protel+课程设计―OP07功率放大器

1、课程设计任务书课程设计任务书 学生姓名：学生姓名： 专业班级：专业班级： 指导教师：指导教师： 工作单位：工作单位： 题题 目目: : protelprotel 应用实践应用实践OP07OP07 功率放大器功率放大器 初始条件：初始条件：Protel99seProtel99se 要求完成的主要任务要求完成的主要任务: : （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等 具体要求） 1、绘制具有一定规模、一定复杂程度的电路原理图、绘制具有一定规模、一定复杂程度的电路原理图*.sch（自选）（自选） 。 可以涉及模拟、数字、高频、单片机、或者一个具有完备功能的电可以涉及模拟、数字、高频、单片机

2、、或者一个具有完备功能的电 路系统。路系统。 2、绘制相应电路原理图的双面印刷版图、绘制相应电路原理图的双面印刷版图*.pcb 3、对电路原理图进行仿真，给出仿真结果（如波形、对电路原理图进行仿真，给出仿真结果（如波形*.sdf、数据）并、数据）并 说明是否达到设计意图。说明是否达到设计意图。 时间安排：时间安排： 于于 1 11515 周在本人电脑上完成，周在本人电脑上完成，1616 周星期一老师检查。周星期一老师检查。 说明：说明： 1、每个同学必须完成以上、每个同学必须完成以上 3 个任务（不是任选）个任务（不是任选） ； 2、电路图的规模、复杂度：规模越大、越复杂，分数越高；制图结、电

3、路图的规模、复杂度：规模越大、越复杂，分数越高；制图结 果的美观性、可读性：制图越美观、可读性越好，分数越高；果的美观性、可读性：制图越美观、可读性越好，分数越高； 3、实习报告的质量：报告要写得条理清楚、图文并茂，体现制图和、实习报告的质量：报告要写得条理清楚、图文并茂，体现制图和 仿真分析（包括必要的计算）的过程；仿真分析（包括必要的计算）的过程； 4、仿真提倡对所绘制的原理图、仿真提倡对所绘制的原理图*.sch 进行全面仿真，如果不能做到进行全面仿真，如果不能做到 全面仿真成功，则要说明原因，但要完成局部电路的仿真；全面仿真成功，则要说明原因，但要完成局部电路的仿真； 5、电路选择不可过

4、分简单，元件种类（包括电源和信号源）少于、电路选择不可过分简单，元件种类（包括电源和信号源）少于 5 种，或者元件个数少于种，或者元件个数少于 10 个将导致不及格。个将导致不及格。 指导教师签名：指导教师签名： 年年 月月 日日 系主任（或责任教师）签名：系主任（或责任教师）签名： 年年 月月 日日 Protel 应用实践 -OP07 功率放大器 目录目录 摘要 1 ABSTRACT 2 1 设计目的3 2 软件的选择4 3 OP07 介绍6 4 OP07 功放电路图8 5 OP07 功放 PCB 板绘 制12 6 OP07 电路仿真16 7 收获、体会及建议19 8 主要参考文献资料20

5、摘要： OP07OP07 是一种高精度单片运算放大器，具有很低的输入失调电压是一种高精度单片运算放大器，具有很低的输入失调电压 和漂移。和漂移。OP07OP07 的优良特性使它特别适合作前级放大器，放大微弱信的优良特性使它特别适合作前级放大器，放大微弱信 号。使用号。使用 OP07OP07 一般不用考虑调零和频率问题就能满足要求。一般不用考虑调零和频率问题就能满足要求。 本次课程设计利用本次课程设计利用 protel99SEprotel99SE 软件绘制软件绘制 OP07OP07功放电路图，并功放电路图，并 制作制作 PCBPCB 板以及进行仿真测试。在绘制的过程中，出现了不少问题，板以及进行

