NU电子电路设计过程的基础知识

电路设计是指创建电子电路。它的范围从集成电路中的单个晶体管到复杂的电路。对于简单的电路设计，通常一个人就能完成整个过程。不过，并非每个项目都需要电路设计师。这篇文章为大家带来电子电路设计过程的基础知识。

一、创建电路的规则

在创建电路时，我们需要确定节点和结点。节点是允许电流在两点之间流动的连接点。结点是共享相同电动势的两个点。电路中节点的数量取决于电路的类型。

电路一般有三个基本组成部分：导电路径、非导电路径和电源。所有电气设备都需要能量源才能工作。能量源应能将电从低能量位置输送到高能量位置。

电路的第一条规则是，从正极到负极必须有一条封闭的导电路径。封闭的导电路径也称为回路。流经回路的电量与电阻值成正比，电阻值称为压降。欧姆定律可以计算一系列电阻上的电压。

设计电路的第二条规则是控制电流的能力。电路产生的电量不得超过其容量。否则，电池和电线会发热并耗尽电能。

二、工艺

设计电路有几个组成部分。其中包括晶体管、电阻器、电容器和导线。然后，这些构件被连接起来，形成更复杂的电路。最后，它们被组合起来，形成更复杂的设备，如逻辑门、精密放大器、加法器和乘法器。每个连续的构件都会增加复杂性。

电路元件组装在硅基板上，以实现目标功能。这就是所谓的 "物理设计 "过程。首先，我们在硅基板上以几何形状实现基本电路元件。这些元件必须符合所要求的规格。因此，在设计电路时，考虑制造工艺至关重要。

在设计电路时，必须遵循系统布局，以便于查看。对于简单的电路，我们可以手工绘制，但更复杂的电路设计则需要使用 ECAD 软件。在很多情况下，客户会在工作描述中指定使用 ECAD 软件。专业的 ECAD 工具将具备创建原理图、PCB 布局设计、图样、物料清单和 Gerber 文件的必要功能。

开关可中断电流并激活电路中的不同功能。它们是控制电路工作的二进制设备--要么接通，要么断开。开关是一种机械设备，其两个端子与金属触点相连。

电子电路设计过程包括两个主要阶段：分析和综合。这一过程要求设计者准确预测电路中每个节点的电压和电流。理想情况下，设计人员应能预测电路在每个节点的输出，包括电源。虽然可以进行手工分析，但计算机辅助电路分析是创建电子电路的一种更有效的方法，可以节省时间和金钱。

三、电子电路开发策略

在开发电子电路时，产品开发周期中有几个关键因素需要考虑。其中最重要的一点是生产流程的完整性。向机械和采购团队传达对原理图所做的任何修改是至关重要的。由于电子电路至关重要，工程师需要使用易于使用并能记录每次更改的软件。

电路必须紧凑，元件之间必须有可靠的互连。随着设备越来越小，重叠的电线会造成干扰，从而导致设备故障。

基本电路由电流源、导体和负载组成。电流源和负载连接到电源。电路的主要目的是让电流流动。电压源是一个两端设备，提供电流流经电路所需的电位差。另一个基本要素是负载或耗电设备。最简单的负载是灯泡，但更复杂的电路可能包含许多不同的负载。

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