电路板设计报告要求

封面 电路板设计报告 姓名 年级专业 日期等 主要内容 1 1 电路原理图电路原理图 原理图的截图原理图的截图 工作频率 40HZ 20KHZ 额定输出功率 P 1W 8 1KHZ 主要用途 对输入的交流信号就行功率放大 电路性质 纯模拟电路 工作原理 利用运放 NE555 构成同向比例放大电路对输入信号的电压进行放大 运放的输出信号经过经过两级互补功率放大器 T1 和 T2 T3 和 T4 组成互补 对称功率输出级 功率管 T1 为 NPN 功率管 T2 为 PNP 它们参数相等 互为 对偶关系 均采用发射极输出模式 放大输入信号的电流 两个二极管 VD2 和 VD3 给 T1 和 T2 一定的正偏压 使两个三极管在静态时处于微导通状态 以克服交越失真 当运放的输出信号大于 0 时 T1 管导通 T2 管截止 T1 管 以射极输出方式将正半周期的信号传递给下一级 此时正电源 12 供电 当运 放的输出信号小于 0 时 T1 管截止 T2 管以射极输出方式将正半周期的信号 传递给下一级 此时负电源 12 供电 这样 T1 和 T2 管以互补的方式交替工作 正 负电源交替供电 T3 T4 管的工作原理原理与 T2 T1 工作原理相同 进 一步对输入信号的电流进行了放大 关键操作步骤 1 从元件库找到设计电路需要的元件并放置 当原 理图库没有所需要的原件时 可以自己画一个所需的元件 2 元件布 局和连线 3 放置标志性文字对电路进行标注和说明 4 电气规则 线 路 标识的调整与修改 2 电路仿真电路仿真 仿真图形和数据的截图仿真图形和数据的截图 仿真软件 Multisim 静态工作点静态工作点 不加入输入信号 将运放输入端接地测量各个三极管极间的电压 Q1Q2Q3Q4 UBQ mV 719 61827 817 3 UEQ mV 27 817 322 522 5 UCQ V 12 0 12 012 0 12 0 UBEQ V 0 691 0 6350 627 0 622 UCEQ V 11 972 12 07111 978 12 022 仿真分析方法 仿真分析方法 1 波特图波特图 输入信号的频率为 10KHZ 幅值为 1V 时的波特图 由波特图看 可以观察出此功率放大电路的工作频率范围 当波特图的幅值下降 3DB 时 所 对应的输入信号的频率就是该功率放大电路稳定工作的频率 2 参数扫描 参数扫描 参数扫描分析用来研究电路中某个元件的参数在一定范围内变化时对电路性能的影响 选择图1中电阻 R1为参数扫描分析元件 分析其阻值变化对电路输出波形的影响 图1功率 放大电路设置为交流信号输入方式 设置正弦波输入信号频率为1 kHz 幅值为1V 依次 执行 Simulate Analyses Parametet Sweep 参数扫描 命令 设置扫描方式为 Linear 线 性扫描 设置电阻 Re 扫描起始值为20 k 扫描终值为100k 扫描点数为3 设置输出 节点为10 得到如图3 a 所示参数扫描分析结果 当 R1 20 k 时 其输出的波形的幅值 约为1V R1 100k 时 其输出的波形的幅值约为5V 由此可知 R1影响电路的电压放大倍 数 与理论上同向比例放大电路计算的结果差不多 3 温度扫描温度扫描 温度扫描分析用来研究温度变化对电路性能的影响 相当于在不同的工作温 度下进行多次仿真 图1功率放大电路设置为交流信号输入方式 设置正弦波输入信号频率为1 kHz 幅值为1V 依次执行 Simulate Analyses Tempera ture Sweep 温度扫 描 命令 设置扫描方式为 List 取列表值扫描 设置扫描温度为0 27 120 设置输出节点为 Q1管的射极输出得到如图3 b 所示温度扫描分析结果 温度过高或者过高 Q1的射极输出电压都会失真 可见 故温度变化会影响单管 放大电路的静态工作点 当环境温度升高时 晶体管的电流放大系数增大 穿透电流增大 这样就会 使得集电极电流明显增大 则晶体管的管压降 UCEQ 将减小 Q 点沿直流负载 线上上移 向饱和区变化 同样温度降低时 Q 点将沿直流负载线下移 向截止 区变化 由此可见 对于晶体管放大电路必须考虑温度对静态工作点得影响 4 仿真结果分析 仿真结果分析 由图可以当输入信号为 1KHZ 时 电路的驱动负载为 8 时 输出功率为 1 556W 达到了要求 功率放大电路可以放大电压也可以放大电流 然后再分 别设计电压放大电路和电流放大电路 根据电压和电流放大倍数以及模电选择 电路中的电阻的参数 如果电路中涉及到晶体管 首先要设计好晶体管的静态 工作点 5 仿真操作的关键步骤 仿真操作的关键步骤 1 从元器件库里面逐个调用电路所需的原件 2 正 确连线 3 加入测量仪器 示波器 电压表 功率表等 3 3 PCBPCB 印制板 印制板 PCBPCB 板截图 板截图 此电路的 PCB 采用单层板 电路板长 90mm 宽 45mm 布线布局应该注意的问题 布线布局应该注意的问题 按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置 使布局便于信号流通 并使 信号尽可能保持一致的方向 以每个功能电路的核心组件为中心 围绕它来进行布局 元器件应均匀 整 齐 紧凑地排列在 PCB 上 尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接 电源 地线之间加上去耦电容 尽量加宽电源 地线宽度 最好是地线比电源线宽 它们的关系是 地线 电源线 信号线 操作流程与关键步骤 操作流程与关键步骤 1 网表输入 2 规则设置 例如线宽 线间距等 3 元器件布局 布局 布线 检查 复查 4 设计体会设计体会 通过本电路板设计知道了用画图软件进行进行电路设计的过程 首先设计电路 原理图 电路原理图的设计是整个电路设计的基础 因此电路图要设计好 以 免影响后面的电路工作 步骤 1 设置原理图设计环境 2 放置元件 3 原 理图布线 4 检查原理图 5 生成网络表 然后设计印刷电路板步骤 1 规划 电路板 2 设置参数 3 装入网络表 4 元器件布局 5 布线 电路板设计过程 中也遇到很多的问题 比如 生成印刷电路板时 一些元器件没有连上和装入 网表时元器件不能完全调入等一系列问题 问题就是用来解决的 上网 图书 馆查资料 最后知道了元器件没有连上有以下几个原因 连线超过元器件的 断点 连线的两部分有重复 装入网表时元器件不能完全调入原因 原理图中未定义元件的封装形式 印刷电路板封装的名称不存在 致 使在封装库中找不到 封装可以找到 但元件的管脚名称与印刷电路板库 中封装的管脚名称不一致 经过一番的努力 终于完成了功率放大器的电路板 设计 画图软件可以帮助我们快速 准确的设计出满意的电路图和印刷电路板 在没有实际作出电路板之前 可以有仿真软件 Multisim 仿真一下自己的电路原 理图 可以帮你检查你的原理图的可行性以及这个电路图是否