《电子cad》课程设计

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1、单管放大电路的PCB设计1课程设计的目的设计单管放大电路的PCB图要求及目的如下：1、完整绘制单管放大电路的原理图。2、练习由原理图生成PCB图的方法。3、熟悉电路板设计的基本步骤。2设计过程2.1放大电路的组成及各元件的作用放大电路的功能是利用三极管的电流控制作用，把微弱的电信号不是真地放大到所需的数值，实现将直流电源的能量部分地转化为按输入信号规律变化且有较大能量的输出信号。该放大电路主要由三极管（V）、偏置电阻（RB)、集电极电阻（RC)、输入耦合电容（C1)、输出耦合电容（C2)、交流信号（Ui)、负载(RL)、直流电源（+UCC)组成。1）三极

2、管（V）如原理图所示，三机管是放大器中的核心元件，利用它对电流的放大作用来对信号的放大。三极管的工作原理：通过实验可知，三极管的集电极电流与基极电流基本上等于某个值（β），β值一般为50。也就是说，如果在基极上加一个小的变化的电流信号，则在集电极上就有一个大的且与基极信号成比例的电流信号。所以三极管具有放大作用。2）偏置电阻RB偏置电阻RB的作用有两种：一是给发射结提供正偏置电压以及决定电路中在没有信号输入的情况下（也叫静态）的基极电流IBQ大小。IBQ也叫做偏置电流，所以RB也常被称为偏置电阻。RB的值固定了，IBQ也固定了，因此，这种电路被为固定偏置放大电

3、路。二是防止交流信号被短路。3)集电极电阻RC集电极电阻RC的作用有两个：一是给集电极提供反偏电压通路；二是把集电极的电流变化转换成输出电压的变化，这样就可以把三极管的电流放大作用转变成放大的电压进行输出。4)输入耦合电容C1和输出耦合电容C2C1和C2的作用是“隔直流，通交流”，即把输入信号中的交流成分传递给三极管，把集电极电压中交流成分传递给负载。只要耦合电容的容量足够大，其容抗就可以忽略不计。5）交流信号交流信号Ui是要被放大的信号。6）负载RL负载RL是放大了的交流信号的承受者（比如收音机中的扬声器），也可以是下级电路的输入电阻。7)直流电源UCC直流

4、电源UCC的作用是提供能量。一方面，直流电源要给三极管的发射结提供正偏电压，给集电极提供反偏电压，保证三极管工作在放大状态，这就要求电源的极性要正确；另一方面，直流电源提供的能量通过三极管的控制作用转换成负载所需要的交流能量。三极管的作用就是要保证提供给负载的交流能量变化规律和输入信号的变化一样，这就是所谓的放大作用，其实质是一种能量转变的控制。2.2原理图的设计2.2.1放大器静态的原理图设计图1当输入的交流信号为零时，这时三极管的基极、集电极和发射极中都只有直流电流。这种工作状态叫做放大器的静态。此时三极管不具有放大功能。2.2.2总原理图的设计及工作原理

5、图2一、原理图的设计步骤1）从在设计之前，一般在纸上做出大致构思，这样可以加快在电脑上设计的速度。1）在完成构思后，启动Protel99SE,进入原理图设计系统。根据电路图的规模和复杂决定图纸的大小、规格等必要的参数。2）根据个人喜好和工作习惯，设置好原理图设计系统的环境参数，如个点的大小和类型、光标的大小和类型。一般来说采用系统的默认值。3）根据电路原理图的需要，将元件从元件库中选择出来，放置到图纸上，并且同时进行设置元件的序号、元件封装的定义和设置等工作。4）为了电路图的美观，需要对元件进行修改、对齐的操作。5）根据电路原理图的需要，将各个元件通过具有电器

6、意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的电路原理图。6）将绘制成型的电路原理图调整、美化。7）输出各种报表，如网络表、元件列表等，其中最重要的是网络表。二、原理图的工作原理放大器的作用就是将微小的信号放大。在原理图中，三极管已具备了放大的工作条件：发射结上加有正偏电压，集电结上加有反向电压。当输入的交流信号为零时，这时三极管的基极、集电极和发射极中都只有直流电流。这种工作状态叫做放大器的静态。当输入的交流信号不为零时，基极、集电极和发射极中既含直流电流又含交流电流。这种工作状态叫做放大器的动态。当给放大器加一个微小的输入信号电压后，三极管的基极将有微小的变化，

7、这将导致集电极电流有较大的变化。集电极电流通过集电极电阻RC就转换成电压的变化，若RC取值较大（一般为几千欧），则在RC就会几伏的电压变化，通过耦合电容C2,负载就得到了比输入信号电压大得多的交流信号电压，从而实现了信号的放大。2.3网络表生成及元件清单和电气检查2.3.1电气规则的检查执行菜单命令ToolsERC，进行电气规则检查。检查结果如图3所示：图3检查结果若出现图3所示则说明没有错误之处可进行下一项工作，如果检查有错误出现则应返回原理图进行修改，直至电气检查无误。2.3.2生成元件清单报表执行菜单命令ReportBillofMaterial，产生

8、元件清单报表。如图4所示：图42.3.