电子线路CAD综合训练课程设计报告汇编.docx
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电子线路CAD综合训练课程设计报告汇编
电子线路CAD综合训练课程设计报告
题目基于集成运放的方波、
三角波产生电路
学号3080432026
班级通信081
学生侯仓
指导教师张华曹
2010年
基于集成运放的方波、三角波产生电路
一、设计任务
使用集成运放实现三角波方波发生电路，输出两档频率分别为1~10Hz和10~100Hz的方波和三角波。
二、电路设计
1..原理图设计（包括原理图及电路原理分析）
如图所示的滞回电压比较器级联一积分器，再将积分器的输出作为比较器的输入，如图所示。
由于积分器可将方波变为三角波，而比较器的输入又正好为三角波，因此可定性判断出，图中电路的输出电压uo1为方波，uo2为三角波，如图10-5所示。
下面分析其振荡周期。
积分器输出电压从-Uth增加到+Uth所需的时间为振荡周期T的一半，由积分器关系式
或
注意到
，故
振荡频率则为
方波——三角波发生器的输出波形
而对于上图所示三角波发生电路中，左边为同向输入滞回比较器，右边为积分运算电路。
左边输出为方波，经过右边积分变为三角波。
电路采用集成运放的放大特性实现滞回电压比较器输出方波，再使用积分电压比较器实现三角波的生成。
经过计算得出振荡周期：
T=4*R1*R3*C/R2
所以频率为：
f=R2/（4*R1*R3*C）
稳压管的大小决定了方波输出的幅值大小，调节电路中R1，R2，R3的阻值和C的容量，可以改变震荡频率;而调节R1和R2的阻值，可以改变三角波的幅值。
通过单刀双掷开关的作用可以使积分器电容的大小有两个不同值，从而可以输出两档分别为1~10和10~100hz频率的对应波形。
2.元件选取及参数计算
集成运放采用LM324实现电路放大功能；电阻采用相应阻值即可实现输出频率相应的发生电路。
稳压管实现滞回比较器输出稳定的电压，形成方波电路，电容和集成运放形成积分电路，将方波积分变成三角波。
元件名称
LibRef
Footprint
Part
R1
RES2
AXIAL0.4
1K
R2
RES2
AXIAL0.4
40K
R3
RES2
AXIAL0.4
1K
R4
RES2
AXIAL0.4
10K
R5
RES2
AXIAL0.4
10K
RP1
RES4
VR2
0~360K
C1
CAP
RAD0.1
1uF
C2
CAP
RAD0.1
10uF
D1
ZENER1
DIODE0.4
6V
D2
ZENER1
DIODE0.4
6V
A1
OPAMP
DIP14
LM324
A2
OPAMP
DIP14
LM324
单刀双掷开关P
SWSPDT
SIP3
将原理图按照电路图画好后，将上述数值输入到每个元件的参数中，进行电气规则检查，显示没有错误。
然后回到文件夹建立一个PCB图，给PCB添加合适的规则库，再在规则中将线宽改为40mil。
再返回到原理图中，点击UpdatePCB显示没有错误，再生成PCB，则PCB中的元件就好了。
选择自动布局，到达自己理想的布局结果就停止自动布局。
之后再手动调整个别原件达到比较好的布局就可以了。
用焊接线将原件布局圈在里面，然后再选择自动布线，再焊上焊盘，一个完好的PCB图就好了。
三、总结（电子线路CAD过程、原理图编辑流程及要点、PCB设计流程及要点）
刚开始，了解了实验任务后，通过上网查资料和阅读模拟电子技术基础和电子线路CAD等相关书籍，所要求的电路原理图也慢慢确定下来。
结合书上的原理分析，计算出所需电阻值大小和电容的大小。
分析计算出输出波形的周期和频率，最终确定出完整的电路图和电路图分析思路。
在绘制原理图时，集成运放型号的选择通过几天来上网查阅资料，最终确定为LM324，从而实现滞回电压比较器的电路和积分运算电路。
在实际操作中遇到很多问题，各种元件的封装形式和许多元件的选择问题，通过几天的实践查阅，确定了各种元件的封装和远见的选择，并画出合理的电路原理图。
在生成PCB板的过程中，将二极管的管脚改为1、2和电路对应起来，从而改掉了二极管的连接问题。
这次课程设计，我采用的是通过上网的查阅和模拟电子技术基础书的分析所完成的，课程设计的任务是设计一个简单的电子电路装置。
需要我们综合运用“模拟电子技术基础”课程的知识，通过查阅资料、方案论证与选定；设计和选取电路和元器件，分析元器件的参数选择，完成设计任务。
在这几天的学习中，培养了我们的自学能力，对Protel99se也有了出不得了解和使用技巧，现在我们已经可以使用此软件进行简单的电路PCB板绘制工作。
这次电子线路CAD试验对我们的影响将受用终身。
在这次课程设计中，我学会了怎样去根据课题的要求去设计电路和模拟出电路的原理及实物的分析。
自己分析解决问题能力得到很大的提高。
从中我发现自己并不能很好的熟练去使用我所学到的模电知识。
在以后学习中我要加强对使用电路的设计和选用能力。
但由于电路比较简单、定型，而不是真实的生产、科研任务，所以我基本上能有章可循，完成起来并不困难。
把过去熟悉的定型分析、定量计算逐步，元器件选择等手段结合起来，掌握工程设计的步骤和方法，了解科学实验的程序和实施方法。
这对今后从事技术工作无疑是个启蒙训练。
通过这种综合训练，我们可以掌握电路设计的基本方法，提高电脑模拟电路实验的基本技能，培养分析解决电路问题的实际本领，为以后毕业设计和从事电子实验实际工作打下基础。
同时也让我充分认识到自己的空想与实践的差别，认识莫眼高手低，莫闭门造车，知识都在不断更新和流动之中，而扎实的基础是一切创造的源泉，只有从本质上理解了原理，才能更好的于疑途寻求柳暗花明，实现在科学界的美好畅游和寻得创造的快乐。
一切资源为我所用，很经典的一句话点中了当今信息的重要，也揭示了搜寻信息的重要性，只有学会利用别人以发现的才可以少走弯路，尽早取得成功。
最后，感谢老师的支持和教导，期待新的征途。
四、设计成果（原理图及元件报告信息、PCB图及报告信息、规则检查结果）
电路原理图：
原理图规则检查：
PCB板图：
PCB板立体图：
PCB板规则检查：
PCB板信息：
SpecificationsForC2626.Pcb
On7-Jul-2010at15:
33:
24
SizeOfboard2.3x2.52sqin
Equivalent14pincomponents1.27sqin/14pincomponent
Componentsonboard13
LayerRoutePadsTracksFillsArcsText
------------------------------------------------------------------------
TopLayer051000
BottomLayer041000
TopOverlay0750226
KeepOutLayer010000
MultiLayer680000
