电子线路课程设计报告
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电子线路课程设计报告学院专业年级学号姓名指导教师二〇一六年七月目录第1章课程设计任务31。
1课程设计目标31.2课程设计任务ﻩ3第2章芯片选型及电路工作原理32。
1RS232通信电路ﻩ32、2 RS485通信电路 42。
3 电源模块 52。
4电流转电压模块ﻩ62。
5 启动引导模块ﻩ62。
6复位模块72。
7仿真调试模块72、8主控芯片7第3章电路原理图设计结果ﻩ8第4章电路PCB设计结果ﻩ9第5章收获与体会10第1章课程设计任务1。
1 课程设计目标1、掌握电子线路设计得一般流程;2、学习利用一种工具进行电子线路设计得方法;3、获得电子线路设计得实践经验、1、2 课程设计任务1、学习电路工作原理;2、利用AD09,设计电路原理图;3、利用AD09,设计PCB。
具体要求:(1)设计STM32F103VET6最小系统电路,要求电路板总体5V供电输入,选择稳压芯片,转换出3.3V,2.5V,—5V,AD采样参比电压为2。
5V;(2)RS485通信电路,芯片选用MAX485;(3)RS232通信电路,芯片选用MAX3232CSE;(4)4—20mA转电压信号调理电路,4-20mA转0、4-2.0V,用运放做电压跟随调理,运放芯片选择OP07C,送入STM32得AD采样端口、(5)所有电阻电容尽量用0805贴片封装。
第2章芯片选型及电路工作原理2.1 RS232通信电路RS232通信电路选用MAX3232CSE芯片、MAX3232采用专有低压差发送器输出级,利用双电荷泵在3。
0V至5、5V电源供电时能够实现真正得RS—232性能,器件仅需四个0、1uF得外部小尺寸电荷泵电容。
MAX3232确保在120kbps 数据速率,同时保持RS-232输出电平。
MAX3232具有二路接收器与二路驱动器,提供1uA关断模式,有效降低功效并延迟便携式产品得电池使用寿命。
关断模式下,接收器保持有效状态,对外部设备进行监测,仅消耗1uA电源电流,MAX3232得引脚、封装与功能分别与工业标准MAX242与MAX232兼容。
目录目录 0第一章课程设计名称及设计要求 (1)第二章总体设计思想 (2)第三章元件介绍及单元电路设计 (3)3.1ICL7107 (3)3.2铂电阻P T100 (5)3.3数码管 (6)3.4LM324 (6)第四章总电路及元器件的装配与调试 (8)4.1总电路图 (8)4.2电路板焊制 (8)4.3电路板的检测 (8)4.4电路板检测结果及分析 (9)4.5调试记录 (9)第五章心得体会 (9)第一章课程设计名称及设计要求一、设计题目温度测量数显仪的设计实现二、设计背景温度控制是日常生活和工程领域经常需要解决的问题,在冷库、制冷设备、粮食储备等精度要求不特别高的场合,经常采用铂电阻来实现温度的采集与控制调节。
三、设计任务设计一个可在一定温度范围进行温度测量与控制的温度测量数显控制仪。
该仪器测量温度的范围为-50~200℃,能够对温度值进行数字显示。
四、设计目的1)了解温度采集传感器Pt100的工作原理,掌握其工程设计使用方法。
2)掌握模数转换、电阻电压转换及数码显示电路的设计构造方法。
3)掌握电子电路系统设计的基本方法,培养提高综合利用多学科相关知识进行初步工程设计与实际装调系统电路的能力。
第二章总体设计思想本次课程设计任务为数显温度测量仪:测温范围-50℃—200℃。
设计电路由稳压电路、温度采集、电阻/电压转换器和显示电路组成。
其中,温度采集传感器采用热敏电阻铂Pt100,A/D转换器用ICL7107(双电源±5V供电,适合驱动发光二极管显示),共阳数码管用ICL7107控制。
