第3章电路原理图设计基础.
第3章-1开关电源拓扑及控制模式
DT
和
Vd VO V t on O t off L L toff (1 D ) T
பைடு நூலகம்
，可得
VO D Vd
因此，Buck电路输出电压平均值与占空比D 成正比，D从0变到1，输出电压从0变化,且 输出电压最大值不超过输入电压。
第3章开关电源拓扑及控制模式 • 电容两端的电压变化量实际上就是输出电压的纹波 电压。假设负载电流io的脉动量很小而可以忽略， 则 iC i L iO ，即电感的峰峰脉动电流 I L 即为电容C 充放电电流 iC i L。电容充电电荷量即电流曲线与 横轴所围的面积：
node 10
第3章开关电源拓扑及控制模式
开关管 电压 电感 电流 输入 电流 二极管 电流 电容 电流 负载 电压
第3章开关电源拓扑及控制模式
Buck变换器的元器件参数选择
Lf
RLd + Uo _
Q Ui
D
Cf
已知条件： 输入电压Ui(变化范围) 输出电压Uo 输出电流Io 输出电压稳定精度 输出电压纹波
Vd VO V ton O t 'off L L
O
Vd
on
ton t off
'
on
ton
T
t off
'
D D'
T
•
' D D 1 电感电流连续时，
，电感电流断续
时，D D ' 1 。 变换器输出电流等于电感电流平均值：
2 Vd 1 1 1 D ' I L Q iL ton t off 1 Vd 2 fL VO T T 2
第3章 基本电气图
7
图3.2
概略图中项目代号标注示例
项目代号应标注在符号附近， 当电路水平布置时，项目代号宜注在符号的上方； 当电路垂直布置时，项目代号宜注在符号的左方。 在任何情况下，项目代号都应水平排列。
8
3.1 功能性简图
3.1.1 概略图
（4）概略图绘制应遵循的基本原则和方法
⑦概略图上可根据需要加注各种形式的注释和说明。如 在连线上可标注信号名称、电平、频率、波形、去向等。 也允许将上述内容集中表示在图的其他空白处。概略图 中设备的技术数据宜标注在图形符号的项目代号下方。 ⑧概略图宜采用功能布局法布图，必要时也可按位置布 局法布图。布局应清晰并利于识别过程和信息的流向。 ⑨概略图中的连线的线型，可采用不同粗细的线型。 ⑩概略图中的远景部分宜用虚线表示，对原有部分与本 期工程部分应有明显的区分。 9
3.1.2 电路图
（4）电路图的内容 ①表示电路元件或功能部件的图形符号； ②表示符号之间的连接关系； ③表示项目代号； ④表示端子标记和特定导线标记； ⑤表示用于逻辑信号的电平约定； ⑥表示为追踪路径或电路的信息(信号代号和位置检 索标记等)； ⑦表示为理解功能部件的辅助信息。
5
（a）
（b）
图3.1 概略图框图内的注释
（c）
（a）采用符号 （b）采用文字 （c）同时采用符号和文字
6
3.1 功能性简图
3.1.1 概略图
（4）概略图绘制应遵循的基本原则和方法 ④概略图中的连线或导线的连接点可用小圆点表示， 也可不用小圆点表示。但同一工程中宜采用其中一种 表示形式。 ⑤图形符号的比例应按模数M确定。符号的基本形状以 及应用时相关的比例应保持一致。 ⑥概略图中表示系统或分系统基本组成的符号和带注 释的框均应标注项目代号，如图3.2所示。
电路设计第3章 层次原理图设计
第ห้องสมุดไป่ตู้章 层次原理图设计
3.1 有关层次原理图的概念
图纸符号：它代表了本图下一层的子图，每个图纸符号都与特定的 子图相对应，它相当于封装了子图中的所有电路，从而将一张原理图 简化为一个符号。 图纸入口：图纸符号的输入/输出端口。它是图纸符号所代表的下层 子图与其它电路连接的端口，其意义相当于标准元器件的引脚。 输入/输出端口：信号输入/输出的端口。它与“图纸入口”的区别 在于：“图纸入口”是指原理图中某个子图的输入/输出端口，而 “输入/输出端口”指的是当前原理图的输入/输出端口，他们处于不 同的级别。子图的输入/输出端口必须与代表它的图纸符号中的端口 相一致。 顶层原理图：由若干个图纸符号表示的电路图。 子图：图纸符号所对应的功能模块的电路图。
3.3.2. 从底层原理图切换到顶层原理图
