低频功率放大器的设计报告.doc

1、低频功率放大器的设计低频功率放大器的制作 摘 要本文介绍一种用Mos大功率管构成的低频功率放大器实用电路。低频功率放大器是一款将弱源信号尽可能放大的模块，主要用于音源信号设备、控制系统和测量系统中。将无法识别的信号放大，再经过外围设备仿真，达到轻易识别。MOS大功率管是用MOS分立元件制作的大功率场效应管。由于它是电压控制器件不存在双极型功率晶体管易出现的二次击穿现象因而可靠性较高 在电子技术应用特别是在大电流应用的场合获得了越来越广泛的应用。整个电路主要有稳压电源、前置放大器、功率放大器、功率测量及显示电路共4个部分构成，电路结构简单，所选器件价格便宜，并给出了测试结果。本文整体分为三个章节

2、：第一章引言，简单介绍低频功率放大器现状及其市场前景；第二章整体方案及设计，本章是全文的核心（包括硬件设计和软件具体设计情况）；第三章电路板的设计安装及调试，介绍PCB板的绘制焊接和整体调试过程。此外还介绍了怎样使用Protel 99 SE 这个软件来绘制电路原理图，并根据电路原理图生成PCB板图，以及在制作PCB板时遇到的一些问题和解决的办法。实验结果表明该功率放大器在带宽、失真度、效率等方面具有较好的指标、较高的实用性，为功率放大器的设计提供广阔的思路。关键词数模转换电路 弱信号前置放大级电路 功率放大电路 稳压电源电路 保护电路低频功率放大器的制作- 1 -摘 要- 2 -关键词- 2

3、-第一章 引言- 6 -1.1 低频功放简介- 6 -1.2 任务要求- 6 -第二章 整体方案及设计- 8 -2.1 方案简述- 8 -2.2 整体设计框图- 8 -2.3 电路说明- 9 -2.3.1 稳压电源设计- 9 -2.3.2 前置放大级设计- 10 -2.3.3 功率放大电路设计- 11 -2.3.4 波形变换电路设计- 12 -2.3.5 显示电路设计- 13 -2.3.6 功率测量电路设计- 13 -2.3.7 保护电路设计- 14 -2.4 主要芯片简介- 15 -2.4.1 ADC0809- 15 -2.4.2 AD637- 17 -2.4.3 7805- 19 -2.4

4、.4 1117- 23 -2.4.5 7915- 24 -2.5 软件部分- 25 -第三章 电路板的设计安装及调试- 27 -3.1 Protel 99 SE简介- 27 -3.2 原理图的绘制- 27 -3.3 PCB的绘制- 28 -1、生成引脚报表- 29 -2、生成电路板信息报表- 29 -3、生成网络状态报表- 29 -4、生成元件报表- 29 -3.4 打印电路板- 29 -3.4.1 生成PCB文件注意事项- 29 -3.4.2 选择铜板尺寸注意事项- 30 -3.5 腐蚀电路板- 30 -3.5.1 铜板打孔注意事项- 30 -3.5.2 要铜板上焊接元器件的注意事项- 30

5、 -3.5.3 元器件的装配与布局- 31 -3.5.4 如何提高焊接品质- 31 -3.6 焊接与整机装配调试- 32 -3.7 功能测试及结果分析- 33 -3.8 结束语- 33 -参考文献- 34 -致 谢- 35 -附录1 各部分电路原理图- 36 -附录2 整机电路PCB图- 39 -附录3 整机电路元器件列表- 42 -第一章 引言1.1 低频功放简介功率放大器不仅仅是消费产品（音响）中不可缺少的设备，还广泛应用于控制系统和测量系统中。低频功率放大器是一个技术已经相当成熟的领域，几十年来，人们为之付出了不懈的努力，无论从线路技术还是元器件方面，乃至思想认识上都取得了长足的进步。尽

6、管目前市场上的功放产品价格已经很低，但少则几百元、多则几千元的价格还是让人有些不舍，本文给出一种简单实用、制作成本低廉的低频功率放大器的设计方案，并给出实际测试结果，为音响发烧友提供一种实用方案。功率放大可由分立元件组成，也可由集成电路完成。由分立元件性能优越，制作调试得好，则性能要高于较好的集成功放。本次设计功放采用分立元件组成。1.2 任务要求一、任务设计并制作一个低频功率放大器，要求末级功放管采用分立的大功率MOS晶体管。 二、要求 1基本要求 （1）当输入正弦信号电压有效值为5mV时，在8电阻负载（一端接地）上，输出功率5W，输出波形无明显失真。 （2）通频带为20Hz20kHz。 （

