电子protel实训报告-王伟

武汉理工大学《protel实训》报告书《protel实训》报告题目：基于protel音频功率放大器电路的设计专业班级：电子1001学生姓名：王伟指导教师：旷海兰武汉理工大学信息工程学院2012年12月Protel实训任务书学生姓名：王伟专业班级：电子1001指导教师：旷海兰工作单位：信息工程学院题目:基于protel的音频功率放大器电路的设计主要目的就是对学生进行protel软件的操作训练，通过训练，使学生能够掌握protel软件的基本使用方法，能够使用protel绘制简单电路的原理图和PCB版图，提高学生的动手能力。初始条件计算机；OfficeWord软件；PROTEL软件内容和要求1、学习PROTEL软件。2、设计一个音频功率放大电路，绘制电路的原理图和PCB版图，要求图纸绘制清晰、布线合理、符合绘图规范。3、对所设计电路的基本原理进行分析；4、查阅至少6篇参考文献，按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写报告书，全文用A4纸打印。时间安排1、2012年2、2012年123、2012年12月12日至2012年12月14、2012指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日

目录28246摘要…………………….I8953Abstract ………………IITOC\o"1-3"\h\u208691.设计任务与要求 1286311.1设计任务 154711.2设计要求 13152.原理分析 1200932..1原理框图 14252.2音频放大器电路分析 2284133.Protel99SE绘图 3193013.1音频放大器的电路 3241143.2用Protel绘制原理图 4118193.2.1元件库的调用 6255523.2.2放置元件 6220503.2.3原理图的布线 7311333.3用Protel绘制PCB图 7172223.3.1电气常规检查 781113.3.2产生网络表 774833.4PCB的制作 8285304.电路元件清单 10201405.小结与体会： 10194726.参考文献 11武汉理工大学《protel实训》报告书PAGEII摘要:音频放大器可以用来话音扩音、音乐欣赏、卡拉OK伴唱，其中的电子混响器使声音听起来具有一定深度感和空间立体感。

音响放大器是由话筒放大器、混合前置放大器、电子混响器、音调控制器、功率放大器几部分组成。

设计首先设计电路原理图，在protel99se软件仿真中实现了话筒和声音的混合放大，继而制作pcb版，买好元件后在万用板上进行焊接，最终完成设计。电路设计完成后，开始对系统进行测试：通过对系统在protel99se软件下仿真测试，也对印制板进行调试。在本设计中，测试后发现系统基本能达到要求。Protel99SE是应用于Windows9X/2000/NT操作系统下的EDA设计软件，采用设计库管理模式，可以进行联网设计，具有很强的数据交换能力和开放性及3D模拟功能，是一个32位的设计软件，可以完成电路原理图设计，印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作，可以设计32个信号层，16个电源--地层和16个机加工层。关键字：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武汉理工大学《protel实训》报告书PAGE121.设计任务与要求1.1设计任务掌握一种电路原理图与电路板的绘制方法是电子工程类技术岗位的必备技能。通过本课程设计的教学实训，使学生掌握电路原理图的设计方法，掌握电路板的绘制方法和技巧。培养学生的动手操作能力,提高学生的专业技能水平。为学生将来就业于应用电子类技术岗位打下坚实的基础。设计一个音频放大器，在输出端获得良好的输出信号，对输入信号进行放大。音频放大器的目的是在产生声音的输出元件上重建输入的音频信号，信号音量和功率级都要理想——如实、有效且失真低。音频范围为约20Hz～20kHz，因此放大器在此范围内必须有良好的频率响应(驱动频带受限的扬声器时要小一些，如低音喇叭或高音喇叭)。1.2设计要求=1\*GB3①输出功率10W/8Ω；频率响应20~20KHz；效率>60﹪；失真小。=2\*GB3②选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。（选做：用protel或EWB软件完成仿真）=3\*GB3③安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。2.原理分析2..1原理框图根据应用的不同，功率大小差异很大，从耳机的毫瓦级到TV或PC音频的数瓦，再到“迷你”家庭立体声和汽车音响的几十瓦，直到功率更大的家用和商用音响系统的数百瓦以上，大到能满足整个电影院或礼堂的声音要求。音频放大器的一种简单模拟实现方案是采用线性模式的晶体管，得到与输入电压成比例的输出电压。正向电压增益通常很高(至少40dB)。如果反馈环包含正向增益，则整个环增益也很高。因为高环路增益能改善性能，即能抑制由正向路径的非线性引起的失真，而且通过提高电源抑制能力(PSR)来降低电源噪声，所以经常采用反馈。功放原理图2.2音频放大器电路分析放大器的作用：1、能把输入讯号的电压或功率放大的装置，由电子管或晶体管、电源变压器和其他电器元件组成。用在通讯、广播、雷达、电视、自动控制等各种装置中。原理:高频功率放大器用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器；宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路，因此又称为非调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出。运算放大器原理运算放大器原理运算放大器（OperationalAmplifier,简称OP、OPA、OPAMP）是一种直流耦合﹐差模（差动模式）输入、通常为单端输出（Differential-in,single-endedoutput）的高增益（gain）电压放大器，因为刚开始主要用于加法，乘法等运算电路中，因而得名。一个理想的运算放大器必须具备下列特性：无限大的输入阻抗、等于零的输出阻抗、无限大的开回路增益、无限大的共模排斥比的部分、无限大的频宽。最基本的运算放大器如图2-1。一个运算放大器模组一般包括一个正输入端(OP_P)、一个负输入端(OP_N)和一个输出端(OP_O)。

