第1章电子产品设计概述

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1、第第1章章 电子产品电子产品设计概述设计概述任务一任务一 函数信号发生器的电路设计函数信号发生器的电路设计任务目标任务目标 任务要求任务要求相关知识相关知识任务实施任务实施 任务目标任务目标（1）能够根据电子产品设计的流程，完成函数信号发生器）能够根据电子产品设计的流程，完成函数信号发生器方框图的设计、各个功能单元的设计以及整个电路原理图方框图的设计、各个功能单元的设计以及整个电路原理图的设计，并能进行基本的分析和计算以达到设计指标的要的设计，并能进行基本的分析和计算以达到设计指标的要求。求。（2）能够综合考虑选取电子元器件。）能够综合考虑选取电子元器件。 任务要求任务要求设计函数信号发生器，

2、其技术指标如下：设计函数信号发生器，其技术指标如下：（1）正弦波信号源）正弦波信号源输出频率范围：输出频率范围：200Hz50kHz，分两波段连续可调，分两波段连续可调输出电压范围：输出电压范围：010Vp-p（2）方波信号源）方波信号源输出频率范围：输出频率范围：200Hz50kHz，分两波段连续可调，分两波段连续可调输出电压范围：输出电压范围： 010Vp-p（3）三角波信号源）三角波信号源输出频率范围：输出频率范围：250Hz33kHz，分两波段连续可调，分两波段连续可调输出电压范围：输出电压范围： 010Vp-p 1.1 电子产品设计的概念与特点电子产品设计的概念与特点 1.1.1电子

3、产品设计概述电子产品设计概述 电子产品的设计就是根据课题的要求，以科学理论为依电子产品的设计就是根据课题的要求，以科学理论为依据，知识技能为基础，创新构思，将研究方案予以实现的过据，知识技能为基础，创新构思，将研究方案予以实现的过程。程。 进行电子产品设计，要掌握电子专业知识、要了解市场变进行电子产品设计，要掌握电子专业知识、要了解市场变化，懂得产品造型艺术，对视觉、触觉、安全、使用标准等化，懂得产品造型艺术，对视觉、触觉、安全、使用标准等各方面有详细的了解。各方面有详细的了解。1.1.2电子产品设计的特点电子产品设计的特点 （1）明确目标）明确目标 （2）多种备选方案）多种备选方案（3）制约

4、因素）制约因素1.1.3 电子产品设计的程序电子产品设计的程序 电子产品的设计程序包括方案论证、初步设计、技术设计、电子产品的设计程序包括方案论证、初步设计、技术设计、试制与实验、设计定型五个阶段。试制与实验、设计定型五个阶段。1方案论证方案论证 它是设计的依据和基础。它是设计的依据和基础。2初步设计初步设计 其主要目的是确定设计对象的主要参数，并保证有足够的精其主要目的是确定设计对象的主要参数，并保证有足够的精确度，以便做出完善的设计。确度，以便做出完善的设计。 3技术设计技术设计依据总体方案确定的参数、尺寸，精确地对每一部件、零件依据总体方案确定的参数、尺寸，精确地对每一部件、零件进行设计

5、，确定它们的结构、形状、尺寸、材料、强度、进行设计，确定它们的结构、形状、尺寸、材料、强度、质量等参数。质量等参数。 4试制与实验试制与实验 5设计定型设计定型 1.2 电子产品设计的要求与方法电子产品设计的要求与方法 1.2.1电子产品设计的要求电子产品设计的要求 电子产品在时，应按照安全、可靠、耐用、经济、美观、好电子产品在时，应按照安全、可靠、耐用、经济、美观、好造、易修的要求进行。造、易修的要求进行。1可靠性可靠性 2安全性安全性 3实用性实用性 实用性好是指性能良好，操作、使用与维护方便。在设计时实用性好是指性能良好，操作、使用与维护方便。在设计时应应“形式服从功能形式服从功能”，遵

