電子實(shí)習(xí)報(bào)告.doc

精品文檔 穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)一、實(shí)習(xí)的目的和要求通過本課程的實(shí)習(xí)，使學(xué)生掌握設(shè)計(jì)電路原理圖、制作電路原理圖元器件庫、電氣法則測試、管理設(shè)計(jì)文件、制作各種符合國家標(biāo)準(zhǔn)的印制電路板、制作印制板封裝庫的方法和實(shí)際應(yīng)用技巧。主要包括以下內(nèi)容：（1）原理圖（SCH）設(shè)計(jì)系統(tǒng)。（2）原理圖元件庫編輯。（3）印制電路板（PCB）設(shè)計(jì)系統(tǒng)。（4）印制電路板元件庫編輯。二、實(shí)習(xí)內(nèi)容 電路板的制作過程分成四部分，繪制原理圖、層次圖、網(wǎng)絡(luò)圖、PCB圖。 （一） 原理圖（SCH）設(shè)計(jì)系統(tǒng)電路原理圖的設(shè)計(jì)是印制電路板設(shè)計(jì)中四大步驟的第一步，也是很重要的一步。電路原理圖設(shè)計(jì)得好壞將直接影響到后面的工作。首先，原理圖的正確性是最基本的要求，因?yàn)樵谝粋€(gè)錯(cuò)誤的基礎(chǔ)上所進(jìn)行的工作是沒有意義的；其次，原理圖應(yīng)該布局合理，這樣不僅可以盡量避免錯(cuò)誤 ，也便于讀圖，便于查找和糾正錯(cuò)誤；最后，在滿足正確性和布局合理的前提下應(yīng)力求原理圖的美觀。 1原理圖的設(shè)計(jì)步驟1) 設(shè)置電路圖紙參數(shù)及相關(guān)信息我們可以根據(jù)電路圖的復(fù)雜程度設(shè)置所用圖紙的格式、尺寸、方向等參數(shù)以及以后設(shè)計(jì)有關(guān)的信息，為以后的設(shè)計(jì)工作建立一個(gè)合適的工作平臺(tái)。2） 裝入所需要 的元件庫在向電路圖放置元件之前，必須現(xiàn)將該元件所在的庫載入內(nèi)存。設(shè)計(jì)時(shí)只需要添加元件庫即可合理使用原件。另外，對于常用元器件，必須要熟悉元器件所在的庫，不太熟悉的器件，要通過查找的方式找到該元件所在的元件庫。一般常用的元件都在miscellaneous Device.ddb庫中，而TTL和CMOS數(shù)字集成電路可以在TI Databooks庫或NSC Databooks庫中查找。運(yùn)算放大器和穩(wěn)壓源電路可以在NSC analog.ddb庫中查找。 3） 放置元件將需要用到的元器件放到編輯區(qū)中，編輯元件的屬性，修改元件的Lib Ref, Part Type, Footprint,要保持元器件在Sch中的腳碼和在Pcb中一致。4）電路圖布線該過程實(shí)際上是利用PROTEL 99所提供的各種工具、命令進(jìn)行畫圖工作，將事先放置好的元器件用具有電氣意義的導(dǎo)線、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號等連接起來，使各元件間具有用戶所設(shè)計(jì)的電氣連接關(guān)系。布線結(jié)束后，一張完整的電路原理圖才算是基本完成 5）調(diào)整、檢查和修改在該過程中，我們利用PROTEL 99se所提供的各種工具對前面所繪制的原理圖做進(jìn)一步的調(diào)整和修改，以保證原理圖的正確性和美觀。6）補(bǔ)充完善該過程主要是對原理圖做一些相應(yīng)的說明、標(biāo)注和修飾，以增加可讀性和可觀性。2繪制電路原理圖3文件管理繪制完成的原理圖要及時(shí)的保存在相應(yīng)的Documents中，一邊以后生成PCB圖、網(wǎng)絡(luò)表等文件。4生成網(wǎng)絡(luò)表文件網(wǎng)絡(luò)表是電路板自動(dòng)布線的靈魂，也是電路原理圖SCH和印刷電路板圖PCB之間的接口。網(wǎng)絡(luò)是電路原理圖SCH和印刷電路板圖PCB之間的接口。在SCH下，單擊Design選擇創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表，此過程中也可以查看剛才設(shè)計(jì)的電路原理圖是否存在錯(cuò)誤。5生成元件清單 在SCH下在resport中選擇材料清單，并以EXCLE的形式顯示出來，這樣就會(huì)方便查看元件的封裝號是否出錯(cuò)和檢查元件是否有遺漏。6層次原理圖的設(shè)計(jì)。盡管可以用一張大圖把整個(gè)電路都畫出來，但我們還是愿意把整張圖分成幾部分來畫。特別是當(dāng)我們把整個(gè)電路按不同的功能分畫在幾張小圖上時(shí)。這樣做不但便于交流，而且更大的好處是可是使很復(fù)雜的電路變成相對簡單的幾個(gè)模塊，結(jié)構(gòu)清晰明了，非常便于檢查，也容易修改。大家可能意識到了，這和軟件工程中的模塊化設(shè)計(jì)方法何其相似。自頂向下設(shè)計(jì)層次原理圖，首先要建立一張總圖在總圖中，用方塊電路代表它下一層的子系統(tǒng)，接下來就是一幅幅地設(shè)計(jì)沒一個(gè)方塊電路對應(yīng)的子圖，這樣一層層細(xì)化，直到完成整個(gè)電路的設(shè)計(jì)。 