多通道混频器电路的ProtelDXP设计-课程设计.doc

此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 课课 程程 设设 计计 课程名称 电子线路 CAD 课程设计 题目名称 调音台电路的 Protel DXP 设计 学生学院 材料与能源学院 专业班级 13 电材 1 班 学 号 3113007298 学生姓名 李晋宇 指导教师 贺春华 2015 年 12 月 21 日 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 广东工业大学课程设计任务书广东工业大学课程设计任务书 一 课程设计的内容 1 用 Protel DXP 建立一 PCB 工程项目 2 层次原理图的总原理图设计 3 各基本模块的原理图设计 4 生成原理图报表 元器件清单 网络表 5 印刷电路板图绘制 设置 PCB 环境参数 元器件布局规则设置 元器 件布局手工调整 按设计任务书要求完成指定网络的布线宽度设置 其它 布线规则 布线参数设置 自动布线 手工调整布线 6 按设计任务书要求对指定网络进行覆铜 7 建立项目元件库 二 课程设计的要求与数据 1 按题目要求 每一位学生独立完成设计全过程 2 采用自上而下的层次原理图设计方法 三 课程设计应完成的工作 1 层次原理图的总原理图设计 2 各基本模块的原理图设计 3 印刷电路板图绘制 4 设计报告 四 课程设计进程安排 序号设计各阶段内容地点起止日期 1讲授设计要求 布置设计题目 电路整体规划教 1 302 12 21 上午 2层次原理图的总原理图设计宿舍 12 21 3各基本模块原理图设计 生成原理图报表宿舍 12 22 12 24 4 完成元器件布置 印刷电路板绘制 项目元件 库的建立宿舍 12 25 12 28 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 5老师验收宿舍 12 29 12 30 6撰写 完成 提交设计报告和电子版图宿舍 12 29 12 31 五 应收集的资料及主要参考文献 1 王浩全 傅英明 洪华 龙怀冰 Protel DXP 电路设计与制版实用教程 M 北京 人民邮电出版社 2005 2 赵建领 Protel 电路设计与制版宝典 M 北京 电子工业出版社 2007 3 唐俊翟 冯军勤 张曜 Protel DXP 应用实例教程 M 北京 冶金工业出版 社 2004 4 任富民 电子 CAD Protel DXP 电路设计 M 北京 电子工业出版社 2007 发出任务书日期 发出任务书日期 2015 年年 12 月月 21 日日 指导教师签名 贺春华指导教师签名 贺春华 计划完成日期 计划完成日期 2015 年年 12 月月 31 日日 基层教学单位责任人签章 基层教学单位责任人签章 主管院长签章 主管院长签章 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 目录 一 多通道混频器电路的基本组成和原理简介一 多通道混频器电路的基本组成和原理简介 5 5 1 1 1 1 电路系统的基本组成电路系统的基本组成 5 5 1 1 2 2 各个模块的基本工作原理各个模块的基本工作原理 5 5 二 多通道混频器的设计方案与设计步骤二 多通道混频器的设计方案与设计步骤 6 6 2 2 1 1 设计方案设计方案 7 7 2 2 2 2 设计步骤设计步骤 7 7 三 电路系统的三 电路系统的 PCBPCB 设计设计 1717 3 3 1 1 生成生成 PCBPCB 文件文件 1717 3 3 2 2 导入导入 PCBPCB 网络表网络表 加载元器件加载元器件 1717 3 3 3 3 元器件布局元器件布局 1818 3 3 4 4 元器件布线元器件布线 1919 四 设计过程中遇到问题与解决方法四 设计过程中遇到问题与解决方法 2525 五 总结与心得体会五 总结与心得体会 2525 六 参考文献六 参考文献 2626 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 多通道混频器电路的多通道混频器电路的 ProtelProtel DXPDXP 设计设计 一 多通道混频器电路的基本组成和原理简介一 多通道混频器电路的基本组成和原理简介 1 1 1 1 电路系统的基本组成电路系统的基本组成 电路系统一般都可以拆分为不同的功能模块 多通道混频器电路也不例外 整个电路系统由七个功能模块组成 1 电源电路系统模块 2 多路信号 输入处理 3 信号输入信道系统模块 8 条通道 4 信号输出信道与 LED 电平指示系统模块 2 条通道 5 监控器电路系统模块 6 辅助设 备信号处理 7 效果信号输出模块 1 1 2 2 各个模块的基本工作原理各个模块的基本工作原理 1 1 2 2 1 1 电源电路系统模块电源电路系统模块 整个电源模块是由桥式整流电路和滤波电路组成 首先交流电 U1 通过电源 变压器变为合适的交流电 U2 然后交流电再通过由四个二极管组成的整流桥 将交流电 U2 变为脉动的直流电压 U3 最后通过滤波电路和稳压电路将脉动的 直流电压 U3 转换为平滑 稳定的直流电压 U4 这就是实现了将交流电压转换 为直流电压的功能 1 1 2 2 2 2 多路信号输入处理多路信号输入处理 接收器的功能是接受外来信号 再将信号传送到耳机或扬声器 首先外来 信号通过一个 12 路的选择器 将所有信号中的某一个频率的信号输入到接收器 里 这个信号在通过一个集成运放将信号放大 再传送到耳机或扬声器里 