本方案用到了ICL7107,电路中的A/D转换电路与数码显示电路都由其控制与组成,因而在设计具体电路时,要针对ICL7107进行合理的设计。
而电阻/电压转换电路由运放电路组成,用ICL7107组装3 位半数字电压表进行显示。
Pt100是电阻/电压转换电路的核心部分。
测温传感器铂-100热电阻(Pt-100)进行温度采集。
电子线路cad课程设计报告————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:电子线路CAD 课程设计一.实训目的:1.熟悉原理图编辑器的功能与使用方法;掌握原理图元件及元件库的使用,元件的放置与编辑、电路原理图的设计以及报表、原理图输出等技巧与方法。
2.熟悉印制电路板的设计流程,掌握元件封装库的使用和元件封装的放置方法。
3.掌握PCB 绘图工具的操作使用方法和PCB 设计规则。
4.掌握布局和布线等印制电路板的设计知识。
5.掌握PCB 报表的生成和PCB 图打印输出方法。
6.掌握印刷电路板的设计流程。
二.实训内容本次设计选择单片机控制系统,主要是熟练运用DXP 作出最小单片机系统的电路图,以下通过介绍最小系统的各部分电路的电路图及原理,通过在DXP 上绘制原理图,检查并修改错误,最后生成完整PCB 板。
三.设计原理和思路 1.最小系统的结构单片机即单片微控制器,是在一块芯片中集成了CPU (中央处理器)、RAM (数据存储器)、ROM (程序存储器)、定时器/计数器和多种功能的I/O(输入和输出)接口等一台计算机所需要的基本功能部件,从而可以完成复杂的运算、逻辑控制、通信等功能。
单片机最小系统电路主要集合了串口电路、USB 接口电路、蜂鸣器与继电器电路、AD&DA 转换电路、数码管电路、复位电路、晶振电路和4*4矩阵键盘等电路。
如下介绍几种简单的电路设计。
下图是本次设计的的几个有关电路图总体框图:Max232串口电路 (MAX232)蜂鸣器 (Bell)4*4矩阵键盘 待扩展数码管电路AD&DA 转换单片图1 总体设计框图2 各电路的原理分析(1)串口电路设计51系列单片机片内有一个串行I/O端口,通过引脚RXD(P3.0)和TXD(P3.1)可与外设电路进行全双工的串行异步通信。
串行端口的基本特点8051单片机的串行端口有4种基本工作方式,通过编程设置,可以使其工作在任一方式,以满足不同应用场合的需要。
电子线路设计报告一、引言二、设计目标本设计的目标是实现一个能够准确监测环境温湿度并将数据通过串口传输到上位机的电子线路。
设计要求如下:1.使用传感器监测环境温湿度。
2.使用51单片机获取传感器数据并进行处理。
3.通过串口将数据传输到上位机。
三、设计原理1.传感器选择本设计中选择了DHT11温湿度传感器,该传感器具有较高的精度和稳定性,并且价格便宜,适合于本设计的需求。
2.51单片机基于51单片机可以实现数据的采集、处理和传输等功能,是本设计的主控芯片。
3.串口通信通过串口可以实现与上位机的数据传输,本设计中选用了UART(异步串行通信)协议。
四、电路设计1.电路原理图本设计的电路原理图如下所示:[电路原理图]2.电路说明本电路的主要部分包括51单片机、DHT11传感器、串口通信电路和电源电路。
其中,DHT11传感器通过数字引脚与51单片机连接,通过串口通信电路将数据发送到上位机。
五、软件设计1.51单片机程序设计本设计中使用C语言编写51单片机的程序,主要包括以下功能:1)初始化串口通信;2)读取DHT11传感器数据;3)将温湿度数据通过串口发送到上位机。
2.上位机程序设计上位机程序使用Python编写,主要功能为接收串口数据并进行显示和存储等操作。
六、实验结果及分析实验结果表明,设计的电子线路能够准确地监测环境温湿度,并通过串口将数据传输到上位机。
通过上位机程序可以实时显示温湿度数据,并将数据保存到文件中进行后续分析。
