如何設(shè)計電路以及電路板和電子元件的簡介

在當(dāng)今的現(xiàn)代技術(shù)世界中，我們看到了高科技

我們周圍的設(shè)備，從我們的房屋到辦公室，工作場所，道路，市場，教育機構(gòu)，我們看到技術(shù)的現(xiàn)代化和所有這些技術(shù)的關(guān)鍵是電子行業(yè)的進(jìn)步。

日復(fù)一日，科學(xué)家和工程師，致力于微電子，半導(dǎo)體，納米技術(shù)，通信工程等方面的進(jìn)步。在本文中，我們將專注于核心電子硬件，并討論電子元件，電路板以及PCB上電子元件的元件選擇和組裝。

什么是電路板：

電路板也稱為PCB（印刷電路板），是由絲網(wǎng)印刷，阻焊層，銅和基板制成的平臺。基材是FR-4復(fù)合材料，由編織玻璃纖維布和環(huán)氧樹脂粘合劑制成，這種粘合劑具有阻燃性，因此命名為FR（阻燃劑）。

元件焊料在PCB上使其成為電子設(shè)備。該組件稱為PCB組件或PCBA。 PCB設(shè)計在特定的CAD軟件中，如ALTIUM，ORCAD，EAGLE等。這些軟件可以生成電路設(shè)計（Schematics），然后電路設(shè)計人員可以在此CAD軟件中布局PCB。然后，該軟件生成“GERBER”文件，可以將其送入PCB制造機器，實際打印軌道并制作PCB。

電子設(shè)備和設(shè)備：

有各種電子設(shè)備和設(shè)備包含電子元件。其中一些是線性電源，開關(guān)電源，放大器，濾波器，振蕩器，示波器，函數(shù)發(fā)生器，數(shù)字萬用表，網(wǎng)絡(luò)分析儀，頻譜分析儀等。這些是用于開發(fā)其他電子產(chǎn)品的實驗室設(shè)備，如消費電子，工業(yè)電子，汽車工業(yè)，軍事和國防產(chǎn)品。

電子設(shè)備的應(yīng)用：

部分消費類電子產(chǎn)品包括LED電視，液晶顯示器，安卓手機，電話，可穿戴電子產(chǎn)品，小工具等。工業(yè)產(chǎn)品如PLC，繼電器，開關(guān)，傳感器，執(zhí)行器，伺服電機驅(qū)動器，直流電機輸送帶電子產(chǎn)品汽車電子產(chǎn)品包括車載充電器，AM/FM無線電電子設(shè)備，GPS跟蹤器/導(dǎo)航儀，LED燈控制器，繼電器，閥門，保險絲等。

如何設(shè)計電路：

電子電路設(shè)計基于以下要求：顧客。有兩個主要類別的組件。 1-有源元件和2-無源元件

有源元件是那些需要像OPAMP，晶體管，MOSFET等一樣工作的電源元件，而無源元件則是耗散能量的元件，如電阻，電容，電感等

電子元件：

示例1 :(繼電器開關(guān)電路）

在這個電路中，我們選擇了NPN型BJT晶體管BC337。該晶體管以共發(fā)射極模式連接，1KΩ電阻是用于控制基極電流的基極電阻。 10KΩ電阻用于將BC337的基極連接到地（GND），以便在輸入正邊沿觸發(fā)時觸發(fā)，然后晶體管將進(jìn)入飽和狀態(tài)并通過集電極和發(fā)射極導(dǎo)通以將GND短接到繼電器線圈。因此，線圈將激活并正常關(guān)閉（NC）繼電器的觸點。

另一方面，如果未施加觸發(fā)，晶體管將保持截止?fàn)顟B(tài)，CE結(jié)將保持開路，GND不會短路至線圈因此繼電器繼續(xù)保持常開（NO）

晶體管：

兩種主要類型的晶體管是BJT和MOSFET。 BJT晶體管是一種電流控制器件，通常用于繼電器控制開關(guān)。

繼電器：

繼電器是一種機電電子元件，帶有線圈和兩個觸點（NO和NC）。當(dāng)12VDC應(yīng)用于繼電器時，該線圈將其狀態(tài)從NC更改為NO，反之亦然

繼電器可提供5V，12V，24VDC線圈和觸點安培，范圍從10A到30 A.所以如果你必須驅(qū)動重型負(fù)載，如水泵，空調(diào)，鼓風(fēng)機，大型伺服電機，然后使用高安培繼電器，否則小燈泡，LED燈等小負(fù)載使用小型繼電器。

電阻：

電阻用于控制電流并根據(jù)需要分壓。在上面的例子中，我們使用了“分壓器網(wǎng)絡(luò)”，它將電壓降至1KΩ，并將剩余電位傳遞至10KΩ至基極。給出了識別和選擇合適電阻的表格。電阻器非常便宜，可在每個電子商店購買。它們有SMD和通孔類型。