具体操作步骤如下： (1) 在底层原理图的编辑界面中执行菜单命令“工具/改变设计层次”，或单击“原理图 标准”工具栏上的 按钮，启动改变设计层次命令。 (2) 移动光标到底层原理图中的任意一个I/O端口上单击鼠标左键，系统会自动切换到对 应的顶层原理图上。
第3章 层次原理图设计
第3章 层次原理图设计
3.2 层次原理图的设计
3.2.1 自顶向下设计层次原理图 3.2.2 自底向上设计层次原理图
第3章 层次原理图设计
3.3 层次原理图间的切换
3.3.1 从顶层原理图切换到底层原理图
具体操作步骤如下： (1) 在顶层原理图的编辑界面中执行菜单命令“工具/改变设计层次”，或单击“原理图 标准”工具栏上的 按钮，启动改变设计层次命令。 (2) 移动光标到绘图区中需要进行切换的图纸符号上单击鼠标左键，即可自动切换到对 应的底层电路图中。
第3章 层次电路原理图
R1 C2
U1 U2 R4 R5 OU T
R3
C1 VD 1 R2 VD 2
R6
图2-41 信号发生器
将子图符号移至合适的位置后，单击鼠标左键定义方块的起 点，移动鼠标，改变其大小，大小合适后，再次单击鼠标左键， 放下子图符号。 同样方法放置第二个子图符号，其File Name设置为SJB.sch， Name设置为“三角波”，放置完毕后的子图如图2-37所示。
6/26/2012 10:18 AM Saபைடு நூலகம்jiang University Xiaoyang Sun
Style为端口方向设置；Side设置 I/O端口在子图的左边（Left）或右 边（Right）；Position代表子图符 号I/O端口的上下位置，以左上角为 原点，每向下一格增加1。 3.设置图纸信息 主图和子图绘制完毕，必须添 加图纸信息。执行Design→Options， 屏幕出现图2-3所示的文档参数设置 对话框，选中Organization选项卡， 设置图纸信息，特别是Sheet栏中的No.（设置原理图的编号） 和Total（设置电路图总数）必须设置好。
6/26/2012 10:18 AM Sanjiang University Xiaoyang Sun
⑶执行Place→Add Sheet Entry，将光标移至图2-37中左 边的子图符号内部，放置子图符号的输出端口。 双击I/O端口，设置端口属性，具体为：Name：Uo1；I/O Type：Output；Side：Right；Style：Right。 同样方法放置其它端口符号。 ⑷执行菜单Place→Wire，绘制主图中所需的导线，完成主 图连接。绘制完成的主图如图2-37所示。 ⑸执行File→Save Copy As，Name设置为Function.prj， Format设置为*.prj，代表该文件是主图项目文件，保存主图。 ⑹执行Design→Create Sheet From Symbol，将光标移到 FB.sch子图符号上，单击鼠标左键，屏幕弹出是否颠倒I/O端口 的电气特性的对话框，选择“否”，系统自动生成一个新电路图， 并产生了一个I/O端口Uo1。在此电路图中完成子图1的电路绘制， 并绘制方波波形，如图2-42所示。 同样的方法完成子图2的绘制，如图2-43所示。
电子系统设计自动化EDA第3章 Altium Designer原理图设计实例
3.2.5 放置导线
（4）将光标移到要连接的元件引脚上单击，这两 个引脚的电气点就用导线连接起来了
（5）系统默认放置导线时，用鼠标单击的两个电 气点为导线的起点和终点，即第一个电气点为导线 的起点，第二个电气点为终点
1. 原理图上元件参数的直接标识
双击所要 编辑的元 件即可弹 出元件属 性对话框
3.3.3 元件参数的直接标识和编辑
元件属性对话框上“Properties”栏中 “Comment”项的“Visible” “Parameters for...”栏中“Value”
3.3.3 元件参数的直接标识和编辑
第3章 原理图设计实例
本章通过实例，学习Altium Designer电 路原理图的绘制方法。
第3章 原理图设计实例
3.1 原理图设计流程 3.2 原理图的设计 3.3 原理图的编辑与调整 3.4 原理图的检查 3.5 原理图的报表 3.6 原理图的打印输出
