Protel设计TDA2822集成功放芯片.docx

1、Protel设计TDA2822集成功放芯片新疆工业高等专科学校实习（实训）报告 实习实训科目:protel实训系 部:电气与信息工程系专 业:电力系统自动化班 级:XXX姓 名:XXX实习实训地点：教学楼A418电气系机房指 导 教 师：XXX完 成 日 期：2012年5月25日摘 要 Protel 99 SE是当今最流行的电子电路计算机辅助设计（电子CAD）软件之一。设计电路板最基本的过程可以分为三大步骤：电路原理图设计、仿真、PCB的制作。Protel99 SE共分5个模块，分别是原理图设计、PCB设计（包含信号完整性分析）、自动布线器、原理图混合信号仿真、PLD设计。金属膜电阻器、铝电解

2、电容器、无极性电容器，电位器，音频接入口，扬声器输出口，TDA2822M功放集成芯片 关键字Protel 99 SE 原理图的绘制 PCB的设计 无极性电阻 无极性电容 TDA2822M集成功放芯片 1 Protel99SE的学习 1.1 Protel的简介Protel 99 SE是当今最流行的电子电路计算机辅助设计（电子CAD）软件之一。工程库文件的管理、系统菜单和工具栏的管理、简单和复杂电路原理图设计方法和实用技巧、SCH元件图形的编辑方法、电路图多种报表的生成和应用方法、PCB图的设计和打印输出方法、元件外形封装图的编辑方法、电子电路仿真技术基础和多种电路的仿真实例、PCB信号完整性分析

3、等。Protel99 SE共分5个模块，分别是原理图设计、PCB设计（包含信号完整性分析）、自动布线器、原理图混合信号仿真、PLD设计。一般而言，设计电路板最基本的过程可以分为三大步骤：电路原理图设计、仿真、PCB的制作。1.1.1、简要介绍Protel软件：Protel 99 SE是澳大利亚Protel Technology公司推出的电子线路设计和布线软件，专门用于Windows 9X/2000/NT操作系统下进行印制电路板设计，其中集成了一系列的电路设计工具，如高级设计技巧、智能布局和自动布线、全新的文件管理方式和网络设计机制，可以实现电路的并行高效设计。其所设计的电子电路产品范围，涵盖了

4、从小型的电子产品，一直到复杂的电子计算机，是目前国内电子行业使用最广泛的电子电路设计软件。利用此程序设计完成单片机最小系统（80C52）。1.1.2、Protel99SE软件的组成：Protel99SE由五大系统构成：（1）原理图设计系统-原理图设计系统是用于原理图设计的Advanced Schematic系统。这部分包括（用于设计原理图的原理图编辑器Sch以及用于修改、生成零件的零件库编辑器SCHLib。 （2）刷电路板设计系统-印刷电路板设计系统是用于电路板设计的 Advanced PCB。这部分包括用于设计电路板的电路板编辑器PCB以及用于修改、生成零件封装的零件封装编辑器PCBLib。

5、（3）信号模拟仿真系统-信号模拟仿真系统是用于原理图上进行信号模拟仿真的SPICE 3f5系统。 （4） 可编程逻辑设计系统-可编程逻辑设计系统是基于CUPL的集成于原理图设计系统的PLD设计系统。 （5）Protel99SE内置编辑器-这部分包括用于显示、编辑文本的文本编辑器Text和用于显示、编辑电子表格的电子表格编辑器Spread。1.1.3、Protel99SE的主要特色：(1)Protel99SE系统针对Windows NT4/9X作了纯32位代码优化，使得Protel99SE设计系统运行稳定而且高效。 (2). SmartTool（智能工具）技术将所有的设计工具集成在单一的设计环境

6、中；SmartDoc（智能文档）技术将所有的设计数据文件储存在单一的设计数据库中，用设计管理器来统一管理；SmartTeam（智能工作组）技术能让多个设计者通过网络安全地对同一设计进行单独设计，再通过工作组管理功能将各个部分集成到设计管理器中。 (3)对印刷电路板设计时的自动布局采用两种不同的布局方式，即组群式和基于统计方式；新增加了自动布局规则设计功能；增强的交互式布局和布线模式。 (4)电路板信号完整性规则设计和检查功能可以检测出潜在的阻抗匹配、信号传播延时和信号过载等问题； 广泛的集成向导功能引导设计人员完成复杂的工作。 (5)原理图到印刷电路板的更新功能加强了Sch和PCB之间的联系；

