廣東工業(yè)大學(xué)電子線路cad課程設(shè)計調(diào)音臺dxpprotel電路設(shè)計

1、課程設(shè)計課程名稱 電子線路CAD課程設(shè)計題目名稱調(diào)音臺電路的Protel DXP 設(shè)計學(xué)生學(xué)院材料與能源學(xué)院專業(yè)班級 12微電子2 班學(xué) 號學(xué)生姓名 鄭培柱指導(dǎo)教師賀春華2015年6月19日目錄1. 廣東工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書41.1、 、課程設(shè)計的內(nèi)容1.2、 課程設(shè)計的要求與數(shù)據(jù)1.3、 課程設(shè)計應(yīng)完成的工作1.4、 、課程設(shè)計進(jìn)程安排1.5、 應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)2本次課程設(shè)計摘要61.1 . 課程設(shè)計題目：調(diào)音臺電路的Protel DXP 設(shè)計1.2 設(shè)計目的1.3 . 多通道調(diào)音臺電路的Protel DXP 設(shè)計的原理1.3.1. 多通道調(diào)音臺電路的設(shè)計原理1.3.2. 多通道

2、設(shè)計的方法1.3.3. 下而上的層次原理圖設(shè)計方法1.4 設(shè)計流程3 .設(shè)計過程 73.1 建立pcb工程3.2 各基本模塊的原理圖設(shè)計3.2.1. 電源電路模塊3.2.2. 多路調(diào)音臺信號輸入處理系統(tǒng)模塊3.2.3. 主信號輸入信道處理系統(tǒng)模塊（8條通道 ）3.2.4. 主信號輸出通道與LED 電平指示系統(tǒng)模塊（2條通道 ）3.2.5. 監(jiān)控器輸出通道處理系統(tǒng)模塊3.2.6. 鋪助設(shè)備信號處理系統(tǒng)模塊3.2.7. 效果通道信號輸出系統(tǒng)模塊3.3 層次原理圖總圖設(shè)計3.4 對整個工程文件進(jìn)行編譯和檢查3.5 層次化原理圖之間的切換3.5.1. 從總原理圖切換到方框電路圖對應(yīng)的子原理圖3.5.2

3、. 從子原理圖切換到總原理圖3.6 生成網(wǎng)絡(luò)報表和元器件列表3.6.1. 網(wǎng)絡(luò)報表3.6.2. 元器件列表3.7 電路系統(tǒng)的PCB設(shè)計3.7.1. 電路板規(guī)劃3.7.2. 裝載元器件庫3.7.3. 導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)報表3.7.4. 元器件的布局3.7.5. 手動布線3.7.6. 自動布線3.7.7. 覆銅3.7.8. 生成PCB報表3.7.9. 生成項目元器件庫3.7.10. PCB的 3D 顯示4 .總結(jié) 225.參考文獻(xiàn)231. 廣東工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書題目名稱調(diào)音臺電路的 Protel DXP設(shè)計學(xué)生學(xué)院材料與能源學(xué)院專業(yè)班級12微電子 班姓 名學(xué) 號1.1、 課程設(shè)計的內(nèi)容1 .用Prote

4、l DXP建立一 PCB工程項目。2 .各基本模塊的原理圖設(shè)計。3 .層次原理圖的總原理圖設(shè)計。4 .生成原理圖報表（元器件清單、網(wǎng)絡(luò)表）。5 .印刷電路板圖繪制（設(shè)置 PCB環(huán)境參數(shù)，元器件布局規(guī)則設(shè)置，元器 件布局手工調(diào)整；按設(shè)計任務(wù)書要求完成指定網(wǎng)絡(luò)的布線寬度設(shè)置、其它 布線規(guī)則、布線參數(shù)設(shè)置，自動布線，手工調(diào)整布線）。6 .按設(shè)計任務(wù)書要求對指定網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行覆銅。7 .建立項目元件庫。1.2、 課程設(shè)計的要求與數(shù)據(jù)1 .按題目要求，每一位學(xué)生獨立完成設(shè)計全過程。2 .采用自底向上的層次原理圖設(shè)計方法。1.3、 課程設(shè)計應(yīng)完成的工作1 .層次原理圖的總原理圖設(shè)計。2 .各基本模塊的原理圖設(shè)計