3.1 原理图设计流程
3.2 原理图的设计
（2）把元件移动到合适的位置放开左键，元件就 被移动到该位置
3.2.5 放置导线
（1）执行菜单命令【Place】/【Wire】或单击 布线工具栏的 按钮
（2）光标移动到元件的引脚端 （电气点）时，光标中心的“×” 号变为一个红连接 （3）单击，导线的起点就与元件 的引脚连接在一起了
本节通过一个一个接触式防盗报警电路实 例来讲解电路原理图设计的基本过程。
3.2.1 创建一个项目
（1）启动Atium Designer系统。 （2）执行菜单命令【File】/【New】/【PCB Project】，弹出项目面板 （3）执行菜单命令【File】/ 【Save Project】， 在弹出的保存文件的对话框中输入文件名
电路基础第三章知识点总结
电路基础第三章知识点总结第三章节的内容主要涉及电路的分析和维持，包括各种电路的分析方法、戴维南定理、诺尔顿定理、极限定理、最大功率传输定理以及电路维持的相关知识。
通过本章的学习，我们可以更好地理解电路的工作原理和分析方法，为我们今后的学习和工作打下扎实的基础。
本篇总结将主要围绕本章的知识点展开，总结出电路的分析方法和维持知识点，让读者对电路有更全面的了解。
一、电路分析方法1.节点分析法节点分析法是一种电路分析方法，通过寻找电路中的节点，应用基尔霍夫电流定律（KCL）进行节点电压的分析。
通过节点电压的计算，可以找到各个支路中的电流，从而进一步分析电路的特性。
节点分析法的手续步骤为：（1）选取一个节点作为参考点，为了简化计算，一般选为电压源的负极或接地点；（2）对不确定电压的节点进行标记；（3）应用基尔霍夫电流定律，列出各节点处的电流之和为零；（4）利用基尔霍夫电流定律和欧姆定律，列出各节点处的电压。
2.支路分析法支路分析法是一种电路分析方法，通过寻找电路中的支路，应用基尔霍夫电压定律（KVL）进行支路电流和电压的分析。
通过支路电流和电压的计算，可以找到各个支路中的电流和电压，从而进一步分析电路的特性。
支路分析法的手续步骤为：（1）选择一个支路作为参考方向，可以沿着电流的方向或者反方向；（2）按照已选的方向，利用基尔霍夫电压定律，列出各支路的电流和电压；（3）应用欧姆定律，列出支路中的电流和电压。
3.戴维南定理戴维南定理是电路理论中的一项重要理论，它指出了任意线性电路可以用一个恒电压源和一个串联电流源的组合来替代。
通过戴维南定理，可以将一个复杂的电路简化为一个等效的电压源和串联电流源的组合，从而方便进一步的分析和计算。
4.诺尔顿定理诺尔顿定理是电路理论中的另一项重要理论，它指出了任意线性电路可以用一个恒电流源和一个并联电阻的组合来替代。
通过诺尔顿定理，可以将一个复杂的电路简化为一个等效的电流源和并联电阻的组合，从而方便进一步的分析和计算。
电子技术 数字电路 第3章 组合逻辑电路
是F，多数赞成时是“1”， 否则是“0”。
0111 1000 1011
2. 根据题意列出真值表。
1101 1111
（3-13）
真值表
ABCF 0000 0010 0100 0111 1000 1011 1101 1111
3. 画出卡诺图，并用卡 诺图化简：
BC A 00
00
BC 01 11 10
010
3.4.1 编码器
所谓编码就是赋予选定的一系列二进制代码以 固定的含义。
一、二进制编码器
二进制编码器的作用：将一系列信号状态编制成 二进制代码。
n个二进制代码（n位二进制数）有2n种 不同的组合，可以表示2n个信号。
（3-17）
例：用与非门组成三位二进制编码器。 ---八线-三线编码器 设八个输入端为I1I8，八种状态，
全加器SN74LS183的管脚图
14 Ucc 2an 2bn2cn-1 2cn
2sn
SN74LS183
1 1an 1bn 1cn-11cn 1sn GND
（3-39）
例：用一片SN74LS183构成两位串行进位全加器。
D2
C
D1
串行进位
sn
cn
全加器
an bn cn-1
sn
cn
全加器
an bn cn-1
1 0 1 1 1 AB
AC
