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數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方法范文第1篇

關(guān)鍵詞：電子電路；單元電路；設(shè)計(jì)方法

1 前言

在我國(guó)，電子技術(shù)是隨著我國(guó)的改革開(kāi)放發(fā)展起來(lái)的，雖然起步晚，但是當(dāng)今的發(fā)展也在世界發(fā)展水平之列。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，電子技術(shù)從電路的設(shè)計(jì)和應(yīng)用的領(lǐng)域都發(fā)生了翻天覆地的改變，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，對(duì)于我國(guó)的電子電路的工程師和設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，合理的設(shè)計(jì)出一個(gè)符合要求的完整的電路圖是非常重要的。

2 電子技術(shù)和單元電路的概念

所謂的電子技術(shù)，就是在我們解決實(shí)際的電路問(wèn)題時(shí)，電路工程師根據(jù)電子學(xué)的原理，將電子的某種特性設(shè)計(jì)在一個(gè)實(shí)際的電子器件上的一門新興的技術(shù)。電子技術(shù)主要分為電子信息技術(shù)和電子電路技術(shù)兩大類。在電子信息技術(shù)中，從前只有電子模擬技術(shù)，但是最近幾年又新發(fā)展出一門數(shù)字電子技術(shù)，后者處理電路的能力更強(qiáng)，因此，成為現(xiàn)今社會(huì)電子技術(shù)的主流。在電子電路中，組成電子電路系統(tǒng)的一個(gè)主要部分就是我們要分析的單元電路。單元電路很復(fù)雜，對(duì)電子工程師要求的技術(shù)嚴(yán)格，為了將電子電路設(shè)計(jì)的水平不斷的進(jìn)行提高，我們電子工程師就要對(duì)單元電路進(jìn)行設(shè)計(jì)的研究，通過(guò)這些來(lái)增加單元電路的經(jīng)驗(yàn)。

3 單元電路的設(shè)計(jì)步驟和方法

3.1 單元電路的設(shè)計(jì)步驟

在傳統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)時(shí)，一般的步驟有三步。單元電路在設(shè)計(jì)上也一樣，都是明確設(shè)計(jì)任務(wù)、計(jì)算單元電路的參數(shù)以及畫出最后的單元電路圖。

在單元電路設(shè)計(jì)前，一定要明確設(shè)計(jì)的目的和任務(wù)。主要考慮的是設(shè)計(jì)出的單元電路的性能，在單元電路設(shè)計(jì)時(shí)，我們要將電壓、電阻、電流設(shè)計(jì)為最佳的狀態(tài)，以使設(shè)計(jì)出的單元電路的性能達(dá)到最好，當(dāng)然，在設(shè)計(jì)時(shí)，還要考慮到設(shè)計(jì)出的電路體積要小，成本要低，結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單，方便使用和維護(hù)、

在計(jì)算單元電路參數(shù)時(shí)，我們一定要運(yùn)用我們電子工程師的專業(yè)知識(shí)，將設(shè)計(jì)的參數(shù)計(jì)算準(zhǔn)確，保證設(shè)計(jì)出的單元電路功能達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。舉例說(shuō)明，當(dāng)我們?cè)谠O(shè)計(jì)單元電路中的放大器電路時(shí)，我們一定要計(jì)算準(zhǔn)確電阻值及其放大的倍率，這樣才能保證放大器電路正常的工作。在參數(shù)計(jì)算時(shí)，我們要計(jì)算不止一次，將計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行比較，在誤差范圍內(nèi)才能使用。

在單元電路設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算出來(lái)后，接下來(lái)就是畫單元電路圖。畫出完整的單元電路圖主要是讓我們能總體的了解單元電路和整機(jī)電路間的相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)換。在畫單元電路圖時(shí)，要確保所畫的電路圖簡(jiǎn)單、明了、準(zhǔn)確。盡可能的將電路圖畫在一張圖紙上，這樣方便電子工程師檢查其中的問(wèn)題和錯(cuò)誤，單元電路的主要部分要在圖紙上標(biāo)明，有必要的還要畫出主要部件的詳細(xì)電路圖。

3.2 單元電子電路的設(shè)計(jì)方法

前面詳細(xì)的講解到單元電路的設(shè)計(jì)步驟，這都是為單元電路的設(shè)計(jì)方法做準(zhǔn)備，一個(gè)單元電子電路正常運(yùn)行與否，根本還要看單元電路的設(shè)計(jì)是否合理，因此單元電子電路的設(shè)計(jì)方法尤為重要。下面主要講三種實(shí)際生產(chǎn)中常用的設(shè)計(jì)方法。

第一種就是線性的集成運(yùn)放組成的穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方法，在穩(wěn)流網(wǎng)絡(luò)，穩(wěn)壓電源中的電壓變壓器只有通過(guò)輸入電壓才能借助濾波網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入最后的穩(wěn)壓網(wǎng)絡(luò)中去，因此，在電子工程師設(shè)計(jì)電路時(shí)，要將電流的短路保護(hù)考慮在內(nèi)，防止負(fù)載的電流超過(guò)額定電流，對(duì)電路產(chǎn)生損害，一般的穩(wěn)壓電路都是串聯(lián)式，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，要將負(fù)載區(qū)的紋波系數(shù)降低，保證電路的穩(wěn)壓效果，帶動(dòng)負(fù)載一定不能選用直流電，防止出現(xiàn)短路。

第二種就是單元電路的級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)方法。在將各個(gè)分單元的電路設(shè)計(jì)好后，就要設(shè)計(jì)他們之間的級(jí)聯(lián)圖了，一些涉及的是模擬電路的聯(lián)系，一些是數(shù)字電路的聯(lián)系，更多的是兩者結(jié)合的綜合電路，這些電路總體是要提高電路的放大倍數(shù)和提高其負(fù)載能力，因此，我們設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮對(duì)電路進(jìn)行匹配設(shè)計(jì)。在耦合信號(hào)的設(shè)計(jì)中，要考慮不同耦合種類的相互影響，對(duì)電路進(jìn)行最優(yōu)設(shè)計(jì)。對(duì)于電路中的時(shí)序配合，要總體的先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析，確定電路系統(tǒng)的時(shí)序，在按照最簡(jiǎn)原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。