7、3）输入电阻为600。 （4）输出噪声电压有效值V0N5mV。 （5）尽可能提高功率放大器的整机效率。 （6）具有测量并显示低频功率放大器输出功率(正弦信号输入时)、直流电源的供给功率和整机效率的功能，测量精度优于5%。 2. 发挥部分 （1）低频功率放大器通频带扩展为10Hz50kHz。 （2）在通频带内低频功率放大器失真度小于1%。 （3）在满足输出功率5W、通频带为20Hz20kHz的前提下,尽可能降低输入信号幅度。 （4）设计一个带阻滤波器，阻带频率范围为4060Hz。在50Hz频率点输出功率衰减6dB。 （5）其他。 三、说明 1不得使用MOS集成功率模块。 2本题输出噪声电压定义为

8、输入端接地时，在负载电阻上测得的输出电压，测量时使用带宽为2MHz的毫伏表。 3本题功率放大电路的整机效率定义为：功率放大器的输出功率与整机的直流电源供给功率之比。电路中应预留测试端子，以便测试直流电源供给功率。 4发挥部分（4）制作的带阻滤波器通过开关接入。 5设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序用附件给出第二章 整体方案及设计2.1 方案简述 基于低频功率放大的电路实现方法有很多，如采用分立式的两对复合管（够成达林顿）进行功率放大，或是采用集成芯片来实现。但由于题义要求采用分立式的MOS晶体管来完成。根据题目任务, 我

9、们设计有四个基本电路数模转换电路弱信号前置放大级电路功率放大电路自制稳压电源电路保护电路。为提高该电路的实用功能, 我们考虑在、两电路间加上跨导增益调节电路控制增益, 用数字显示电路模拟显示其增益调节程度。为满足题目规定的指标要求, 减小非线性失真, 提高电路的高频和低频特性,我们决定在前置放大电路和跨导增益调节电路中采用集成运放NE5534在正弦波一方波转换电路中采用集成双运放NE5532。因为同众多的运放相比, NE5532和NE5534具有高精度、低噪音、高阻抗、高速、宽授带等优良性能, 被称为“ 运放之皇” 。其具体指标参数为转换频率为15V/us,增益带宽积为10MHz。直流增益为1

10、00000倍，最高工作电压为22V。这种运放的高速转换性能可大大改善电路的瞬态性能, 较宽的带宽能保证信号在低、中、高频段均能不失真输出, 使电路的整体指标大大提高。 2.2 整体设计框图 系统主要由前置放大级、功率放大级、稳压电源电路、保护电路及测量并显示输入输出功率和效率部分。（见图2-1） 外供正弦源信号弱信号前置放级功率放大级RL8自制稳压电源功率显示与保护220V50HZ 图2-1 系统硬件框图其中前置级主要完成小信号的电压放大任务；功率放大级则实现对信号的电和电流放大任务；直流稳压电源部分则为整个功放电路提供能量。2.3 电路说明输入一个外接正弦信号通过前置放大级进行电压放大送给功

11、率放大电路，输出给负载。然后通过采样电路（由采样电阻采样及有效值转换芯片AD637构成的）分别对输入输出功率进行采样转换，再经模数转换电路得到数字信号，送入单片机进行运算处理，最后送给显示电路进行功率显示。 由于系统要求输出额定功率不小于5W，考虑留出余量，故设计输出功率在15W以上，同时，输出负载10，则 系统的最大增益为：Amax=20Lg17/(5103) 71dB.系统的最小增益为：AMIN=20Lg17/(700103) 27.7dB.整个放大电路的增益应在27.7dB范围内可调。为保证放大器性能，单级放大器的增益不宜过高，通常在2040dB（放大倍数10100倍）之间。故整个放大器