5、。3 .印刷電路板圖繪制。4 .設(shè)計報告。1.4、課程設(shè)計進(jìn)程安排廳P設(shè)計各階段內(nèi)容地點起止日期1講授設(shè)計要求、布置設(shè)計題目；電路整體規(guī)劃教 1-3146.8上午2各基本模塊原理圖設(shè)計，生成原理圖報表宿舍6.叼 6.113層次原理圖的總原理圖設(shè)計宿舍6.124完成元器件布置，印刷電路板繪制，項目元件庫 的建立宿舍6.5 6.165老師驗收宿舍6.17s 6.186撰寫、完成、提交設(shè)計報告和電子版圖宿舍6.17s 6.191.5、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)1王浩全、傅英明、洪華、龍懷冰.Protel DXP電路設(shè)計與制版實用教程M.北京：人民郵電出版社，20052趙建領(lǐng).Protel電路設(shè)計與制

6、版寶典M.北京：電子工業(yè)出版社，20073唐俊翟、馮軍勤、張曜.Protel DXP應(yīng)用實例教程M.北京：冶金工業(yè)出版社,20044任富民.電子CAD-Protel DXP電路設(shè)計M.北京：電子工業(yè)出版社，2007.發(fā)出任務(wù)書日期： 2015年6月8日 指導(dǎo)教師簽名：賀春華計劃完成日期：2015年6月19日 基層教學(xué)單位責(zé)任人簽章：主管院長簽章：2本次課程設(shè)計摘要2.1 . 課程設(shè)計題目：調(diào)音臺電路的Protel DXP 設(shè)計2.2 設(shè)計目的本設(shè)計是電子電路CAD的實踐課程，其主要目的是對 Protle DXP （現(xiàn)在的 altium designe）r 更深入、全面了解，并對電路板的整個設(shè)計

7、過程有一個更為清晰的認(rèn)識，掌握自下而上的層次原理圖的設(shè)計方法和多通道設(shè)計的方法。熟悉設(shè)計流程和掌握設(shè)計規(guī)則。為以后工作實踐打下牢固的基礎(chǔ)。2.3 . 多通道調(diào)音臺電路的Protel DXP 設(shè)計的原理2.3.1 . 多通道調(diào)音臺電路的設(shè)計原理調(diào)音臺是一種音頻信號混合控制臺，也稱調(diào)音控制臺。它包括錄音、擴聲音響系統(tǒng)的控制中心，是聲音信號、各警示信號以及監(jiān)聽信號的控制臺。通常所說的調(diào)音，其中一個主要的步驟就是根據(jù)聲源（或者說節(jié)目）的特點對調(diào)音臺進(jìn)行操作。調(diào)音臺可以接收多路不同阻抗、不同電平的輸入聲源信號，并對這些信號進(jìn)行放大及處理，然后按不同的音量對信號進(jìn)行混合、 重新分配或編組，產(chǎn)生一 路或多路

8、輸出。通過調(diào)音臺還可以對各路輸入信號進(jìn)行監(jiān)聽。設(shè)計的調(diào)音臺電路，帶有 8個輸入通道，2個輸出通道。采用多通道設(shè)計 方法，子圖上建立一個輸入通道，一個輸出通道，就可以完成。2.3.2 多通道設(shè)計的方法所謂多通道設(shè)計其實就是對同一個通道（子圖）的多次引用。PROTEL DXP支持多通道設(shè)計。多通道設(shè)計可以大大提高設(shè)計效率，節(jié)省 重復(fù)畫圖和布線的時間。畫原理圖時，通過 Repea喻令復(fù)制子圖。PCB布線時, 通過ROOM格式來復(fù)制已有的布線格式。2.3.3 自下而上的層次原理圖設(shè)計方法本次課程設(shè)計采用自下而上的層次原理圖設(shè)計方法：先設(shè)計各部分的子原理圖，再由各部分子原理圖生成各部分的子原理圖框圖，最

