管交流放大电路课程设计.doc

1 课程设计说明书课程设计说明书 常用软件课程设计常用软件课程设计 题目: 单管交流放大电路 院（部）： 理 学 院 专业班级： 应用物理 2010 级一班 学 号： 2010303869 学生姓名： 史志远 指导教师： 严严 少少 平平 2013 年 7 月 8 日 2 安徽理工大学课程设计（论文）任务书安徽理工大学课程设计（论文）任务书 理学 院（部） 物理 教研 室 学号学号 2010303869 学生姓名学生姓名史志远专业（班级）专业（班级）应物 10 级 题目题目单管交流放大电路 设计设计 技术技术 参数参数 R1=100k Rc1=2k Rc2=3.9k Rl=2.7k Ui=10mV f=1khz 设计设计 要求要求 认识共射单管放大电路性能 测量电路电压放大倍数， 学习 protel 软件，在 protel 中进行运行仿真 工工 作作 量量 报告页数不少于 12 页，参考文献不少于四个。 工作工作 计划计划 6 月 24 日到 6 月 26 日进行可行性研究与软件选择；熟悉 软件及 其运行环境 6 月 27 日到 6 月 28 日建立关系表，模块设计 6 月 28 日到 6 月 30 日结构设计 7 月 1-7 日程序源代码编写、调试程序并编写 Word 文档和实现窗口 的截图 7 月 8 日提交课程设计 参考参考 资料资料 杨茂宇，王俐电工电子技术实验 华成英、童诗白.模拟电子技术基础 聂典、丁伟.计算机仿真在电子电路设计中的应用 王雅芳Protel 99se 电路设计与制版 3 指导教师签字指导教师签字 严少平 教研室主任签字教研室主任签字 汤永新 2013 年 7 月 9 日 4 安徽理工大学课程设计（论文）成绩评定表安徽理工大学课程设计（论文）成绩评定表 学生姓名：学生姓名： 史志远 学号：学号：2010303869 专业班级：专业班级： 应用物理 2010 级一班 课程设计题目：课程设计题目： 单管交流放大电路单管交流放大电路 指导教师评语：指导教师评语： 5 成绩：成绩： 指导教师：指导教师： 年 月 日 6 目录 1 绪论. .5 1.1问题背景.5 1.2 项目概述. 5 26 2.1引言.6 2.2项目要求.6 3 电路 图6 3.1元件清 单.6 3.2选定元 件.6 3.3编辑元 件7 3.4精确调整元件位 置7 3.5连接元件.8 3.6ERC 结果报告.8 7 3.7生成网络表文 件.8 3.8产生元件列表.9 4 绘制 PCB 电路板.9 4.1生成 PCB 图.9 4.2自动布线.11 4.3PCB 板的 3D 显示.11 4.4PCB 的三维效果图.11 5 单管交流放大电路仿真.12 6 项目总结.14 7 参考文献.15 摘要：本文采用的是分压式电流负反馈偏置电路设计成的共发射极放大器，对分 压式电流负反馈偏置电路能稳定静态工作点的原理作了说明，并将对晶体管放大器静态工 作点的设置与调整方法、放大电路的性能指标与测试方法、放大器的调试技术做阐述。介 绍模拟电子电路的一般设计方法和思路，以及 EDA 软件的一些基本操作和仿真功能。 1 绪论 1.1 问题背景 随着计算机技术的发展，计算机软件在工程设计领域的应用越来越广，在机械，电子， 建筑等行业，应用计算机软件进行产品设计的 CAD 软件业非常丰富，使产品设计人员能 够更高效率的进行各领域的产品分析。这些软件极大地提高了机械，电子等行业的产品设 计的质量与效率，这些应用于工程设计的 CAD 软件有 AutoCAD, protel ,MATLAB 等。快 速掌握这些软件的应用对于我们以后从事软件技术开发有很大的帮助。 电路设计自动化 EDA 如今已成为不可以逆转的时代潮流，随着计算机工业的蓬勃发 展，EDA 的工作环境也从早期的昂贵的工作站进入到了一般个人电脑，也因此将 EDA 的 设计思想普及到中小型企业及各级相关大专院校，protel 设计系统就是一套建立在 IBM 兼 8 容 PC 环境下的 EDA 电路集成设计系统。事实上，protel 设计系统是世界上第一套将 EDA 环境引入 windows 环境的 EDA 开发工具，一向以其高度的集成性和扩展性著称于世， protel 公司于 2000 年正式开发推出具有 PDM 功能的强大的 EDA 综合设计环境。Protel99 SE 凭借其强大的功能大大的提高了电子线路设计效率。 我选择的课程是单管交流放大电路，我们熟知放大现象存在于各种场合中，例如，利 用放大镜放大微小的物体，这是光学中的放大；利用杠杆原理用小力移动重物，这是力学 中的放大；利用变压器将低电压变换为高电压，这是电学中的放大。在电路中，这种现象 很大的应用到很多方面，但只有基本的单管交流放大电路学好学精才能更好地去创造和学 习其他的放大。 