12、增益通过三级放大实现。为方便增益调整，可使功放级（包括功率管和直接推动功率管的运放）增益固定，且必须小于Amin，故其增益取22dB。则前置级需要两极，其总增益应在5.749dB之间可调.2.3.1 稳压电源设计由于正弦波幅值为17 V，从提高效率的角度考虑，功放级电源电压越接近17 V越好，但考虑到管压降等因素，选用一个双18 V的变压器，经整流滤波后可得到20 V左右的电压，电源效率要大于55，则要求电源功率为：P15055=28 W考虑到其它部分的消耗，并留有一定的裕量，选择40 w 双18 V输出的变压器为提高效率，功放级的电源直接由整流滤波电路提供，减小了电源在稳压片处的能量损失电源

13、经4 700 fF电解电容并上47 fF、01 fF电容依次滤掉不同频率干扰后输出，输出电压直流性能好为前置级和转换电路提供电源的稳压片采用可调的稳压片，保证电路正负两边电路电源电压值的对称，减小失真电源电路如图2-2所示图2-2 电源电路2.3.2 前置放大级设计前置放大级主要完成小信号电压放大的任务,其失真度和噪声对系统的影响是优先考虑的指标.对于前置放大级的设计，由于第一级前置级增益为： Au1=(R2/R1)=(150K/10K)=1524dB。第二级前置级增益为：Au1=(R5/R4)=(150K/10K)=1524dB考虑到输入信号的变化范围很大，在两级间串一个滑动变阻器来改变整个

14、系统的增益，同时也起到对信号的衰减作用。前置放大采用集成运放NE5532，同众多的运放相比，它具有高精度、低噪声、高速、高阻抗、频带宽等优良性能，具体指标参数为：转换速率9V/us，增益宽带积10MHz，直流增益为105倍，最高工作电压为22V，这种运放的高速转换性能可大大改善电路的瞬态性能，较宽的带宽能保证信号在低、中、高频段均能不失真地输出，使电路的整体指标大大提高。2.3.3 功率放大电路设计在实用电路中，往往要求放大电路的末级输出一定的功率以驱动负载从能量控制和转换的角度来看功率放大电路与其它放大电路在本质上没有根本的区别，只是功放既不是单纯追求输出高电压，也不是单纯追求输出大电流，而

15、是追求在电源电压确定的情况下，输出尽可能大的功率功率放大电路的主要任务是，在允许的失真限度内，尽可能高效率地向负载提供足够大的功率因此，功率放大电路的电路形式、工作状态、分析方法等都与小信号放大电路有所不同对功率放大电路的基本要求是：(1)输出功率要大输出功率P0=Unj0，要获得大的输出功率，不仅要求输出电压高，而且要求输出电流大因此，晶体管工作在大信号极限运行状态，应用时要考虑管子的极限参数，注意管子的安全(2)效率要高放大信号的过程就是晶体管按照输入信号的变化规律，将直流电源提供的能量转换为交流能量的过程，其转换效率为负载上获得的信号功率和电源供给的功率之比值功放级电路(如图3)主要由N

16、E5534和功率末级的两对复合对管(组成达林顿管)构成，本次设计选用专为音响设备设计的对管，这种对管的特性比较一致，可以减小失真NE5534主要完成电压放大任务，接成大环电压负反馈形式，放大倍数为R R 为弥补由运放产生的零漂和因布线等造成的失真，NE5534的1脚与8脚接调零电阻，5脚与8脚之间接补偿电容 J达林顿管主要完成电流放大任务对管的选择主要考虑其参数的对称性一般推动管的电流增益1 在100左右，输出管的电流增益2在40左右这2个管子的2个关键参数为特征频率厂T和集电级最大允许耗散功率Pcm（见图2-3）图2-3 前置及功率放大电路特征频率fT与放大电路上限频率fh有下列关系：fz=

17、fhPh；系统阶跃响应上升时间t 与放大电路上限频率fh有如下关系：t fh035；推动管的特征频率为：fz 035(1210一 )100 3 lklI-Iz；输出管特征频率为：fT035(1210 )40 1 M Hz：对甲乙类OCL放大器，PTM02 P()MPTM为单管最大管耗P()M为最大失真输出功率因此输出管P(、M0215=3 W，根据以上计算，并考虑到指标提高及工程实际，推动管选用对管2SB649、2SD669 ，其参数为fT=140MHz，PcM=15 W ，UCEO-180 V输出管选用对管2SA1072和2SC2522，其参数为fY= 60MHz，PcM=120 W ，Uc