自底向上設(shè)計(jì)層次原理圖先設(shè)計(jì)子圖，然后在子圖的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一張總圖，這樣的結(jié)構(gòu)類似金字塔。（二） 印制電路板（PCB）設(shè)計(jì)系統(tǒng)1、規(guī)劃電路板 在繪制印刷電路板之前，用戶要對電路板設(shè)計(jì)有一個(gè)初步的規(guī)劃，如電路板采用多大的物理尺寸，采用單層板、雙層板還是多層板，各種元器件采用的封裝形式以及元件布局位置等，以確定整個(gè)電路板的基本框架。2、設(shè)置參數(shù)進(jìn)入PCB工作環(huán)境的第一步就是設(shè)置PCB工作環(huán)境，包括設(shè)置格點(diǎn)大小和類型，鼠標(biāo)指針類型，顯示參數(shù)單位，布線參數(shù)和板層設(shè)置等，大多數(shù)參數(shù)采用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置值，符合大多數(shù)人的工作習(xí)慣，建議初次使用PROTEL 99SE/PCB系統(tǒng)的用戶熟悉參數(shù)設(shè)置的意義。3 、引入網(wǎng)絡(luò)表網(wǎng)絡(luò)表的引入是PCB工作開始的重要環(huán)節(jié)，也是PCB布線的靈魂所在。網(wǎng)絡(luò)表是由原理圖設(shè)計(jì)切換到PCB圖設(shè)計(jì)的連接紐帶，網(wǎng)絡(luò)表中，最重要的內(nèi)容是元件封裝，即元件外形和引腳排列方式，只有引入正確的網(wǎng)絡(luò)表格式后，PCB圖才能開始布局和布線。4 、元件布局和調(diào)整引入網(wǎng)絡(luò)表后，系統(tǒng)自動(dòng)裝入原理圖中指定的元件封裝，PROTEL 99提供了元件布局工具，一般來說，自動(dòng)布局的效果是不理想的，需要手工調(diào)整每個(gè)元件的位置。元件布局是否合理，將直接影響自動(dòng)布線的成功率。因此，元件布局是電路板設(shè)計(jì)過程中需要仔細(xì)斟酌的過程。5 、布線規(guī)則設(shè)置 布線規(guī)則設(shè)置過程PCB設(shè)計(jì)過程中起著極其重要的作用，需要豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)技巧。布線規(guī)則是指設(shè)置電路走線時(shí)的各種規(guī)范，如線間安全間距、板層焊盤大小、過孔限制、導(dǎo)線線寬、平行線間距和轉(zhuǎn)折走線角度等。一般來說，對于同一應(yīng)用層次的電路板，布線規(guī)則設(shè)置一次就可以了。6、 自動(dòng)布線和手工調(diào)整 PROTEL 99采用先進(jìn)的無網(wǎng)絡(luò)、基于形狀的對角線自動(dòng)布局技術(shù)，自動(dòng)布線功能十分強(qiáng)大，如果參數(shù)設(shè)置合理，元件布局妥當(dāng)，布線規(guī)則 設(shè)置無誤，系統(tǒng)自動(dòng)布線的成功率幾乎是100%。布線完成后，系統(tǒng)提示布線成功率。如果不是100%，則需要修改布線參數(shù)或者元件布局 如果對自動(dòng)布線結(jié)果不太滿意，可以手工調(diào)整電路板布線。有時(shí)候，手動(dòng)布線比自動(dòng)布線來得更加簡單，而且得到的電路圖也更加美觀。7 、電路板信息報(bào)表生成。三）印制電路板元件庫編輯當(dāng)電路原理圖設(shè)計(jì)中使用的元器件在原器件庫中找不到時(shí)或在元件封裝庫中找不到時(shí)，則在更新PCB時(shí)，不能找到該元器件，生成的印制板設(shè)計(jì)圖中就不會(huì)出現(xiàn)該元器件，會(huì)導(dǎo)致出錯(cuò)。此時(shí)就要在PCB中繪制新的元件，制作自己的元件庫。（1）PCB元件庫編輯器；（2）PCB元件庫繪圖工具和命令；（3）制作自己的PCB元件庫三、綜合設(shè)計(jì)制作完成一個(gè)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)原理圖和印制板的繪制。（1）原理圖（SCH）設(shè)計(jì)加載元件庫，根據(jù)設(shè)計(jì)圖在元件庫中找出圖中的各元件，并修改它們的參數(shù)，合理分布后用電線連成電路圖，并檢查錯(cuò)誤。 圖1 穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)原理圖設(shè)計(jì)圖原理圖的網(wǎng)絡(luò)表如下：9歡迎下載9歡迎下載9歡迎下載。 