7、 可以用标准或者用户自定义模板来生成新的原理图文件；集成的原理图设计系统收集了超过60000个元器件。 (6)通过完整的SPICE 3f5仿真系统可以在原理图中直接进行信号仿真；可以选择超过60种工业标准计算机电路板布线模板或者用户可以自己生成一个电路板模板。1.1.4、实习步骤：1、在电脑的操作的界面双击Protel 99 的窗口，便出现Protel 99 se设计的界面。点击右上角的“File文件”，在下拉菜单中点击“New Deign.”则弹出以下窗口，在次步可以点“Browse改变文件的保存路径，或者直接点击“OK，文件保存在默认的文件夹中“DDesign Explorer Prote

8、l 99 SEExemples。弹出这样的窗口然后点“File”中的“Design”,在 双点，然后再双击一次，这样原理图编辑框就搞好了。2、在如下窗口中编辑原理图，单击“Browse Sch标签，再不断单击主工具栏内的（放大）（缩小）或者键盘按钮中的page up(放大)page down(缩少)，直到原理图编辑区内出现大小适中的可视“栅格线”，以便操作。3、在日常设计中，一般将原理图纸设为A4图纸，便于打印。点击工作界面的“Design.出现下拉框点其中“Options.”,在弹出的窗口中选择来更改图纸样式。接下来在原理图编辑区放元器件，先添加元件库。点击左边“addmove具体添加所对应

9、的元件库，这样就轻易的将元件库添加进去了。当然还有元件库里没有的元件，这需要自己去做，自己可以去创建自己的元件库，也可以在 原有的元件库里添加修改了！最好是自己去创建的。4、电路图连好了，在做操作框点“Edit.”出现的下拉框，再点其中“Export to spread.”（导出电子表格），在表格内修改电路中的各元件“Designator、“FootPrint”、“PartType”的参数修改。其中，两个无极性电容元件库中名称为CAP，其封装信息为RAD0.4，两个电解电容元件库中名称为ELECTR，其封装信息为RB.2/.4和RB.4/.8，确保在电路板中有一个大圆一个小圆，四个二极管元件库

10、中名称为DIODE，其封装信息为DIODE0.4，两个单排多针插座元件库中名称为CON2，其封装信息为SIP2，电源稳压块元件库中名称为7805，其封装信息为TO-126。然后，在当前操作页面点“File”中的“Updata.”（更新）。重新回到原理图操作页面，点“Design”中“Creat netist.”（创建网络表）5、单击“View”、“Fit All Object”先看看SCH都有什么零件;再单击“Design”选项卡、单击“Update PCB ”;(注意看一下中文注释)，导入了SCH文件；单击“View”选项卡、单击“Fit Board”选项卡，这是显示出了所有零件；（常用技巧

11、：如要旋转元件的话,只要用鼠标按住元件然后按压键盘“空格键”即可）画一个PCB的外型框，选择禁止布线层，KeepOutLayer选它画出的线决定PCB的外形尺寸；做一个自己要的外型框，然后把PCB零件封装移动到里面去； 布线开始，先看看尺寸是不是合适。单击“View”选项卡，选择Toggle Units；单击“Repots”选项卡，选择Measure Distance进行精准的距离测量；对元件进行一下布局,用鼠标拖动元件,键盘的“空格键”负责翻转元件。自动布线之前要校验一下，看看是不是有错误。单击“Auto Route”选项卡，选择“All”选项，开始自动布线。在弹出的Autorouter S

12、etup选项卡，单击Route All，若弹出“是”或“否”选项，选“是”。这样，自动布线完成。1.1.5实习中的问题及解决方法： 虽然Protel 99 SE功能强大，人机界面友好，但在设计过程中往往遇到一些问题。 1生成的印刷电路板图与电路原理图不相符，有一些元件没有连上。这种情况时有发生，问题出在原理图上，原理图看上去是连上了，但画图不符合规范，导致未连接上。不规范的连线有：连线超过元器件的断点；连线的两部分有重复。解决方法是在画原理图连线时，应尽量做到：在元件端点处连线；元器件连线尽量一线连通。 2在印刷电路板设计中装入网络表时元器件不能完全调入。原因有：印刷电路板封装的名称不存在，致

13、使在封装库中找不到；封装可以找到，但元件的管脚名称与印刷电路板库中封装的管脚名称不一致。原理图中未定义元件的封装形式；解决方法：到网络表文档中查找未定义封装的元件，补上元件封装；确认印刷电路板元件封装库是否已调入，同时检查原理图中元件封装名称是否与印刷电路板元件封装库中的名称是否一致；将印刷电路板元件封装库中的元件修改成与原理图中定义的一致。如二极管的管脚名称在原理图中定义为1，2，而在印刷电路板封装库中焊盘序号定义为A，必须修改印刷电路板封装库中的二极管管脚名称，使他与原理图中定义的二极管管脚名称一致。1.2原理图的绘制：1.2.1 前期准备工作： 如果桌面有Protel 99 SE的快捷方

