如何设计电路以及电路板和电子元件的简介

在当今的现代技术世界中，我们看到了高科技

我们周围的设备，从我们的房屋到办公室，工作场所，道路，市场，教育机构，我们看到技术的现代化和所有这些技术的关键是电子行业的进步。

日复一日，科学家和工程师，致力于微电子，半导体，纳米技术，通信工程等方面的进步。在本文中，我们将专注于核心电子硬件，并讨论电子元件，电路板以及PCB上电子元件的元件选择和组装。

什么是电路板：

电路板也称为PCB（印刷电路板），是由丝网印刷，阻焊层，铜和基板制成的平台。基材是FR-4复合材料，由编织玻璃纤维布和环氧树脂粘合剂制成，这种粘合剂具有阻燃性，因此命名为FR（阻燃剂）。

元件焊料在PCB上使其成为电子设备。该组件称为PCB组件或PCBA。 PCB设计在特定的CAD软件中，如ALTIUM，ORCAD，EAGLE等。这些软件可以生成电路设计（Schematics），然后电路设计人员可以在此CAD软件中布局PCB。然后，该软件生成“GERBER”文件，可以将其送入PCB制造机器，实际打印轨道并制作PCB。

电子设备和设备：

有各种电子设备和设备包含电子元件。其中一些是线性电源，开关电源，放大器，滤波器，振荡器，示波器，函数发生器，数字万用表，网络分析仪，频谱分析仪等。这些是用于开发其他电子产品的实验室设备，如消费电子，工业电子，汽车工业，军事和国防产品。

电子设备的应用：

部分消费类电子产品包括LED电视，液晶显示器，安卓手机，电话，可穿戴电子产品，小工具等。工业产品如PLC，继电器，开关，传感器，执行器，伺服电机驱动器，直流电机输送带电子产品汽车电子产品包括车载充电器，AM/FM无线电电子设备，GPS跟踪器/导航仪，LED灯控制器，继电器，阀门，保险丝等。

如何设计电路：

电子电路设计基于以下要求：顾客。有两个主要类别的组件。 1-有源元件和2-无源元件

有源元件是那些需要像OPAMP，晶体管，MOSFET等一样工作的电源元件，而无源元件则是耗散能量的元件，如电阻，电容，电感等

电子元件：

示例1 :(继电器开关电路）

在这个电路中，我们选择了NPN型BJT晶体管BC337。该晶体管以共发射极模式连接，1KΩ电阻是用于控制基极电流的基极电阻。 10KΩ电阻用于将BC337的基极连接到地（GND），以便在输入正边沿触发时触发，然后晶体管将进入饱和状态并通过集电极和发射极导通以将GND短接到继电器线圈。因此，线圈将激活并正常关闭（NC）继电器的触点。

另一方面，如果未施加触发，晶体管将保持截止状态，CE结将保持开路，GND不会短路至线圈因此继电器继续保持常开（NO）

晶体管：

两种主要类型的晶体管是BJT和MOSFET。 BJT晶体管是一种电流控制器件，通常用于继电器控制开关。

继电器：

继电器是一种机电电子元件，带有线圈和两个触点（NO和NC）。当12VDC应用于继电器时，该线圈将其状态从NC更改为NO，反之亦然

继电器可提供5V，12V，24VDC线圈和触点安培，范围从10A到30 A.所以如果你必须驱动重型负载，如水泵，空调，鼓风机，大型伺服电机，然后使用高安培继电器，否则小灯泡，LED灯等小负载使用小型继电器。

电阻：

电阻用于控制电流并根据需要分压。在上面的例子中，我们使用了“分压器网络”，它将电压降至1KΩ，并将剩余电位传递至10KΩ至基极。给出了识别和选择合适电阻的表格。电阻器非常便宜，可在每个电子商店购买。它们有SMD和通孔类型。

示例2 :(电源）

在这个电路中，我们使用了可调节的LM317稳压器。电压调节器可以产生由两个电阻器R1和RV1编程的稳定的DC电压输出。电容C3是旁路电容，用于将调节引脚连接到GND，以提高纹波抑制能力。 C1，C2，C4用于消除纹波电压。二极管D5用于保护输出端的反向电流，以保护稳压器IC。

D1，D2，D3，D4是全桥转换器，用于将交流电转换为直流电平。 RV1是用于设置固定输出电压的微调电位器。

变压器：

变压器是转换高交流电压的设备桥式整流器使用230VAC至24VAC的低压。通过根据初级和次级电压找出匝数比来选择变压器。

二极管：

这是半导体元件，用于桥式整流器，飞返/飞轮用途。该二极管将正向偏置并在其上下降0.7V。在半导体器件中，硅是重要的成分，适当的掺杂将导致阻挡/结的产生。

电容器：

这种无源元件在电子产品中很常见，用于双电源和单电源。主要目的是过滤。在定时电路中，它用作RC定时器。在用于反馈回路的OPAMP积分器中。额定电压和电容越大，电容器的尺寸越大。如果输出电压调节在24VDC，那么输出纹波电容应选择在大于24V的额定电压下，如100V左右。否则电容器会爆裂或膨胀。较长的铅是正的，较小的铅是负的。

电压调节器：

线性稳压器的额定电流为1A，可提供1.2V至438V DC的输出电压。选择稳压器以根据需要检查最小压差，输出数量，输出电压极性，输入电压范围和封装。

电位器：

装饰罐广泛用于各种电子电路中。它用于分压器电路，用于设置OPAMP比较器电路中的参考电压，设置可调电压调节器中的输出电压，用于RF电路中进行调谐，用于定时器以设置RC定时器中的R值。编写的代码102表示

焊接电子元件：

焊接组件最重要的工具是烙铁本身。铁的尖端在400 o C并且其尖端可以根据需要更换。将熨斗连接到AC插座，等待它变得足够热。然后拿一根焊丝并在尖端触摸，烟雾会升起，表明铁已准备好焊接。尖端上的这种小焊料也有助于热量从铁尖流到接头。这个过程称为“镀锡”

您必须有一个烙铁架，因此您可以在不使用时放入其中。焊接应在有通风的地方进行。焊锡烟雾对健康有害

您应该使用湿海绵，以便根据需要清洁铁尖。现在，当你的熨斗准备就绪时，抓住它就像一支钢笔，用焊丝和接头触摸铁尖。接头是元件引线和PCB轨道需要连接的点。现在将尖端保持在接头处1-2秒，直到焊料形成像“山”。 1-2秒后，焊料会冷却，你会看到像焊料一样的山区。这种焊接很好。如果你看到像焊球一样，那就不好了。

焊接注意事项：

1-有些元件对热敏感，因此焊接尖端太长会损坏元件，如晶体管

2-某些元件对ESD（静电放电）敏感，所以在用特殊的ESD保护包装接触或拆开这些部件之前，你必须接地。

什么是焊料：

常规焊料是锡和铅的合金，60％锡和40％铅。熔点200℃。现代焊料是无铅的，锡与其他金属如铜和银合金。熔点220℃。由于焊料含锡量，用焊料覆盖表面称为“镀锡”。

脱焊：

焊料吸盘用于从板上去除部件。在接头处涂上铁尖，现在焊料熔化时应用吸盘吸入熔化的焊料。铜编织也很好，它吸收熔化的焊料远离接头。将铁尖加热到接头，直到焊料熔化，然后引入铜编织物浸泡熔化的焊料，然后移除铜编织物，然后取出铁尖。