電子protel實訓報告-王偉

1、protel實訓報告題目基于protel音頻功率放大器電路的設計專業(yè)班級：電子1001學生姓名：王偉指導教師：曠海蘭武漢理工大學信息工程學院2012 年12 月10日Protel實訓任務書學生姓名：王偉專業(yè)班級：電子1001指導教師：曠海蘭工作單位:信息工程學院題 目： 基于 protel的音頻功率放大器電路的設計主要目的就是對學生進行 protel軟件的操作訓練，通過訓練，使學生能夠掌握protel軟件的基本使用方法，能夠使用 protel繪制簡單電路的原理圖和PCB版圖，提高學生的動手能力。一、初始條件計算機； Ofice Word 軟件；PROTEL軟件二、內(nèi)容和要求1、學習PROTEL

2、軟件。2、 設計一個音頻功率放大電路，繪制電路的原理圖和PCB版圖，要求圖紙繪制清晰、布線合理、符合繪圖規(guī)范。3、對所設計電路的基本原理進行分析；4、 查閱至少6篇參考文獻，按武漢理工大學課程設計工作規(guī)范要求撰寫報告書，全文用A4 紙打印。三、時間安排1、2012年12月10日集中，作基礎強化訓練具體實施計劃與報告格式要求的說明；學生查閱相 關資料，學習電路的工作原理。2、2012年12月11日，protel軟件基本功能與使用方法學習。3、2012年12月12日至2012年12月14日，采用protel進行相關電路圖的繪制。4、2012年12月15日上交成果及報告，進行答辯。指導教師簽名：年月

3、日系主任（或責任教師）簽名：年月日摘要 .錯誤!未定義書簽。Abstract II1.設計任務與要求錯誤！未定義書簽1.1設計任務 11.2設計要求 12. 原理分析 12. 1原理框圖 12.2音頻放大器電路分析 23. Protel 99SE 繪圖 33.1音頻放大器的電路 33.2用Protel繪制原理圖 4元件庫的調(diào)用 6放置元件 6原理圖的布線 73.3 用 Protel 繪制 PCB圖 7電氣常規(guī)檢查 7產(chǎn)生網(wǎng)絡表 73.4 PCB的制作 84. 電路元件清單 105. 小結與體會： 106. 參考文獻 11摘要:音頻放大器可以用來話音擴音、音樂欣賞、卡拉0K伴唱，其中的電子混響器

4、使聲音聽起來具有一定深度感和空間立體感。音響放大器是由話筒放大器、混合前置放大器、電子混響器、音調(diào)控制器、功率放大器幾 部分組成。設計首先設計電路原理圖，在protel99se軟件仿真中實現(xiàn)了話筒和聲音的混合放大， 繼而制作pcb版，買好元件后在萬用板上進行焊接，最終完成設計。電路設計完成后，開始對系統(tǒng)進行測試：通過對系統(tǒng)在protel99se軟件下仿真測試,也對印制板進行調(diào)試。在本設計中，測試后發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)基本能達到要求。Protel99SE是應用于 Windows9X/2000/NT操作系統(tǒng)下的EDA設計軟件，采用設計庫管理模式，可以進行聯(lián)網(wǎng)設計，具有很強的數(shù)據(jù)交換能力和開放性及3D模擬功能，

5、是一個32位的設計軟件，可以完成電路原理圖設計，印制電路板設計和可編程邏輯器件設計 等工作，可以設計32個信號層，16個電源-地層和16個機加工層。關鍵字：混合放大功率TDA2030 PROTEL Protel99SEAbstractaudio amplifier can be used to voice and music appreciati on, karaoke Ban Cha ng, including electronic reverb units that sounds with certain sense of depth and space stereo feeli ng.A

6、udio amplifier is mixed by the receiver amplifiers, preamplifier, electronic reverb un its, tone con troller, power amplifier.Desig n first, in the circuit prin ciple diagram desig n multisim simulatio n in themicropho ne and sound mixing amplificati on, and in making PCB, protel bought inuni versal

7、 plate after comp onents for weld ing, final desig n.After the completion of the circuit design, the system is tested: through the system software simulatio n test in multisim un der, debugg ing of prin ted circuit board .In this desig n, testi ng that the system can meet the requireme nts.Protel99S

8、E is applied to Win dows9X / 2000 / NT under the operati ng system,using EDA software desig n of library man ageme nt mode, can un dertake n etwork ingdesig n, strong data excha nge capacity and ope nn ess and 3D simulati on function,is a 32-bit desig n software, can complete the circuit prin ciple

9、diagram desig n,prin ted circuit desig n and programmable logic device desig n work, can desig n 32 sig nal layer, 16-16 power formati on and mach ining.Keywords: mix TDA2030 power amplifier PROTEL PROTEL99SE1. 設計任務與要求1.1設計任務掌握一種電路原理圖與電路板的繪制方法是電子工程類技術崗位的必備技能。通過本 課程設計的教學實訓，使學生掌握電路原理圖的設計方法， 掌握電路板的繪制方法

