直流可调稳压源 印刷电路板制作.docx

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直流可调稳压源印刷电路板制作

一、综合实验目的

《印制电路板设计与制作综合实验》是电子信息类专业实践课程之一，通过印制电路板设计与制作实验，使学生熟悉印制电路板设计与制作的流程，了解电子元器件的功能、参数、外型、特征、及其应用，掌握印制电路板设计与制作的基本知识和操作技能，增加学生对本专业的认识，培养其专业兴趣。

二、综合实验要求

印刷电路板课题电路的原理图及PCB的绘制

课题电路可选：

1.基于555的门铃电路

2.基于555的报警电路

3.分立元件的闹钟电路

4.仪表放大器电路

5.助听器放大电路

6.直流可调稳压电源电路

7.信号发生器电路

8.电容式接近开关电路

内容包括：

（1）protel软件设计给定课题电路，绘制电路原理图。

（2）在Protel设计环境中通过原理图与网表导出PCB图，并进行合理的布局与布线。

（3）导出PCB的制造文件并利用线路板刻制机对覆铜板进行钻孔、雕刻、割边。

（4）根据实验要求，写出实验报告。

三、综合实验环境

技术中心1202机房（预装Protel99软件、Multisim软件）

技术中心407（配有电脑、刻板机等）

四、综合实验内容

1.用Multisim对直流可调稳压电源电路进行仿真

1.1设计要求

1）分析设计要求，明确性能指标。

必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。

2）确定合理的总体方案。

对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。

3）设计各单元电路。

总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。

4）组成系统。

在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。

1.2用Multisim仿真

1.2.1桥式整流原理图

图1.1桥式整流图

1.2.2滤波后的原理图

图1.2滤波图

1.2.3桥式整流与滤波的波形

图1.2.3桥式整流后的波形图图1.2.4滤波电路后的波形图

1.2.4直流可调稳压电源电路原理图

图1.5直流可调稳压电源电路图

直流可调稳压电源电路后的波形图

图1.6直流可调稳压电源示波器波形图

2.用protel设计电路,并产生PCB文件

2.1设计要求

（1）熟练运用protel软件，能完成课题电路的CAD设计；

（2）熟悉印制电路板设计与制作的流程；

（3）掌握印制电路板设计与制作的基本知识和操作技能。

2.2用protel绘制原理图

在找到所有需要的原理图元件后，可以开始原理图的绘制。

根据具体电路的复杂程度决定是否需要使用层次原理图。

完成原理图设计后，需要利用ERC（电气法则检查）工具查错。

找到出错的具体原因后，修改原理图电路，重新查错，真到没有原则性的错误为止。

使用Sch绘制电路图。

确定元件排列没有问题、定义元件封装（Footprint），最后通过程序所提供的ERC检查。

如下图：

图2.1protel绘制的直流可调稳压电源电路

2.3设计元件封装

与原理图元件库一样，ProtelDXP也不可能提供所有元件的封装。

如果发现元件封装库中没有所需要的元件，这时候可以自己动手设计元件封装。

建立自己的元件封装库，将所有设计的元件封装都放在元件封装库中，以便在今后的设计工作中使用。

电阻的封装为AXIAL0.4晶体管的封装为TO-39

晶体管的封装为TO-39变阻器的封装为VR4

2.4设计PCB板

在确认原理图没有错误之后，就可以开始PCB板的绘制工作了。

首先根据系统设计和工艺要求，绘出PCB板的轮廓，并确定PCB的工艺要求（如使用几层板，加工精度等）。

然后将原理图传输到PCB板中，在网络表、设计规则和原理图的引导下布局和布线。

最后利用DRC（设计规则检查）工具查错。

2.4.1．确定板面（画边框）

进入PCB编辑器，首先定义版框，也就是板子的大小与形状（如图7所示）。

可利用程序提供的版框向导，或将当前工作层切换到为禁止布线（KeepOut Layer版层），以PlaceTrack（放置线段）命令，自行绘制版框。

图2.2边框图

2.4.2零件布局

装入的元件堆在一起，紧接着是把元件搬开。

