电子系统设计流程和主流EDA工具介绍

中心议题：

• 电子系统设计流程简介
• 主流EDA工具介绍

解决方案：

• 电子系统设计应严格遵循科学严谨的流程
• 应该利用现代化EDA工具对设计进行仿真验证
• 最后，实际实验也必不可少

要进行实际电子系统的设计，一般遵循以下流程：

• a. 首先根据电子系统的设计任务，进行总体方案选择
• b. 然后对组成系统的单元电路进行设计、参数计算、元器件的确定和实验调试
• c. 最后绘出用于指导工程的电路图。

总体方案的确定
在全面分析电子系统任务书所下达的系统功能、技术指标后，根据已掌握的知识和资料，将总体系统按功能合理地分解成若干个子系统（单元电路），并画出各个单元电路框图相互连接而形成的系统原理框图。电子系统总体方案的选择，将直接决定电子系统设计的质量。因此，在进行总体方案设计时，要多思考、多分析、多比较。要从性能的稳定性、工作的可靠性、电路结构、成本、功耗、调试维修等方面，选出最佳方案。

单元电路设计
在进行单元电路设计时，必须明确对各单元电路的具体要求，详细拟定出单元电路的性能指标，认真考虑各单元之间的相互联系，注意前后级单元之间信号的传递方式和匹配，尽量少用或不用电平转换之类的接口电路，并应使各单元电路的供电电源尽可能地统一，以便使整个电子系统简单可靠。另外，应尽量选择现有的、成熟的电路来实现单元电路的功能。如果找不到完全满足要求的现成电路，则在与设计要求比较接近的电路基础上适当改进，或自己进行创造性设计。为使电子系统的体积小、可靠性高，单元电路尽可能使用集成电路组成。

参数计算
在进行电子系统设计时，应根据电路的性能指标要求决定电路元器件的参数。例如根据电压放大倍数的大小，可决定反馈电阻的取值；根据振荡器要求的振荡频率，利用公式可算出决定振荡频率的电阻和电容值等。但一般满足电路性能指标要求的理论参数值不是唯一的，设计者应根据元器件的性能、价格、体积、通用型和货源等方面灵活选择。计算电路参数时应注意以下几点。

• a.在计算元器件工作电流、电压和功率等参数时，应考虑工作条件最不利的情况，并留有适当的余量。
• b.对于元器件的极限参数必须理由足够的余量，一般取1.5~2倍的额定值。
• c.对于电阻、电容参数的取值，应选计算值附近的标称值。电阻值一般在1MΩ内选择；非电解电容一般在100pF~0.47F之间选择；电解电容一般在1μF~2000μF之间选用。
• d.在保证电路达到性能指标要求的前提下，尽量减少元器件的品种、价格及体积等。

元器件选择
在确定元器件时，应全面考虑电路处理信号的处理范围、环境温度、空间大小、成本高低等诸多因素。

• a.优先选择集成电路。由于集成电路体积小、功能强，可使电子电路可靠性增强，安装调试方便，并可大大简化电子电路的设计。随着模拟集成技术的不断发展，使用于各种场合下的集成运算放大器不断涌现，只要外加极少量的元器件，利用运算放大器就可构成性能良好的放大器。同样，目前在进行直流稳压电源设计时，已经很少采用分立元器件进行设计了。取而代之的时性能更稳定、工作更可靠、成本更低廉的集成稳压器。
• b.正确选择电阻器和电容器。这是两种最常见的元器件，种类很多，性能相差很大，应用的场合也不同。因此，对于设计者来说，应熟悉各种电阻器和电容器的主要性能指标和特点，以便根据电路要求，对元件做出正确选择。
• c.选择分立半导体元件。首先要熟悉这些元件的性能，掌握它们的应用范围；再根据电路的功能要求和元器件再电路中的工作条件，如通过的最大电流、最大反向工作电压、最高工作频率、最大消耗的功率等，确定元器件的型号。

计算机模拟仿真
随着计算机技术的飞速发展，电子系统的设计方法发生的很大变化。目前，EDA（电子设计自动化）技术已成为现代电子系统设计的必要条件。在计算机平台上，利用EDA软件，可对各种电子电路进行调试、测量、修改，这样可大大提高电子设计的效率和精确度，同时节约的设计费用。

实验
电子设计要考虑的因素和问题相当多，由于电路在计算机上进行模拟时所采用的元器件参数和模型与实际器件有差别，所以对经计算机仿真过的电路，还要进行实际实验。通过实验才可以发现问题、解决问题。若性能指标达不到要求，应深入进行分析出在哪些单元或元件上，再对它们重新进设计和选择，直到性能完全满足要求为止。

附：主流EDA工具介绍
1.PSPICE简介
2.EWB简介
3.ProtelSE仿真功能简介