6、仿真测试。在绘制的过程中，出现了不少问题， 特别是仿真时，由于基础不牢，仿真过程碰上许多问题，通过查阅特别是仿真时，由于基础不牢，仿真过程碰上许多问题，通过查阅 资料以及咨询同学，最终顺利实现电路的整体仿真。完成了设计任资料以及咨询同学，最终顺利实现电路的整体仿真。完成了设计任 务。务。 ABSTRACT: OP07OP07 isis a a high-precisionhigh-precision monolithicmonolithic operationaloperational amplifieramplifier withwith veryvery lowlow inputinput

7、 offsetoffset voltagevoltage andand drift.drift. OP07OP07 finefine featuresfeatures makemake itit particularlyparticularly suitablesuitable forfor pre-pre- amplifier,amplifier, amplificationamplification ofof weakweak signal.signal. OP07OP07 generallygenerally dodo notnot havehave toto considerconsi

8、der thethe useuse ofof zerozero andand frequencyfrequency willwill bebe ableable toto meetmeet thethe requirementsrequirements ofof thethe blem. TheThe useuse ofof curriculumcurriculum designdesign protel99SEprotel99SE amplifieramplifier circuitcircuit OP07OP07 renderingrendering software

9、software andand thethe productionproduction ofof PCBPCB board,board, asas wellwell asas simulationsimulation testing.testing. InIn thethe processprocess ofof mapping,mapping, therethere areare a a numbernumber ofof problems,problems, especiallyespecially inin simulation,simulation, asas a a solidsol

10、id foundation,foundation, thethe simulationsimulation processprocess manymany ofof thethe problemsproblems encounteredencountered byby studentsstudents accessaccess toto informationinformation andand advice,advice, andand ultimatelyultimately thethe smoothsmooth realizationrealization ofof thethe ov

11、eralloverall circuitcircuit simulation.simulation. TheThe successfulsuccessful completioncompletion ofof thethe designdesign task.task. 1设计目的 1.1学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握 protel 设计的基本方 法、制作 PCB 板以及仿真的实现。 1.2加强对 OP07 功放的认识，通过仿真来进一步认识其功能。 1.3培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。 2软件的选择 2.1Protel99SE 是 Protel 公司近 10 年来致

12、力于 Windows 平台开发的最新结晶， 能实现从电学概念设计到输出物理生产数据，以及这之间的所有分析、验证和 设计数据管理。因而今天的 Protel 最新产品已不是单纯的 PCB（印制电路板） 设计工具，而是一个系统工具，覆盖了以 PCB 为核心的整个物理设计,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,可以设计 32 个信号层，16 个电源-地层和 16 个机加工层。Protel 设计系统是一套建立在 IBM 兼容 PC 环境下的 EDA 电路集成设计系统，由于其高 度的集成性与扩展性，一经推出，立即为广大用户所接受，很快就成为世界

13、 PC 平台上最流行的电子设计自动化软件。 2.2Protel 99 SE 的系统组成：按照系统功能来划分，Protel99se 主要包含以 下两大部分和 6 个功能模块。 .1电路工程设计部分 电路原理设计部分（ Advanced Schematic 99）：电路原理图设计 部分包括电路图编辑器（简称 SCH 编辑器） 、电路图零件库编辑器（简称 Schlib 编辑器）和各种文本编辑器。本系统的主要功能是：绘制、修改和编 辑电路原理图；更新和修改电路图零件库；查看和编辑有关电路图和零件库 的各种报表。 印刷电路板设计系统（ Advanced P

14、CB 99）：印刷电路板设计系统 包括印刷电路板编辑器（简称 PCB 编辑器） 、零件封装编辑器（简称 PCBLib 编辑器）和电路板组件管理器。本系统的主要功能是：绘制、修改和 编辑电路板；更新和修改零件封装；管理电路板组件。 自动布线系统（ Advanced Route 99）：本系统包含一个基于形状 （Shape-based）的无栅格自动布线器，用于印刷电路板的自动布线，以实 现 PCB 设计的自动化。 2 2. .2 2. .2 2电路仿真与 PLD 部分 电路模拟仿真系统（ Advanced SIM 99）：电路模拟仿真系统包含 一个数字/模拟信号仿真