14、式，点击桌面Protel 99 SE图标，即可进入Protel 99 SE.随后屏幕上将出现Protel99SE的设计环境，如图1.1图所示。图1.1点击上述界面的File图标，即可设置保存路径，最好都以自己名字命名文件夹。如1.2图所示。 图1.2点击OK即可，之后进入如图1.3的界面图1.3点击 File 下拉菜单中的New，即可进入如图1.4的界面，新建原理图，PCB文件等系列文件。1.2.2添加后原理图的绘制电路原理图，就会出现图中最左边的图标，一般用来连线，来放置网络标号，来放置接地标号或者是电源符号。的设计主要是利用Protel99SE 中的原理图设计系统ADVANCED SCHE

15、MATIC 99来绘制一张电路原理图。在这一界面中，可以充分利用其所提供的各种原理图绘制工具，丰富的在线库，强大的全局编辑能力以及便利的电气规则检测，来达到设计目的。我的学习是在老师的带领下，由简单的原理图的绘制开始的。不断地熟悉各种元件是我们的必修课。对于各类元件所在的元件库，更应该有选择的记忆，不能只是依靠搜索来查找元件。图 1.4电阻可以在Simulation .lib中的找到RES中找到，如图1.4所示，点击Place即可添此元件，此时按Tab键，即可弹出如图1.5的对话框，在这里可以设置元件的参数。按住左键不放，可以放置多个相同的元件。直流电源可以在Simulation symbol

16、s.lib中的VSRC中找到，交流电源可以在VSIN中找到。在原理图中放置后，即可连线了。连线的时候，当十字光标出现黑点时，才可以连接。点击左键即可确保已经连接。如果要进行多次连接，可以在一次连接完成之后，点一下右键，再进行下一次连接。这样做的好处可以加快原理图的绘制速度。图1.5图1.6原理图绘制的完成并不是说自己的原理图就一定是合格的，此时我们可以使用Protel为我们提供的一个工具来检查。那就是电气规则检查。其具体方法是执行菜单Tools/ERC,在弹出的对话框中点击OK即可，以图1.7为例，如下：图1.7若出现类似上图的提示，则证明这幅图是正确的。1.3 PCB的设计：1.3.1 准备

17、工作：建立一个设计PCB图的文件，回到原理图初始界面，执行File/New命令，选取PCB Document的图标，单击OK键即可。在原理图中，要把电源和负载用合适的连接器来代替。每个元件都必须给定其对应的封装。然后要生成网络表，生成的网络表必须自己和原图进行对照，以确定没有错误的存在。之后要保存网络表。1.3.2实际设计PCB的步骤： 印制电路板设计是电路设计的最终目的，利用Protel 99 SE 的强大功能实现电路板的版面设计，完成高难度的布线以及输出报表工作。概括的说，整个电路板的设计过程先是编辑电路原理图，并生成网络表，然后进行布局，再人工布线或网络表进行自动布线。图 1.8此图中电

18、源和负载已经用连接器代替，给封装时可以双击元件，弹出对话框如下图，在 Foot print一栏中给定。这是电阻的封装类型。图1.9 图1.10生成网络表，选择菜单Design/Create Netlist来进行，弹出对话框，点击OK即可生成网络表。图1.11进入PCB的设计环境，添加必要的元件库，方法是点击Browse下拉菜单Nets选择Librarys,一般添加杂库图1.12单击Browse,导入要生成PCB的网络表，如果有错误，在这里会有提示。确定正确之后点击Execute即可。图1.13调入元件后，元件时堆在一起的，按住鼠标左键，可以一个一个拖开，拖开后，最好自己进行一次大体的布局。 之

19、后再Bottomlayer层上布线，在布线之前，需要执行菜单Design/Rules弹出对话框中选择 toplayer 为Not used即可进行布线，之后选择Auto route/all即可。图1.14生成的3D视如下图所示：图1.15图1.16学习PCB的设计的时候，还有一个需要注意的是有一些元件的封装在实际中不合适的，最典型的是连接器，实际的管脚间距比Protel中给定的还要大，这时就需要我们人为的去更改。还有一些元件在Protel中找不到，我们可以使用其他的元件来代替，只要其管脚间距，形状，管教直径等主要参数在封装中给定就可以了。也就是说，PCB的设计只认元件的封装，元件的外形并不重要

