protel应用实践共集电极三级晶体管放大器设计Word文档下载推荐.docx
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1、2016年6月18日集中，做课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。
2、2016年6月19日，查阅相关资料，确定方案。
3、2016年6月20日至2016年6月21日，制作与调试。
4、2016年6月22日至2016年6月23日，设计说明书撰写。
5、2016年6月24日上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。
指导教师签名：
年月日
系主任（或责任教师）签名：
年月日
摘要
Protel软件功能强大，使用方便，学会它可以很好的设计电路的布局，更加利于后续电路的焊接等工作，本次设计题目是共集电极三级晶体管放大器设计，首先要明白放大器的工作原理，设计电路图，合理选择参数，完成路的设计。
通过这次设计，我需要学会如何利用Protel软件设计电路原理图，以及元器件的封装，创建网络表，以及在PCB界面加载网络表，合理布局，生成PCB双面和单面板图。
关键词：
电路设计；
晶体管；
PCB
目录
1概述1
1.1ProtelDXP2004发展历程1
1.2ProteDXP2004软件特色1
2共集电极三级晶体管放大器设计3
2.1电路原理3
2.2电路组成3
2.3电路分析4
2.3.1静态分析4
2.3.2动态分析4
2.4参数的确定5
3用Protel软件绘制原理图6
3.1新建设计6
3.2放置元件6
3.3原理图的布线8
3.4电路仿真8
4绘制电路的PCB图10
4.1创建网络表10
4.2进入PCB设计界面10
4.3摆放元件并布线15
4.4元件清单18
5心得体会19
6参考文献20
1概述
1.1protelDXP2004发展历程
ProtelDXP2004拓展了Protel软件的原设计领域，Protel
DXP功能更加完备、风格更加成熟，并且界面更加灵活，尤其在仿真和PLD电路设计方面有了重大改进，Protel
旧版具有的功能它都具有。
Protel是目前国内最流行的通用EDA软件，它将电路原理图设计、PCB板图设计、电路仿真和PLD设计等多个实用工具组合起来构成EDA工作平台，是第1个将EDA软件设计成基于Windows的普及型产品。
与Protel
99SE软件相比，Protel
DXP功能更加完备、风格更加成熟，并且界面更加灵活，尤其在仿真和PLD电路设计方面有了重大改进。
摆脱了Protel前期版本基于PCB设计的产品定位，显露出一个普及型全线EDA产品崭新的面貌。
protel
DXP2004
中文平台的中/英文操作环境随时可切换，汉化包括工作区窗口、菜单、工具条、对话框等可编辑的PCB放置汉字功能，实现PCB图上的汉字输入功能，支持用户在PCB图的任意层上直接标注汉字。
满足中国用户的设计需求,增加了软件功能和实用性提供最新版的国标图形符号库（GB-T/4728）A0到A4幅面的国标化图纸模板.
1.2ProteDXP2004软件特色
一、Protel2004共可进行74个板层设计，包含32层Signal（信号走线层）;
16层Mechanical（机构层）;
16层InternalPlane（内层电源层）;
2层Solder
Mask（防焊层）;
2层PasteMask（锡膏层）;
2层Silkscreen（丝印层）;
2层钻孔层（钻孔引导和钻孔冲压）;
1层KeepOut（禁止层）;
1层Multi-Layer（横跨所有的信号板层）。
二、Protel2004中Pad点的外型：
圆形；
方形；
八角形。
三、Pad点堆叠结构：
包含Simple（所有的层数都相同）；
Top-Mid-Bottom（可对不同的层数下外型定义有top,bottom或者是midlayers）；
FullStack（每个层数都能各自定义Pad点外型）。
四、Protel2004Via（贯孔）的种类：
Through-hole（从顶层贯穿到底层）；
Blind&
Buried（板层对）；
Buried（任意层数）。
五、Protel2004布线模式：
Oblique（任意角走线）；
45deg（45度角走线）；
45degwitharcs（45度角圆弧走线）；
90deg（90度角走线）；
90degwitharcs（90度角圆弧走线）。
六、Protel2004交互式布线模式：
IgnoreObstacles（忽略障碍模式）；
Avoid
Obstacles（避开障碍模式）；
Push-and-Shove（推挤障碍模式）。
七、Protel2004铺铜的形式：
90度角铺铜;
45度角铺铜;
垂直铺铜;
水平铺铜。
八、Protel2004内层连接：
可以指定到任意的网络（Net）。