七、总结与展望本设计实现了一个基于51单片机的温湿度监测电子线路,并能够通过串口传输数据到上位机。
该设计具有实时性好、准确性高和成本低等优点,可以用于实际应用场景中的环境监测。
未来可以进一步优化电路设计和算法,提高系统的性能和稳定性。
电子线路课程设计实验报告学生姓名学号专业班级二O一九年六月三十日一、语音放大电路1、电路图与仿真电路2、电路分析该电路由三个LM324运放和一个LM386运放组成。
LM324系列器件带有真差动输入的四运算放大器,具有真正的差分输入。
该电路需要三个集成运放,LM324正好满足了这个要求。
LM386是一种音频集成功放,具有自身功耗低、更新内链增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器,广泛应用于录音机和收音机之中。
电路最后通过一个LM386输出,实现语音放大的功能。
3、仿真结果蓝色波形为输入波形,红色波形为输出波形。
输入一个vpp为20mv的正弦波,输出一个vpp约为2.099v的正弦波,电路放大倍数大约为104.95倍。
因此仿真电路用的LM1877而不是LM386,仿真结果可能守到影响(输出波形略有失真)。
4、实际测试测得波形有失真,可能是因为噪声干扰,也可能是因为焊接的时候连线有错误或焊接不到位。
焊接实物:正面背面正面布局较为合理,但焊接时飞线较多,既给焊接带来一定难度,也不易检查,布局更合理的话可以减少飞线。
一、汽车尾灯1、电路图与仿真电路+5V2、电路分析该电路由七个芯片组成,分别是74LS08(2个)(与门)、74LS138(译码器)、74LS86(异或门)、74LS76(JK触发器)、74LS10(三输入与非门)、74LS04(非门)。
该电路用到的芯片都是十分基本的芯片,电路虽然用到的芯片较多,但结构其实十分简单,连线也很方便。
通过JK触发器和两路开关控制译码器的输入端,从而控制发光二极管的亮灭,根据两路开关有四种可能,发光二极管发光情况也有四种。
3、仿真结果两个开关均断开,六个发光二极管构成流水灯。
闭合S2,断开S1,左边三个发光二极管不亮,右边三个二极管构成流水灯。
闭合S1,断开S2,右边三个发光二极管不亮,左边三个发光二极管构成流水灯。
两开关均闭合,六个发光二极管都不亮。
电子线路cad课程设计报告一、课程目标知识目标:1. 理解并掌握电子线路CAD的基本概念、界面及工具使用;2. 学会运用CAD软件进行电子线路原理图设计,包括元件库的调用、原理图绘制、连线及标注等;3. 学会使用CAD软件进行PCB布线设计,掌握布线规则、层数设置、覆铜处理等技能;4. 了解并掌握CAD软件在电子线路仿真中的应用。
技能目标:1. 能够独立运用CAD软件完成简单的电子线路原理图设计;2. 能够运用CAD软件进行PCB布线设计,并遵循布线规则进行优化;3. 能够对设计的电子线路进行仿真测试,分析并解决基本问题;4. 培养学生的动手能力、实际操作能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子线路CAD课程的兴趣,激发学习热情;2. 培养学生严谨、细致的学习态度,注重实践操作规范;3. 培养学生团队协作精神,学会分享、交流和合作;4. 培养学生具备创新意识,敢于尝试新方法,勇于解决实际问题。
课程性质:本课程为电子线路CAD课程设计,结合理论教学和实际操作,旨在提高学生的电子线路设计能力。
学生特点:学生已具备一定的电子线路基础知识,对CAD软件有一定了解,但对电子线路设计及仿真尚处于初级阶段。
教学要求:注重理论与实践相结合,强化实际操作训练,培养学生的实际设计能力和创新能力。