由 于在信号放大的过程中可能会产生失真 这样就会使接收器接收到的信号不准 确 因此本设计在集成运放后在添加了 OCL 电路 增大输入阻抗 尽量消除交 越失真 以完善其功能 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 1 1 2 2 3 3 信号输入信道系统模块信号输入信道系统模块 信号输入信道系统主要由多级集成运算放大电路组成 通过输入信号 信 号先由第一级的集成运算放大器进行信号放大 然后分成两路进行再次放大 第一路通过两个积分放大电路形成的反相放大器将信号进行放大再输出 第二 路通过同相放大电路将信号放大再由另一个端口输出 从而实现将声音信号转 化为电信号 1 1 2 2 4 4 信号输出信道与信号输出信道与 LEDLED 电平指示系统模块电平指示系统模块 信号输出信道与 LED 电平指示系统模块由三级集成运算放大电路和显示电 路组成 将信号输入信道系统模块输出来的信号进行三级放大 由 LED 显示模 块显示出是哪个信道的信号输出 1 1 2 2 5 5 监控器电路系统模块监控器电路系统模块 监控器电路系统模块由一级电压跟随器和一级集成运算放大电路组成 其 中电压跟随器增大了电路的输入阻抗 从而增强了电路的信号抗干扰能力 1 1 2 2 6 6 辅助设备信号处理辅助设备信号处理 混频器电路系统模块由两级集成运算放大电路组成 通过两个积分放大电 路将输出的音乐信号与电子混响后的声音信号混合进行放大 1 1 2 2 7 7 效果信号输出模块效果信号输出模块 带通滤波器电路系统是由两级集成运算放大电路组成 其中一级为低通滤 波电路 另一级则为高通滤波电路 可以只让一定范围频率的信号通过 而其 它频率的信号则不能通过 二 多通道混频器的设计方案与设计步骤二 多通道混频器的设计方案与设计步骤 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 2 2 1 1 设计方案设计方案 由于多通道混频器由七个功能模块组成 如果要把这七个模块用一张图纸 表示出来 那将会很麻烦 因此本设计采用自顶向下的层次原理图设计方法 先设计总图 再由总图画出子图 这样就比在一张图纸上将这七个模块表示出 来简单明了得多了 2 2 2 2 设计步骤设计步骤 2 2 2 2 1 1 总原理图的绘制总原理图的绘制 1 点击 File New Project 新建一个工程项目 2 点击 File New Schematic 新建一个原理图 设置总原理图图纸 3 在总原理图上放置方块电路图和端口 4 采用导线进行电气连接 并放置网络标号 5 检查总原理图 并保存总原理图 所绘制的总原理图如图 1 所示 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 图 图 1 1 总原理图里有两个电路模块是多通道的 多通道的设计方法如下 1 双击击方块电路图 将弹出方块电路图的属性框 2 修改方块电路图的属性 如图 2 所示 点击 Ok 即可 图 图 2 2 2 2 2 2 2 2 子图的绘制子图的绘制 1 子图的绘制步骤 1 执行 Design Create Sheet From Symbol 由总电路的方块电路符号生 成新原理图中的 I O 端口符号 2 加载元器件库 将所需要的元器件放置到原理图中 3 用导线进行电气连接 更新流水号 4 重复 1 2 3 的步骤 完成余下子原理图绘制 2 各功能模块的子原理图 1 电源电路系统模块 如图 3 所示 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 图 图 3 3 2 多路信号输入系统模块 如图 4 所示 图 图 4 4 3 信号输入信道系统模块 如图 5 所示 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 图 图 5 5 4 信号输出信道与 LED 电平指示系统模块 如图 6 所示 图 图 6 6 5 监控器电路系统模块 如图 7 所示 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 图 图 7 7 6 辅助设备信号处理 如图 8 所示 图 图 8 8 7 效果信号输出模块 如图 9 所示 图 图 9 9 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 2 2 2 2 3 3 对整个工程文件进行编译和检查对整个工程文件进行编译和检查 点击 Project Compile PCB Project 如果编译后没提示 Error 则电路 图是正确的 如果出现了 Error 则应该检查电路 并予以改正 2 2 2 2 4 4 层次原理图之间的切换层次原理图之间的切换 1 总原理图切换到子图 单击 Tools Up down Hierarchy 当鼠标变为十字光标时 点击方块电路图 就可以切换到子原理图 2 子图切换到总原理图 单击 Tools Up down Hierarchy 当鼠标变为十字光标时 点击子图的端口 就可以切换到总原理图 2 2 2 2 5 5 生成原理图网络表文件生成原理图网络表文件 单击 Design Netlist For Project Protel 即可生成原理图网络表 原理图 网络表如下所示 CIN1 RB7 6 15 CIN2 RB7 6 15 CIN3 RB7 6 15 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 