电子实习报告

稳压电源设计一、实习的目的和要求通过本课程的实习，使学生掌握设计电路原理图、制作电路原理图元器件库、电气法则测试、管理设计文件、制作各种符合国家标准的印制电路板、制作印制板封装库的方法和实际应用技巧。主要包括以下内容：（1）原理图（SCH）设计系统。（2）原理图元件库编辑。（3）印制电路板（PCB）设计系统。（4）印制电路板元件库编辑。二、实习内容 电路板的制作过程分成四部分，绘制原理图、层次图、网络图、PCB图。 （一） 原理图（SCH）设计系统电路原理图的设计是印制电路板设计中四大步骤的第一步，也是很重要的一步。电路原理图设计得好坏将直接影响到后面的工作。首先，原理图的正确性是最基本的要求，因为在一个错误的基础上所进行的工作是没有意义的；其次，原理图应该布局合理，这样不仅可以尽量避免错误 ，也便于读图，便于查找和纠正错误；最后，在满足正确性和布局合理的前提下应力求原理图的美观。 1原理图的设计步骤1) 设置电路图纸参数及相关信息我们可以根据电路图的复杂程度设置所用图纸的格式、尺寸、方向等参数以及以后设计有关的信息，为以后的设计工作建立一个合适的工作平台。2） 装入所需要 的元件库在向电路图放置元件之前，必须现将该元件所在的库载入内存。设计时只需要添加元件库即可合理使用原件。另外，对于常用元器件，必须要熟悉元器件所在的库，不太熟悉的器件，要通过查找的方式找到该元件所在的元件库。一般常用的元件都在miscellaneous Device.ddb库中，而TTL和CMOS数字集成电路可以在TI Databooks库或NSC Databooks库中查找。运算放大器和稳压源电路可以在NSC analog.ddb库中查找。 3） 放置元件将需要用到的元器件放到编辑区中，编辑元件的属性，修改元件的Lib Ref, Part Type, Footprint,要保持元器件在Sch中的脚码和在Pcb中一致。4）电路图布线该过程实际上是利用PROTEL 99所提供的各种工具、命令进行画图工作，将事先放置好的元器件用具有电气意义的导线、网络标号等连接起来，使各元件间具有用户所设计的电气连接关系。布线结束后，一张完整的电路原理图才算是基本完成 5）调整、检查和修改在该过程中，我们利用PROTEL 99se所提供的各种工具对前面所绘制的原理图做进一步的调整和修改，以保证原理图的正确性和美观。6）补充完善该过程主要是对原理图做一些相应的说明、标注和修饰，以增加可读性和可观性。2绘制电路原理图3文件管理绘制完成的原理图要及时的保存在相应的Documents中，一边以后生成PCB图、网络表等文件。4生成网络表文件网络表是电路板自动布线的灵魂，也是电路原理图SCH和印刷电路板图PCB之间的接口。网络是电路原理图SCH和印刷电路板图PCB之间的接口。在SCH下，单击Design选择创建网络表，此过程中也可以查看刚才设计的电路原理图是否存在错误。5生成元件清单 在SCH下在resport中选择材料清单，并以EXCLE的形式显示出来，这样就会方便查看元件的封装号是否出错和检查元件是否有遗漏。6层次原理图的设计。尽管可以用一张大图把整个电路都画出来，但我们还是愿意把整张图分成几部分来画。特别是当我们把整个电路按不同的功能分画在几张小图上时。这样做不但便于交流，而且更大的好处是可是使很复杂的电路变成相对简单的几个模块，结构清晰明了，非常便于检查，也容易修改。大家可能意识到了，这和软件工程中的模块化设计方法何其相似。自顶向下设计层次原理图，首先要建立一张总图在总图中，用方块电路代表它下一层的子系统，接下来就是一幅幅地设计没一个方块电路对应的子图，这样一层层细化，直到完成整个电路的设计。 自底向上设计层次原理图先设计子图，然后在子图的基础上设计一张总图，这样的结构类似金字塔。（二） 印制电路板（PCB）设计系统1、规划电路板 在绘制印刷电路板之前，用户要对电路板设计有一个初步的规划，如电路板采用多大的物理尺寸，采用单层板、双层板还是多层板，各种元器件采用的封装形式以及元件布局位置等，以确定整个电路板的基本框架。2、设置参数进入PCB工作环境的第一步就是设置PCB工作环境，包括设置格点大小和类型，鼠标指针类型，显示参数单位，布线参数和板层设置等，大多数参数采用系统默认设置值，符合大多数人的工作习惯，建议初次使用PROTEL 99SE/PCB系统的用户熟悉参数设置的意义。3 、引入网络表网络表的引入是PCB工作开始的重要环节，也是PCB布线的灵魂所在。网络表是由原理图设计切换到PCB图设计的连接纽带，网络表中，最重要的内容是元件封装，即元件外形和引脚排列方式，只有引入正确的网络表格式后，PCB图才能开始布局和布线。4 、元件布局和调整引入网络表后，系统自动装入原理图中指定的元件封装，PROTEL 99提供了元件布局工具，一般来说，自动布局的效果是不理想的，需要手工调整每个元件的位置。元件布局是否合理，将直接影响自动布线的成功率。因此，元件布局是电路板设计过程中需要仔细斟酌的过程。5 、布线规则设置 布线规则设置过程PCB设计过程中起着极其重要的作用，需要丰富的实践经验和设计技巧。布线规则是指设置电路走线时的各种规范，如线间安全间距、板层焊盘大小、过孔限制、导线线宽、平行线间距和转折走线角度等。一般来说，对于同一应用层次的电路板，布线规则设置一次就可以了。