9、后連線，完成層次原理圖的總圖方框圖。完成后，按 '即可從總圖到子圖之間查看。重復(fù)的電路采用多通道設(shè)計的方法。2.4 設(shè)計流程:基本模塊原理圖基本模塊原理圖基本模塊原理圖基本模塊原理圖3設(shè)計過程3.1 建立pcb工程打開 protel dxp,新建一個 PCB project具體操作是 file/new/project/PCB project,并保存至已經(jīng)建立好的文件夾中。如圖 1.Woikspacel .DsrKVtk，Workspace多通道調(diào)音器電胳RP<±Proiecta Fike View Structure Editor + -E聞菱通道誦盲害電函通&

10、I曰 _J Souice DocumentsbBKlPcbDoe首Id 總圖-SchDoc3電海電路系統(tǒng)歲小口砒信號輸入處理系統(tǒng)SchD” 工主信號輸入通道處理系統(tǒng)S 占主信罵輸出通道處理與LEDI &監(jiān)聽輸出通道處理系統(tǒng),5由 輔助設(shè)管信號處理系統(tǒng)Sch 口效果通道信號輸出系統(tǒng)£時E11 Generated3.2 各基本模塊的原理圖設(shè)計多通道調(diào)音臺的整個系統(tǒng)有以下的幾個功能模塊實現(xiàn)： 電源電路模塊（power） 多路路拾音器信號輸入處理系統(tǒng)模塊（headphone 主信號輸入信道處理系統(tǒng)模塊（8條通道，input channel） 主信號輸出信道與LED電平指示系統(tǒng)模塊（2

11、條通道，output channal） 監(jiān)控器輸出通道處理系統(tǒng)模塊（monitor） 鋪助設(shè)備信號處理系統(tǒng)模塊（auxilary 效果通道信號輸出系統(tǒng)模塊（Effects）3.2.1 電源電路模塊原理圖：電源電路系統(tǒng)7RLLS圖2如圖2電源模塊主要由變壓器、整流橋和穩(wěn)壓管構(gòu)成。其中，電容 C44主要起 到去耦作用。3.2.2 多路調(diào)音臺信號輸入處理系統(tǒng)模塊原理圖：信號輸入處理系統(tǒng)信號輸入電路系統(tǒng)模塊如圖3所示，它由一級集成運算放大電路和一級功率放大電路組成。一級集成運算放大器構(gòu)成了一個積分電路， 將反饋電容C43與電阻R59并聯(lián)是為了限制電路的低頻電壓增益。一級功率放大電路其實是一個 OCL

12、電路，它的主要功能是消除交越失真。R54 16c3.2.3主信號輸入信道處理系統(tǒng)模塊（8條通道）原理圖：主信號輸入通道系統(tǒng)信號輸入系統(tǒng)模塊如圖4所示，它主要由多級集成運算放大電路組成。1.1.4 主信號輸出通道與LED電平指示系統(tǒng)模塊（2條通道）原理圖：主信號輸出通道與LED電平指示系統(tǒng)"3襄#B %,丁二二，F(xiàn)H1圖5信號輸出通道與LED電平指示系統(tǒng)模塊如圖5,主要由三級集成運算放大電 路和顯示電路組成，放大電路為負(fù)載提供一定的功率。1.1.5 監(jiān)控器輸出通道處理系統(tǒng)模塊原理圖：監(jiān)聽輸出通道處理系統(tǒng)如圖6所示，監(jiān)控器電路系統(tǒng)模塊由一級電壓跟隨器和一級集成運算放大 電路組成。電路相對