18、zo=120 V2.3.4 波形变换电路设计利用运放的正反馈作用，使转换部分的波形上升沿和下降沿都变得很陡，利用稳压管将电压稳定在62 V左右，然后利用电阻分压得到要求的正负对称的峰一峰值为200 mV 的方波信号运放仍然选用NE5532(见图2-4)图2-4 波形变换电路2.3.5 显示电路设计采用的MC14511由单片机控制的LED显示其输出波形数据参数（见图2-5）图2-5 显示电路2.3.6 功率测量电路设计功率测量不仅在工业领域受到关注，在监控商业和住宅负载方面也是如此。不管从成本还是从环境保护方面来考虑，节约能源在全球日益成为公众关注的话题。 关键问题是如何实现能源消耗实质性的持续

19、降低。最可靠的解决方案是要了解用户如何消耗他们的能量以及如何使其对这些能量负责。锁定该领域仍然是一个工业课题，而且日益成为政府机构的关注重点。许多国家正在开展各种减少能源消耗的运动并且制定各种激励预算。这些激励措施的启用要求各种机构开发各种精确的测量性能。（见图2-6）图2-6 功率测量电路2.3.7 保护电路设计1、被保护的功放主电路采用的是准互补桥式推挽电路, 不加激励信号时, 功放管处于截止状态。因此, 当功放工作发生故障时, 保护电路要能立即撤除激励信号, 同时切断供电电源通路, 使功放立即停止工作。2、功率放大器处于脉冲工作状态, 在工作期间如果有某处某一瞬间发生故障而退出工作, 不

20、应给整个功放性能带来明显影响。为可靠起见, 保护时间设计可大于一个发射宽度（下一个脉冲到来之前自动恢复）。3、电路简单可靠, 保护速度快, 抗干扰能力强。（见图2-7）图2-7 保护电路2.4 主要芯片简介2.4.1 ADC0809ADC0808/0809的主要功能如下:分辨率为8位。总的不可调误差在（1/2）LSB和1LSB范围内。典型转换时间为100us。具有锁存控制的8路多路开关。具有三态缓冲输出控制。单一+5供电，此时输入的范围为05V输出与TTL兼容。工作温度范围-4085ADC0809的引脚功能ADC0809的引脚如图4-1.（1）IN0IN7：8个模拟量的输入端(2)START:

21、启动A/D转换，当SYART高电平，A/D开始转换。（3）EOC：转换结束信号。当AD转换结束时，由低电平转为高电平。此信号可作为AD转换是否完成的查询信号或向CPU请求中断的信号。图2-8 ADC0809引脚图（4）OE(OUTPUT ENABLE)：输出允许信号或称为AD数据读信号。当此信号为高电平是，可从AD转换器中读取数据。此信号可作为系统中的片选信号。（5）CLK：工作时钟，最高允许值为1.2MHz，可以通过外接振荡电路改变频率，也可以用系统ALE分频获得，当CLK为640KHz时，转换时间为100us.(6)：通道地址锁存允许，上升沿有效，所存C、B、A通道地址，则选中的通道的模拟

22、信号输送到AD转换器。ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。（1） ADC0809的内部逻辑结构图2-9 ADC0809内部逻辑结构图由上图可知，ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。（2）引脚结构IN0IN7：8条模拟量输入通道ADC0809对输入模拟量

23、要求：信号单极性，电压范围是05V，若信号太小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。地址输入和控制线：4条ALE为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE线为高电平时，地址锁存与译码器将A，B，C三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的通道的模拟量进转换器进行转换。A，B和C为地址输入线，用于选通IN0IN7上的一路模拟量输入。通道选择表如下表所示。表1CBA选择的通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7数字量输出及控制线：11条ST为转换启动信号。当ST上跳沿时

24、，所有内部寄存器清零；下跳沿时，开始进行A/D转换；在转换期间，ST应保持低电平。EOC为转换结束信号。当EOC为高电平时，表明转换结束；否则，表明正在进行A/D转换。OE为输出允许信号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE1，输出转换得到的数据；OE0，输出数据线呈高阻状态。D7D0为数字量输出线。CLK为时钟输入信号线。因ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号必须由外界提供，通常使用频率为500KHZ，VREF（），VREF（）为参考电压输入。2.4.2 AD637AD637的精度高，具有扩展的频率响应性能，-3dB带宽可高达8MHz。这款转换器（图下）利用一个反