第三種就是對(duì)電路中的放大器的設(shè)計(jì)。放大器在電路中的作用主要是放大電路中的單元倍數(shù)，加強(qiáng)電路中某個(gè)模塊的功能。放大器要考慮的因素主要是電源的單、雙供電，電源的最優(yōu)電流，最佳輸入和輸出電壓等，在放大器設(shè)計(jì)中，一定要處理好各個(gè)參數(shù)的關(guān)系，在設(shè)計(jì)中要避免出現(xiàn)兩級(jí)以上的放大級(jí)別，減少出現(xiàn)的消振問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)在的電路中的單元電路種類很多，因此在設(shè)計(jì)方法上會(huì)有很多版本，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，集成電路逐漸成為電子市場(chǎng)的新寵，并且已經(jīng)形成集成電路的新興器件，這對(duì)電路的單元電路設(shè)計(jì)要求提出了更加嚴(yán)格的要求。這就需要我們電子工程師在電路的設(shè)計(jì)上要積極地積累設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，參考國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，將我國(guó)的電子設(shè)計(jì)推向一個(gè)新的臺(tái)階。

[參考文獻(xiàn)]

[1]徐雷.關(guān)于電子技術(shù)單元電路的級(jí)聯(lián)問(wèn)題[J].電子制作，2013，（9）：17-19.

數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方法范文第2篇

關(guān)鍵詞：數(shù)字電路 教學(xué) 課堂教學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：TN79-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2012）09-0121-02

數(shù)字電路是電子信息類專業(yè)的一門學(xué)科基礎(chǔ)課程，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，同學(xué)們能夠了解數(shù)字電子技術(shù)的基本概念、數(shù)字邏輯電路分析和設(shè)計(jì)方法，掌握常用集成電路芯片的使用，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單數(shù)字應(yīng)用電路設(shè)計(jì)，為后續(xù)有關(guān)專業(yè)課程學(xué)習(xí)和解決工程實(shí)踐中遇到的數(shù)字邏輯問(wèn)題打下良好的基礎(chǔ)，培養(yǎng)具有一定創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才。

數(shù)字電路是現(xiàn)代電子系統(tǒng)的必要組成部分，從一般的數(shù)字邏輯電路、微處理器控制電路、到復(fù)雜的信號(hào)處理系統(tǒng)，無(wú)不留下數(shù)字電路的身影，因此掌握數(shù)字電路分析、設(shè)計(jì)方法和測(cè)試方法是電子信息類專業(yè)的基本要求。

1、對(duì)數(shù)字概念的建立是該門課程的重要基礎(chǔ)。

數(shù)字電路是真正接觸數(shù)字邏輯、數(shù)字概念的第一門課，這部分概念的掌握與否，直接影響到后續(xù)課程的學(xué)習(xí)，比如：微機(jī)原理、單片機(jī)原理、數(shù)字信號(hào)處理和EDA等。

（1）邏輯量概念和邏輯運(yùn)算是數(shù)字電路的基礎(chǔ)，邏輯量是用來(lái)表示事件是否發(fā)生的物理量，在具體電路實(shí)現(xiàn)上用高低電平來(lái)表示邏輯量0和1。邏輯關(guān)系表示了事件之間的因果關(guān)系，在具體電路方面用各種門電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（2）編碼方法、二進(jìn)制概念、算術(shù)運(yùn)算是數(shù)字邏輯的具體應(yīng)用。用多位有序邏輯量排列來(lái)表示不同的符號(hào)和不同的數(shù)就形成了編碼，其中二進(jìn)制是表示數(shù)的一種常用方法，這時(shí)的0和1也變成了數(shù)，但是其運(yùn)算電路實(shí)現(xiàn)仍然是用邏輯電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

比如一位全加器就是一個(gè)典型的二進(jìn)制運(yùn)算器，其運(yùn)算規(guī)則是按照二進(jìn)制運(yùn)算進(jìn)行的，每個(gè)變量的值，代表真實(shí)的二進(jìn)制數(shù)0和1，但是其實(shí)現(xiàn)電路有時(shí)按照邏輯電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

假設(shè)一位全加器的輸入信號(hào)兩個(gè)加數(shù)分別為Ai，Bi與低位進(jìn)位Ci-1，輸出信號(hào)分別為和Si與進(jìn)位Ci，則得到真值表如下。

由上述邏輯表達(dá)式就可以得到一位二進(jìn)制全加法器，如果有多個(gè)這樣的二進(jìn)制全加器就可以實(shí)現(xiàn)多位二進(jìn)制加法器，實(shí)現(xiàn)加法運(yùn)算。

2、組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)是數(shù)字電路教學(xué)的主要內(nèi)容

組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)主要包括各種門電路和一些常用組合邏輯電路，這部分內(nèi)容是邏輯運(yùn)算關(guān)系的具體實(shí)現(xiàn)，也是一些常用小規(guī)模集成電路原理理解和應(yīng)用的具體實(shí)現(xiàn)，特別是譯碼器74LS138和數(shù)據(jù)選擇器74LS151的理解和應(yīng)用。

時(shí)序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)主要包括觸發(fā)器原理介紹、由觸發(fā)器構(gòu)成的時(shí)序電路和中小規(guī)模集成電路的應(yīng)用，這部分內(nèi)容是數(shù)字電路教學(xué)的主要內(nèi)容，特別是用時(shí)序電路來(lái)解決具體應(yīng)用問(wèn)題時(shí)，如何把具體問(wèn)題轉(zhuǎn)換成電路設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí)一大難點(diǎn)。其中兩個(gè)重要的集成電路模塊是移位寄存器74LS194和異步復(fù)位十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS161。

組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路是按照電路中有無(wú)觸發(fā)器來(lái)區(qū)分的兩種電路形式，實(shí)際時(shí)序邏輯電路中往往肯定包含組合電路，按照一定的分析和設(shè)計(jì)思路，就可以順利完成電路的分析和設(shè)計(jì)。