15、器，可提供连续的数字信号和模拟信号，以便对电路 原理图进行信号模拟仿真，从而验证其正确性和可行性。 可编程逻辑设计系统（ Advanced PLD 99）：可编程逻辑设计系统 包含一个有语法功能的文本编辑器和一个波形编辑器（ Waveform） 。本系统 的主要功能是；对逻辑电路进行分析、综合；观察信号的波形。利用PLD 系统可以最大限度的精简逻辑部件，使数字电路设计达到最简化。 高级信号完整性分析系统（ Advanced Integrity 99）：信号完整 性分析系统提供了一个精确的信号完整性模拟器，可用来分析PCB 设计、 检查电路设计参数、实验超调量、阻

16、抗和信号谐波要求等。 考虑到 protel99SE 功能已经符合电路图绘制、制版、仿真等要求加之本人 对 protel99SE 较为熟悉所以选用 protel99SE 进行本次课程设计。 3OP07 介绍 3.1OP07 是一种高精度单片运算放大器，具有很低的输入失调电压和漂移，特 别适合做前级放大器。OP07 作为低噪声高精度运算放大器，具有以下特点： 1) 低的输入噪声电压幅度0.35 VP-P (0.1Hz 10Hz) 2) 极低的输入失调电压10 V 3) 极低的输入失调电压温漂0.2 V/ 4) 具有长期的稳定性0.2 V/MO 5) 低的输入偏置电流 1nA 6) 高的共模抑制比1

17、26dB 7) 宽的共模输入电压范围14V 8) 宽的电源电压范围 3V 22V 9) 可替代 725、108A、741、AD510、1875 等电路 3.2 应用简介 3.2.1OP07 高精度运算放大器具有极低的输入失调电压，极低的失调电压温漂， 非常低的输入； 3.2.2噪声电压幅度及长期稳定等特点。可广泛应用于稳定积分、精密绝对值 电路、比较器及微弱； 3.2.3信号的精确放大，尤其适应于宇航、军工及要求微型化、高可靠的精密 仪器仪表中。 3.3OP07 的引脚图如下： 图1 OP07引脚图 其中，1脚和8脚是调零端，2脚是反相输入端，3脚是同相输入端，4脚是负电源 端，7是正电源瑞，

18、6是输出端，5脚是空脚管。 4OP07 功放电路图 4.1所涉及的 OP07功放电路图，经 Protel 软件制作后如下 所示： 图2 OP07功放电路图 4.2OP07功放电路介绍 4.2.1OP07功放板由一个高低音分别控制的衰减式音调控制电路和 OP07放大电 路以及电源供电电路三大部分组成： 音调部分采用的是高低音分别控制的衰减式音调电路，其中的 R02，R03，C02，C01，W02组成低音控制电路； 图3 低音控制电路 C03，C04，W03组成高音控制电路； 图4 高音控制电路 R04为隔离电阻，W01为音量控制器，调节放大器的音量大小，C05为隔直电容， 防止后级的 OP07直

19、流电位对前级音调电路的影响。 4.2.2放电路主要采用 OP07，由 OP07，R08，R09，C06等组成，电路的放大倍 数由 R08与 R09的比值决定，C06用于稳定 OP07的第4脚直流零电位的漂移，但 是对音质有一定的影响，C07，R10的作用是防止放大器产生低频自激。 图5 放大电路 图6 防止自激 4.3在进行本次设计实验时，起初是想用 LM1875做功放电路，但在用 Protel 软件绘制电路图时，发现元件库中并没有 LM1875，于是就用 OP07来代替 LM1875，最终顺利的实现实验设计任务。 5OP07 功放 PCB 板绘制 5.1大多数元件可以在 Miscellanous Devices.lib 元件库中找到，并进行封 装。但是有些元件需要自己自行制作封装，比如在本次设计中用到的 SPEAKER，就需要自己制作封装。 图7 自行制作的 SPEAKER 封装 5.2整体 PCB 图8 OP07功放 PCB 整体图 5.3部分 PCB 5.3.1低音控制电路部分 图9 低音控制电路 5.3.2高音控制电路部分 图10 高音控制电路 6OP07 电路仿真 图11 电路整体