10、和技巧。 培養(yǎng)學生的動手操作能力，提高學生的專業(yè)技能水平。為學生將來就業(yè)于應用電子類技術 崗位打下堅實的基礎。設計一個音頻放大器，在輸出端獲得良好的輸出信號，對輸入信號 進行放大。音頻放大器的目的是在產(chǎn)生聲音的輸出元件上重建輸入的音頻信號，信號音量和功率級都要理想一一如實、有效且失真低。音頻范圍為約20Hz20kHz，因此放大器在此范圍內(nèi)必須有良好的 頻率響應（驅動頻帶受限的揚聲器時要小一些，如低音喇叭或高音 喇叭）。1.2設計要求 輸出功率10W/8Q;頻率響應2020KHz效率60%;失真小。 選擇電路方案，完成對確定方案電路的設計。計算電路元件參數(shù)與元件選擇、并畫出總體電路原理圖，闡述基

11、本原理。（選做：用protel或EWB軟件完成仿真） 安裝調(diào)試并按規(guī)定格式寫出課程設計報告書。2. 原理分析2. 1原理框圖根據(jù)應用的不同，功率大小差異很大，從耳機的毫瓦級到TV或PC音頻的數(shù)瓦，再到“迷 你”家庭立體聲和汽車音響的幾十瓦，直到功率更大的家用和商用音響系統(tǒng)的數(shù)百瓦以上， 大到能滿足整個電影院或禮堂的聲音要求。音頻放大器的一種簡單模擬實現(xiàn)方案是采用線 性模式的晶體管，得到與輸入電壓成比例的輸出電壓。正向電壓增益通常很高（至少40dB）。 如果反饋環(huán)包含正向增益，貝U整個環(huán)增益也很高。因為高環(huán)路增益能改善性能，即能抑制 由正向路徑的非線性引起的失真，而且通過提高電源抑制能力（PSR

12、）來降低電源噪聲，所以經(jīng)常采用反饋。UTH+ 怯100 址丁 r 100n功放原理圖2.2音頻放大器電路分析放大器的作用：1、能把輸入訊號的電壓或功率放大的裝置，由電子管或晶體管、電源變壓器和其他電器元件組成。用在通訊、廣播、雷達、電視、自動控制等各種裝置中。原理：高頻功率放大器用于發(fā)射機的末級，作用是將高頻已調(diào)波信號進行功率放大，以滿 足發(fā)送功率的要求，然后經(jīng)過天線將其輻射到空間，保證在一定區(qū)域內(nèi)的接收機可以接收到滿意的信號電平，并且不干擾相鄰信道的通信。高頻功率放大器是通信系統(tǒng)中發(fā)送裝 置的重要組件。按其工作頻帶的寬窄劃分為窄帶高頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器兩 種，窄帶高頻功率放大器通

13、常以具有選頻濾波作用的選頻電路作為輸出回路，故又稱為調(diào)諧功率放大器或諧振功率放大器；寬帶高頻功率放大器的輸出電路則是傳輸線變壓器或 其他寬帶匹配電路，因此又稱為非調(diào)諧功率放大器。高頻功率放大器是一種能量轉換器件，它將電源供給的直流能量轉換成為高頻交流輸出。運算放大器原理運算放大器原理運算放大器(Operational Amplifier, 簡稱OR OPA OPAM)是一種直流耦合，差模(差動模式)輸入、通常為單端輸出(Differe ntial-i n, sin gle-e nded output)的高增益(gain )電壓放大器，因為剛開始主要用于加法，乘法等運算電路中，因而得名。一個理想

14、的運算放大器必須具備下列特性：無限大的輸入阻抗、等于零的輸出阻抗、無限大的開回路增益、無限大的共模排斥比的部分、無限大的頻寬。最基本的運算放大器如圖2-1 一個運算放大器模組一般包括 一個正輸入端（OP_P）、一個負輸入端（OP_N）和一個輸出端 （OP_O>圖2-13. Protel 99SE 繪圖3.1音頻放大器的電路音頻功率放大器應包含三個部分：電源模塊，功率放大器。在放大電路中需要用到運放TDA2030，其工作電壓為正負12v。功放電路的protel原理圖如下圖所示3.2用Protel繪制原理圖fJJ prorrl 99 SR用果單Filc/K口v新建 設計.命名,選擇文刑路松.

15、然后進入 Protc）99SE 的標準界血（圖 8）,込 Documents H彖:.用 Filc/Ncw rfii令* 策統(tǒng)卻III 文件類型的對話憾我們選#SCH圖標，即進入SCH設計系統(tǒng).同時系統(tǒng)界曲變?yōu)镾CH 的設計界面.如圖9斯示.元件庫的調(diào)用我們發(fā)現(xiàn)，升血務了個 Browse SCH的選頂卡.單 擊則琲入了原理圖管理器如 圖10所示.Libraries即所便 用的元杵庫。敝來說，默認元件庫 Miscellaneous Devices.lih 即町滿足需要"如需便用其他 元件庫*則可按照以下步孵述 擇新的庫文中眩 點 擊|右dd/Rcwov也|圖10原理圖管理器鈕，彈出以下

