低能量位置輸送到高能量位置。

電路的第一條規(guī)則是，從正極到負(fù)極必須有一條封閉的導(dǎo)電路徑。封閉的導(dǎo)電路徑也稱(chēng)為回路。流經(jīng)回路的電量與電阻值成正比，電阻值稱(chēng)為壓降。歐姆定律可以計(jì)算一系列電阻上的電壓。

設(shè)計(jì)電路的第二條規(guī)則是控制電流的能力。電路產(chǎn)生的電量不得超過(guò)其容量。否則，電池和電線(xiàn)會(huì)發(fā)熱并耗盡電能。

二、工藝

設(shè)計(jì)電路有幾個(gè)組成部分。其中包括晶體管、電阻器、電容器和導(dǎo)線(xiàn)。然后，這些構(gòu)件被連接起來(lái)，形成更復(fù)雜的電路。最后，它們被組合起來(lái)，形成更復(fù)雜的設(shè)備，如邏輯門(mén)、精密放大器、加法器和乘法器。每個(gè)連續(xù)的構(gòu)件都會(huì)增加復(fù)雜性。

電路元件組裝在硅基板上，以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)功能。這就是所謂的 "物理設(shè)計(jì) "過(guò)程。首先，我們?cè)诠杌迳弦詭缀涡螤顚?shí)現(xiàn)基本電路元件。這些元件必須符合所要求的規(guī)格。因此，在設(shè)計(jì)電路時(shí)，考慮制造工藝至關(guān)重要。

在設(shè)計(jì)電路時(shí)，必須遵循系統(tǒng)布局，以便于查看。對(duì)于簡(jiǎn)單的電路，我們可以手工繪制，但更復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)則需要使用 ECAD 軟件。在很多情況下，客戶(hù)會(huì)在工作描述中指定使用 ECAD 軟件。專(zhuān)業(yè)的 ECAD 工具將具備創(chuàng)建原理圖、PCB 布局設(shè)計(jì)、圖樣、物料清單和 Gerber 文件的必要功能。

開(kāi)關(guān)可中斷電流并激活電路中的不同功能。它們是控制電路工作的二進(jìn)制設(shè)備--要么接通，要么斷開(kāi)。開(kāi)關(guān)是一種機(jī)械設(shè)備，其兩個(gè)端子與金屬觸點(diǎn)相連。

電子電路設(shè)計(jì)過(guò)程包括兩個(gè)主要階段：分析和綜合。這一過(guò)程要求設(shè)計(jì)者準(zhǔn)確預(yù)測(cè)電路中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓和電流。理想情況下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)能預(yù)測(cè)電路在每個(gè)節(jié)點(diǎn)的輸出，包括電源。雖然可以進(jìn)行手工分析，但計(jì)算機(jī)輔助電路分析是創(chuàng)建電子電路的一種更有效的方法，可以節(jié)省時(shí)間和金錢(qián)。

三、電子電路開(kāi)發(fā)策略

在開(kāi)發(fā)電子電路時(shí)，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期中有幾個(gè)關(guān)鍵因素需要考慮。其中最重要的一點(diǎn)是生產(chǎn)流程的完整性。向機(jī)械和采購(gòu)團(tuán)隊(duì)傳達(dá)對(duì)原理圖所做的任何修改是至關(guān)重要的。由于電子電路至關(guān)重要，工程師需要使用易于使用并能記錄每次更改的軟件。

電路必須緊湊，元件之間必須有可靠的互連。隨著設(shè)備越來(lái)越小，重疊的電線(xiàn)會(huì)造成干擾，從而導(dǎo)致設(shè)備故障。

基本電路由電流源、導(dǎo)體和負(fù)載組成。電流源和負(fù)載連接到電源。電路的主要目的是讓電流流動(dòng)。電壓源是一個(gè)兩端設(shè)備，提供電流流經(jīng)電路所需的電位差。另一個(gè)基本要素是負(fù)載或耗電設(shè)備。最簡(jiǎn)單的負(fù)載是燈泡，但更復(fù)雜的電路可能包含許多不同的負(fù)載。

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