13、較簡單，第一個運算放大器構(gòu)成一個電壓跟隨器， 為了提高 輸入阻抗，減小輸入電流。1.1.6 鋪助設(shè)備信號處理系統(tǒng)模塊原理圖：輔助設(shè)備信號處理系統(tǒng)5KD圖7調(diào)音臺電路系統(tǒng)模塊如圖8所示，主要由兩級集成運算放大電路組成。1.1.7 效果通道信號輸出系統(tǒng)模塊原理圖：效果通道信號輸出系統(tǒng)圖8同樣，帶通濾波器電路系統(tǒng)模塊如圖 8,也是主要主要由兩級集成運算放大電路組成的。3.3 層次原理圖總圖設(shè)計使用自下而上的層次原理圖設(shè)計方法，首先設(shè)計各自子原理圖添加各自所需的元器件完成原理圖，然后建立總系統(tǒng)的方塊圖。在總系統(tǒng)的方塊圖里，主 要使用了多通道設(shè)計的方法，即是使用了 repeat命令來復(fù)制子圖，從而不用重

14、復(fù) 去建立同樣的方塊圖和子原理圖了！ 首先，新建原理圖編輯器file/new/schematic 命名為多通道調(diào)音臺。生成各個方塊圖，在需要多通道的方塊圖 designator標(biāo)明 repeat （端口）的命令即可建立多通道，然后連線。圖9其中，Repeat（原理圖元件標(biāo)識符，第一個通道，最后一個通道）總系統(tǒng)的方塊圖圖103.4 對整個工程文件進(jìn)行編譯和檢查單擊【Project 菜單中的Compile PCBProject ,如果編譯提示沒有error則說明電路系統(tǒng)的電氣連接正確，否則，應(yīng)該查找電路系統(tǒng)的錯誤之處并加以改 正。如圖11iAltiumWint，r 09 - 三三下琛件電子電售8艘

15、明西亮第a程設(shè)計l我的課程設(shè)計 DXP File Edit View Project I Place Design Tools Auto Route Reports Window1. Ijf4 J 上 . _j| Jf Compile Document textPcbDocAkiiP3_J Compile PCB Project多通道涸音器生路尸ijP山Woikspactl .DsnWrkDesign Workspace多通道調(diào)音器電路RiPcbQ File View Structure Editor日3多通道調(diào)音者電路PHF-IS ciunc日 DucumenU .LU l lbAdd Ne

16、w to ProjertAdd Existing to Project.Remove from Project.3.5 層次化原理圖之間的切換3.5.1 從總原理圖切換到方框電路圖對應(yīng)的子原理圖對整個工程文件編譯完后，在總原理圖中單擊【 Navigator 1面板中的 回I按鈕則鼠標(biāo)指針將變成十字形狀在工作窗口中，此時移動鼠標(biāo)指針到某個方框圖上，單擊鼠標(biāo)左鍵，只可以切換到該方框電路圖對應(yīng)的子原理圖。3.5.2 從子原理圖切換到總原理圖在子原理圖中，單擊叵按鈕后鼠標(biāo)指針變成十字形狀顯示在工作窗口中,此時移動鼠標(biāo)指針到原理圖的某個端口，單擊鼠標(biāo)左鍵就可以切換到總圖處3.6 生成網(wǎng)絡(luò)報表和元器件列表

17、3.6.1 網(wǎng)絡(luò)報表單擊Design Netlist For Project Protel,即可生成原理圖網(wǎng)絡(luò)表，部分網(wǎng)絡(luò)報表如ClC0805Cap Pnl3 L C2 COSOS Cap Pol3 C3 C0£05 Cap Pol3C4CO SC5Cap Fol3 C5 COSOS Cap Pol3圖123.6.2 元器件列表點擊Reports Bills of Materials即可生成元器件列表，然后將元器件列表保存。元器件列表如下圖所示：CommentDescription DesignatorFootprint LibRefQuantityCap Pol3Polarized