圖一是用譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器分別實(shí)現(xiàn)全加器的電路圖，我們?cè)谳斎攵擞脫軇?dòng)開(kāi)關(guān)來(lái)表述不同的輸入信號(hào)，在輸出端用發(fā)光二級(jí)管來(lái)表示輸出結(jié)果，這樣非常直觀，利于同學(xué)們的理解。

（b）用74LS151數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)

圖1 全加器實(shí)現(xiàn)與演示

3、積極改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容，注重應(yīng)用技能的培養(yǎng)

數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展、電子設(shè)計(jì)手段的進(jìn)步已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化，但是我們教材的主要內(nèi)容和20多年前沒(méi)有大的變化，強(qiáng)調(diào)數(shù)字技術(shù)的基礎(chǔ)性，在門電路、集成電路方面花了很多的篇章，這也是現(xiàn)在同學(xué)們學(xué)習(xí)時(shí)比較難掌握的部分，但是這一部分也是絕大部分同學(xué)今后很少用到的部分。另外一方面，現(xiàn)代設(shè)計(jì)所需要的CPLD、FPGA知識(shí)和HDL語(yǔ)言沒(méi)有介紹或介紹不夠。因此，我們?cè)诮虒W(xué)中，弱化門電路和集成電路的教學(xué)，強(qiáng)調(diào)集成電路的功能和接口條件，在介紹集成電路芯片的同時(shí)，介紹其Verilog HDL描述。這樣對(duì)照硬件和軟件進(jìn)行學(xué)習(xí)，相互印證，能夠得到比較好的效果。這種學(xué)習(xí)方法，可以適應(yīng)硬件設(shè)計(jì)的軟件化設(shè)計(jì)趨勢(shì)。

4、積極改進(jìn)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，加強(qiáng)動(dòng)手能力的培養(yǎng)

在數(shù)字電路教學(xué)中多講解各種實(shí)用電路的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)，可以提高課程教學(xué)的效果，幫助同學(xué)們理解數(shù)字電路理論教學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)同學(xué)們感官認(rèn)識(shí)和動(dòng)手能力。現(xiàn)在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)特別是多個(gè)集成電路芯片的實(shí)驗(yàn)因?yàn)榻泳€問(wèn)題，常常影響同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)效果，甚至得不到所需要的結(jié)論。另外硬件實(shí)驗(yàn)要花費(fèi)較多的時(shí)間資源和硬件資源，并且以后的工作需要更多的是軟件仿真工作，因此仿真工作是很多設(shè)計(jì)過(guò)程中不可或缺的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。因此在教學(xué)過(guò)程中我們要求學(xué)生掌握Multisim仿真軟件。通過(guò)老師演示，學(xué)生自己仿真，花時(shí)間少，可以充分發(fā)揮自己的想象。

Mutilsim軟件具有非常強(qiáng)大的功能，不僅可以滿足數(shù)字電路的仿真還可以滿足模擬電路的仿真要求，系統(tǒng)提供了大量的信號(hào)源和測(cè)試設(shè)備，使系統(tǒng)的運(yùn)行看起來(lái)非常逼真。系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)硬件描述語(yǔ)言編程的仿真，還可以進(jìn)行CPU軟件編程程序的仿真，因此建議同學(xué)們掌握Mutilsim軟件的使用。（如圖2）

圖2是60進(jìn)制計(jì)數(shù)器的電路，圖中不僅包含由兩個(gè)74LS161組成的60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，還包含了兩個(gè)數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路和兩個(gè)7段數(shù)碼管。這樣通過(guò)仿真軟件實(shí)現(xiàn)具有下列優(yōu)點(diǎn)：

（1）可以方便地修改60進(jìn)制計(jì)數(shù)器的各種設(shè)計(jì)方法，只需簡(jiǎn)單修改就可以實(shí)現(xiàn)同步計(jì)數(shù)電路、異步計(jì)數(shù)電路、同步置零、異步清零等計(jì)數(shù)器控制策略；

（2）可以方便地實(shí)現(xiàn)其他進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，如果采用74LS160電路可以更簡(jiǎn)單；

（3）進(jìn)一步理解數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路的原理和使用方法。

（4）進(jìn)一步理解數(shù)碼管的模塊的連接方法。

本文針對(duì)數(shù)字電路課程教學(xué)中的數(shù)字電路概念、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等問(wèn)題做了比較具體的分析，并用具體實(shí)例進(jìn)行了說(shuō)明。

參考文獻(xiàn)

[1]謝劍斌，李沛秦等.在“數(shù)字電子技術(shù)”教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力.電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，Vol.32，No.6，2010.12.

[2]張振亞.數(shù)字電路教改探討.西南民族大學(xué)學(xué)報(bào)·自然科學(xué)版第37卷5，2011.5.

[3]宋偉，朱幼蓮.“數(shù)字電路”課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革探索.江蘇技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)Vol.17，No.8，2011.8.

數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方法范文第3篇

關(guān)鍵詞：數(shù)字電路設(shè)計(jì) 常見(jiàn)問(wèn)題 注意事項(xiàng)

中圖分類號(hào)：TN79 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）01（a）-00-02