在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 电子线路CAD基本概念与界面认识:包括CAD软件的启动与关闭、界面布局、菜单及工具栏功能介绍;2. 原理图设计:元件库的调用与管理、原理图绘图环境设置、基本元件的放置与连线、总线及网络标号的使用;3. PCB布线设计:布线前准备、布线规则设置、布线工具的使用、覆铜处理、丝印层设计;4. 仿真与调试:仿真元件的调用、仿真参数设置、仿真结果分析、常见问题调试;5. 实践操作:结合实际案例,指导学生完成原理图设计与PCB布线设计,并进行仿真测试。
1总体方案论证1.1题目分析1.显示功能:具有“时”、“分”、“秒”的十进制数字显示(“时”从0~23)2.校时功能:当刚接通电源或数字时钟走时有偏差,应能手动校时3.整点报时:当时钟计时到整点时,能进行整点报时;4.闹钟功能:可自设闹钟时间及提示次数,定时时间到时能启动相关提示。
(并未实现)1.2总体方案设计(1)校时功能:分,时都可有双路开关控制实现校时功能。
当开关由连接变为断开时,相当于从1到0,即一个下降沿,时或分加一。
图一(2)计数功能: U174LS160D QA 14QB 13QC 12QD 11RCO 15A 3B 4C 5D 6ENP 7ENT 10~LOAD 9~CLR 1CLK 2CLK 是脉冲输入;RCO 十进位信号输出端;ENP 和ENT 是计数器工作状态端;CLR 是异步清零端;LOAD 是置数端;VCC 界、接正点元;GND 接地;A~D 是数据输入端,QA~QD 是计数器状态输出端。
电源电压5V,输入电压5V。
1.小时显示:每天有24个小时,所以用两个计数器构成24进制的计数器。
本设计中采用74LS160十进制计数器构成。
图二小时显示图三分钟和秒显示经过级联并和数码管连接组成整体显示部分。
在秒的时钟脉冲输入端接入一个矩形脉冲信号。
每输入一个脉冲就增加一秒。
把秒的co输出端接入分的时钟脉冲输入端。
当59秒到00秒的那一瞬间给“分”加一个时钟脉冲,“分”加一。
同理,把“分”的co输出端接入“时”的时钟脉冲输入端。
当59分到00分的那一瞬间,给“时”加一。
图四(3)整点报时原理:当分“从”59分到00分的一瞬间,会给“时”一个进位脉冲,“时”加一,如果在分的co输出端接一蜂鸣器,在整点的时候就会实现整点报时。
图五(4)闹钟功能:该闹点采用“跳线”方法实现。
该方法比较简单,原理一目了然。
使用译码器将计数器的输出进行译码,在译码输出线通过跳线设置起闹闹点。
比如在15点时,只有在个位译码器的接Y(5)与十位译码器的接Y(1)。
电子线路课程设计报告小功率调幅AM发射机设计(理论设计仿真报告)班级:姓名:学号:指导教师:日期:小功率调幅发射机的设计与仿真1.设计内容及要求1.1设计内容1.经过方案比较,确定小功率调幅发射机的设计方案,根据设计指标对既定方案进行理论设计及分析,并给出各单元电路的理论设计方法2.利用multisim仿真软件,对设计电路进行仿真和分析,依据设计指标对电路参数进行调整直至满足设计要求1.2设计要求载波频率MHz 10=cf输出功率mW 2000 ≥P负载电阻Ω =50AR输出信号带宽kHz 9=BW残波辐射dB 40≤单音调幅系数8 .0=am ;平均调幅系数 3 .0≥am发射效率% 50≥η2.设计方案及论证2.设计方案及论证2.1系统框图说明:调幅发射机主要包括四个组成部分:载波振荡器、音频放大器、振幅调制器和功率放大器四部分。
总体思路为:10MHz的载波信号与1KHz的音频信号经过缓冲器以及电压放大后输入到振幅调制器进行调幅得到调幅波,然后经过高频功率放大后输出。
2.2各单元电路设计方案论证2.2.1 主振器电路载波振荡电路是调幅发射机的核心部分,作用是产生高频载波信号用以调制信号。
载波的频率稳定度和波形的稳定度直接影响到已调信号的质量。
因此,载波振荡电路产生的载波信号必须有较高的频率稳定度和较小的波形失真度。