18、 Capacitor | C1 C2, C3, C4P C5,C0906Cap Pc43,而Cap PollPolaned Capacitor IC1E_CIN1X1E_Clh.RB7.E-l5Cap Poll37CapacitorC44RAD.0.3Cap11M914High Conductance F D1, D2DO-35Diode1N91423發(fā)光二極管D1_COUT1.D1_CO 發(fā)光二極管3發(fā)光二極管201M4D041 Amp General PlirpD1D4,D5, DEon-41Diode 1N40C441AFuseF1PIN-W2/EZ6Fuse 21Pboneiack2J

19、ackSocket/lM"lUk.JGJLp7JACK>6V2Phonejaclt.24Plug AC FemaleIEC Mains Ptower Ik J?_CIN1I, J 2口 MN，IEC72H3Plug AC FemaleWPhonejaekSJackSocket/lMJiJ4_aNtJ<aNZJACK?SV3PhonejacksaCON MAINSHeader. 3En. FlightPSHDR1X3HHeader 3H1NPNQ1SOT-23 L一NPWiPNPPNP Bipolar Iransisl Q2SOT-23BPNP1Aes3ResistorRt

20、fiaR3_CINtFJ10603Ras3249SW-SPDTSPOT SubminiatureSL口N1. S1_CIN2r TL6WH5O50SW-SPDT8S-12WAY12 Way SwitchS2DIP-13(14)SW-12WAY1PowerSinglPok SirgleJ S3SPST-2SWSPST1孫CTCenter-T apped TranT1TRF_5T fans CT1LM833MDual Aude 0 paralicU1 U1B,U2_CIN1 M08ALM833M23OP-27PUltra Lov>Moise, PieU3,CIN1,U3rCIN2, G26

21、05P-27P3SSM2(J17F(E)Highspeed OperaticU5_CIN1.U5_UN2,J08ALM6161”陽 38TU071DLo-NoiseJFET-lnpU9DOOSTIJ071D178L15U103P7305179L15U113P79051LM3915(18)U12_COUTLU12_IDIP18LM3915 口即2Res Ta(pTapped ResislorVR1,VFI2_CIM1, VFVR3Res Tap54圖133.7 電路系統(tǒng)的PCB設(shè)計在生成網(wǎng)絡(luò)報表后，PCB的設(shè)計便可以開始了。本節(jié)主要介紹電路系統(tǒng)的電 路板設(shè)計的過程和結(jié)果，相關(guān)的版圖會在以下內(nèi)容中

22、給出。3.7.1 電路板規(guī)劃生成PC眼件的方法有很多，這里采用向?qū)?PC皿件。執(zhí)行【Files 板 面底部的“ NEW from template ”中的畫逅跡恒口。選擇相應(yīng)的選項并 修改相應(yīng)的參數(shù)，并自定義 PCB8尺寸大小。板設(shè)計在此步驟有以下幾步：1）新建PC眼件；2）將板層切換到Keep-Out Layer;3）單擊放置元器件工具欄中導(dǎo)線放置標(biāo)志，規(guī)劃板邊；4）雙擊繪制好的板邊線，打開 Track對話框，設(shè)置相關(guān)參數(shù);5）發(fā)現(xiàn)PCB8外形不合適，移動PCB版連線框;6）放置安裝孔。3.7.2 裝載元器件庫根據(jù)設(shè)計要求，裝如所需的元器件封裝庫，步驟如下：1）選才D Design/Ad

23、d/Remove Library 命令，在“打開”對話框中找出原理圖中所有元器件所對應(yīng)元器件封裝庫，把元器件庫添加到系統(tǒng)中去。其中包括一個我個人的自建庫。2）元器件庫裝載到系統(tǒng)后，看加載的元器件是否滿足設(shè)計要求。本設(shè)計所用裝載的元器件庫如下：Library Path Relative T：Instaill.RemoveMiove UpMove Down3.7.3導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)報表力口載 PCB寸裝庫 “Mixer.PCBlib ”后，執(zhí)行【Design】一Import changes from Z80(board).PrjPCB, 單擊骨曲也門的承,再按Em名5a1, 如果兩項都沒提示有錯誤則說明裝