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，新的電子產(chǎn)品和器件層出不窮，21世紀(jì)顯然已經(jīng)成為了信息化和數(shù)字化的時(shí)代。數(shù)字地球、數(shù)字商場(chǎng)、數(shù)字化生存、數(shù)字服務(wù)等概念早就成為人們生活中屢見(jiàn)不鮮的名詞，當(dāng)前人們?nèi)粘＝煌械暮芏喾矫娑寂c數(shù)字聯(lián)系得越來(lái)越緊密，比如每一個(gè)人的QQ號(hào)、身份證號(hào)、手機(jī)號(hào)、IP地址等等都在廣泛的數(shù)字化。數(shù)字已經(jīng)不再是傳統(tǒng)意義上的1、2、3、5…，它們已經(jīng)成為了區(qū)分標(biāo)示和進(jìn)行社會(huì)管理的重要載體。現(xiàn)在和今后，我們的生活都在進(jìn)一步進(jìn)行數(shù)字符號(hào)化，我們需要的資料和存儲(chǔ)的信息都會(huì)用這些簡(jiǎn)單的數(shù)字傳遞復(fù)雜的內(nèi)容，這一系列看似簡(jiǎn)單的數(shù)字承載了我們學(xué)習(xí)、工作和生活中的很多方面。這些任務(wù)的承擔(dān)都必須以數(shù)字電路為根本進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的采集、分析、區(qū)分和處理，從而轉(zhuǎn)化成影響著我們現(xiàn)實(shí)社會(huì)的數(shù)字電路信息符號(hào)。現(xiàn)在，數(shù)字電路已經(jīng)十分廣泛的深入到社會(huì)中的各個(gè)領(lǐng)域。近年來(lái)，科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)引發(fā)了很多行業(yè)深刻的變革和翻天覆地的變化，數(shù)字信息行業(yè)在很多方面都處在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的前端，其中顯而易見(jiàn)的是數(shù)字電子科學(xué)技術(shù)，在科學(xué)大發(fā)展大繁榮的浪潮中，數(shù)字電子科學(xué)技術(shù)得到狂飆式的發(fā)展，當(dāng)前毫無(wú)疑問(wèn)已經(jīng)成為了發(fā)展最快和影響力最大的學(xué)科之一。數(shù)字邏輯器件從20世紀(jì)60年代以小規(guī)模集成電路為主發(fā)展到當(dāng)前的中、大規(guī)模集成電路，甚至是超大規(guī)模的集成電路。數(shù)字邏輯器件的不斷發(fā)展和應(yīng)用更新，勢(shì)必會(huì)推動(dòng)著整個(gè)數(shù)字電路的繼續(xù)前進(jìn)。

1 數(shù)字電路的噪訊干擾處理

在數(shù)字電路中我們會(huì)經(jīng)常采用布爾代數(shù)的數(shù)學(xué)方法，用來(lái)描述事件之間相互的邏輯關(guān)系。和一般普通代數(shù)層面中的變量不一樣，邏輯變量則是用來(lái)描述邏輯關(guān)系中的二值變量，即用1和0這兩個(gè)值來(lái)表示對(duì)立的邏輯狀態(tài)。數(shù)字電路依照0和1的穩(wěn)定情況來(lái)作為運(yùn)算基礎(chǔ)，所以這其中就會(huì)存在噪訊界限。相對(duì)于模擬電路而言，數(shù)字電路有著非常強(qiáng)大的噪訊。數(shù)字電路中，數(shù)字信號(hào)因?yàn)榕c電流變化中磁數(shù)變化的誘導(dǎo)電壓的影響，電流變化就會(huì)在某個(gè)地方形成了噪訊的產(chǎn)生地，這又與電路長(zhǎng)度、回路的面積息息相關(guān)。數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變時(shí)會(huì)帶來(lái)過(guò)渡性的電路，進(jìn)而帶動(dòng)導(dǎo)體產(chǎn)生噪訊電壓，再加上噪訊電流的流動(dòng)會(huì)容易造成數(shù)字電路的誤動(dòng)作。電路的阻抗越高受到外部噪訊干擾就越容易，對(duì)抗噪訊的干擾除了控制噪訊電壓以外，還應(yīng)該加大結(jié)合阻抗，同時(shí)減少輸入阻抗。數(shù)字IC中如果空端子表現(xiàn)出open的狀態(tài)就會(huì)使阻抗變高，這進(jìn)而又會(huì)導(dǎo)致數(shù)字電路極容易受到噪訊的誤動(dòng)作干擾。所以，數(shù)字IC的空端子需要連接電阻與電源。多層板信號(hào)線的阻抗，因?yàn)閷?dǎo)線系設(shè)在背景的表面上，所以也可以減低阻抗的效果。

2 數(shù)字技術(shù)與模擬技術(shù)的融合

因?yàn)長(zhǎng)SI和IC本身的高速化，為了能夠使機(jī)器能夠同時(shí)達(dá)到正常運(yùn)行的目標(biāo)，所以這就難免會(huì)使得技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈。盡管系統(tǒng)構(gòu)成的電路不一定有clock的設(shè)計(jì)，但是毋庸置疑的是系統(tǒng)是否可靠必須要考量到選用電子組件、電路設(shè)計(jì)和成本、封裝技術(shù)、防止噪訊產(chǎn)生、防止噪訊外漏等綜合因素上。數(shù)字或模擬電路的極其小型化、多功能化、高速化會(huì)使得小功率信號(hào)與大功率信號(hào)、低輸出阻抗與高輸出阻抗、小電流與大電流等問(wèn)題常常會(huì)在同一個(gè)密封密度的電路板中出現(xiàn)，設(shè)計(jì)人員置身于這樣的環(huán)境就將面對(duì)如此高難度和富有設(shè)計(jì)思維的挑戰(zhàn)。比如，十分穩(wěn)定的電路和吵雜的電路相依時(shí)，一旦沒(méi)有把噪訊侵入到十分穩(wěn)定的電路對(duì)策看做成設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，那么事后盡管進(jìn)行很多次設(shè)計(jì)也將難免會(huì)陷入無(wú)解的局面。又如，假設(shè)將小型的模擬信號(hào)增幅后，利用10bitA/D的數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，但是就因?yàn)榉指钶棇捠?.9 mV，但是要把該電壓的level正確的讀取出來(lái)就不會(huì)是一件容易的事情，很多事情就會(huì)使得超過(guò)10bit的A/D轉(zhuǎn)換器陷入了不能正常順利運(yùn)行的困境。

