1.2　电路设计流程

1.2.1　电子产品研制的一般过程

电子产品研制的一般过程如图1-6所示。从市场调研到正式批量生产要经过一定的周期，过程比较复杂，考虑的因素也较多。在画出原理图前，必须完成电子电路的制作。电子电路的制作是电子产品制作的一个阶段，其一般过程如图1-7所示。

图1-6　电子产品研制过程

图1-7　电子电路制作过程

电子电路设计的质量对产品性能的优劣和经济效益具有举足轻重的作用。设计时所采用的方法和电路不好，选用的元器件太贵或筛选困难等，往往会造成产品性能差、生产困难、成本高、销路不畅、经济效益低等问题，甚至不得不重新设计，但这样也许会错失良机，以致整个研制工作的失败。

工艺设计包括印制电路板（Printed Circuit Board，PCB）的布线、编写各部件（如插件板、面板等）之间的接线表、画出各插头插座的接线图和机箱加工图等。

制作完成后，可根据具体情况试生产若干台，并交付使用单位试用。若发现问题，应及时改进，做出合格的定型产品，再进行鉴定。在确信有令人满意的经济效益前提下，才能投入批量生产。

（1）确定电路设计指标与可行性预测　对于一个企业而言，效益是最重要的经济杠杆，没有经济效益，企业就不能生存、发展。因而，研制一个电子产品，企业领导人首先应考虑的是研制一个什么样的产品，该产品是否有市场，能否产生经济效益。所以，在选题之前一定要认真进行市场调研，了解市场需求，了解其他厂家生产的同类商品的品种、规格、样式、质量、价格、成本、利润，并分析本企业是否具备生产该产品的条件，本企业在资金、人才、工艺、技术力量、管理等方面是否具备竞争的条件。只有知己知彼，才能在商战中立于不败之地；只有充分发挥企业的优势，研制出性能更佳、性价比更高的产品，企业才能在市场经济激烈的竞争中占领一席之地。总之，一个电子产品是否有市场，前期的市场调研起着关键性的作用。

选题确定后，最先遇到的问题是确定电子电路的设计指标，提出合适的性能指标并不是一件容易的事，设计刚开始时所提出的性能指标往往不切实际，例如，技术上无法实现、所需的成本太高等，这些问题可能要到预设计阶段，甚至试生产或使用阶段才能被发现。因此，产品的性能指标一般要在研制过程中反复修改，才能最后确定出可以实现的性价比较高的性能指标。

（2）电路设计　电路设计是电子产品研制的中心环节，对电子产品的性能、质量起着决定性作用，前期市场调研得出的可行性预测能否实现，依赖于能否设计出符合要求的电子电路，包括性能指标能否实现、电路设计是否合理并有竞争力、成本高低、能否有一定利润等要求。

电路设计包含确定指标、方案论证、预设计、仿真与实验、修改等过程。

1.2.2　画电路图及生成PCB图

（1）画电路图　电路图通常是在系统框图、单元电路设计、器件选择和参数计算的基础上绘制的，它是设计制作印制板的主要依据，也是进行生产、组装、调试和维修的依据。因此，画好一张总电路图很重要。电路图画得好，不仅自己看起来方便，而且别人容易看懂，便于进行技术交流。

电路图要按照一定的原则来画。画电路图要熟悉电路原理图绘制软件的基本操作方法。常用软件如CAD、Protel软件等。

（2）生成PCB图　印制电路板设计是一种耗费精力而又需细致的工作，通常要经过多次反复才可完成。

① 印制板布局　布局是设计电路板工作中最耗费精力的工作，往往对若干次布局进行比较才能得到一个比较满意的结果。

印制板的布局，首先要满足电路的设计性能，其次要满足安装空间的限制。在没有尺寸限制时，要使布局尽量紧凑，尽量减小PCB设计的尺寸，以减少生产成本。

② 印制板布线　布线和布局是密切相关的两项工作，布局的好坏直接影响着布线的布通率。布线受布局、板层、电路结构、电路性能要求等多种因素的影响，而布线结果又直接影响电路板性能。进行布线时要综合考虑各种因素，才能设计出高质量的PCB图。