20、.PCB的设计提供了自动布线功能，只要元件放置合理，便可以布通。若没有完全布通，系统会做出没有100%布通的提示。此外，PCB还提供了手工改线的功能。在手动改线之前，需要在菜单Tools/preferences/Automatically Remove选中。即可进行手动改线。此外，在PCB设计的时候，还可以设置一系列与PCB板的相关参数。进入下图所示界面即可。具体进入方法执行菜单Design/rules 即可。可以设置先选中该项，在下图中下方的框中双击选项即可更改，clearance constraint,该项是走线与焊盘的最小间距。Routing corner可以设置走线的拐角，一般为45度

21、。每次布线之前，都应该进入Routing layers中把Top layers后的选项设定为Not Used，之后才可以布线。图1.172元器件介绍： 图1.192.1电阻的介绍：在物理学中，用电阻（Resistance）来表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种特性。电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件。 电阻器的种类电阻器的种类有很多，通常分为三大类：固定电阻，可变电阻，特种电阻。在电子产品中，以固定电阻应用最多。而固定电阻以其制造材料又可分为好多类，但常用、常见的有型碳膜电阻、型金属膜电阻、型线绕电阻，还

22、有近年来开始广泛应用的片状电阻。型号命名很有规律，代表电阻，碳膜，金属，线绕，是拼音的第一个字母。在国产老式的电子产品中，常可以看到外表涂覆绿漆的电阻，那就是型的。而红颜色的电阻，是型的。一般老式电子产品中，以绿色的电阻居多。为什么呢？这涉及到产品成本的问题，因为金属膜电阻虽然精度高、温度特性好，但制造成本也高，而碳膜电阻特别价廉，而且能满足民用产品要求。电阻器当然也有功率之分。常见的是1/8瓦的色环碳膜电阻，它是电子产品和电子制作中用的最多的。当然在一些微型产品中，会用到1/16瓦的电阻，它的个头小多了。再者就是微型片状电阻，它是贴片元件家族的一员，以前多见于进口微型产品中，现在电子爱好者也

23、可以买到了2、电阻器的标识 这些直接标注的电阻，在新买来的时候，很容易识别规格。可是在装配电子产品的时候，必须考虑到为以后检修方便，把标注面朝向易于看到的地方。所以在弯脚的时候，要特别注意。在手工装配时，多这一道工序，不是什么大问题，但是自动生产线上的机器没有那么聪明。而且，电阻器元件越做越小，直接标注的标记难以看清。因此，国际上惯用色环标注法。事实上，色环电阻占据着电阻器元件的主流地位。色环电阻顾名思义，就是在电阻器上用不同颜色的环来表示电阻的规格。有的是用个色环表示，有的用个。环电阻，一般是碳膜电阻，用个色环来表示阻值，用 个色环表示误差。环电阻一般是金属膜电阻，为更好地表示精度，用个色环

24、表示阻值，另一个色环也是表示误差。下表是色环电阻的颜色-数码对照表：电阻元件的电阻值大小一般与温度，材料，长度，还有横截面积有关，衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1时电阻值发生变化的百分数。电阻是所有电子电路中使用最多的元件。 导体的电阻通常用字母R表示，电阻的单位是欧姆（ohm），简称欧，符号是（希腊字母，读作Omega)，1=1V/A。比较大的单位有千欧（K）、兆欧（M）（兆=百万，即100万）。 电阻器简称电阻（Resistor，通常用“R”表示）是所有电子电路中使用最多的元件。电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生内能。电

25、阻在电路中通常起分压分流的作用，对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。 K（千欧）， M（兆欧），他们的换算关系是：两个电阻并联式也可表示为 1T=1000G；1G=1000M；1M=1000K；1K=1000（也就是一千进率） 4.电阻的作用 主要职能就是阻碍电流流过，应用于限流、分流、降压、分压、负载与电容配合作滤波器及阻匹配等.数字电路中功能有上拉电阻和下拉电阻。 5.使用万用表测电阻将万用表调节在电阻挡的合适挡位，并将万用表的两个表笔放在电阻的两端，就可以从万用表上读出电阻的阻值。应注意的是，测试电阻时手不能接触到表笔的金属部分。这样不仅可以测出电阻的大小，还可知道电阻质量的好坏。