3 數(shù)字集成電路的選擇

基本門電路是由簡(jiǎn)單的分離元件構(gòu)成，雖然設(shè)計(jì)起來(lái)比較容易簡(jiǎn)單，但是運(yùn)行和反映的速度很多時(shí)候相對(duì)較慢，負(fù)載承受的能力也較差，電氣的性能也有待進(jìn)一步提高。目前使用得最為廣泛則是數(shù)字集成電路。其優(yōu)點(diǎn)是：體積較分立元件設(shè)備小幾百倍；抗干擾能力強(qiáng)；故障率和功耗率都很低，輸出電阻低；輸出特性好；穩(wěn)定性強(qiáng)。數(shù)字集成電路中又以是CMOS和TTL系列電路這兩種為主。CMOS系列器件的工作電壓在3～18 V之間，TTL系列的工作電壓是5 V，所以CMOS電路的工作范圍相對(duì)較廣，其噪聲的容限也較大，所需要消耗的功率相對(duì)較低。盡管CMOS的電路輸入端進(jìn)行了保護(hù)電路的設(shè)置，但是因?yàn)橄蘖麟娮璧某叽缬邢藓捅Ｗo(hù)二極管，這就會(huì)難免使得其承受的脈沖功率和靜電電壓受到限制。CMOS電路在運(yùn)輸、組裝和調(diào)試中因?yàn)椴豢杀苊獾臅?huì)接觸到靜電和高壓的物件，所以要保護(hù)好輸入的靜電。此外，CMOS還會(huì)產(chǎn)生電路鎖定效應(yīng)，為了安全和方便的使用，人們一直在致力于從設(shè)計(jì)和制造上排除鎖定效應(yīng)的研究。因?yàn)椋呻娐返囊蠖急容^高，需要先進(jìn)行芯片的設(shè)計(jì)和程序的編制，但是更多的時(shí)候在使用現(xiàn)成數(shù)字電路中進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析，這是非常不夠的。專用的集成電路是一種新型的邏輯器件，因?yàn)槠渚哂徐`活性和通用性的特點(diǎn)，所以成為了對(duì)數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和研制的首選器件。總的來(lái)說(shuō)，數(shù)字電路在今后的發(fā)展中還有廣闊的空間，但是其基礎(chǔ)知識(shí)不會(huì)發(fā)生改變，如何進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，這就迫切需要新型的數(shù)字人才去發(fā)現(xiàn)并改進(jìn)當(dāng)中不大完善的地方，完善和彌補(bǔ)電路中的每一個(gè)缺點(diǎn)和不足，使得當(dāng)中各個(gè)部分和環(huán)節(jié)都能發(fā)揮最大的作用。

4 數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)

數(shù)字電路設(shè)計(jì)是從原理方案出發(fā)，把整個(gè)系統(tǒng)按照一定的標(biāo)準(zhǔn)和要求劃分成若干個(gè)單元電路，將各個(gè)單元電路間的連接方式和時(shí)序關(guān)系確定下來(lái)，在這個(gè)前提下進(jìn)行數(shù)字電路系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，最終完成總體電路。數(shù)字系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由時(shí)基電路、控制電路、子系統(tǒng)、輸出電路、輸入電路五部分構(gòu)成，當(dāng)中數(shù)字系統(tǒng)的核心是控制系統(tǒng)。數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有分析系統(tǒng)要求、設(shè)計(jì)子系統(tǒng)、系統(tǒng)組裝和系統(tǒng)安裝調(diào)試等步驟組成。數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也不是一次兩次就能完成，需要設(shè)計(jì)人員進(jìn)行反復(fù)的調(diào)試和探究，通過(guò)自上而下的設(shè)計(jì)方法和自下而上的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，依托RTL傳輸語(yǔ)言等常用工具完成。數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)包含了很多問(wèn)題，比如，電路的簡(jiǎn)化可能會(huì)使得電路性能降低，但是電路性能指標(biāo)提升難免會(huì)以犧牲電路簡(jiǎn)化為條件。所以，數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程有很多因素需要考慮和兼顧。

5 數(shù)字電路的抗干擾措施

在利用TTL或CMOS這兩種邏輯門電路作為具體的對(duì)象進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，還需要注意到下面幾個(gè)問(wèn)題。

5.1 多余端的處理

數(shù)字集成邏輯門電路在正常的使用時(shí)是不允許多余端懸空的，不然就極有可能十分容易的把干擾信號(hào)引入到數(shù)字電路中。所以，在數(shù)字電路的設(shè)計(jì)中，針對(duì)多余端的處理，我們則是按照不改變數(shù)字電路的正常工作狀態(tài)以及確保其性能穩(wěn)定和可靠為基本原則。

5.2 去耦合濾波器

數(shù)字電路一般都是由多數(shù)片邏輯門電路組成，他們供電則來(lái)自于公共的直流電源。所以，這種電源并不是很理想的，很多時(shí)候是依靠整流穩(wěn)壓的電路進(jìn)行供電，所以也會(huì)存在一定程度的內(nèi)阻抗。數(shù)字電路正在處于運(yùn)行時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生很大的尖峰電流或者是脈沖電流，這些電流流經(jīng)到電路的公共內(nèi)阻抗時(shí)，必然相互間會(huì)產(chǎn)生一定的影響，情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)使得數(shù)字電路的邏輯功能發(fā)生混亂，甚至是陷入崩潰狀態(tài)。所以數(shù)字電路在設(shè)計(jì)中針對(duì)這一情況的處理辦法一般都會(huì)使用耦合濾波器去應(yīng)對(duì)，常常會(huì)使用10～100 μF范圍之內(nèi)的大電容器和直流電源再聯(lián)合去濾除多余的頻率成分。值得注意的是，還需要將每一集成芯片的電源與地之間接一個(gè)0.1 μF的電容器，用來(lái)濾除掉開(kāi)關(guān)帶來(lái)的噪聲干擾。