25、相低通滤波器级来提供缓冲电压输出，其求平均值时间常数与输入信号电平无关。 除了总体性能改进之外，AD637还具有两个独特的特性：第一个特性是提供分母输入，使该器件可用作平方器、均方器或平方根求和器（向量求和），同时还有助于低频( 10Hz)测量；第二个特性是提供片选功能，使用户可以在不使用真有效值转换器时（例如调到直流量程的便携式仪表），将其转入省电状态，以降低功耗。芯片选择一般是“使能”，必须将TTL输入电平拉低至0.8 V以下才能使真有效值转换器进入待机状态，此时其功耗只有原来的1/7。对于不需要片选功能的正常工作模式，此引脚应悬空。当片选电平为低时，输出（引脚9）进入高阻状态。这种模拟“

26、三态”工作方式允许将数个AD637的输出并联起来，并通过将片选拉至高电平来选择所需的通道，由此便构成了一个有源多路复用器。AD637同其前款产品一样，利用绝对值电路对输入信号电压进行全波整流。引脚图：图2-10 AD637引脚图2.4.3 7805 三端稳压IC：7805 三端正向电压调节器: 3-TERMINAL 1A POSITIVE VOLTAGE REGULATORSFEATURES Output current up to 1A Output Voltages of 5V,6V,8V,9V,12V,15V,18V,24V No external components required

27、 Internal short circuit current limiting Internal thermal overload protection Output transistor safe-area compensation Output voltage offered in 3% & 5% tolerance 三端固定输出电压式稳压电源H78XXXX系列 运用其器件内部电路来实现过压保护、过流保护、过热保护，这使它的性能很稳定。能够实现1A以上的输出电流，器件具有良好的温度系数。 本产品有多种电压输出值5V24V，因此产品的应用范围很广泛，可以运用本地调节来消除噪声影响，解决了与

28、单点调节相关的分散问题 输出电压误差精度分为3%和5%封装形式: TO-220AB 管脚排列: Vin-GND-Vout (Input-Grount-Output) 管脚排列: 输入端-接地端-输出端 中间管脚与散热片导通绝对最大额定值: ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS:输入电压: VI-Input voltage: 3540 V 结合温度: Topr-Operating junction temperature: 0+150 功 耗: Pd-Power Dissipation(Ta=25): 2.7 W 功 耗: Pd-Power Dissipation(Tc=25): 1

29、0 W 工作温度: Topr-Operating temperature: -30+85 保存结温范围: Tstg-Storage temperature: -55+150 结 温: Tj- Junction Temperature: 150 热阻数据: Thermal Data: 结至环境热阻: Rth(j-c)-Thermal Resistance Junction-Case: 12.5 /W 结至外壳热阻: Rth(j-a)-Thermal Resistance Junction-Ambient: 60 /W H7805AE & H7805BE (对照其它工业型号 MC7805CT、L7

30、805CV、LM7805CZ、UTC7805) ELECTRICAL CHARACTERISTICS:(lo=500mA,Vl=10V,Ci=0.33F,Co=0.1F,Unless otherwise specified) 7805的电气特性: 如无特别说明,测试条件为-Tj=0125,Vl=10V,lo=500mA,Ci=0.33F,Co=0.1F 输出电压: Vo-Output voltage(TJ=25, Iout=500mA): 4.85V5.00V5.15V (最小值-典型值-最大值) 输出电压: -(5.0mA lout1.0A): 4.85V5.00V5.15V (最小值-典型

31、值-最大值) 输出电压: -(7V Vin25V, Pout15W): 4.85V5.00V5.15V (最小值-典型值-最大值) H7805AE: 正向输出电压5V, 电压误差范围: 3% (其中A表示正负误差为3%),- 即4.855.005.15 V H7805BE: 正向输出电压5V, 电压误差范围: 5% (其中B表示正负误差为5%), -即4.755.005.25 V 线性调整率: Vo-Line Regulation(TJ=25,7VVin25V): 3.0050 mV (典型值最大值) 线性调整率: Vo-Line Regulation(TJ=25,8VVin12V): 1.0

