電子cad課程設計---集成運放電路的pcb設計

1、<p>　　集成運放電路的PCB設計</p><p>　　《電子CAD》課程設計報告</p><p>　　學 院：機械與電子工程學院</p><p>　　專 業(yè)：電子信息工程</p><p>　　2013年6月25日 </p><p><b>　　目錄</b></p&

2、gt;<p>　　一、設計內(nèi)容及要求3</p><p><b>　　1、設計內(nèi)容：3</b></p><p>　　2、 設計要求：3</p><p><b>　　二、設計原理3</b></p><p>　　三、 原理圖設計6</p><p>　　四、

3、PCB設計8</p><p>　　五、 課程設計心得體會9</p><p><b>　　一、設計內(nèi)容及要求</b></p><p><b>　　1、設計內(nèi)容：</b></p><p>　　研究集成運算放大器的組成及其工作原理，畫出集成運放電路原理圖，利用電路板向?qū)ЫCB板。</p>

4、;<p><b>　　設計要求：</b></p><p>　　、使用雙面板，板框尺寸為1820mil X 2300mil。</p><p><b>　　、采用插針式元件。</b></p><p>　　、鍍銅過孔，焊盤之間允許走一根銅膜線。</p><p>　　、最小銅膜線走線寬度為10

5、mil，電源，地線的銅膜線寬度為20mil。</p><p>　　、畫出原理圖，元件屬性中必須填上元件的封裝。</p><p>　　、對原理圖進行電氣化檢測，創(chuàng)建網(wǎng)絡表。</p><p>　　、利用電路板向?qū)ЫCB文檔，使原理圖與PCB板電位器管腳號一致。</p><p>　　、手工調(diào)整元件布局，然后進行自動布線。</p>

6、<p><b>　　二、設計原理</b></p><p>　　集成運算放大器是一種具有高電壓放大倍數(shù)的直接耦合多級放大電路。當外部接入不同的線性或非線性元器件組成輸入和負反饋電路時，可以靈活地實現(xiàn)各種特定的函數(shù)關系。在線性應用方面，可組成比例、加法、減法、積分、微分、對數(shù)等模擬運算電路。</p><p>　　1、反相比例運算放大器</p>&l

7、t;p>　　反相比例運算放大器電路是集成運放的一種最基本的接法，如圖1所示。電路的輸出電壓與輸入電壓的關系式為：。</p><p>　　圖1 反相比例運放電路</p><p><b>　　2、反相加法器</b></p><p>　　如果在運算放大器的反相端同時加入幾個信號，接成圖2的形式，就構成了能對同時加入的幾個信號電壓進行代數(shù)相加的運

8、算反相加法器電路。電路的輸出電壓與輸入電壓的關系式為：。</p><p>　　圖2 反相加法器電路</p><p>　　3、差動運算放大電路</p><p>　　差動輸入運算放大器電路如圖3所示。根據(jù)電路分析，該電路的輸出電壓與輸入電壓的關系式為：。該關系式說明了兩個輸入端的信號具有相減的關系，所以這種電路又稱為減法器。同時，電路中同相輸入電路參數(shù)與反相輸入電路參

9、數(shù)應保持對稱，即同相輸入端的分壓電路也應該由電阻和來構成，其中，。</p><p>　　圖3 差動運算放大電路</p><p><b>　　4、積分器電路</b></p><p>　　由運算放大器構成的基本積分電路如圖4所示，它的基本運算關系是：</p><p>　　當為恒定直流電壓時，即，，這時輸出電壓是隨時間作直線

10、變化的電壓，其上升（或下降）的斜率是，改變、或三個量中的任一個量都可以改變輸出電壓上升（或下降）的斜率。</p><p>　　積分器的反饋元件是電容器。無信號輸入時，電路處于開環(huán)狀態(tài)。所以運算放大器微小的失調(diào)參數(shù)就會使得運算放大器的輸出逐漸偏向正（或負）飽和狀態(tài)，使得電路無法正常工作。為了減小這種積分漂移現(xiàn)象，實際使用時應盡量選擇失調(diào)參數(shù)小的運算放大器，并在積分電容兩端并聯(lián)一只高阻值電阻以穩(wěn)定直流工作點，構成電壓

11、反饋，限制整個積分器電路放大倍數(shù)。但不能太小，否則將影響電路積分線性關系。</p><p><b>　　圖4 積分器電路</b></p><p><b>　　原理圖設計</b></p><p>　　啟動protel 99SE，新建一個原理圖文件，設置原理圖參數(shù)，繪制如圖5的電路圖。</p><p>

12、;<b>　　圖5集成運放電路</b></p><p>　　圖中電路元件說明如表1所示。</p><p>　　表1 電路元件明細表</p><p>　　使用Protel 99se繪制原理圖如圖6，進行ERC檢查，如圖7。</p><p>　　圖6 集成運放原理圖</p><p><b>

13、　　圖7ERC檢查</b></p><p>　　生成網(wǎng)絡表如圖8，生成元件清單列表如圖9。</p><p><b>　　圖8生成網(wǎng)絡表</b></p><p>　　圖9 生成元器件清單列</p><p><b>　　PCB設計</b></p><p>　　利用向?qū)?/p>

14、生成雙面板，加載網(wǎng)絡表，根據(jù)PCB布局規(guī)則，自動布局及調(diào)整布局，根據(jù)PCB布線規(guī)則自動布線并手動調(diào)整，生成PCB電路圖，如圖10所示。</p><p>　　圖10 PCB電路圖</p><p><b>　　課程設計心得體會</b></p><p>　　通過運用Protel 99SE軟件繪制集成運放電路并生成PCB電路圖的實驗，在進一步理解集成運

15、放電路工作原理的同時也學習并掌握了Protel 99SE軟件的應用。</p><p>　　在課程設計過程中，也遇到了一些困難，例如元器件在庫文件中無法找到，生成PCB電路圖時網(wǎng)絡表無法導入等問題，但在老師耐心講解和自我努力下，最終還是找到了解決問題的辦法，這其實是對我自身學習能力的一種提高。所以，這次課程設計的過程，不僅僅是專業(yè)知識和專業(yè)技能的學習和鍛煉，更是一種學習方法的運用和掌握。</p>&l