6、循实用、合理、为消费者着想的原，遵循实用、合理、为消费者着想的原则则。 4工艺性工艺性5标准化标准化在产品设计中，要贯彻执行标准化、通用化、系统化的设计在产品设计中，要贯彻执行标准化、通用化、系统化的设计原则，积极采用国际先进技术标准。原则，积极采用国际先进技术标准。 6延续性延续性 在产品设计中，要尽可能采用原有产品中先进合理的部分及在产品设计中，要尽可能采用原有产品中先进合理的部分及已掌握的生产技术和生产经验。已掌握的生产技术和生产经验。1.2.2电子产品设计的方法电子产品设计的方法 1系统论设计法系统论设计法 系统论设计法系统论设计法是以整体分析及系统观点来解决各种领域中具是以整体分析及

7、系统观点来解决各种领域中具体问题的科学方法。在设计时，综合考虑设计对象及与之相体问题的科学方法。在设计时，综合考虑设计对象及与之相关的各个方面的功能分配与协调。关的各个方面的功能分配与协调。 特点特点 ：整体性、目的性、有序性、反馈性和动态性：整体性、目的性、有序性、反馈性和动态性 步骤步骤 ：系统分析、系统设计、系统实施：系统分析、系统设计、系统实施2优化设计法优化设计法 优化设计优化设计是指在各种设计限制条件下，优选设计参数，实现是指在各种设计限制条件下，优选设计参数，实现产品设计优化。产品设计优化。 步骤：步骤：首先要建立优化设计的数学模型，选择适当的优化方首先要建立优化设计的数学模型，

8、选择适当的优化方法；其次要编写优化程序；然后输入必要的数据和设计参数法；其次要编写优化程序；然后输入必要的数据和设计参数初始值，通过计算机求解并输出优化结果。初始值，通过计算机求解并输出优化结果。 3计算机辅助设计法（计算机辅助设计法（CAD） CAD指以计算机软、硬件为依托，以数字化、信息化为特指以计算机软、硬件为依托，以数字化、信息化为特征，计算机参与产品设计的一种现代化的设计方式和手段。征，计算机参与产品设计的一种现代化的设计方式和手段。4模块化设计法模块化设计法模块化设计模块化设计是在产品设计时将产品按功能作用的不同分解为是在产品设计时将产品按功能作用的不同分解为几个不同的模块，模块之

9、间保存相对的独立性，然后将模块几个不同的模块，模块之间保存相对的独立性，然后将模块互相连接起来构成完整的系统。互相连接起来构成完整的系统。 1.3 电路设计的基本内容与方法电路设计的基本内容与方法 1.3.1 电路设计的基本内容电路设计的基本内容电路设计的基本内容主要包括以下几个方面：电路设计的基本内容主要包括以下几个方面： 拟定电路设计的技术条件（任务书）。拟定电路设计的技术条件（任务书）。 选择电源的种类。选择电源的种类。 确定负荷容量（功耗）。确定负荷容量（功耗）。 设计电路原理图、接线图、安装图、装配图。设计电路原理图、接线图、安装图、装配图。 选择电子、电器元件，制定电子元器件明细表

10、。选择电子、电器元件，制定电子元器件明细表。 画出执行元件、控制部件及检测元件总布局图。画出执行元件、控制部件及检测元件总布局图。 设计机壳、面板、印制电路板、接线板以及非标准电器和设计机壳、面板、印制电路板、接线板以及非标准电器和专用安装零件。专用安装零件。 编写设计计算说明书和使用说明书。编写设计计算说明书和使用说明书。 1.3.2 电路设计的基本方法电路设计的基本方法1借鉴设计法借鉴设计法设计者在接到设计任务或确定设计目标后，应结合产品，进设计者在接到设计任务或确定设计目标后，应结合产品，进行调查研究，选取可以借用或借鉴的实用电路。行调查研究，选取可以借用或借鉴的实用电路。2近似设计法近

11、似设计法 在电路设计过程中，由于元件受多方因素的影响，往往采取在电路设计过程中，由于元件受多方因素的影响，往往采取“定性分析、定量估算、实验调整定性分析、定量估算、实验调整”的方法，所以在设计初的方法，所以在设计初期，只需进行粗略计算，帮助近似确定电路参数的取值范期，只需进行粗略计算，帮助近似确定电路参数的取值范围，参数的具体确定借助于实验调整和计算机仿真来完成。围，参数的具体确定借助于实验调整和计算机仿真来完成。 3功能分解、组合设计法功能分解、组合设计法在电路设计中，经常将电子线路按功能划分为多个子模块，在电路设计中，经常将电子线路按功能划分为多个子模块，各模块参照各种具体电路进行设计，然