布线有手工布线和自动布线之分，自动布线通过计算机实现，布线效率高，但布线的效果不一定能完全满足要求，通常要与手工布线配合使用。

1.2.3　印制电路板的制作

电子技术的进步带动了电子工艺的发展，大规模集成电路、微电子技术的日趋成熟，对印制板的制造工艺和精度不断提出新的要求。印制板的品种从单面板、双面板发展到多层板、挠性板。印制板的线条越来越细，密度也越来越高。

印制板的制造工艺发展很快，新设备、新工艺相继出现。不同的印制板其工艺有所不同，但照相制版、图形转移、板腐蚀、孔金属化、金属涂覆及喷涂助焊剂等环节都是必不可少的。

工厂生产印制板批量大，质量要求高，成本也高。作为课程设计用的印制板，可提供PCB图由厂家生产，也可采用手工方法制作。

1.2.4　元器件的准备

电子产品制作过程中的元器件准备，除了要对元器件进行检测以判断质量好坏外，还要了解货源的采购。

由于课程设计的时间较短，不可能由学生自己去买元器件，因此一般统一由实验室提供。元器件准备主要是识别各种元器件，并对各元器件好坏进行检测。

1.2.5　装配、调试与指标测量

在电子产品样机试制阶段或小批量试生产时，印制板装配主要靠手工操作，其顺序是待装元件—引线整形—插件—调整位置—剪切引线—固定位置—焊接—检验。

印制电路板的装配要按照安装的技术要求来进行，具体的安装技术、安装方法等问题可以参照后面章节。

电子设备或电子电路装配完成之后，必须通过调试才能达到规定的技术指标。调试工作包括调整和测试两个部分，调整主要是指对电路参数的调整，即对整机内可调元器件及与电气指标有关的调谐系统、机械传动部分进行调整，使之达到预定的性能要求；测试则是在调整的基础上，对整机的各项技术指标进行系统的测试，使电子设备各项技术指标符合规定的要求。

电子电路调试的一般步骤为通电前直观检查、通电检查、分块调试、整机联调。电子产品的调试和电路的调试有共同之处，但电子产品调试的内容更多且难度更大。由于电子产品的种类繁多，电路复杂，各种产品单元电路的种类及数量也不相同，所以调试程序也不尽相同，但对一般电子产品来说，调试程序大致为通电检查—电源调试—分级分板调试—整机联调—整机性能指标的测试—环境试验—整机通电老练—参数复调。

环境试验检验电子产品对各种环境条件的适应能力，以检验产品在相应环境条件下正常工作的能力。环境试验有温度、湿度、振动、冲击和其他环境试验，要按技术规定进行各项试验。

整机通电老练的目的是提高电子设备的可靠性，大多数的电子设备在测试完成之后，均进行整机通电老练试验。

经整机通电老练后，整机各项技术性能指标会有一定程度的变化，通常还需进行参数复调，使交付使用的产品具有最佳的技术状态。

1.2.6　工艺技术文件的编写

设计一个优良的电子产品，其工艺设计过程非常重要。在工艺设计过程中，生产工艺应确保生产的方便、快捷，功能实施和操作要简单、先进，同时要人性化。另外，还要处理好通用和专用问题，以保证使用的可靠性，增强通用性。工艺设计完成后，要进行工艺技术文件的编写，完善文件资料。技术文件是生产、试验、使用和维修的基本依据。

1.2.7　样机制作及鉴定

样机制作的主要工作是：编制产品设计工作图纸，设计制造必要的工艺装置和专用设备，试验掌握关键工艺和新工艺，制造零、部、整件与样机，对样机进行调整，进行性能试验和环境试验等。

鉴定的目的在于对试制各阶段工作做出全面的评价并得出结论。通过鉴定，对能否设计定型做出结论。审查时一般邀请使用部门、研究设计单位和有关单位的代表参加。重要的产品鉴定结论要报上级机关批准。