1.2　電路設計流程

1.2.1　電子產品研制的一般過程

電子產品研制的一般過程如圖1-6所示。從市場調研到正式批量生產要經過一定的周期，過程比較復雜，考慮的因素也較多。在畫出原理圖前，必須完成電子電路的制作。電子電路的制作是電子產品制作的一個階段，其一般過程如圖1-7所示。

圖1-6　電子產品研制過程

圖1-7　電子電路制作過程

電子電路設計的質量對產品性能的優劣和經濟效益具有舉足輕重的作用。設計時所采用的方法和電路不好，選用的元器件太貴或篩選困難等，往往會造成產品性能差、生產困難、成本高、銷路不暢、經濟效益低等問題，甚至不得不重新設計，但這樣也許會錯失良機，以致整個研制工作的失敗。

工藝設計包括印制電路板（Printed Circuit Board，PCB）的布線、編寫各部件（如插件板、面板等）之間的接線表、畫出各插頭插座的接線圖和機箱加工圖等。

制作完成后，可根據具體情況試生產若干臺，并交付使用單位試用。若發現問題，應及時改進，做出合格的定型產品，再進行鑒定。在確信有令人滿意的經濟效益前提下，才能投入批量生產。

（1）確定電路設計指標與可行性預測　對于一個企業而言，效益是最重要的經濟杠桿，沒有經濟效益，企業就不能生存、發展。因而，研制一個電子產品，企業領導人首先應考慮的是研制一個什么樣的產品，該產品是否有市場，能否產生經濟效益。所以，在選題之前一定要認真進行市場調研，了解市場需求，了解其他廠家生產的同類商品的品種、規格、樣式、質量、價格、成本、利潤，并分析本企業是否具備生產該產品的條件，本企業在資金、人才、工藝、技術力量、管理等方面是否具備競爭的條件。只有知己知彼，才能在商戰中立于不敗之地；只有充分發揮企業的優勢，研制出性能更佳、性價比更高的產品，企業才能在市場經濟激烈的競爭中占領一席之地。總之，一個電子產品是否有市場，前期的市場調研起著關鍵性的作用。

選題確定后，最先遇到的問題是確定電子電路的設計指標，提出合適的性能指標并不是一件容易的事，設計剛開始時所提出的性能指標往往不切實際，例如，技術上無法實現、所需的成本太高等，這些問題可能要到預設計階段，甚至試生產或使用階段才能被發現。因此，產品的性能指標一般要在研制過程中反復修改，才能最后確定出可以實現的性價比較高的性能指標。

（2）電路設計　電路設計是電子產品研制的中心環節，對電子產品的性能、質量起著決定性作用，前期市場調研得出的可行性預測能否實現，依賴于能否設計出符合要求的電子電路，包括性能指標能否實現、電路設計是否合理并有競爭力、成本高低、能否有一定利潤等要求。

電路設計包含確定指標、方案論證、預設計、仿真與實驗、修改等過程。

1.2.2　畫電路圖及生成PCB圖

（1）畫電路圖　電路圖通常是在系統框圖、單元電路設計、器件選擇和參數計算的基礎上繪制的，它是設計制作印制板的主要依據，也是進行生產、組裝、調試和維修的依據。因此，畫好一張總電路圖很重要。電路圖畫得好，不僅自己看起來方便，而且別人容易看懂，便于進行技術交流。

電路圖要按照一定的原則來畫。畫電路圖要熟悉電路原理圖繪制軟件的基本操作方法。常用軟件如CAD、Protel軟件等。

（2）生成PCB圖　印制電路板設計是一種耗費精力而又需細致的工作，通常要經過多次反復才可完成。

① 印制板布局　布局是設計電路板工作中最耗費精力的工作，往往對若干次布局進行比較才能得到一個比較滿意的結果。

印制板的布局，首先要滿足電路的設計性能，其次要滿足安裝空間的限制。在沒有尺寸限制時，要使布局盡量緊湊，盡量減小PCB設計的尺寸，以減少生產成本。

② 印制板布線　布線和布局是密切相關的兩項工作，布局的好壞直接影響著布線的布通率。布線受布局、板層、電路結構、電路性能要求等多種因素的影響，而布線結果又直接影響電路板性能。進行布線時要綜合考慮各種因素，才能設計出高質量的PCB圖。