5.3 接地和安裝防范

科學(xué)的接地和安裝工藝是數(shù)字電路設(shè)計(jì)中比較有效的措施。在實(shí)際操作中，可以把信號(hào)地和電源地分開(kāi)出來(lái)，將信號(hào)地集中到一點(diǎn)，再把這兩者用最短的導(dǎo)線相互連接起來(lái)，用來(lái)避免大電流流向其他器件的輸入端，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)的邏輯功能失效。如果電路設(shè)計(jì)中同時(shí)有數(shù)字和模擬這兩種器件，也需要將它們分開(kāi)，再選擇一個(gè)符合條件的共同點(diǎn)接地，皆宜消除相互之間的影響。當(dāng)然也可以設(shè)計(jì)出數(shù)字和模擬兩塊電路板，分別給他們配上直流電源，再把兩者合適的連接起來(lái)。在電路板的設(shè)計(jì)和安裝中，也必須要注意盡量將連線縮短，這就能很大程度的減少接線電容帶來(lái)的寄生振蕩。

6 結(jié)語(yǔ)

數(shù)字處理技術(shù)和集成電路技術(shù)正在飛速的發(fā)展，數(shù)字電路也得到了越來(lái)越廣泛的運(yùn)用，像當(dāng)前的數(shù)字電視、數(shù)字照相機(jī)等產(chǎn)品已經(jīng)走進(jìn)了廣大人們生活當(dāng)中，數(shù)字化已經(jīng)成為了當(dāng)前科學(xué)技術(shù)和社會(huì)發(fā)展的不可逆轉(zhuǎn)的潮流。數(shù)字電路設(shè)計(jì)組成了諸如數(shù)字測(cè)量系統(tǒng)、數(shù)字通訊系統(tǒng)、數(shù)字控制系統(tǒng)等等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，數(shù)字電路的設(shè)計(jì)帶來(lái)的成果和發(fā)揮的影響力將會(huì)越來(lái)越受到重視。

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數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方法范文第4篇

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The Exploration of Study-based Teaching Applying in Digital Circuit Course

ZHANG Dan, CHENG Shu-wei, JIE Long-mei

(Colloge of Computer Science & Information Technology, Daqing Normal University, Daqing 163712, China)

數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方法范文第5篇

【關(guān)鍵詞】Multisim11.0；模擬或數(shù)字電路；故障診斷

0 引言

Multisim11.0作為目前世界上較為先進(jìn)的電子自動(dòng)化設(shè)計(jì)軟件，通過(guò)它強(qiáng)大的性能和比較領(lǐng)先的自動(dòng)化機(jī)制引起了電子專家的注意。人們開(kāi)始嘗試將multisim11.0應(yīng)用于模擬或數(shù)字電路的故障診斷與排除，并取得了非常顯著的效果，本文將重點(diǎn)介紹multisim11.0在故障診斷方面的優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用過(guò)程中需要注意的問(wèn)題。

1 什么是Multisim11.0

Multisim11.0是目前在電子領(lǐng)域知名度和應(yīng)用度都比較高的一款電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件，它和NI Ultiboard一樣都屬于美國(guó)國(guó)家儀器公司，都作為電路設(shè)計(jì)軟件套件而被眾人所認(rèn)知。同樣，由于其不凡的產(chǎn)品性能，該應(yīng)用軟件成功入選伯克利加大SPICE項(xiàng)目，能獲得這一殊榮的電子應(yīng)用軟件為數(shù)并不多。在具體的應(yīng)用實(shí)踐中，該軟件主要應(yīng)用在電路圖的設(shè)計(jì)和電路的教學(xué)。在這一過(guò)程中，參與者可以真實(shí)的感受到電路的整個(gè)交互式的搭建過(guò)程，并且體驗(yàn)其強(qiáng)大的捕獲、仿真和分析功能。所以在電子學(xué)教育中Multisim11.0被廣泛應(yīng)用，幫助教育工作者實(shí)現(xiàn)從理論到原理圖設(shè)計(jì)甚至電路故障的診斷和測(cè)試的完整的綜合設(shè)計(jì)流程。Multisim11.0的突出性能如下：

1.1 圖形界面比較直觀

Multisim11.0的操作界面具有很強(qiáng)的直觀性，它的呈現(xiàn)方式如同一個(gè)正在進(jìn)行的電子實(shí)驗(yàn)的工作臺(tái)，在電路的繪制過(guò)程中，只需借助鼠標(biāo)就可完成電路所需個(gè)元件和測(cè)試儀器與導(dǎo)線的連接而且，在控制面板上所顯示的模擬電路與操作方式基本一致，在操作過(guò)程中可以通過(guò)顯示器清楚的看到測(cè)量數(shù)據(jù)，以及各相關(guān)數(shù)據(jù)的波形軌跡和特性曲線，幫助實(shí)驗(yàn)者或者系統(tǒng)維護(hù)人員更好的進(jìn)行電路的維護(hù)和保養(yǎng)。

1.2 元器件比較豐富

Multisim11.0和上代的軟件相比，擁有了更為強(qiáng)大的元器件供應(yīng)，目前在全世界已經(jīng)有上萬(wàn)種元件為其提供專業(yè)的支持，而且軟件自身可以方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)元件的參數(shù)按照實(shí)際的需要進(jìn)行相應(yīng)的修改，并且軟件本身可以借助自帶的模擬生成器及代碼自創(chuàng)模型實(shí)現(xiàn)對(duì)自己所需元件的生成與創(chuàng)建，可以說(shuō)具有很強(qiáng)的智能性。

1.3 較強(qiáng)的仿真能力與豐富的檢測(cè)儀器

Multisim11.0和上代的軟件相比，借由SPICE3F5和Xspice的內(nèi)核作為仿真的引擎，通過(guò)帶有的增強(qiáng)設(shè)計(jì)功能將數(shù)字和混合模式的仿真性能進(jìn)行優(yōu)化。包括SPICE仿真、RF仿真、MCU仿真、VHDL仿真、電路向?qū)У裙δ埽@些仿真功能在具體的實(shí)際操作中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。同時(shí)，該軟件提供了近20多種的虛擬儀器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各種電路動(dòng)作的實(shí)際監(jiān)測(cè)。例如，比較常見(jiàn)的萬(wàn)能表，以及函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、瓦特表、示波器、字符發(fā)生器、邏輯分析儀等設(shè)備，雖然這些設(shè)備只是該軟件的一個(gè)虛擬構(gòu)成，但它得的設(shè)置與運(yùn)行和真實(shí)生活中的一樣，這種交互式的動(dòng)態(tài)顯示幫助我們更好的對(duì)模擬或數(shù)字電路進(jìn)行有效的分析。同時(shí)，該軟件還可以通過(guò)自定義相關(guān)儀器來(lái)實(shí)現(xiàn)電路測(cè)試的升級(jí)與靈活控制各應(yīng)用程序的儀器。