载波振荡电路可以有多种设计方案,方案一:LC三点式正弦波振荡电路方案二:克拉泼振荡器电路方案三:石英晶体振荡器克拉泼振荡器(Clapp oscillator)又称为电容反馈改进型振荡器,它是一种电容三点式振荡器的改进型线路。
电容三点式振荡器,当需要改变频率而调节振荡回路的电容参数时,也会影响电路的起振,为此,把一个电容C3串入振荡回路的电感支路中,这样改变电容C就可以调节振荡频率,而不影响电路的起振。
这种振荡器频率相比LC振荡器来说更加稳定2.2.2 音频放大器音频放大器是在产生声音的输出元件上重建输入的音频信号的设备,其重建的信号音量和功率级都要理想——如实、有效且失真低。
电子线路CAD课程设计报告一、课程设计目的以电子线路CAD软件设计原理为基础,重点在硬件设计领域中实用的电子线路设计软件的应用。
掌握电子线路设计中使用CAD的方法。
为后继课程和设计打下基础。
通过电路设计,掌握硬件设计中原理图设计、功能仿真、器件布局、在线仿真、PCB设计等硬件设计的重要环节。
1.进一步熟悉Altium Designer 6.8软件2.掌握所给电路原理图和PCB图的绘制。
3.学会上网查找元件尺寸、封装。
二、课程设计内容(一)按照指导书画出原理图(二)按照原理图画出PCB图(三)掌握元件封装方法.本次课程设计采用STC89C52RC单片机制作温度报警器,系统总体原理图如图1所示,由STC89C52RC单片机、时钟电路、复位电路、显示电路、电源电路、按键电路、报警电路和温度检测电路等组成。
图1 系统硬件电路三、系统硬件电路设计及各模块电路其中显示电路由LCD1602组成,温度传感器的作用是采集实时温度,当实时温度值超过设定的上、下限值时,蜂鸣器发出蜂鸣声以达到报警的作用;按键电路由按键key2、key3、key4组成,按键key2用于模式的选择,每按一次按键key3温度值加1,每按一次按键key4温度值减1 1、单片机的最小系统单片机的最小系统STC89C52RC单片机、时钟电路和复位电路组成,如图2所示,在写课程设计报告时需查找添加STC89C52RC单片机资料。
图2 单片机最小系统(1)时钟电路单片机的TXAL1和TXAL2两个引脚,其主要作用是外接石英晶体和微调电容,构成时钟电路,其电路图如图3所示。
图 3 时钟电路图4 时钟电路(2)复位电路图4所示为复位电路,当RST端高电平持续的时间至少大于两个机器周期时,就可以完成复位功能。
2、显示电路显示电路由液晶LCD1602和电位器组成,双向数据口接单片机的P2口,显示电路图如图5所示。
图5 LCD1602显示电路LCD1602管脚功能:第1脚:VSS为电源地第2脚:VCC接5V电源正极第3脚:VEE接滑动变阻器用于LCD对比度的调整第4脚:RS为寄存器选择,RS=1时为选择数据寄存器;当RS=0时为选择指令寄存器。
电子线路(CAD)课程设计院系:长江学院机械与电子工程系专业:电子信息工程班级:1130401学号:2011300401姓名:指导老师:黄鑫2014年5月1日多谐振荡器的PCB版制作一、课程学习目的1、学会配置PCB设计环境2、熟练掌握PCB 99的基本操作3、基本掌握PCB 元器件库的编辑方法4、掌握单面板以及双面板的制作和自动布线的设置方法二、课程学习的基础知识及步骤内容印刷电路板的基础知识PCB板的结构:1.印刷电路板(简称PCB)的制作材料主要是绝缘材料、金属铜箔及其焊锡等,覆铜主要用于电路板上的走线,焊锡一般用于在过孔和焊盘表面,以便固定电子元件。
2.根据印刷电路板层数的多少,一般将印刷电路板分为单面板、双面板和多层板3类。
有关电路板的几个基本概念1.印刷铜膜线:简称铜膜导线,是敷铜经腐蚀后形成的用于连接各个焊点的导线。
印刷电路板的设计都是围绕如何布置导线来完成的。
