1.3 如何设计电路
一个优秀的电路设计工程师需要养成良好的电路设计习惯,严格按照电路设计的程序和步骤进行,提高工作效率,避免做无用功。
接下来,我们开始学习设计电路的初步知识。
1.设计的前奏——功能规划
在设计电路之前,十分重要的一点就是对电路的功能进行规划。也就是对电路系统所要完成的功能进行一个详细而清晰的设计,而不去理会电路的复杂性和电路形式、电子元器件的选择等问题。
功能规划的结果就是要得到详细的设计需求。所谓设计需求就是对设计目标和内容的要求,一般包括设计目标的总体要求、设计功能的具体要求、技术指标的具体要求,以及限制条件的具体要求等。
例如,对于调光灯来说,设计目标的总体需求包括:电源,使用环境等;设计功能的具体要求包括:过流保护,亮度调节等;技术指标的具体要求包括:使用寿命、功耗等;限制条件的具体要求包括:工作电压,工作电流等。
2.电路设计第一步——从设计需求到设计规范
设计规范是指对设计的具体技术要求,是设计工作的规则。一般包括总体目标的技术描述、功能的技术描述、技术指标的技术描述,以及限制条件的技术描述等。设计规范其实就是从设计需求中提取出具体的技术指标,并加以分析,把一份直观的设计需求变成一份专门给工程师看的“设计需求”,这份“设计需求”其实也就是设计的蓝图。
3.电路设计第二步——从设计规范到设计方案
根据设计规范设计合适的实现方案,可以提出多个可行方案,设计方案中要包括实现的基本技术、系统的模块模型和实现各个部分的基本方法。
4.电路设计第三步——方案论证与分析
在这个过程中,需要我们从各个不同的角度(如个人能力、资金投入、开发时间等)对多个设计方案进行分析,最终确定一两个方案并提供实现该方案的具体技术指标。
5.电路设计第四步——模型设计与仿真
针对最终确定的方案进行模型设计与仿真,可以使用自己熟悉的仿真工具(如Matlab、Multisim等),若仿真结果正确,那么设计工作就完成,剩下的就是电路的制作;若不能得到预期结果,那么还得反复地修改设计方案和模型设计、仿真,直至得到正确结果为止。