1.4 分析手段比較完備

Multisim11.0具有比較完備的分析手段，通過(guò)進(jìn)行對(duì)直流工作點(diǎn)的分析，以及交流和瞬態(tài)分析來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)原型開(kāi)發(fā)和測(cè)試設(shè)計(jì)的迅速完成。具體來(lái)說(shuō)，該軟件利用仿真產(chǎn)生的數(shù)據(jù)來(lái)完成數(shù)據(jù)的執(zhí)行與分析，這個(gè)范圍比較廣泛，從簡(jiǎn)單的基本數(shù)據(jù)到異常的極端數(shù)據(jù)都可以進(jìn)行完整的分析，并且每一個(gè)數(shù)據(jù)的分析都為下一步分析做好鋪墊，具有了符合電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的交互式的測(cè)量和分析性能。

1.5 比較好的信息轉(zhuǎn)換的兼容性

在Multisim11.0軟件中，提供了比較完備的原理圖與仿真數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。可以通過(guò)自帶的相關(guān)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的輸出，可以進(jìn)行將原理圖輸出到布線，也可以輸出為網(wǎng)絡(luò)表文件，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)的共享。在數(shù)據(jù)輸出以前，軟件會(huì)首先對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析運(yùn)算。例如，進(jìn)行基本的算數(shù)運(yùn)算，三角運(yùn)算，復(fù)合運(yùn)算，向量運(yùn)算和邏輯運(yùn)算等等，從而提高結(jié)果分析的可靠性，與此同時(shí)，該軟件支持C代碼、匯編代碼以及16進(jìn)制代碼，并兼容第三方工具源代碼；包含設(shè)置斷點(diǎn)、單步運(yùn)行、查看和編輯內(nèi)部RAM、特殊功能寄存器等高級(jí)調(diào)試功能。

2 Multisim11.0的模擬或數(shù)字電路故障診斷

在當(dāng)今社會(huì)，數(shù)字化發(fā)展非常迅速，已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)今世界發(fā)展的主要潮流。不夸張的獎(jiǎng)，在各個(gè)行業(yè)各個(gè)領(lǐng)域，數(shù)字化都有其非常廣泛的應(yīng)用，這也是未來(lái)發(fā)展的方向。在數(shù)字化的進(jìn)程中，它發(fā)展的主題是電路。從傳統(tǒng)的模擬電路到今天的數(shù)字電路，見(jiàn)證者科技的突飛猛進(jìn)。數(shù)字化的核心就是其數(shù)字電路，數(shù)字電路也是計(jì)算機(jī)硬件電路和通信電路以及信息自動(dòng)化的關(guān)鍵所在。數(shù)字電路經(jīng)歷了電子管、半導(dǎo)體分立器以及集成電路等重要的歷史發(fā)展階段。它是模擬電路的提升與改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行的數(shù)字量化與一系列的數(shù)字運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。由于其較強(qiáng)的穩(wěn)定性和良好的抗干擾性，自60年代以后得到了非常廣泛的運(yùn)用，速度比模擬電路還要快。在這中間模擬電路和數(shù)字電路在各個(gè)領(lǐng)域推廣，極大的帶動(dòng)了電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。尤其是上個(gè)世紀(jì)末，微型處理器的出現(xiàn)讓數(shù)字電路有了本質(zhì)的提升，規(guī)模更大，功能也更加強(qiáng)大。現(xiàn)在已經(jīng)超過(guò)過(guò)去的簡(jiǎn)單的二進(jìn)制演變?yōu)榘诉M(jìn)制甚至是多進(jìn)制。

2.1 模擬或數(shù)字電路故障產(chǎn)生的主要原因

在本文中我們重點(diǎn)分析數(shù)字電路產(chǎn)生故障的主要原因。首先我們要簡(jiǎn)單了解一下數(shù)字電路的基本組成單位，那就是門電路。門電路的主要功能是用來(lái)實(shí)現(xiàn)基本的邏輯運(yùn)算與復(fù)合的邏輯運(yùn)算。通俗來(lái)講，門電路其實(shí)就是一個(gè)簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)電路。一般我們經(jīng)常看到的是與門、或門、非門、與非門、或非門、與或非門、異或和同或門等幾種，而這些門電路的主要構(gòu)成是：半導(dǎo)體二極管、半導(dǎo)體三極管、CMOS等具有開(kāi)關(guān)特性的元件及電阻、二極管。這些開(kāi)關(guān)特性所處的條件不同其元器件所處的跳轉(zhuǎn)狀態(tài)也會(huì)不同。所以面對(duì)如此多的門電路，尤其是出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的集成電路，將電路的大多數(shù)部分甚至是全部集中在一個(gè)小芯片上，一旦某一物理元件存在缺陷或者出現(xiàn)一些細(xì)微的變化，都會(huì)影響整個(gè)電路的正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)對(duì)整個(gè)電路造成意想不到的傷害。所以，對(duì)正在運(yùn)行的電路進(jìn)行定期的診斷顯得尤為重要，另外在電路運(yùn)行前的檢查也是必要的，例如，各引線之間的連接，以及是否存在短路，各個(gè)接口，插件之間的連接是否出現(xiàn)接觸不良等等。

2.2 模擬或數(shù)字電路故障的主要特點(diǎn)