F AB BC CA
（3-14）
4. 根据逻辑表达式画出逻辑图。 (1) 若用与或门实现
F AB BC CA
A
&
B
C
&
1 F
&
（3-15）
(2) 若用与非门实现
第3章 电路原理图元件的设计
为】列表框中选择Themselves。在【粘贴阵列】区域，选中【使能粘贴阵列】复选框
，各项参数设置如图1所示。
5.单击
按钮，关闭【智能粘贴】对话框。此时光标变为十字型，并带有一个
矩形框，框内有粘贴阵列的虚影，随着光标而移动。
6.选择适当位置，单击鼠标，完成放置，如图2所示。
图1
图2
16
件标识已完成，如图所示。
3.2.3快速自动标号与恢复
执行菜单命令【工具】|【标注】|【静态标注原理图】，系统会按照【标注】对话 框中的最近一次设置，对当前的原理图进行快速的自动标号。
单击
按钮后，即完成自动标识。执行菜单命令【工具】|【标注】|【重置原
理图位号】，则将当前原理图中所有元件的标识复位到标识前的初始状态。
出现
按钮。
8
5.单击
按钮，系统弹出【工程变更指令】窗口，显示出标识的变化情况。
6.单击
按钮，检测修改是否正确，【检测】列中显示√标记，表示正确。单击
按钮
9
6.单击
按钮，则生成自动标识元件报告，同时弹出【报告预览】对话框，用户可
以打印或保存自动标识元件报告。
7.单击
按钮，依次关闭【工程变更指令】窗口和【标注】对话框，此时原理图中的元
例：使用智能粘贴完成对象类型转换 将图所示的一组端口替换为信号线束。
1.首先使端口处于选中状态。
2.单击【原理图标准】工具栏上的拷贝图标
，
或单击鼠标右键，执行快捷菜单中的【复制】命令，将
其复制到剪贴板上。
3.在其中的任意一个端口上按下鼠标并拖动，将这组端
口拖离当前位置。
4.执行【编辑】|【智能粘贴】命令，则系统弹出【智
11
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第3章电路原理图设计基础在本章中,您将了解到利用Protel 99 SE 进行印刷电路板的设计要经过怎样的步骤;绘制一张完整、正确、漂亮的电路原理图需要经过怎样的步骤;怎样设置图纸的尺寸和原理图编辑器的工作环境等内容。
3.1 电路原理图的设计步骤根据电路原理图自动转换成印刷电路板图是Protel 99 SE的重要功能之一,因此首先介绍印刷电路板设计的一般步骤。
3.1.1 印刷电路板设计的一般步骤利用Protel 99 SE 进行印刷电路板的设计,整个过程需要三个步骤。
电路原理图设计(Sch:利用Protel 99 SE的原理图设计系统,绘制完整的、正确的电路原理图。
产生网络表:网络表是表示电路原理图或印刷电路板中元件连接关系的文本文件。
是连接电路原理图与印刷电路板图的桥梁。
印刷电路板设计(PCB:根据电路原理图,利用Protel 99 SE提供的强大的PCB设计功能,进行印刷电路板的设计。
3.1.2 电路原理图设计的一般步骤电路原理图设计是整个电路设计的基础,它决定了后面工作的进展。
电路原理图的设计过程一般可以按图3.1所示的设计流程进行。
图3.1 电路原理图设计流程其中,开始:即启动Protel 99 SE原理图编辑器。
设置图纸大小:包括设置图纸尺寸,网格和光标的设置等。
加载元件库:在Protel 99 SE中,原理图中的元器件符号均存放在不同的原理图元件库中,在绘制电路原理图之前,必须将所需的原理图元件库装入原理图编辑器。
放置元器件:即将所需的元件符号从元件库中调入到原理图中。
调整元器件布局位置:调整各元器件的位置。
进行布线及调整:将各元器件用具有电气性能的导线连接起来,并进一步调整元器件的位置、元器件标注的位置及连线等。
最后存盘打印。
3.2 图纸设置图纸设置是绘制电路图的第一步,必须根据实际电路的大小来选择合适的图纸。
1.新建或打开一个原理图文件(1新建原理图文件(以将文件建在Documents文件夹下为例第一种方法:①在右边视图窗口打开Documents文件夹。
②在窗口的空白处单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择New(如图3.2所示③系统弹出New Document对话框,在对话框中选择Schematic Document图标(如图3.3所示,而后单击Ok按钮。