2.助焊膜和阻焊膜:顾名思义,助焊当然是便于焊接;阻焊当然是阻止焊接。
这主要是针对有焊接点的地方涂些助焊膜利于焊接元件;在防止短路或不该连线地方连接时加阻焊膜利于安全焊接。
焊盘和过孔焊盘、过孔:焊盘(Pad)的作用是放置、连接导线和元件引脚。
焊盘需要注意的原则:1.形状上长短不一致时,需要考虑连线宽度与焊盘特定边长的大小差异不能过大。
2.需要在元件引脚之间走线时,选用长短不对称的焊盘往往事半功倍。
3.各元件焊盘孔的大小要按元件引脚粗细分别编辑确定,原则是孔的尺寸比引脚直径大0.2~0.4mm。
焊盘大小焊盘中心孔要比器件引线直径稍大些。
焊盘太大容易形成虚焊。
焊盘外径D一般不小于(d+1.2)mm,其中d为引线的孔径。
对高密度的数字电路,焊盘最小直径可取(d+1.0)mm。
元件封装1.元件封装是指实际元件焊接到印刷电路板时所显示的外观和焊点的位置,是一个纯空间概念,不同元件可以共用同一个封装,同种元件也可以有多种不同的元件封装。
湖北民族学院信息工程学院课程设计报告题目: 音频功率放大器课程:电子线路课程设计专业:电气工程及其自动化班级:学号:学生姓名:指导教师:2016年 11 月 15 日信息工程学院课程设计任务书2016 年 11月15 日信息工程学院课程设计成绩评定表摘要本文介绍了音响的构成、功能、及工作原理,它由TDA2030芯片所组成的功放电路,本身具有电源电压范围宽,静态功耗小,可单电源使用,价格低廉等优点。
而TDA2030一款输出功率大,最大功率到达35W左右,静态电流小,负载能力强,动态电流大既可带动4-16Ω的扬声器,电路简洁,制作方便、性能可靠的高保真功放,并具有内部保护电路。
本设计的功能是将输入音频信号进行放大,可普遍用于家庭音响系统中,便于携带,适用性强。
关键词:音频功放、TDA2030、输出功率、模拟电路目录1 任务提出与方案论证............................... 错误!未定义书签。
1.1 设计任务..................................... 错误!未定义书签。
1.2 设计要求..................................... 错误!未定义书签。
1.3 方案设计与论证............................... 错误!未定义书签。
2 总体设计......................................... 错误!未定义书签。
2.1 设计原理..................................... 错误!未定义书签。
2.2 元器件功能说明............................... 错误!未定义书签。
3 详细设计及仿真................................... 错误!未定义书签。
3.1电路原理及Multisim仿真...................... 错误!未定义书签。
3.2 PCB制作..................................... 错误!未定义书签。
3.3 硬件调试..................................... 错误!未定义书签。
4 总结............................................. 错误!未定义书签。
参考文献........................................... 错误!未定义书签。
附录一:元件清单 (16)附录二:实物图 (17)1 任务提出与方案论证1.1 设计任务应用TDA2030设计一个简易音频功率放大器。
1.2 设计要求音频功率放大器满足如下要求:1、最大输出不失真功率P OM≥1W。
2、功率放大器的频带宽度BW≥50Hz~15KHz。