Protel2004内层电源：
所有的内层电源层都能指定到任意的网络,而且所有的内层分割都能重叠。
2共集电极三级晶体管放大器设计
2.1电路原理
共集电极放大电路如图2-1所示，这是一个电压串联负反馈放大电路，它具有输入电阻高，输出电阻低，电压放大倍数接近于2-1，输出电压能够在较大范围内跟随输入电压作线性变化以及输入、输出信号同相等特点，共集电极放大电路的输出取自发射极，又称射极跟随器。
在实际中得到了广泛的应用，常用于阻抗交换、输入级和输出级。
图2.1共集电极三级晶体管放大器设计电路图
2.2电路组成
交流信号从基极输入，从射极输出；
交流信号输入输出的公共端是集电极。
该电路发射结正偏，集电结反偏；
且交流信号能够顺畅的输入输出，满足放大的基本条件。
2.3电路分析
2.3.1静态分析
估算法求解Q，直流通路中有
（2-3-1）
（2-3-2）
（2-3-3）
（2-3-4）
2.3.2动态分析
低频小信号模型法求解电压放大倍数、输入电阻和输出电阻，有
（2-3-5）
（1）电压放大倍数
（2-3-6）
（2-3-7）
（2-3-8）
（2-3-9）
式中，（2-3-10）
一般，所以共集电极电路的电压放大倍数接近于1，而略小于1；
而且为正，说明它的输入电压和输出电压是同相的；
因此共集电极电路常称为射极跟随器，它的输出电压的大小和相位跟随输入电压变化，具有电压跟随作用。
（2）输入电阻和输出电阻
输入电阻
（2-3-11）
（2-3-12）
共集电极电路的输入电阻为量级，而基本公射输入电阻约为量级。
输出电阻
（2-3-13）
（2-3-14）
（2-3-15）
（2-3-16）
综上所述，射极跟随器的特点：
电压放大倍数小于1，而略等于1；
输出电压与输入电压同相；
输入电阻高，输出电阻低。
2.4参数的确定
本实验通过观察输入输出波形相位和增益来判断正确性，令电源电压为+12V，三极管的电流放大倍数选定为50。
由2.3节部分公式可计算得本次设计选用原件参数如下表：
表2-1实验选用元件参数表
Rb
Rp1
R1
Rs
Re1
Re2
RL
C1
C2
Q
51K
680K
5K
100
1K
10uF
2N3904
由公式（2.3.9）可得：
当滑动变阻器Rp1参数为0.5时，电压增益Av=0.96。
非常接近于1，说明参数设置合理。
3用Protel软件绘制原理图
3.1新建设计
进入ProtelDXP2004设计界面，执行“文件/创建/项目/PCB项目”命令，生成名为“PCB_PROJECT1.PRJPCB”的工程，右击该工程，点击“追加新文件到项目中”，选择Schematic即可进入原理图绘制主界面。
3.2放置元件
在原理图设计主界面的上方，点击添加原件的图标，再点击履历后方的浏览键，即可弹出元件库选择界面，便可从中选出所需要的元件。
在本次设计中，先选出所需要的三极管，放置在右侧的原理图布置界面，放大界面，即可看清元件。
图3.1放置元件弹出窗口
图3.2浏览元件库弹出窗口
图3.3放置元件展示
右击元件点击属性，弹出设置元件属性和封装类型的对话框，如下图，三极管的封装类型填为TO-92A，这在生成PCB中用到，名称填为Q，单击确定即可。
图3.4设置原件属性
3.3原理图的布线
根据电路原理图放置好元件后，接下来是布线，点击“放置导线”按键即可进行布线。
图3.5共集电极放大器电路原理图
3.4电路仿真
对于待检测点放置网络标签Vi和Vo，执行“设计/仿真/MixedSim”命令,在电路不出现Error的情况下，会弹出一个“分析设定”的窗口，选择可用信号中的Vi和Vo移动至活动信号栏中，点击确认即可出现仿真结果。
图3.6分析设定窗口设置
图3.7仿真结果图
从仿真结果中可以看出，输出信号Vo与输入信号Vi是同相的。
且输入信号峰值为1.0V，而输出信号峰值约为0.95V，增益约为0.95与理论计算结果非常接近，表明本次共集电极三级晶体管放大器设计符合理论要求。
4绘制电路的PCB图
4.1创建网络表
网络表是原理图与PCB图之间的连接纽带，是PCB能否成功的关键。
执行“设计/设计项目的网络表/Protel”命令即可创建网络表。
网络表打印结果如下：
[
10KHz
VSIN
]
12Vpos
VSRC
CAPPA14.05-10.5x6.3
CapPol2
BCY-W3/E4
AXIAL-0.4
Res2
VR5
RPot
（
VO
C2-2
RL-2
）
VI
C1-2
Rs-2
Net10KHz_1
10KHz-1
Rs-1
Net12Vpos_1
12Vpos-1
Q-3
Rb-2
NetC1_1
C1-1
R1-1
NetC2_1
C2-1
Q-1
Re1-2
NetQ_2
Q-2
R1-2
Rp1-2
NetRb_1
Rb-1
Rp1-1
Rp1-3
NetRe1_1
Re1-1
Re2-2
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