電子protel實訓報告-王偉

武漢理工大學《protel實訓》報告書《protel實訓》報告題目：基于protel音頻功率放大器電路的設(shè)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Protel實訓任務(wù)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(shè)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。初始條件計算機；OfficeWord軟件；PROTEL軟件內(nèi)容和要求1、學習PROTEL軟件。2、設(shè)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(shè)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(shè)計工作規(guī)范》要求撰寫報告書，全文用A4紙打印。時間安排1、2012年2、2012年123、2012年12月12日至2012年12月14、2012指導教師簽名：年月日系主任（或責任教師）簽名：年月日

目錄28246摘要…………………….I8953Abstract ………………IITOC\o"1-3"\h\u208691.設(shè)計任務(wù)與要求 1286311.1設(shè)計任務(wù) 154711.2設(shè)計要求 13152.原理分析 1200932..1原理框圖 14252.2音頻放大器電路分析 2284133.Protel99SE繪圖 3193013.1音頻放大器的電路 3241143.2用Protel繪制原理圖 4118193.2.1元件庫的調(diào)用 6255523.2.2放置元件 6220503.2.3原理圖的布線 7311333.3用Protel繪制PCB圖 7172223.3.1電氣常規(guī)檢查 781113.3.2產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表 774833.4PCB的制作 8285304.電路元件清單 10201405.小結(jié)與體會： 10194726.參考文獻 11武漢理工大學《protel實訓》報告書PAGEII摘要:音頻放大器可以用來話音擴音、音樂欣賞、卡拉OK伴唱，其中的電子混響器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(shè)計首先設(shè)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(shè)計。電路設(shè)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(shè)計中，測試后發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)基本能達到要求。Protel99SE是應(yīng)用于Windows9X/2000/NT操作系統(tǒng)下的EDA設(shè)計軟件，采用設(shè)計庫管理模式，可以進行聯(lián)網(wǎng)設(shè)計，具有很強的數(shù)據(jù)交換能力和開放性及3D模擬功能，是一個32位的設(shè)計軟件，可以完成電路原理圖設(shè)計，印制電路板設(shè)計和可編程邏輯器件設(shè)計等工作，可以設(shè)計32個信號層，16個電源--地層和16個機加工層。關(guān)鍵字：混合放大功率TDA2030PROTEL Protel99SEAbstractaudioamplifiercanbeusedtovoiceandmusicappreciation,karaokeBanChang,includingelectronicreverbunitsthatsoundswithcertainsenseofdepthandspacestereofeeling.Audioamplifierismixedbythereceiveramplifiers,preamplifier,electronicreverbunits,tonecontroller,poweramplifier.Designfirst,inthecircuitprinciplediagramdesignmultisimsimulationinthemicrophoneandsoundmixingamplification,andinmakingPCB,protelboughtinuniversalplateaftercomponentsforwelding,finaldesign.Afterthecompletionofthecircuitdesign,thesystemistested:throughthesystemsoftwaresimulationtestinmultisimunder,debuggingofprintedcircuitboard.Inthisdesign,testingthatthesystemcanmeettherequirements.Protel99SEisappliedtoWindows9X/2000/NTundertheoperatingsystem,usingEDAsoftwaredesignoflibrarymanagementmode,canundertakenetworkingdesign,strongdataexchangecapacityandopennessand3Dsimulationfunction,isa32-bitdesignsoftware,cancompletethecircuitprinciplediagramdesign,printedcircuitdesignandprogrammablelogicdevicedesignwork,candesign32signallayer,16-16powerformationandmachining.Keywords:mixTDA2030poweramplifierPROTELPROTEL99SE武漢理工大學《protel實訓》報告書PAGE121.設(shè)計任務(wù)與要求1.1設(shè)計任務(wù)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(shù)崗位的必備技能。通過本課程設(shè)計的教學實訓，使學生掌握電路原理圖的設(shè)計方法，掌握電路板的繪制方法和技巧。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(yīng)用電子類技術(shù)崗位打下堅實的基礎(chǔ)。設(shè)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——如實、有效且失真低。音頻范圍為約20Hz～20kHz，因此放大器在此范圍內(nèi)必須有良好的頻率響應(yīng)(驅(qū)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(shè)計要求=1\*GB3①輸出功率10W/8Ω；頻率響應(yīng)20~20KHz；效率>60﹪；失真小。=2\*GB3②選擇電路方案，完成對確定方案電路的設(shè)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，闡述基本原理。（選做：用protel或EWB軟件完成仿真）=3\*GB3③安裝調(diào)試并按規(guī)定格式寫出課程設(shè)計報告書。2.原理分析2..1原理框圖根據(jù)應(yīng)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，則整個環(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)來降低電源噪聲，所以經(jīng)常采用反饋。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(zhuǎn)換器件，它將電源供給的直流能量轉(zhuǎn)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（OperationalAmplifier,簡稱OP、OPA、OPAMP）是一種直流耦合﹐差模（差動模式）輸入、通常為單端輸出（Differential-in,single-endedoutput）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.Protel99SE繪圖3.1音頻放大器的電路音頻功率放大器應(yīng)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3.2.1元件庫的調(diào)用3.2.2放置元件在繪制原理圖時，Protel99SE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Protel99SE默認提供的元件庫MiscellaneousDevices.lntLib中直接瀏覽。Protel99SE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。3.2.3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10－14）中選中PlaceWire（也可通過菜單Place→Wire選中），這時鼠標指針由空心箭頭變?yōu)槭帧⑹髽酥赶蛴B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(yù)拉線。當鼠標移動到連線的轉(zhuǎn)彎點時，單擊鼠標左鍵就可定位一次轉(zhuǎn)彎。當拖動預(yù)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。3.3用Protel繪制PCB圖3.3.1電氣常規(guī)檢查選擇TOOLS菜單下的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，在進行ERC檢查，直至完全正確為止。3.3.2產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表選取設(shè)計菜單下的createnetlist選項彈出對話框，直接點擊ok即可。3.4PCB的制作3.4.1定義邊框在設(shè)計工作區(qū)的版層標簽選擇keepoutlayer,然后選擇工具條的，畫邊框，大小為6*4的。生成網(wǎng)絡(luò)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、TopOverlay、Keep-Out-layer和Multi-Layer。按步驟設(shè)置PCB板的Mechanical物理邊界以及Keep-OutLayer電氣邊界。先執(zhí)行Design/BoardSharp/RedefineBoardSharp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-OutLayer）上面劃定電器邊界。3.4.2加載網(wǎng)絡(luò)表在SCH文件的菜單項中選擇designcreatenetlist,彈出如下圖的對話框，采用默認設(shè)置即可在彈出所有都沒有錯誤后，就可以進行布局了。3.4.3擺放元件并布線加載網(wǎng)絡(luò)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(luò)表加載完成之后，PCB根據(jù)網(wǎng)絡(luò)表產(chǎn)生預(yù)拉線，在屏幕上會出現(xiàn)排列整齊的所有元件以及設(shè)置過的PCB板，然后PCB根據(jù)預(yù)拉線一條一條變?yōu)殂~膜走線。排布好的PCB板如下圖所示：4.電路元件清單5.小結(jié)與體會：通過此次電子技術(shù)試驗的設(shè)計以及調(diào)試，掌握了音頻放大器的基本設(shè)計方法和設(shè)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(shè)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(zhuǎn)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，到處找人幫忙，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)、做出報告是其次，真正的在于培養(yǎng)我們自己發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。以后我會更注重自己這方面能力的培養(yǎng)。經(jīng)過為期四天的實訓使我對protel又有了更深層次的了解，在鞏固以前知識的同時又學到