④则系统建立了一个原理图文件,默认的文件名是Sheet1.Sch。
其中.Sch是原理图文件的扩展名,Sheet1是系统默认的主文件名。
图 3.2 新建文件的步骤第二种方法:①执行菜单命令File|New。
②系统弹出图3.3 New Document对话框,以下步骤同第一种方法。
图3.3 New Document对话框(2打开原理图文件在左边导航树中单击原理图文件图标如 Sheet1.Sch的图标,或在右边视图窗口双击Sheet1.Sch文件图标。
则打开原理图文件,进入原理图编辑器,如图3.4所示。
图3.4 原理图编辑器界面从图3.4中可以看出,原理图编辑器有两个窗口,左边的窗口称为管理窗口,右边的窗口称为编辑窗口。
它们的使用将在后续章节中陆续介绍。
2.进入图纸设置对话框(Document Options对话框打开图纸设置对话框的操作步骤是:①执行菜单命令Design|Options,或在图纸区域内单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择Document Options。
②系统弹出Document Options对话框,如图3.5所示,选择Sheet Options(图纸设置选项卡。
图3.5 Document Options对话框3.图纸设置选项卡(Sheet Options选项卡图纸的单位是mil,1 mil = 1 / 1000 英寸 = 0.0254mm。
选项卡中的内容说明如下:z Standard Style区域:设置图纸尺寸。
用鼠标左键单击Standard旁边的下拉按钮,可从中选择图纸的大小。
Protel 99 SE Schematic提供了多种英制或公制图纸尺寸。
见表3.1。
表3.1 Protel 99 SE 提供的标准图纸尺寸尺寸宽度×高度(in 宽度×高度(mmA 11.00×8.50 279.42×215.90B 17.00×11.00 431.80×279.40C 22.00×17.00 558.80×431.80D 34.00×22.00 863.60×558.80E 44.00×34.00 1078.00×863.60A4 11.69×8.27 297×210A3 16.54×11.69 420×297A2 23.39×16.54 594×420A1 33.07×23.39 840×594A0 46.80×33.07 1188×840ORCAD A 9.90×7.90 251.15×200.66 ORCAD B 15.40×9.90 391.16×251.15 ORCAD C 20.60×15.60 523.24×396.24 ORCAD D 32.60×20.60 828.04×523.24 ORCAD E 42.80×32.80 1087.12×833.12 Letter 11.00×8.50 279.4×215.9Legal 14.00×8.50 355.6×215.9Tabloid 17.00×11.00 431.8×279.4z Custom Style区域:自定义图纸尺寸。
要自定义图纸尺寸,首先要选中Use Custom复选框,以激活自定义图纸功能。
如图3.6所示。
区域中的内容说明如下:Width:设置图纸宽度。
CustomHeight:设置图纸高度。
CustomX Ref Region:设置X轴框参考坐标刻度。
Y Ref Region:设置Y轴框参考坐标刻度。
Width:设置图纸边框宽度。
Margin图3.6 自定义图纸设置z Options区域:图纸显示参数的设置。
在这个区域中,用户可以对图纸方向、标题栏、图纸边框等进行设置。
如图3.7所示。
图3.7 Options选项区域Orientation:设置图纸方向,有两个选项。
Landscape:水平放置;Portrait:垂直放置。
图3.8设置图纸方向图3.9设置图纸标题栏 Title Block:设置图纸标题栏,有两个选项。