CIN4 RB7 6 15 CIN5 RB7 6 15 CIN6 RB7 6 15 CIN7 RB7 6 15 CIN8 RB7 6 15 C1 RAD 0 3 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 C2 RAD 0 3 C3 RAD 0 3 C4 RAD 0 3 C5 RAD 0 3 C6 RAD 0 3 2 2 2 2 6 6 生成元器件列表生成元器件列表 点击 Reports Bills of Materials 即可生成元器件列表 然后将元器件列表 保存 元器件列表如图 10 所示 DescriptionDesignatorFootprintLibRefQuantity 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 CapacitorC1RAD 0 3Cap1 CapacitorC2RAD 0 3Cap1 CapacitorC3RAD 0 3Cap1 CapacitorC4RAD 0 3Cap1 CapacitorC5RAD 0 3Cap1 CapacitorC6RAD 0 3Cap1 CapacitorC7 CIN1RAD 0 3Cap1 CapacitorC7 CIN2RAD 0 3Cap1 CapacitorC7 CIN3RAD 0 3Cap1 CapacitorC7 CIN4RAD 0 3Cap1 CapacitorC7 CIN5RAD 0 3Cap1 CapacitorC7 CIN6RAD 0 3Cap1 CapacitorC7 CIN7RAD 0 3Cap1 CapacitorC7 CIN8RAD 0 3Cap1 CapacitorC8 CIN1RAD 0 3Cap1 CapacitorC8 CIN2RAD 0 3Cap1 CapacitorC8 CIN3RAD 0 3Cap1 CapacitorC8 CIN4RAD 0 3Cap1 CapacitorC8 CIN5RAD 0 3Cap1 CapacitorC8 CIN6RAD 0 3Cap1 CapacitorC8 CIN7RAD 0 3Cap1 CapacitorC8 CIN8RAD 0 3Cap1 CapacitorC9 CIN1RAD 0 3Cap1 CapacitorC9 CIN2RAD 0 3Cap1 CapacitorC9 CIN3RAD 0 3Cap1 CapacitorC9 CIN4RAD 0 3Cap1 CapacitorC9 CIN5RAD 0 3Cap1 CapacitorC9 CIN6RAD 0 3Cap1 CapacitorC9 CIN7RAD 0 3Cap1 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 CapacitorC9 CIN8RAD 0 3Cap1 CapacitorC10 CIN1RAD 0 3Cap1 CapacitorC10 CIN2RAD 0 3Cap1 CapacitorC10 CIN3RAD 0 3Cap1 CapacitorC10 CIN4RAD 0 3Cap1 CapacitorC10 CIN5RAD 0 3Cap1 CapacitorC10 CIN6RAD 0 3Cap1 CapacitorC10 CIN7RAD 0 3Cap1 CapacitorC10 CIN8RAD 0 3Cap1 CapacitorC11RAD 0 3Cap1 CapacitorC12RAD 0 3Cap1 CapacitorC13 COUT1RAD 0 3Cap1 CapacitorC13 COUT2RAD 0 3Cap1 CapacitorC14 COUT1RAD 0 3Cap1 CapacitorC14 COUT2RAD 0 3Cap1 Polarized Capacitor Radial C15RB7 6 15Cap Pol11 Polarized Capacitor Radial C16 CIN1RB7 6 15Cap Pol11 Polarized Capacitor Radial C16 CIN2RB7 6 15Cap Pol11 Polarized Capacitor Radial C16 CIN3RB7 6 15Cap Pol11 Polarized Capacitor C16 CIN4RB7 6 15Cap Pol11 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 Radial 图 图 1010 三 电路系统的三 电路系统的 PCBPCB 设计设计 3 3 1 1 生成生成 PCBPCB 文件文件 生成 PCB 文件的方法很多 本设计采用向导创建新的 PCB 首先点击 Files 面 板中 New From Template 里的 PCB Board Wizard 就会弹出创建新的 PCB 的框 然后设置 PCB 板的参数 选择相应的选项并修改相应的参数 并自定义 PCB 板 尺寸 这里我选择 PCB 文件的尺寸为宽为 30000mil 高为 40000mil 并采用双 层板进行设计 在 PCB 覆铜数选项中 Signal layer 设置为 2 POWER PLANES 项中设置为 0 在过孔方式选项中选择 Thuhole Vias only 过 孔的大小外径设为 50mm 内径设为 30mm 设置完相关参数并按 Finish 后 便可以生成 PCB 文件了 3 3 2 2 导入导入 PCBPCB 