二、电路设计简介

学生在物理课上都学过电子电路，在实际生活中也都见过电子产品，例如，最简单的手电筒，其实物及电路原理图如图0-1所示。

图0-1　手电筒实物及电路原理图

图0-1（a）为实用的产品，而图0-1（b）为抽象的电路图。两者虽然从内部原理是一致的，但却很难直接转化。请想象一下，假如只给出电路图，让你设计一个手电筒，该如何实现？灯泡用多大功率的？电池用几号的？开关怎样选择？电线怎么连接？电阻元件怎样安装？这些问题都需要认真思考并妥善解决，才能形成实用产品。所以，从电路到产品的设计过程并不是一蹴而就的，尤其当电路比较复杂、元器件数量较多时，更需要按照一定的设计规范和流程逐步完成。

下面以超声波测距仪为例，直观认知产品设计的一般过程：

①电子设计工程师应根据实际需求绘制出电路原理图。电路原理图能够直观地表示出产品的电路所需全部电子元器件及其连接关系，如图0-2所示。

图0-2　电路原理图

说明：图中的图形符号为在软件中的画法，对应的国家标准画法参见附录A，以下不再赘述。

②应根据原理图设计制板所需的印制电路板图，即PCB图，如图0-3所示。这是因为原理图虽然能够描述元器件及连接，但不能表示实际元器件大小以及电路长短。产品中的元器件和连线都是以印制电路板为基础进行布局和布线，因此，必须进行PCB设计。

③应将PCB图发给印制电路板制板厂进行制板，同时购买所需元器件，如图0-4所示。

④应对制好的印制电路板进行检测，检测无误后进行元器件安装和焊接，如图0-5所示。

⑤对焊接好的印制电路板（见图0-6）进行测试和调试。一个产品可能只有一块印制电路板，也可能由多块构成。

⑥进行整机的线缆连接和模块安装，装配好的产品如图0-7所示。

图0-3　印制电路板图

图0-4　电路板所需元器件

图0-5　印制电路板实物

图0-6　焊接好的印制电路板

最后，进行整机调测并试运行（可根据产品具体情况安排，一般老化测试为72小时连续工作）。