Standard:标准型模式,如图3.10所示。
ANSI:美国国家标准协会模式,如图3.11所示。
选中图3.9中Title Block前的复选框,则显示标题栏,否则不显示。
图3.10 Standard标题栏图3.11 ANSI 标题栏Show Reference Zone:显示图纸参考边框,选中则显示。
Show Border:显示图纸边框,选中则显示。
Border:图纸边框颜色。
Sheet:图纸底色设置。
z Grids区域:图纸栅格设置。
Snap On:锁定栅格,即光标位移的步长。
选中此项表示光标移动时以Snap On右边的设置值为单位。
Visible:可视栅格,屏幕上实际显示的栅格距离。
选中此项表示栅格可见,栅格的尺寸为Visible右边的设置值。
锁定栅格和可视栅格是相互独立的。
图3.12所示为系统默认值,一般可以将Snap On设置为5,Visible仍为10,这样设置的效果是光标一次移动半个栅格,在以后绘制电路原理图的过程中,你会发现这样设置的方便之处。
Electrical Grid:电气节点。
若选中此项,系统在连接导线时,以光标位置为园心,以Grid栏中的设置值为半径,自动向四周搜索电气节点,当找到最接近的节点时,就会将光标自动移到此节点上,并在该节点上显示一个圆点。
此项一般选中。
(a图纸栅格设置 (b电气栅格设置图3.12栅格设置4.文件信息选项卡(Organization选项卡Organization选项卡主要用来设置电路原理图的文件信息,为设计的电路建立档案。
如图3.13所示。
选项卡中的内容说明如下:z Organization区域:公司或单位的名称。
z Address区域:公司或单位的地址。
z Sheet区域:电路图编号。
其中包括No.:本张电路图编号;Total:本设计文档中电路图的数量。
z Document区域:文件的其他信息。
其中包括Title:本张电路图的标题;No.:本张电路图编号;Revision:电路图的版本号。
用户可以将文件信息与标题栏配合使用,构成完整的电路原理图文件信息。
图3.13Organization选项卡练一练:新建一个原理图文件,设置图纸为A4竖放,标题栏为ANSI,栅格设置Snap On 设置为5,Visible设置为10。
3.3 网格和光标设置3.3.1 网格设置Protel 99 SE提供了两种不同形状的网格,线状网格(Lines和点状网格(Dot。
网格设置的操作步骤是:①执行菜单命令Tools|Preference,系统弹出Preference对话框。
②在Graphical Editing选项卡中单击Cursor/Grid Options区域中Visible选项的下拉箭头,从中选择网格的类型。
如图3.14所示。
③设置完毕单击Ok按钮。
图3.14 在Preference对话框中进行网格设置系统的默认设置是线状网格。
练一练:1.将网格设置为线状网格,单击Ok按钮后按PageUp键放大屏幕,直到看清网格。
2.再将网格设置为点状网格,观察两种网格的区别。
3.将网格还原为系统的默认设置。
3.3.2 光标设置Protel 99 SE可以设置光标在画图、连线和放置元件时的形状。
操作方法是:①执行菜单命令Tools|Preference,系统弹出Preference对话框。
②在Preference对话框中选择Graphical Editing选项卡。
③单击Cursor/Grid Options区域中Cursor选项的下拉箭头,从中选择光标形式。
如图3.15所示。
共有三项。
图3.15 光标设置Large Cursor 90:大十字光标Small Cursor 90:小十字光标Small Cursor 45:小45度十字光标3.4 设置对象的系统显示字体这里的对象指的是元件引脚号和电源符号等对象的字体,电路图中其它对象的字体可在该对象的属性对话框中设置。
设置对象的系统字体操作步骤是:①执行菜单命令Design|Options,或在图纸区域内单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择Document Options。