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 穩(wěn)壓源的網(wǎng)絡(luò)表（2）原理圖元件庫 我所設(shè)計(jì)的穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)圖中所涉及的電子器件有電阻、電容、穩(wěn)壓管、整流橋、三極管、交流電源和運(yùn)放，清單如下表所示： 表2 穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)圖的元件清單元器件元件參數(shù)封裝號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）印制電路板（PCB）設(shè)計(jì)在SCH下，單擊選擇更新PCB，連接原理圖和印制電路板，生成各元器件，手動(dòng)移動(dòng)元器件將元器件合理的分布在印制板上，再經(jīng)過手動(dòng)布線，檢查電路無錯(cuò)誤后等到印制板PCB圖，如下圖所示： 圖2 穩(wěn)壓電源的PCB圖四、實(shí)習(xí)心得第九周我們班進(jìn)行了電子電工實(shí)習(xí)，此次實(shí)習(xí)的主要內(nèi)容是用軟件Protel99se設(shè)計(jì)電路印制板，掌握基本的軟件的操作?？偟膩碚f，繪制電路的原理圖有以下幾個(gè)步驟：準(zhǔn)備電路原理圖和網(wǎng)絡(luò)表，根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)電路原理圖，并繪制原理圖，然后由該原理圖文件生成相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)表；接著是規(guī)劃印制電路板，在設(shè)計(jì)電路板之前，要對電路板有個(gè)初步的規(guī)劃，主要是各元件的封裝形式，這是一項(xiàng)相當(dāng)重要的工作。其中設(shè)置參數(shù)對設(shè)計(jì)能成功也是一個(gè)重要的部分，設(shè)置參數(shù)包括設(shè)置元件的布置參數(shù)、板層參數(shù)和布線參數(shù)等。大多數(shù)情況下，可以直接使用系統(tǒng)的默認(rèn)值，參數(shù)設(shè)置是一次性完成的，在后續(xù)的設(shè)計(jì)工作中很少需要修改。其次，我還了解到加載網(wǎng)絡(luò)表和元件封裝：網(wǎng)絡(luò)表是自動(dòng)布線的基礎(chǔ)，是連接原理圖和印制電路板的紐帶。只有加載了網(wǎng)絡(luò)表和元件封裝后，電路板的自動(dòng)布線才能完成。一個(gè)完美的電路圖離不開合理的元件布局，規(guī)劃電路板并導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表后，通過執(zhí)行命令，系統(tǒng)將自動(dòng)裝入元件并將元件布置在電路板邊框內(nèi)。元件布局可以由系統(tǒng)自動(dòng)完成，然后進(jìn)行手工調(diào)整布局，布局合理后才能進(jìn)行下一步的布線工作。元件布局是印制電路板設(shè)計(jì)中比較花費(fèi)精力的一個(gè)步驟，這個(gè)步驟花費(fèi)了我很長的時(shí)間，還需要有足夠的耐心。自動(dòng)布線，Protel99SE中自動(dòng)布線的功能相當(dāng)強(qiáng)大，只要把有關(guān)參數(shù)設(shè)置得適當(dāng)，元件布局合理，系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)設(shè)置的規(guī)則選擇最佳的布線策略進(jìn)行自動(dòng)布線，成功率幾乎100%。但是，手動(dòng)布線可以根據(jù)設(shè)計(jì)者的需求來選擇線路走向，大多時(shí)候優(yōu)先選擇手動(dòng)布線，或者在進(jìn)行完自動(dòng)布線的基礎(chǔ)上使用手動(dòng)布線對線路進(jìn)行修改。此設(shè)計(jì)的布線，我采用的是純手動(dòng)布線，經(jīng)過一段時(shí)間的布線后，一個(gè)布好線的PCB連線面板圖就基本做成了。一周的電子電工實(shí)習(xí)我掌握了原理圖的設(shè)計(jì)步驟，會(huì)繪制電路原理圖，利用原理圖生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)表，以達(dá)到檢查原理圖的正確性的目的；還熟悉了文件管理的方法和層次原理圖的設(shè)計(jì)方法熟悉原理圖元件庫的編輯環(huán)境，熟練使用元件庫的常用工具和命令，會(huì)制自己的元件庫；熟悉PCB布線的流程，熟練設(shè)置電路板的工作層面和參數(shù)，根據(jù)實(shí)際情況，規(guī)范的對元件進(jìn)行布局。掌握自動(dòng)布線和手動(dòng)布線的方法，并會(huì)對布線后生成的信息報(bào)表進(jìn)行檢查，以達(dá)到修改完善PCB的目的。這次實(shí)習(xí)總的來說并不是很難，這樣的實(shí)習(xí)對我們來說也并不陌生，像Protel99se這樣的軟件我們之前在其他學(xué)科中也有見過，使用起來也不算陌生，但