16、對話柜：放置元件在繪制原理圖時，Protel 99 SE在工具欄上提供了常用元件的快捷方式，例如電阻、 電解電容、瓷片電容以及常用的與、或、非等組合邏輯門，使用起來很方便。如果要使用 其他元件則可以使用Place/Part命令打開元件選擇窗口。若使用的是比較基本的元件可以在Protel 99SE默認提供的元件庫 Miscella neousDevicesntLib中直接瀏覽。Protel 99SE將元件的型號等都已經(jīng)標明了，也可以單擊元件自己修改。原理圖的布線放置導線的方法是，在工作窗口空白處右擊鼠標，在彈出的快捷菜單（圖1014）中選中Place Wire （也可通過菜單Place Wire

17、選中），這時鼠標指針由空心箭頭變?yōu)槭帧?將鼠標指向欲連線的元件端點，單擊鼠標左鍵，就會出現(xiàn)一條隨鼠標移動的預拉線。當鼠 標移動到連線的 轉彎點時，單擊鼠標左鍵就可定位一次轉彎。當拖動預拉線到元件的引腳 上并單擊鼠標左鍵時，就會終止該次連線。若想將連線狀態(tài)切回到待 命模式，再次右擊鼠 標或按Esc鍵。Error Re口ort For : Documen一Suh 14-Dec-201218:37:51End Report3.3用Protel繪制PCB圖電氣常規(guī)檢查選擇TOOL踝單下的ERC選項，彈出對話框，直接點擊 ok即可，如果有問題就會坐標標注元件的位置， 返回電路原理圖，改正錯誤的元件屬性

18、，在進行ERC 檢查，直至完全正確為止。產(chǎn)生網(wǎng)絡表選取設計菜單下 的createnetlist選項彈出對話框，直接點擊ok即可3.4 PCB的制作341定義邊框在設計工作區(qū)的版層標簽選擇keepout layer,然后選擇工具條的 國，畫邊框，大小為 6*4的。生成網(wǎng)絡表之后，就進入了 PCB板繪制的階段。選擇 File/New/PCB生成一個后綴為 PcbDoc的文件。PCB板分為很多層，主要有 Top-Layer、 Bottom-Layer、 Mechanical、 Top Overlay、 Keep-Out-layer 和 Multi-Layer 。按步驟設置PCB板的Mechanica

19、l物理邊界以及Keep-Out Layer電氣邊界。先執(zhí)行 Desig n/Board Sharp/Redefi ne Board Sharp命令，此 時光變變成十字形。然后在 Mechanical層面上劃定PCB板的物理邊界，最后在禁止布線層(Keep-Out Layer)上面劃 定電器邊界。3.4.2 加載網(wǎng)絡表在SCH文件的菜單項中選擇design-create netlist, 彈出如下圖的對話框，采用默認設置即可在彈出所有都沒有錯誤后，就可以進行布局了 。343擺放元件并布線加載網(wǎng)絡表后，使用系統(tǒng)的Cluster模式進行自動布局后，得到啟示，然后按照原理 圖自己重新布局。網(wǎng)絡表加載完

20、成之后， PCB根據(jù)網(wǎng)絡表產(chǎn)生預拉線，在屏幕上會出現(xiàn)排 列整齊的所有元件以及設置過的 PCB板，然后PCB根據(jù)預拉線一條一條變?yōu)殂~膜走線。排 布好的PCB板如下圖所示：a匚Q口n U回二uO口-ee-IB1 EflfiiLUiSJ KJ-Fl I曲門一 J4. 電路元件清單Part TvpelDesiqnatorFootprint8050 22uFC40.22uFC3B051M4C01D3DIODE0 4J1M4001D2DIODE0 41M40O104DIODE041N4001D1DIODE041uFC1805f110R51206f1OR4120618QRLSIP222KR380522KR9

21、80522KR100522KR780522KR680522KRVVR122uFC580522uFC28056800R8806680QR2B05fTOA2030U1TO-220TDA2030U2TO*2205.小結與體會：r通過此次電子技術試驗的設計以及調(diào)試，掌握了音頻放大器的基本設計方法和設計 原理，對幾種基本電路有了更深刻的認識，并且掌握了一定的多級放大電路設計和調(diào)試的 經(jīng)驗。但是，同時也發(fā)現(xiàn)自己的許多不足之處。了現(xiàn)自己在將書本知識轉化為實踐能力的水平還很薄弱，在遇到問題時耐心不足，解決問題時不能夠靜下心來，比如，自己在連接 電路后，出現(xiàn)了很多節(jié)點的錯誤，自己找了很久都沒能找到原因，就束手無策了，至V處找 人幫忙，可惜都不成功，只能找學長幫忙。在學長的檢查測試后，發(fā)現(xiàn)是二極管的封裝問 題。我才意識到，是下面的焊盤沒有改引腳導致的。此刻，我才認識到以前忙于做好實驗,填完表格的觀點非常錯誤，這次實驗，獲得數(shù)據(jù)、做出報告是其