26、2.1.1控制电阻大小的因素：电阻元件的电阻值大小一般与温度有关，还与导体长度、横截面积、材料有关。衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1时电阻值发生变化的百分数。多数（金属）的电阻随温度的升高而升高，一些半导体却相反。如：玻璃，碳在温度一定的情况下，有公式R=l/s其中的就是电阻率，l为材料的长度，单位为m，s为面积，单位为m2。可以看出，材料的电阻大小正比于材料的长度，而反比于其面积。 电阻的阻值标法通常有色环法，数字法。色环法在一般的电阻上比较常见。 2.1.2色环法测电阻：所谓色环法既是用不同颜色的色标来表示电阻参数。色环电阻有4个色环的，也有5个色环的，各个色

27、环所代表的意义如下。（详细见彩色上图） 颜色数值倍成数公差黑色0X 1棕色1X 10正负1%红色2X 100正负2%橙色3X 1000黄色4X 10000绿色5X 100000正负0.5%蓝色6X 1000000正负0.25%紫色7X 10000000正负0.10%灰色8正负0.05%白色9金色X 0.1正负5%银色X0.01正负10%无色环正负20%读取色环电阻的参数，首先要判断读数的方向。一般来说，表示公差的色环离开其他几个色环较远并且较宽一些。判断好方向后，就可以从左向右读数。 2.1.3数字法测电阻：由于贴片电阻比较小，很少被标上阻值，即使有，一般也采用数字法，即： 101表示10*1

28、01即100欧的电阻； 102表示10*102即1K的电阻；103表示10*103即10K的电阻； 104表示10*104即100K的电阻；503表示50*103即50K的电阻；依次类推。如果一个电阻上标为22*103，则这个电阻为220K。 2.1.4数码法测电阻：用三位数字表示元件的标称值。从左至右，前两位表示有效数位，第三位表示10n（n=08）。当n=9时为特例，表示10（-1）。塑料电阻器的103表示10*103=10k。片状电阻多用数码法标示，如512表示5.1k。电容上数码标示479为47*10（-1）=4.7pF。而标志是0或000的电阻器，表示是跳线，阻值为0。数码法标示时，

29、电阻单位为欧姆，电容单位为pF，电感一般不用数码标示。电阻是一个线性元件。说它是线性元件，是因为通过实验发现，在一定条件下，流经一个电阻的电流与电阻两端的电压成正比即它是符合欧姆定律：I=U/R 。常见的碳膜电阻或金属膜电阻器在温度恒定，且电压和电流值限制在额定条件之内时，可用线性电阻器来模拟。如果电压或电流值超过规定值，电阻器将因过热而不遵从欧姆定律，甚至还会被烧毁。线性电阻的工作电压与电流的关系。电阻的种类很多，通常分为碳膜电阻，金属电阻，线绕电阻等：它又包含固定电阻与可变电阻，光敏电阻，压敏电阻，热敏电阻等。 通常来说，使用万用表可以很容易判断出电阻的好坏：将万用表调节在电阻挡的合适挡位

30、，并将万用表的两个表笔放在电阻的两端，就可以从万用表上读出电阻的阻值。应注意的是，测试电阻时手不能接触到表笔的金属部分。但在实际电器维修中，很少出现电阻损坏。着重注意的是电阻是否脱焊。2.1.5电阻分类：（一）按阻值特性固定电阻、可调电阻、特种电阻(敏感电阻) . 不能调节的，我们称之为定值电阻或固定电阻，而可以调节的，我们称之为可调电阻。常见的可调电阻是滑动变阻器,例如收音机音量调节的装置是个圆形的滑动变阻器，主要应用于电压分配的，我们称之为电位器. （二）按制造材料：碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻，无感电阻，薄膜电阻等。碳膜电阻：碳膜电阻（碳薄膜电阻），常用符号RT作为标志；为最早期也最普

31、遍使用的电阻器，利用真空喷涂技术在瓷棒上面喷涂一层碳膜，再将碳膜外层加工切割成螺旋纹状，依照螺旋纹的多寡来定其电阻值，螺旋纹愈多时表示电阻值愈大。最后在外层涂上环氧树脂密封保护而成。其阻值误差虽然较金属皮膜电阻高，但由于价钱便宜。碳膜电阻器仍广泛应用在各类产品上，是目前电子，电器，设备，资讯产品之最基本零组件。金属膜电阻器： 金属膜电阻(metal film resistor)，常用符号RJ作为标志；其同样利用真空喷涂技术在瓷棒上面喷涂，只是将炭膜换成金属膜（如镍铬），并在金属膜车上螺旋纹做出不同阻值，并且于瓷棒两端镀上贵金属。虽然它较碳膜电阻器贵，但低杂音，稳定，受温度影响小，精确度高成了它的优 势。因此被广泛应用于高级音响器材，电