6、 自动布线和手工调整 PROTEL 99采用先进的无网络、基于形状的对角线自动布局技术，自动布线功能十分强大，如果参数设置合理，元件布局妥当，布线规则 设置无误，系统自动布线的成功率几乎是100%。布线完成后，系统提示布线成功率。如果不是100%，则需要修改布线参数或者元件布局 如果对自动布线结果不太满意，可以手工调整电路板布线。有时候，手动布线比自动布线来得更加简单，而且得到的电路图也更加美观。7 、电路板信息报表生成。三）印制电路板元件库编辑当电路原理图设计中使用的元器件在原器件库中找不到时或在元件封装库中找不到时，则在更新PCB时，不能找到该元器件，生成的印制板设计图中就不会出现该元器件，会导致出错。此时就要在PCB中绘制新的元件，制作自己的元件库。（1）PCB元件库编辑器；（2）PCB元件库绘图工具和命令；（3）制作自己的PCB元件库三、综合设计制作完成一个稳压电源的设计原理图和印制板的绘制。（1）原理图（SCH）设计加载元件库，根据设计图在元件库中找出图中的各元件，并修改它们的参数，合理分布后用电线连成电路图，并检查错误。 图1 稳压电源的设计原理图设计图原理图的网络表如下： AR1 RB.2/.4 C1470uDIP6OPAMPD1DIP4BRIDGE1DzDIODE-0.46VQ1TO-92ANPNQ2TO-92ANPNR1AXIAL-0.31KR2AXIAL-0.3100R3AXIAL-0.39R4AXIAL-0.31KR5AXIAL-0.3350R6VR-1400R7AXIAL-0.3700R8AXIAL-0.3200V1SIP225V(+12AR1-5)(GNDAR1-4)(NetAR1_1AR1-1R6-3)(NetD1_2C1-1D1-2Q1-2R1-1)(NetD1_4C1-2D1-4R2-2R3-1)(NetQ1_1AR1-3Q1-1)(NetQ1_3Q1-3R4-1R5-1R8-1)(NetQ2_2AR1-2Dz-KQ2-2R1-2)(NetQ2_3Q2-3R2-1R4-2)(NetR5_2R5-2R6-2)(NetR7_1R6-1R7-1)(NetV1_1D1-1V1-1)(VCCD1-3Dz-AQ2-1R3-2R7-2R8-2V1-2) 表1 稳压源的网络表（2）原理图元件库 我所设计的稳压电源的设计图中所涉及的电子器件有电阻、电容、稳压管、整流桥、三极管、交流电源和运放，清单如下表所示： 表2 稳压电源设计图的元件清单元器件元件参数封装号C1470uRB.2/.4D1BRIDGE1DIP4Dz6VDIODE-0.4R11K AXIAL-0.3R2100AXIAL-0.3R39AXIAL-0.3R41KAXIAL-0.3R5350AXIAL-0.3R6400AXIAL-0.3R7700AXIAL-0.3R8200AXIAL-0.3V125VSIP2AR1OPAMPDIP6Q1NPNTO-92AQ2NPNTO-92A（3）印制电路板（PCB）设计在SCH下，单击选择更新PCB，连接原理图和印制电路板，生成各元器件，手动移动元器件将元器件合理的分布在印制板上，再经过手动布线，检查电路无错误后等到印制板PCB图，如下图所示： 图2 稳压电源的PCB图四、实习心得第九周我们班进行了电子电工实习，此次实习的主要内容是用软件Protel99se设计电路印制板，掌握基本的软件的操作。总的来说，绘制电路的原理图有以下几个步骤：准备电路原理图和网络表，根据设计要求设计电路原理图，并绘制原理图，然后由该原理图文件生成相应的网络表；接着是规划印制电路板，在设计电路板之前，要对电路板有个初步的规划，主要是各元件的封装形式，这是一项相当重要的工作。其中设置参数对设计能成功也是一个重要的部分，设置参数包括设置元件的布置参数、板层参数和布线参数等。大多数情况下，可以直接使用系统的默认值，参数设置是一次性完成的，在后续的设计工作中很少需要修改。其次，我还了解到加载网络表和元件封装：网络表是自动布线的基础，是连接原理图和印制电路板的纽带。只有加载了网络表和元件封装后，电路板的自动布线才能完成。一个完美的电路图离不开合理的元件布局，规划电路板并导入网络表后，通过执行命令，系统将自动装入元件并将元件布置在电路板边框内。元件布局可以由系统自动完成，然后进行手工调整布局，布局合理后才能进行下一步的布线工作。元件布局是印制电路板设计中比较花费精力的一个步骤，这个步骤花费了我很长的时间，还需要有足够的耐心。自动布线，Protel99SE中自动布线的功能相当强大，只要把有关参数设置得适当，元件布局合理，系统就会根据设置的规则选择最佳的布线策略进行自动布线，成功率几乎100%。但是，手动布线可以根据设计者的需求来选择线路走向，大多时候优先选择手动布线，或者在进行完自动布线的基础上使用手动布线对线路进行修改。此设计的布线，我采用的是纯手动布线，经过一段时间的布线后，一个布好线的PCB连线面板图就基本做成了。一周的电子电工实习我掌握了原理图的设计步骤，会绘制电路原理图，利用原理图生产网络表，以达到检查原理图的正确性的目的；还熟悉了文件管理的方法和层次原理图的设计方法熟悉原理图元件库的编辑环境，熟练使用元件库的常用工具和命令，会制自己的元件库；熟悉PCB布线的流程，熟练设置电路板的工作层面和参数，根据实际情况，规范的对元件进行布局。掌握自动布线和手动布线的方法，并会对布线后生成的信息报表进行检查，以达到修改完善PCB的目的。这次实习总的来说并不是很难，这样的实习对我们来说