1.2 项目概述 本文采用的是分压式电流负反馈偏置电路设计成的共发射极放大器，对分压式电流负 反馈偏置电路能稳定静态工作点的原理作了说明，并将对晶体管放大器静态工作点的设置 与调整方法、放大电路的性能指标与测试方法、放大器的调试技术做阐述。介绍模拟电子 电路的一般设计方法和思路，以及 EDA 软件的一些基本操作和仿真功能。 2 2.1 引言 本文已常见的作为集成运放电路的中间级的共射放大电路为讨论对象，一方面，对具 体包括模拟电路的一般设计步骤、单管共射放大电路设计方案的拟定、静态工作点的设置 与电路元件参数的选取、放大电路性能指标的测量、稳定静态工作点的措施等做阐述 9 2.2 项目要求 在熟练操作 protel 软件的情况下，在 protel 环境中画出单管交流放大电路图， 制造 pcb 模板，并进行电路仿真，绘制仿真输出波形得出电压放大倍数。 3 电路图 3.1 在元件库中找到元件 装载元件库，在向电路图放置元件之前，必须先将该元件所在的元件库载入内存中， 如果一次载入过多的元件库，将会占有较多的系统资源，同时也会降低应用程序执行的效 率，所以，最好的方法是只载入必要而常用的元件库，其他特殊的元件库当需要时在载入， 在本次课程设计中并没有应道特殊元件。 装载元件库的步骤如下： （1）使用鼠标单击设计管理器中的 browes sch 选项卡，然后单击 add/remove 按钮， 打开对话框。 （2）在 desigm exploer99librarysch 文件夹下选取元件库文件，单击 add 添加。 （3）单击 OK 按钮，完成元件库的添加。 在设计中用用到的元件有：1uf 电容 2 个，定值电阻 3 个：R1 100K R2 1K R3 12K ，1M 的滑动电阻 R2，三极管 Q1，+12V 电源，交流信号源。 3.2选定元件 在添加的元件库中选取所需要的元件，然后单击 place 按键，在屏幕上会出现元件 符号，单击一下即放在所停的位置。循环如此，即可画出所需元件，画过之后的图如下： 10 3.3 编辑元件 按需要修改属性，对各元件进行编辑修改标注，修改后的元件如图 3.4精确调整元件位置 单击元件，移动鼠标即可移动元件位置，根据电路图调整元件位置，精确放置元件，得到 如下图形： 11 3.5连接元件 对照元件参数，按照电路图对元件进行手动连接，连接后的图形如图所示： 3.6 ERC 结果报告 3.73.7 生成网络表文件生成网络表文件 12 3.8产生元件列表 4.绘制 PCB 电路板 4.1.生成 PCB 图 13 进入 PCB 设计系统，实际上就是启动 protel 99 se 的 PCB 设计编辑器， （1）进入 protel 99 se 系统，从 file 菜单中打开一个已存在的设计库，或执行 filenew 命令建立新的设计管理器。 （2）进入设计管理器后，接着再在设计管理器环境下执行 filenew 命令，系统将 弹出 new document 对话框，选取 PCB document 图标，单击 OK. （3）新建立的文件将包括 zai8 当前的设计库中，可以再设计管理器中更改文件的 文件名。单击此文件，系统将进入印制电路板的电路板编辑器。进入如下界 面： 装入元件表，单击 Execute 按钮，实现装入网络表与元件，如图： 14 4.2 自动布线 调整 PCB 图中元件的位置，对 PCB 进行布线，选择自动布线，完成图如图所 示： 4.3 PCB 版的 3D 显示 Protel 99se 的显示功能可以清晰地显示 PCB 板的三维立体效果，不用附加高 度信息，元件，丝网，铜箔均可以被隐藏，并且可以进行随意的旋转，缩放 PCB 的 3D 显示通过执行 viewborad in 3D 命令实现 4.4 PCB 的三维效果图 15 旋转后的效果图 放大后的效果图 5单管交流放大电路的仿真 在电路图界面可以进行电路仿真，下图就是仿真后的输入 输出波形 16 17 6 项目总结 经过将近两周的课程设计课程，在这段时间内我学到了很多东西，我很珍惜这短暂而 又宝贵的实践，感谢严少平老师的指导和督促， 从课程设计本身来说，它是培养学生综合运用所学知识、发现、提出、分析和解决实 际问题、实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。模拟电路 的设计确实需要一定的积累经验，一些参数取值是通过先设定的经验值，然后再估算其他 参数值，再使用仿真软件对电路仿测试其参数值是否合适，若有偏差还得进行修正，以满 足电路的需要，而且有些参数值是可以有一定的浮动，各个参数值之间又相互影响电路的 性能， 。 总之通过本次课程设计，不但巩固了以前所学过的模拟电子技术的知识，而且学到了 很多在书本上所没学到过的，学