32、025 mV (典型值最大值) 负载调整率: Vo-Load Regulation(TJ=25,5mAIout1A): 9100 mV (典型值最大值) 负载调整率: Vo-Load Regulation(TJ=25,250mAIout750A): 5 50 mV (典型值最大值) 静态电流: Ib-Quiescent Current(TJ=25,Iout=25mA): 3.9 8 mA (典型值最大值) 静态电流改变: lb-Quiescent Current Change(TJ=25,lout=500mA,7VVin25V): 1.3 mA (最大值) 静态电流改变: -(TJ=25,5m

33、AIout1A,Vin=10V): 0.5 mA (最大值) 输出噪声电压: eN-Output Noise Voltage(Tj=25,B=10100KHz,Iout=50mA): 50 V/Vo (典型值) 纹波抑制: RR-Ripple Rejection(Tj=25,f=120Hz,10VVin18V,Iout=50mA): 5773 dB (最小值典型值) 压 差: VD- Dropout voltage(TJ=25,lout=1A,): 2V 2.5 (典型值最大值) 输出电阻: Ro-Output Resistance(f=1KHz): 17 m (典型值) 短路电流: lSC-

34、Short Circuit Current(Tj =25): 2.3 2.8A (典型值最大值) 温度系数: Vo/T-Output voltage Drift(0Tj125): 0.6 mV/ (最小值) 型号说明: 型号前缀“H”表示台湾华昕电子HSMC简写 型号中间字母“A表示电压的正负误差为3%-型号中间字母“B表示电压的正负误差为5% 型号后缀“E表示封装外形为 TO-220AB-包装规格：管装，50PCS/管；2000PCS/盒 封装：图2-11 78XX封装图工作特性：图 2-12 工作特性图2.4.4 11171117的实物图和封装以及封装 图2-13 1117实物及封装图2.

35、4.5 7915功能简介: 7915为三端负稳压器电路,TO-220F封装，能提供多种固定的输出电压，应用范围广。内含过流、过热和过载保护电路。带散热片时，输出电流可达1A。 一般用78XX和一块79XX三端稳压器对称连接的双电源（正负对称电源）没有连续可调的功能，但是可以外接电阻实现输出电压值可各自单独调节。主要特点:过热保护短路保护输出晶体管SOA 保护输出电压有：79XX系列有5V、6V、8V、9V、10V、11V、12V、15V、18V、24V输出电流可达1A7915极限值（Ta=25）VI输入电压(VO=-518V) 35V(VO=24V) 40VRJC热阻（结到壳） 5/WRJA热

36、阻（结到空气） 65/WTOPR工作结温范围 0125TSTG贮存温度范围 -65150引脚示意图 图2-14 79XX引脚示意图管脚图及封装图：图2-15 79XX管脚及封装图注：除了上面列出的元器件外，还有 7905、开关、 印刷电路板、导线、螺丝等等元器件。2.5 软件部分 本设计软件部分主要功能是对功率进行计算，对数据的扫描处理过后通过LCD显示出来。设计框图如下图：开始扫描输出数据处理 图2-16 显示框图第三章 电路板的设计安装及调试3.1 Protel 99 SE简介Protel 99 SE是基于Windows95/98/2000/XP环境的新一代电路原理图辅助设计与绘制软件，其

37、功能模块包括电路原理图设计、印制电路板设计、无网格布线器、可编程逻辑器件设计、电路图模拟/仿真等到。它对集电路设计与开发环境于一体的软件。各模块具有丰富的功能，可以实现电路设计与分析的目的。1、 电路设计的主要部分：l 用于原理图设计的Schematic模块。该模块主要包括设计原理图的原理图编辑器，用于修改、生成零件库编辑器以及各种报表的生成器。l 用于电路板设计的PCB设计模块。该模块主要包括用于设计电路板的电路板编辑 器，用于修改、生成零件封装编辑器以及电路板组件管理器。l 用于PCB自动布线的Route模块。l 用于可编辑逻辑器件设计的PLD模块。该模块主要包括具有语法意识的文本编辑器、