------------------------------------------------------------------------
Total681770226
LayerPairVias
----------------------------------------
----------------------------------------
Total0
Non-PlatedHoleSizePadsVias
----------------------------------------
----------------------------------------
Total00
PlatedHoleSizePadsVias
----------------------------------------
28mil（0.7112mm）70
30mil（0.762mm）40
32mil（0.8128mm）570
----------------------------------------
Total680
TopLayerAnnularRingSizeCount
----------------------------------
18mil（0.4572mm）43
30mil（0.762mm）14
34mil（0.8636mm）7
120mil（3.048mm）4
----------------------------------
Total68
MidLayerAnnularRingSizeCount
----------------------------------
18mil（0.4572mm）43
30mil（0.762mm）14
34mil（0.8636mm）7
120mil（3.048mm）4
----------------------------------
Total68
BottomLayerAnnularRingSizeCount
----------------------------------
18mil（0.4572mm）43
30mil（0.762mm）14
34mil（0.8636mm）7
120mil（3.048mm）4
----------------------------------
Total68
PadSolderMaskCount
----------------------------------
4mil（0.1016mm）68
----------------------------------
Total68
PadPasteMaskCount
----------------------------------
0mil（0mm）68
----------------------------------
Total68
PadPwr/GndExpansionCount
----------------------------------
20mil（0.508mm）68
----------------------------------
Total68
PadReliefConductorWidthCount
----------------------------------
10mil（0.254mm）68
----------------------------------
Total68
PadReliefAirGapCount
----------------------------------
10mil（0.254mm）68
----------------------------------
Total68
PadReliefEntriesCount
----------------------------------
468
----------------------------------
Total68
TrackWidthCount
----------------------------------
10mil（0.254mm）16
12mil（0.3048mm）60
40mil（1.016mm）101
----------------------------------
Total177
ArcLineWidthCount
----------------------------------
10mil（0.254mm）2
----------------------------------
Total2
ArcRadiusCount
----------------------------------
25mil（0.635mm）2
----------------------------------
Total2
ArcDegreesCount
----------------------------------
1802
----------------------------------
Total2
TextHeightCount
----------------------------------
60mil（1.524mm）26
----------------------------------
Total26
TextWidthCount
----------------------------------
10mil（0.254mm）26
----------------------------------
Total26
NetTrackWidthCount
----------------------------------
40mil（1.016mm）12
----------------------------------
Total12
NetViaSizeCount
----------------------------------
50mil（1.27mm）12
----------------------------------
Total12
RoutingInformation
----------------------------------
Routingcompletion:
100.00%
Connections:
20
Connectionsrouted:
20
Connectionsremaining:
0
----------------------------------
参考文献：
1.《电子线路CAD实用教程》，潘永雄，西安电子科技大学出版社，2007。
2.《模拟电子电路基础》，童师白，高等教育出版社，2001。
3.《电子线路课程设计指导书》，姜邈，高等教育出版社
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