布線有手工布線和自動布線之分，自動布線通過計算機實現，布線效率高，但布線的效果不一定能完全滿足要求，通常要與手工布線配合使用。

1.2.3　印制電路板的制作

電子技術的進步帶動了電子工藝的發展，大規模集成電路、微電子技術的日趨成熟，對印制板的制造工藝和精度不斷提出新的要求。印制板的品種從單面板、雙面板發展到多層板、撓性板。印制板的線條越來越細，密度也越來越高。

印制板的制造工藝發展很快，新設備、新工藝相繼出現。不同的印制板其工藝有所不同，但照相制版、圖形轉移、板腐蝕、孔金屬化、金屬涂覆及噴涂助焊劑等環節都是必不可少的。

工廠生產印制板批量大，質量要求高，成本也高。作為課程設計用的印制板，可提供PCB圖由廠家生產，也可采用手工方法制作。

1.2.4　元器件的準備

電子產品制作過程中的元器件準備，除了要對元器件進行檢測以判斷質量好壞外，還要了解貨源的采購。

由于課程設計的時間較短，不可能由學生自己去買元器件，因此一般統一由實驗室提供。元器件準備主要是識別各種元器件，并對各元器件好壞進行檢測。

1.2.5　裝配、調試與指標測量

在電子產品樣機試制階段或小批量試生產時，印制板裝配主要靠手工操作，其順序是待裝元件—引線整形—插件—調整位置—剪切引線—固定位置—焊接—檢驗。

印制電路板的裝配要按照安裝的技術要求來進行，具體的安裝技術、安裝方法等問題可以參照后面章節。

電子設備或電子電路裝配完成之后，必須通過調試才能達到規定的技術指標。調試工作包括調整和測試兩個部分，調整主要是指對電路參數的調整，即對整機內可調元器件及與電氣指標有關的調諧系統、機械傳動部分進行調整，使之達到預定的性能要求；測試則是在調整的基礎上，對整機的各項技術指標進行系統的測試，使電子設備各項技術指標符合規定的要求。

電子電路調試的一般步驟為通電前直觀檢查、通電檢查、分塊調試、整機聯調。電子產品的調試和電路的調試有共同之處，但電子產品調試的內容更多且難度更大。由于電子產品的種類繁多，電路復雜，各種產品單元電路的種類及數量也不相同，所以調試程序也不盡相同，但對一般電子產品來說，調試程序大致為通電檢查—電源調試—分級分板調試—整機聯調—整機性能指標的測試—環境試驗—整機通電老練—參數復調。

環境試驗檢驗電子產品對各種環境條件的適應能力，以檢驗產品在相應環境條件下正常工作的能力。環境試驗有溫度、濕度、振動、沖擊和其他環境試驗，要按技術規定進行各項試驗。

整機通電老練的目的是提高電子設備的可靠性，大多數的電子設備在測試完成之后，均進行整機通電老練試驗。

經整機通電老練后，整機各項技術性能指標會有一定程度的變化，通常還需進行參數復調，使交付使用的產品具有最佳的技術狀態。

1.2.6　工藝技術文件的編寫

設計一個優良的電子產品，其工藝設計過程非常重要。在工藝設計過程中，生產工藝應確保生產的方便、快捷，功能實施和操作要簡單、先進，同時要人性化。另外，還要處理好通用和專用問題，以保證使用的可靠性，增強通用性。工藝設計完成后，要進行工藝技術文件的編寫，完善文件資料。技術文件是生產、試驗、使用和維修的基本依據。

1.2.7　樣機制作及鑒定

樣機制作的主要工作是：編制產品設計工作圖紙，設計制造必要的工藝裝置和專用設備，試驗掌握關鍵工藝和新工藝，制造零、部、整件與樣機，對樣機進行調整，進行性能試驗和環境試驗等。

鑒定的目的在于對試制各階段工作做出全面的評價并得出結論。通過鑒定，對能否設計定型做出結論。審查時一般邀請使用部門、研究設計單位和有關單位的代表參加。重要的產品鑒定結論要報上級機關批準。