3、在最大输出功率下非线性失真系数≤3%。
4、输入阻抗R i≥100kΩ。
5、具有音调控制功能:低音100Hz处有±12dB的调节范围,高音10kHz处有±12dB 的调节范围。
1.3 方案设计与论证采用集成功放设计功率放大器不仅设计简单,工作稳定,而且组装、调试方便,成本低廉,所以本设计选用集成功放实现。
目前常用的集成功放型号非常多,本设计选取SGS公司生产的TDA2030/2030A集成功放,该器件具有输出功率大、谐波失真小、内部设有过热保护,外围电路简单。
TDA2030A集成电路的另一特点是输出功率大,而保护性能以较完善。
根据掌握的资料,在各国生产的单片集成电路中,输出功率最大的不过20W,而TDA2030A的输出功率却能达18W,若使用两块电路组成BTL电路,输出功率可增至50W左右。
另一方面,大功率集成块由于所用电源电压高、输出电流大,在使用中稍有不慎往往致使损坏。
然而在TDA2030A集成电路中,设计了较为完善的保护电路,一旦输出电流过大或管壳过热,集成块能自动地减流或截止,使自己得到保护(当然这保护是有条件的,我们决不能因为有保护功能而不适当地进行使用)。
因而证明了利用TDA2030设计功率放大器的可行性。
2 总体设计2.1 设计原理由TDA2030/2030A 构成的OCL 功率放大器电路如图2-1所示。
该电路由TDA2030组成的负反馈电路,其交流电压放大倍数3368.0221121≈+=+=R R A Vf (倍),满足设计要求。
二极管D 1、D 2起保护作用,一是限制输入信号过大,二是防止电源极性接反。
R 4、C 2组成输出相移校正网络,使负载接近纯电阻。
电容C 1是输入耦合电容,其大小决定功率放大器的下限频率。
电容C 3、C 6是低频旁路电容,电容C 5、C 4是高频旁路电容。
电位器R P 是音量调节电位器。
电路原理图如下:图2-1 TDA2030组成的功率放大电路2.2 元器件功能说明1、集成功放TDA2030TDA2030A在电源电压±14V,负载电阻为4Ω时输出14W功率(失真度≤0.5%);在电源电压±16V,负载电阻为4Ω时输出18W功率(失真度≤0.5%)。
该电路由于价廉质优,使用方便,并正在越来越广泛地应用于各种款式收录机和高保真立体声设备中。
该电路可供低频课程设计选用。
TDA2030A内部原理结构图,如下图2-2所示:图2-2 TDA2030A内部原理结构图TDA2030A实物接线引脚图,如下图2-3所示:图2-3 TDA2030A实物接线引脚图引脚情况(如图2-3):1脚是正相输入端2脚是反向输入端3脚是负电源输入端4脚是功率输出端5脚是正电源输入端。
2、扬声器扬声器是本电路中重要的元器件之一。
它是一种能将电信号转换为声音或将声音转换为电信号的换能器件,这种器件能完成电能和声能的相互转换。
扬声器种类繁多,但最常用的是动圈式扬声器(又称电动式)。
而动圈式扬声器又分为内磁式和外磁式,因为外磁式便宜,所以本款音频功率放大器选用外磁式的扬声器,内阻为8Ω。
3、电位器通过调节接入电路中的电阻的大小进而调节音频信号电流的大小,从而控制音量,简单、方便、快捷。
所选方案电路中选用的是100K的电位器。
3 详细设计及仿真3.1电路原理与Mulsitin仿真TDA2030/2030A的外引线如图2-3所示。
1脚为同相输入端,2脚为反相输入端,4脚为输出端,3脚接负电源,5脚接正电源。
电路特点是引脚和外接元件少。
其主要特点为:电源电压范围为6V ~ 18V,静态电流小于60μA,频响为10Hz ~ 140kHz,谐波失真小于0.5V CC= ±14V,R L=4Ω时,输出功率为14W。
在8Ω负载上的输出功率为9W。