网络表网络表 加载元器件加载元器件 1 点击 Design Import Changes From Project 就会出先如图 11 所示 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 图 图 1111 2 点击 Validate Changes 检查有没有错误 然后点击 Execute Changes 即 可加载元器件 3 3 3 3 元器件布局元器件布局 由于该设计器件较多 如果采用自动布局的话 会很慢 所以本设计采用手工 布局 3 3 4 4 元器件布线元器件布线 3 3 4 4 1 1 元器件自动布线规则设定元器件自动布线规则设定 1 点击 Design Rules 将弹出如图 12 的属性框 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 图 图 1212 2 点击 Routing 里的 Width 将布线的宽度改为 24mm 然后点击 Ok 3 3 4 4 2 2 对对 8 8 个输入通道的信号输入信道系统和个输入通道的信号输入信道系统和 2 2 个信号输出信道与个信号输出信道与 LEDLED 显示系统模块进行布线显示系统模块进行布线 对多通道电路布线的方法如下 1 将信号输入信道系统模块的其中一个通道的 room 拖到布线区域 然后 将属于这个 room 的元件布局到这个 room 中 2 点击 All Route 里的 Room 对该 room 进行布线 3 布完线后 复制 room 空间格式 命令为 Design rooms Copy Room s Formats 此时鼠标变成十字形 现点击源 room 然后点击目标 room 就可以将其他通道的元器件布局与布线进 行复制 对信号输出信道与 LED 显示系统模块的布线 只要重复以上步骤即可 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 3 3 4 4 3 3 对其他五个模块进行布线对其他五个模块进行布线 1 将其余五个模块中其中一个模块的 room 拖到布线区域 进行布局 2 点击 All Route 里的 Room 当光标变为十字光标时 点击要进行布线的 模块 等待该模块布完线 3 重复 1 2 对其他四个模块进行布线 3 3 4 4 4 4 进行全局自动布线进行全局自动布线 将各个布完线的模块 进行编排 排好位置后 进行全局布线 点击 All Route 里的 ALL 将出现如图 13 的属性框 然后点击 Route All 软件将会对 元器件进行自动布线 图 图 1313 布完线的 PCB 文件如图 14 所示 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 图 图 1414 3 3 4 4 5 5 元器件标注更新元器件标注更新 自动布完线后 电路报上元件的标注会显得十分杂乱 必须对其进行调整 1 点击 Tools 里的 Re Annotate 将弹出一个对话框 点击 Ok 将生产成 一个新的网络表 2 点击 Design 里的 Update Schematics in Project 将弹出一个对话框 点击 yes 就可以更新元器件标注 3 3 4 4 6 6 放置焊盘 并修改焊盘属性放置焊盘 并修改焊盘属性 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 1 点击 Place 里的 Pad 在 PCB 板的四个角放置四个焊盘 2 双击焊盘 将弹出焊盘的属性框 修改焊盘的属性 3 3 4 4 7 7 覆铜覆铜 为增强电路板的抗干扰能力 可对整个电路板的接地网络进行覆铜 方法如下 1 点击 Place 里的 Polygon Pour 选项 将弹出一个对话框 将对话框里的 Net Options 选项改为 GND 点击 Ok 即可 如图 15 所示 图 图 1515 2 对底下的信号层的接地网络进行覆铜 重复步骤 1 3 3 4 4 8 8 生成生成 PCBPCB 报表报表 点击 Reports 里的 Board Imformation 就可以生成 PCB 报表 PCB 报表下所示 Specifications For PCB2 PcbDoc On 2011 1 7 at 2 06 55 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 Size of board 31 39 x 40 267 inch Components on board 572 Layer Route Pads Tracks Fills Arcs Text Top Layer 290 2562 24 4 0 Bottom Layer 0 2428 0 4 0 Mechanical 1 0 178 0 20 72 Mechanical 2 0 32 0 0 0 Top Overlay 0 3139 6 132 1261 Keep Out Layer 0 4 0 0 0 Drill Drawing 0 0 0 0 2 Multi Layer 1217 0 0 0 0 Total 1507 8343 30 160 1335 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 Layer Pair Vias Top Layer Bottom Layer 258 Total 258 Non Plated Hole Size Pads Vias