數(shù)字電路的故障來(lái)源門電路，門電路的輸入可以唯一，也可以為兩個(gè)，甚至更多，這就會(huì)出現(xiàn)信號(hào)傳輸?shù)目炻龁?wèn)題，雖然門電路的傳輸時(shí)延很小，但是，對(duì)于不同的器件材料，延時(shí)區(qū)別是很多的，比如三極管材料要遠(yuǎn)大于CMOS材料的器件。當(dāng)一個(gè)門電路的輸入有多個(gè)，且根據(jù)不同路徑到來(lái)時(shí)候，由于時(shí)間的先后順序，這就會(huì)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致冒險(xiǎn)現(xiàn)象。數(shù)字電路是用0和1表示電平信號(hào)的高低，但是在數(shù)字電路的傳輸過(guò)程中依然是電流或者電壓的傳播，在每（下轉(zhuǎn)第175頁(yè)）（上接第85頁(yè)）一個(gè)門電路中，或多或少都會(huì)有耗能器件，這時(shí)候，隨著信號(hào)的流通，耗能必不可少，這就可能影響電平的情況，甚至?xí)绊戦T電路的驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，即前一個(gè)門電路的輸出達(dá)不到驅(qū)動(dòng)下一個(gè)門電路的能力，這會(huì)使電路無(wú)法正常工作。信號(hào)在傳輸?shù)倪^(guò)程中也會(huì)收到外界電磁的影響，這可能會(huì)是信號(hào)的電平發(fā)生改變，從而影響電路的功能實(shí)現(xiàn)，乃至出現(xiàn)錯(cuò)誤的邏輯關(guān)系，這些情況都是隨機(jī)的，不可預(yù)見(jiàn)的，我們很難控制，我們所能做的僅僅是盡量避免這些情況的發(fā)生，所以我們要知道數(shù)字電路會(huì)存在哪些故障的隱患，從而達(dá)到減少電路故障的發(fā)生概率。

2.3 Multisim11.0在模擬或數(shù)字電路故障診斷

Multisi11.0作為美國(guó)國(guó)家儀器有限公司推出的一款比較優(yōu)秀的仿真工具，適用于板級(jí)的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語(yǔ)言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。因此本文借助其強(qiáng)大的仿真性能來(lái)完成它對(duì)模擬與數(shù)字電路的故障診斷。

經(jīng)過(guò)Multisim11.0在模擬或數(shù)字電路的應(yīng)用，我們發(fā)現(xiàn)該軟件比較直觀的將電路故障所處的位置通過(guò)數(shù)據(jù)分析和運(yùn)算以后，傳出到我們面前。我們比較直觀并且準(zhǔn)確的找到故障所在模塊，借助診斷備件將其進(jìn)行替換。尤其是該軟件自帶的升級(jí)功能幫助我們更好的做好了電路故障的預(yù)警機(jī)制，為故障的及時(shí)判斷和準(zhǔn)確分析提供了強(qiáng)有力的支持。

同時(shí)借助該軟件的各個(gè)元件，我們對(duì)時(shí)序電路的故障進(jìn)行了比較有效的診斷。因?yàn)闀r(shí)序電路存在時(shí)序，所以電路需要在一定時(shí)序的作用下才能實(shí)現(xiàn)其功能，這就讓其測(cè)試問(wèn)題變得復(fù)雜，借助Multisim11.0軟件我們還是可以對(duì)電路的功能進(jìn)行檢測(cè)的，雖然時(shí)序電路是一個(gè)很龐大的整體，但是我們可以借助Multisim11.0軟件將其劃分為不同的小部分，當(dāng)然部分的劃分還要根據(jù)電路所實(shí)現(xiàn)的功能的不同，對(duì)此我們可以對(duì)小部分電路的功能進(jìn)行檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整體電路的檢測(cè)。

在過(guò)去的模擬與數(shù)字故障診斷方法中，直方圖法是一種比較科學(xué)的檢測(cè)方法，一般廣泛用于模數(shù)轉(zhuǎn)換電路靜態(tài)參數(shù)測(cè)試中，但很少用于內(nèi)建自測(cè)試的設(shè)計(jì)中。本文借助了Multisim11.0其自帶的一種基于碼密度直方圖分析算法測(cè)試模數(shù)轉(zhuǎn)換電路靜態(tài)參數(shù)的內(nèi)建自測(cè)試結(jié)構(gòu)。該內(nèi)建自測(cè)試結(jié)構(gòu)包括一個(gè)用于生成測(cè)試信號(hào)的模擬信號(hào)發(fā)生電路，以及簡(jiǎn)化的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路靜態(tài)參數(shù)測(cè)量算法。經(jīng)過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)不僅硬件開(kāi)銷成本低、測(cè)試速度比較快，而且能夠測(cè)試獨(dú)立的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路電路。通過(guò)仿真試驗(yàn)表明，該信號(hào)發(fā)生器能按設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)確生成所需要的幅度、頻率均可調(diào)的模擬測(cè)試信號(hào)。

本文還根據(jù)實(shí)際操作需要，借助Multisim11.0軟件研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在模擬電路故障診斷中的應(yīng)用。由于傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模擬電路故障診斷方法普遍存在網(wǎng)絡(luò)收斂慢、易陷于局部最優(yōu)等缺陷。因此，本文借助Multisim11.0軟件對(duì)容差模擬電路故障診斷的新方法，該方法能對(duì)沒(méi)有任何先驗(yàn)假設(shè)的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的診斷。與傳統(tǒng)的普通神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相比較，這種方法給出的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)既包括網(wǎng)絡(luò)權(quán)值的修正，也包括模糊神經(jīng)元中隸屬度函數(shù)參數(shù)的調(diào)整，而且其模糊推理體現(xiàn)出來(lái)的權(quán)值易于理解。最后也取得了非常好的效果。這也是通過(guò)求得電路的故障檢測(cè)序列，在加于待測(cè)電路中，對(duì)比于電路的功能實(shí)現(xiàn)情況得出故障存在與否。故障檢測(cè)試驗(yàn)大致分為3步，第一是引導(dǎo)階段，將電路從未知狀態(tài)引導(dǎo)至預(yù)定狀態(tài)，第二步是驗(yàn)證是否存在電路所具有的所有狀態(tài)，第三步驗(yàn)證電路中的狀態(tài)是否可以按電路的功能實(shí)現(xiàn)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。經(jīng)過(guò)Multisim11.0的一系列工作，成功的實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)字電路的診斷。