24、入的元器件正確并可以將網(wǎng)絡(luò)和元器 件封裝加載到PCB文件中了，如果有錯誤則應(yīng)該回到原理圖中修改相應(yīng) 的錯誤。3.7.4 元器件的布局1)按照給定的規(guī)則把各類元器件布局元器件的布局有兩種方法自動布局和手工布局，這里使用的是手工布局！把相應(yīng)的ROOM拖到布線區(qū)域內(nèi)，并按一定的規(guī)律和電氣原則擺好：對于大而重、發(fā)熱量高的又元器件，如電壓器，穩(wěn)壓管等，應(yīng)該留出一定的 空間或用散熱片加以固定，這樣可以很好的解決電路系統(tǒng)的散熱問題。 采用模塊式布局，這樣整個電路布局會很有規(guī)律并利于以后的電路檢查和維 修。在能布通線的情況下，盡量縮小印刷電路板的尺寸。 接插件盡量安裝在電路板的邊緣，這樣有利于進(jìn)出線的拔與插。

25、3.7.5 手動布線電源電路系統(tǒng)，考慮到此部分電流較大，采用寬導(dǎo)線布線。如下:R39 瓶4口用 nig Cd riBGZP1SRI7圖153.7.6 自動布線在設(shè)置好自動布線的相關(guān)參數(shù)后，執(zhí)行Auto Route! 一【AREA即可對已經(jīng)布好局的PCBi件進(jìn)行局部面積模塊化自動布線，效果如圖所示：UR2.CIH3LCIN3S25,CIN3C2_.CPN3R27 CIN3CJN3C30.CI.財劃 _CIM 黜_©N3"I_c§C16_CIN3CIN十CIN3C1N3UH3-C1N3o0 C7CIN3.R-tO_ClN3施ICNUILJURU CI M3R1d_CT

26、N3R43.CIN3oJ2 C1N3 R-C1N3P47,CIN3R11-C6N3z» 、CS-C1N3ijl圖16各模塊布完線之后，再進(jìn)行全部自動布線:圖170J *5七三患演出5恤愍-rxnH-5u 口卞加皿L-史-.二汗二 2還.一-JQnw萩二 o 智 , eul二；5cxi至考 在才.3.7.7 覆銅在電路板設(shè)計過程中，為了提高系統(tǒng)的抗干擾性，通常給電路板敷銅。而PROTELDXP中有兩種方法：矩形填充和多邊形填充。本次設(shè)計采用多邊形填充。執(zhí)行PLACE -【Polygon Plane - 菜單選項，接著設(shè)置其屬性，選擇底層敷銅即【LAYER處選擇Bottom Laye ,

27、【Connect to Net 選擇GNW敷銅連接至U GND網(wǎng)絡(luò)上去。另外，RemovedeaoCopper這項都應(yīng)該選上。這樣多邊形在填充過 程中將連接和多邊形填充所處網(wǎng)絡(luò)相同的導(dǎo)線、 過孔、和焊盤，而且敷銅過程還會刪除沒有和焊盤接起來的導(dǎo)線。敷完銅后PCB的版圖它的底層線路圖如下圖所小，*Hu- TJ一-H-: . _3注算.工后I.:3c卷出血恤圖-二三口JHuJr.- .TJJ TJ-TJ - -F二- E耳E-三* 印0.喏3 回 r r i圖183.7.8 生成PCB報表點擊Reports里的Board Imformation ,就可以生成 PCB艮表。PCB艮表截圖如下圖所示：

28、Layer InformationLayerArcsPadsViasT racksTextsFilsRegionsComponentBodie!Top Layer09900503302400BottomLayer0002493Q000Mechanical 10004270000Mechanical 2000320000Mechanical 1300Q4Q001Mechanical 1500060000TopOverlay13300107912336000BottomOverlay00Q00000Top Paste00000000BottomPasts0000Q000Top Solder00000000圖193.7.9 生成項目元器件庫在完成的PCB編輯器里，選擇design/make PCBlibrary并保存，即可生成相應(yīng)的元器件庫。如圖20,圖21.H | 3 . | 我切口 中 K k