图2-13.Protel99SE绘图3.1音频放大器的电路音频功率放大器应包含三个部分:电源模块，功率放大器。在放大电路中需要用到运放TDA2030，其工作电压为正负12v。功放电路的protel原理图如下图所示3.2用Protel绘制原理图3.2.1元件库的调用3.2.2放置元件在绘制原理图时，Protel99SE在工具栏上提供了常用元件的快捷方式，例如电阻、电解电容、瓷片电容以及常用的与、或、非等组合逻辑门，使用起来很方便。如果要使用其他元件则可以使用Place/Part命令打开元件选择窗口。若使用的是比较基本的元件可以在Protel99SE默认提供的元件库MiscellaneousDevices.lntLib中直接浏览。Protel99SE将元件的型号等都已经标明了，也可以单击元件自己修改。3.2.3原理图的布线放置导线的方法是，在工作窗口空白处右击鼠标，在弹出的快捷菜单（图10－14）中选中PlaceWire（也可通过菜单Place→Wire选中），这时鼠标指针由空心箭头变为十字。将鼠标指向欲连线的元件端点，单击鼠标左键，就会出现一条随鼠标移动的预拉线。当鼠标移动到连线的转弯点时，单击鼠标左键就可定位一次转弯。当拖动预拉线到元件的引脚上并单击鼠标左键时，就会终止该次连线。若想将连线状态切回到待命模式，再次右击鼠标或按Esc键。3.3用Protel绘制PCB图3.3.1电气常规检查选择TOOLS菜单下的ERC选项，弹出对话框，直接点击ok即可，如果有问题就会坐标标注元件的位置，返回电路原理图，改正错误的元件属性，在进行ERC检查，直至完全正确为止。3.3.2产生网络表选取设计菜单下的createnetlist选项弹出对话框，直接点击ok即可。3.4PCB的制作3.4.1定义边框在设计工作区的版层标签选择keepoutlayer,然后选择工具条的，画边框，大小为6*4的。生成网络表之后，就进入了PCB板绘制的阶段。选择File/New/PCB生成一个后缀为PcbDoc的文件。PCB板分为很多层，主要有Top-Layer、Bottom-Layer、Mechanical、TopOverlay、Keep-Out-layer和Multi-Layer。按步骤设置PCB板的Mechanical物理边界以及Keep-OutLayer电气边界。先执行Design/BoardSharp/RedefineBoardSharp命令，此时光变变成十字形。然后在Mechanical层面上划定PCB板的物理边界，最后在禁止布线层（Keep-OutLayer）上面划定电器边界。3.4.2加载网络表在SCH文件的菜单项中选择designcreatenetlist,弹出如下图的对话框，采用默认设置即可在弹出所有都没有错误后，就可以进行布局了。3.4.3摆放元件并布线加载网络表后，使用系统的Cluster模式进行自动布局后，得到启示，然后按照原理图自己重新布局。网络表加载完成之后，PCB根据网络表产生预拉线，在屏幕上会出现排列整齐的所有元件以及设置过的PCB板，然后PCB根据预拉线一条一条变为铜膜走线。排布好的PCB板如下图所示：4.电路元件清单5.小结与体会：通过此次电子技术试验的设计以及调试，掌握了音频放大器的基本设计方法和设计原理，对几种基本电路有了更深刻的认识，并且掌握了一定的多级放大电路设计和调试的经验。但是，同时也发现自己的许多不足之处。了现自己在将书本知识转化为实践能力的水平还很薄弱，在遇到问题时耐心不足，解决问题时不能够静下心来，比如，自己在连接电路后，出现了很多节点的错误，自己找了很久都没能找到原因，就束手无策了，到处找人帮忙，可惜都不成功，只能找学长帮忙。在学长的检查测试后，发现是二极管的封装问题。我才意识到，是下面的焊盘没有改引脚导致的。此刻，我才认识到以前忙于做好实验，填完表格的观点非常错误，这次实验，获得数据、做出报告是其次，真正的在于培养我们自己发现问题、解决问题的能力。以后我会更注重自己这方面能力的培养。经过为期四天的实训使我对protel又有了更深层次的了解，在巩固以前知识的同时又学到