电路原理图如下:图3-1 TDA2030A组成功放电路Multisim仿真功放电路Multisim仿真波形如下:图3-2 功放电路Multisim仿真波形图3.2 PCB制作1、PCB的印制运行Altium Desinger软件,首先新建工程并保存,新建一个原理图文件并保存,在Altium Desinger中再选择相应的元件,进行布局、连线,修改它所对应的封装(注意我们所选的封装类型一定要和我们选购的元器件型号相同),再导入原理图中,检查原理图无误后,生成网络表。
为该工程新建一个PCB文件并保存,导入前一步中生成的网络表,排查其中的错误直到能够成功导入。
对于导入的元件进行布局,尽量使电路板看起来紧凑美观一些,同时尽量不要线与线之间的交叉,减少不必要的跳线,使用手动布线之后再对照原理图检查多遍是否正确,然后去打印店打印PCB。
创新中心有印版的机器,在印制电路板前首先用砂纸将铜板打磨光滑方便印制和腐蚀,在印版时将电路板和打印的PCB纸紧密相贴,双手送入机器当中,反印两次之后就基本成功了,之后检查是否存在有断线,用油性笔将有断线的地方即使连接起来。
之后配置腐蚀液,将印制好的电路板放入其中,用手晃动盛有腐蚀液的容器可以加快反应速度。
在反应完后取出电路板,用清水清洗之后就可以开始打孔了,打孔的时候要对准,不然在之后插元件尤其是多管脚的芯片时会很困难,也不要磨针,不然很容易就会断。
在打完孔之后,用砂纸打磨一遍,再涂上松香防止腐蚀,就可以开始对电路板进行元件的焊接了,焊接时应注意要焊稳,防止虚焊的产生。
在Altium Desinger中生成PCB图如下:图3-3 功放PCB图图3-4 功放电路三维模型2、焊接时注意事项良好的焊接是实验成功的重要保证;反过来说,焊接不良,往往会使实验失败,甚至损毁元器件。
虽然焊接技术并不复杂,但如果认为它操作简单而掉以轻心,也会造成种种不良后果。
所以应注意以下几点:(1)电烙铁焊接TDA2030A的时候,一定要等电烙铁加热后,拔掉电源插头,用电烙铁的余热焊。
否则,温度过高的焊接,会烫坏TDA2030A。
(2)焊接扬声器的时候,一定要将连接电源正、负极的导线分别焊接在扬声器标有“+”、“—”符号的一端。
扬声器的下方还有两个类似焊点的地方,如果错将导线焊在那儿,扬声器就会损坏,不能使用了。
(3)烙铁使用日久后,烙铁头容易被“烧死”,即在表面出现一层黑色氧化物,而且变得凹凸不平。
“烧死”的烙铁头很难熔化和沾取焊锡,需用锉刀将它重新挫亮。
尽量使用市场上出售的空心焊锡丝,它是将焊锡做成直径2~4毫米的细管状,在管内装进松香粉。
使用这种焊锡丝,能保护烙铁头不易被“烧死”。
(4)使用电烙铁一定要注意安全,使用前用万用表测一下电烙铁电源插头两端的电阻是否为正常值。
正常时20w烙铁的电阻约2000Ω,45Ω的为1000Ω,75w的为600Ω,100w 的约500Ω。
电源插头与电烙铁外壳、烙铁头之间的电阻应接近无穷大,否则说明这把电烙铁漏电,不能使用。
3.3 硬件调试1、功率放大器测试:(1)通电观察。
接通电源后,先不要急于测试,首先观察功放电路是否有冒烟、发烫等现象。
若有,应迅速切断电源,重新检查电路,排除故障。
(2)静态测试。
将功率放大器的输入信号接地,测量输出端对地的电位应为0V左右,电源提供的静态电流一般为几十mA左右。
若不符合要求,应仔细检查外围元件及接线是否有误;若无误,可考虑更换集成功放器件。
(3)动态测试。
在功率放大器的输出端接额定负载电阻R L(代替扬声器)条件下,功率放大器输入端加入频率等于1kHz的正弦波信号,调节输入信号的大小,观察输出信号的波形。
若输出波形变粗或带有毛刺,则说明电路发生自激振荡,应尝试改变外接电路的分布参数,直至自激振荡消除。
然后逐渐增大输入电压,观察测量输出电压的失真及幅值,计算输出最大不失真功率。
改变输入信号的频率,测量功率放大器在额定输出功率下的频带宽度是否满足设计要求。