示例2 :(電源）

在這個電路中，我們使用了可調(diào)節(jié)的LM317穩(wěn)壓器。電壓調(diào)節(jié)器可以產(chǎn)生由兩個電阻器R1和RV1編程的穩(wěn)定的DC電壓輸出。電容C3是旁路電容，用于將調(diào)節(jié)引腳連接到GND，以提高紋波抑制能力。 C1，C2，C4用于消除紋波電壓。二極管D5用于保護(hù)輸出端的反向電流，以保護(hù)穩(wěn)壓器IC。

D1，D2，D3，D4是全橋轉(zhuǎn)換器，用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電平。 RV1是用于設(shè)置固定輸出電壓的微調(diào)電位器。

變壓器：

變壓器是轉(zhuǎn)換高交流電壓的設(shè)備橋式整流器使用230VAC至24VAC的低壓。通過根據(jù)初級和次級電壓找出匝數(shù)比來選擇變壓器。

二極管：

這是半導(dǎo)體元件，用于橋式整流器，飛返/飛輪用途。該二極管將正向偏置并在其上下降0.7V。在半導(dǎo)體器件中，硅是重要的成分，適當(dāng)?shù)膿诫s將導(dǎo)致阻擋/結(jié)的產(chǎn)生。

電容器：

這種無源元件在電子產(chǎn)品中很常見，用于雙電源和單電源。主要目的是過濾。在定時電路中，它用作RC定時器。在用于反饋回路的OPAMP積分器中。額定電壓和電容越大，電容器的尺寸越大。如果輸出電壓調(diào)節(jié)在24VDC，那么輸出紋波電容應(yīng)選擇在大于24V的額定電壓下，如100V左右。否則電容器會爆裂或膨脹。較長的鉛是正的，較小的鉛是負(fù)的。

電壓調(diào)節(jié)器：

線性穩(wěn)壓器的額定電流為1A，可提供1.2V至438V DC的輸出電壓。選擇穩(wěn)壓器以根據(jù)需要檢查最小壓差，輸出數(shù)量，輸出電壓極性，輸入電壓范圍和封裝。

電位器：

裝飾罐廣泛用于各種電子電路中。它用于分壓器電路，用于設(shè)置OPAMP比較器電路中的參考電壓，設(shè)置可調(diào)電壓調(diào)節(jié)器中的輸出電壓，用于RF電路中進(jìn)行調(diào)諧，用于定時器以設(shè)置RC定時器中的R值。編寫的代碼102表示

焊接電子元件：

焊接組件最重要的工具是烙鐵本身。鐵的尖端在400 o C并且其尖端可以根據(jù)需要更換。將熨斗連接到AC插座，等待它變得足夠熱。然后拿一根焊絲并在尖端觸摸，煙霧會升起，表明鐵已準(zhǔn)備好焊接。尖端上的這種小焊料也有助于熱量從鐵尖流到接頭。這個過程稱為“鍍錫”

您必須有一個烙鐵架，因此您可以在不使用時放入其中。焊接應(yīng)在有通風(fēng)的地方進(jìn)行。焊錫煙霧對健康有害

您應(yīng)該使用濕海綿，以便根據(jù)需要清潔鐵尖。現(xiàn)在，當(dāng)你的熨斗準(zhǔn)備就緒時，抓住它就像一支鋼筆，用焊絲和接頭觸摸鐵尖。接頭是元件引線和PCB軌道需要連接的點。現(xiàn)在將尖端保持在接頭處1-2秒，直到焊料形成像“山”。 1-2秒后，焊料會冷卻，你會看到像焊料一樣的山區(qū)。這種焊接很好。如果你看到像焊球一樣，那就不好了。

焊接注意事項：

1-有些元件對熱敏感，因此焊接尖端太長會損壞元件，如晶體管

2-某些元件對ESD（靜電放電）敏感，所以在用特殊的ESD保護(hù)包裝接觸或拆開這些部件之前，你必須接地。

什么是焊料：

常規(guī)焊料是錫和鉛的合金，60％錫和40％鉛。熔點200℃?，F(xiàn)代焊料是無鉛的，錫與其他金屬如銅和銀合金。熔點220℃。由于焊料含錫量，用焊料覆蓋表面稱為“鍍錫”。

脫焊：

焊料吸盤用于從板上去除部件。在接頭處涂上鐵尖，現(xiàn)在焊料熔化時應(yīng)用吸盤吸入熔化的焊料。銅編織也很好，它吸收熔化的焊料遠(yuǎn)離接頭。將鐵尖加熱到接頭，直到焊料熔化，然后引入銅編織物浸泡熔化的焊料，然后移除銅編織物，然后取出鐵尖。