38、用于编译和仿真设计结果的PLD经及仿真波形观察窗口。l 用于电路仿真的Simulate模块。该模块主要包括一个能力强大的数/模混合信号电路仿真器，能提供连续的模拟信号和离散的数字信号仿真。2、 Protel 99 SE有特点： 支持层次化设计 丰富而灵活的编辑功能 强大的自动化功能 在线库编辑及完善的库管理3.2 原理图的绘制1、加载元件库在绘制电路图前，首先要添加几个常用的原理图库，这样查找元件就很方便。常用的原理图库有五个：MISCELLANEOUS DEVICE.LEB,INTER DATABOOK,NES DATABASE,TI DATABASE,SIM.DDB，其中很多元件都在杂元件

39、库MISCELLANEOUS DEVICE.LEB中。 2、放置元件将电路原理图中需要的元件都从原理图库中添加到原理图中，并根据电需要将元器件排列好。 3、设置元器件的参数 双击元器件，在弹出的对话框中对元器件的封装、编号、管脚号等进行设置。 4、绘制电路原理图 将元器件布好局后，执行画导线命令，将原理图连接成一个完整的电子数字钟电路图。此时记注，一定要在电路图的旁边放一个电源插件，以供以后为电路板提供电源。 5、生成网络报表 在绘制完原理图后，一定要为电路图生成一个网络报表。执行Design- Create Netlist菜单命令。绘制电路图的最主要的目的就是为了将设计电路转换成一个有效的网

40、络表，经供其它后续处理程序使用。这样也可以检查出电路的连接网络是否跟自己要制作的电路要求一致。 网络表是联系原理图和PCB板中间的文件，PCB板布线需要网络文件（.net）。这样在PCB板中才能根据网络来连接线，所以一定要生成网络报表，并确保其没有空漏。3.3 PCB的绘制Protel 99 SE会为印制电路板生成各种报表。这些报表可以给用户提供有关设计过程及设计内容的详细资料。这些资料主要包括设计过程中的电路板状态信息、引脚信息、元件封装信息、网络信息以及布线信息等。根据这些信息，我们可以清晰的了解电路中所用的元器件和一些相关信息。1.生成引脚报表引脚报表能提供电路板上选取的引脚信息。生成这

41、些引脚夫的相关信息，可以让用户比较方便地检验网络上的连线。在电路板上选取需要生成报表的引脚，然后执行Reportsselected Pins菜单命令即可。 2.生成电路板信息报表电路板信息报表的作用是给用户提供一个电路板的完整信息，包括电路板的尺寸、电路板上的焊点，导孔的数量以及电路板上的元件标号等等。执行ReportsBoard Information菜单命令即可。对话框中还会显示各个内部层所接的网络和内部层间的连接方式。3.生成网络状态报表网络状态报表用列出电路板中每一条网络的长度。要生成网络状态报表，可以执行RportsNetlist Status菜单命令，系统将打开文本编辑器，产生相应

42、的网络状态报表。4.生成元件报表 元件报表功能可以用来整理一个电路或一个项目中的元件，形成一个元件列表，以供用户查询。 电路特性报表用于提供一些有关元件的电特性资料。执行ReportsSignal Integrity菜单命令即可。3.4 打印电路板 设置好了以后，就可以打印PCB了，直接点击打印安钮即可。在打印好PCB后，就将图平敷在选好的铜板上，在这之前要将铜板用砂纸将铜板砂平。然后用印压机将图印到板上，注意的是，印压机的温度一定要高于140度。3.4.1 生成PCB文件注意事项 1、首先是要生成PCB打印文件。执行File-New命令，选择PCB Printer，创建一个PCB打印文件。

43、2、右击左边的第二层树型工具栏，选择Properties,在弹出的对话框中对PCB文件进行设置。首先是对层的选择，我们这里打印的PCB只需三层：底层BottomLayer、禁止布线层KeepOutLayer、机械层MultiLayer，其余的选中后用Romove将其移除。且要将机械层用Move Up将其移到最上层，这样，就将焊盘放在了最上面，生成的PCB打印文件看起来就更美观。而且在还要选择复选项Show Holes。3.4.2 选择铜板尺寸注意事项 在制作PCB时我们画了一个机械层，设定了板子的大小，所以在选择铜板大小时就根据设定的大小来选择。选取的铜板的长宽都最好是要比设定的长宽大，这样方便腐蚀铜板。 在打印PCB和丝印层的时候，我们选取的是油印纸，因为这样才能方便我们往铜板上烤PC