激活Tools\Autoplace命令，出现元件自动布局对话框。

然后，单击OK按钮。

从图中可见虽然已经实现子元件的分离，但并不能满足实际要求。

因此，还可以对分离好的元件进行手工布局，拖曳元件并配合按空格键改变元件方向重新调整元件的布局。

1）设置布线环境：

显示层面的设置（激活Design／Options命令）

图2.3Design/Options命令图

2）设置布线规则：

定义规则、自动布线设定（激活Design／Rules命令，进入对话框）。

（1）定义安全间距（ClearanceConstraint）1mm

（2）设置布线拐角模式（RoutingCorners）45度

（3）设置布线工作层面（RoutingLayers）仅用BottomLayer（选Any其余选NotUsed）

（4）布线优先权（RoutingPriority）

（5）过孔形式（RoutingViaStyle）

（6）布线线宽（WidthConstraint）0.5mm

图2.4设置布线规则图

3）设置LayerRule

图2.5设置LayerRule

4）执行自动布线

PCB的自动布线功能相当强大，只要参数设置合理，元件布局妥当,系统自动布线的成功率几乎是100%。

选择“AutoRoute”\“All”命令，进行全局自动布线。

单击“All”按钮后，程序便按照上面设置的布线规则进行自动布线

5）最后自动布线生成PCB板图如下：

图2.6自动布线生成PCB板图

2.4.3生成的PCB文件

图2.7生成的PCB文件图

3.用线路板刻制机对覆铜板进行钻孔、底板雕刻、割边

3.1设计要求

熟练运用线路板刻制机，实现由线路文件自动、快速、精确地制作印刷线路板；

3.2用线路板刻制机刻板过程

热转印法的关键是热转印纸和热转印机，它利用激光打印机先将图形打印到热转印纸上，再通过热转印机将图形“转印”到敷铜板上，形成由墨粉组成的抗腐蚀图形，再经蚀刻机蚀刻后即可获得所需印制板图形。

只要激光打印机能保证，采用热转印法可获得足够的精度和接近专业品质的印制板。

参考制作步骤如下：

（1）绘图

PCB图可直接从电脑调用，也可自行设计。

（2）打印

设计完成经检查合格后（注意添加个人标记），将PCB图输入激光打印机，按1：

1比例将PCB图打印到热转印纸上。

（3）转印

热转印工艺的关键是热转印温度，它是由机内的微电脑精确控制的。

将热转印纸固定到准备好的敷铜板（已清洗）上，送入热转印机转移图形。

转印后掀开转印纸一角，检查转印图形完整性，以决定是否重复热转印（转印不完全）或局部修补（少量缺陷，用专用笔修整）。

（4）蚀刻

将检查并修补无误的板子批量送入蚀刻机，蚀刻出所需PCB图形。

（5）打孔

将蚀刻好的板子清洗干净，在钻床上打孔，注意孔径区别。

3.3直流可调稳压源电路刻板图

图3.1直流可调稳压源电路刻板图

五、收获和体会

一个星期的课程设计在不知不觉中已经接近尾声了，这次我们小组的实训课题是直流可调稳压电源电路。

一开始就觉得很熟悉，是数电里面见过的貌似。

在整个实训过程中，从Multisia对电路进行的仿真，到利用Protel软件对电路原理图的搭建，再到原件的封装，最后到生成PCB文件。

首先我们在用Multisia进行仿真时，设计了两个电路图，然后进行示波器的显示，结果总是结果特别奇怪，然后，我们就进行了一些修改，最后确定了电路的原理图。

画原理图时，需要注意元器件的选择，排列，还要注意连线要选择导线不能用普通的线否则仿真可能出错。

记着进行的Protel，我们这天进行的很不顺利，首先原理图的连接还是蛮顺利的，然后进行封装，最后进行自动布线使，二极管的总是不与电路连接在一起的。

通过询问老师，以及讨论。

最后觉得把桥式电路换成一个整体，封装在一起，这样就避免了二极管不能连接电路的情况。

接着就进行了边框的画线，然后进行自动布线，使其为100%。

这个放置位置的时候，总是布线失败，有交错的现象，经过一次又一次的排列，最后终于成功了。

接着就是生成PCB文件，刚刚开始就是孔一直对不齐，以及还有只是点的情况，后来询问了同学之后，结果是设计板的时候是顶层，打开文件的时候是底层。

然后我们重复进行了好几次之后，最终终于成功了。

那天真的心都累了。

最后我们进行了刻板，觉得很神奇，自动刻板，我觉得就像扫描一样，把电路图扫到板子上。

总的来说，我们这次课程设计还算满成功的。

遇到困难是肯定的，重要的是合作。

实践是检验真理的唯一标准，通过这次课程设计，又一次体会到了合作的重要性。