Разработка печатной платы электронного устройства с использованием системы автоматизированного проектирования P-CAD

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО И ПОСЛЕВУЗОВОСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 

Кафедра Электропривод и автоматизация промышленных установок

Заведующий кафедрой

                                           Хватов С. В.

(подпись)                (фамилия, и., о.)

                                             .

  (дата) 

Разработка  печатной платы электронного устройства с использованием системы автоматизированного  проектирования P-CAD

  (наименование темы проекта или работы)

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе

(вид  документа)

РУКОВОДИТЕЛЬ

 

                   Бычков Е.В.

  (подпись)      (фамилия, и., о.) 

                                              (дата)

Студент

 

                     Дырдин Д.В.

   (подпись)  (фамилия, и., о.) 

                    (дата)         05-ЭТУ

            (группа или шифр) 
 
 

  Проект  защищен                       (дата) 

  Протокол  №                                        . 
 

  С оценкой                                           .

2009 г.

 

ЗАДАНИЕ

 

1.  Выбрать электрическую принципиальную схему средней сложности, содержащую микросхемы, транзисторы, разъемы, нестандартные элементы и т. п. ( Общее количество элементов не менее 100 ).  Согласовать ее с преподавателем.

     Выбрать единицы измерения, определить формат листа, подключить необходимый и 

2.  Разработать электрическую принципиальную схему электронного устройства средствами графического редактора Schematic.

2.1  Распечатать:

а) принципиальную схему с заполненным угловым штампом;

3.Разработать печатную плату электронного устройства средствами графического редактора

P-CAD PCB.

3.1 Распечатать:

а)  1-ю сторону  печатной платы со стороны компонентов;

б)  2-ю сторону  печатной платы со стороны пайки выводов компонентов;

в)  компоновку корпусов компонентов на печатной плате;

4.Оформление пояснительной записки.

4.1 Оформление должно соответствовать требованиям, действующим в НГТУ;

4.2 Пояснительная записка сшивается скоросшивателем (пластиковым или картонным);

4.3 Примерный перечень разделов пояснительной записки:

4.3.1 Введение;

4.3.2 Постановка задачи. Приводится описание электронного устройства и его принципиальной электрической схемы (оригинал схемы или ксерокопия оригинала прикладывается). Отмечаются особенности функционирования, Формулируются требования по проектированию и изготовлению печатной платы;

4.3.3 Разработка электрической принципиальной схемы электронного устройства средствами графического редактора P-CAD Schematic. Приводятся все необходимые распечатки и материалы;

4.3.4 Разработка печатной платы электронного устройства средствами графического редактора P-CAD PCB. Приводятся все необходимые распечатки и материалы;

4.3.5 Выводы;

4.3.6 Список литературы; 

 

СОДЕРЖАНИЕ

                                    

1     Введение ………………………………….……………………………............................ 2

       

2     Описание работы схемы…………………………....…………………………………… 3 

3     Разработка принципиальной схемы…………….…………..…………………………...5    

4     Разработка печатной платы……………………………………………………………… 10 

5. Заключение  ………………………………………………….....……………………… 14

 

6. Список  литературы...………………………………………... ……………………….. 15

 
 
 
 
 
 
 

 

 

ВВЕДЕНИЕ 

     Проектирование  современных электронных средств  невозможно без применения систем автоматического  проектирования, для проектирования узлов печатных плат широкое распространение получила система P-CAD, достаточно длительное время, успешно применяемая в организациях и на предприятиях России. Эта система включат в себя полный цикл проектирования печатных плат. Он включает создание условно-графических обозначений, электрорадиоэлементов, разработку посадочных мест, ввод и редактирование электрических схем, автоматическую трассировку проводников и контроль ошибок в схеме. 
 

 

 

ОПИСАНИЕ РАБОТЫ СХЕМЫ 

   Многие  западные фирмы-производители электронных компонентов освоили и быстро наращивают выпуск интегральных ОУ с токовой обратной связью (ОУОСТ). Динамические параметры ОУОСТ впечатляют: частотная полоса «перешагнула» гигагерцовый рубеж, а максимальные скорости изменения выходного сигнала измеряются сотнями и тысячами вольт в микросекунду. Сравнительный анализ параметров классических ОУ с обратной связью по напряжению и ОУ с обратной связью по току позволяет сделать вывод о следующих достоинствах и недостатках последних.

    Достоинства:

   •более  высокая максимальная скорость нарастания/спада  выходного сигнала;

   •меньшие  нелинейные и интермодуляционные искажения;

   •более  широкая полоса пропускания и  ее слабая зависимость от глубины обратной связи.

Недостатки:

     • более высокое напряжение смещения входа;

     •более  высокий уровень шума;

     •необходимость  использования сравнительно низкоомной цепи обратной связи;

      •меньшее  значение коэффициента подавления нестабильности питания.

      Идея  разработки схемы УМЗЧ, базирующейся на технических решениях, используемых в схемотехнике ОУОСТ, непосредственно вытекает из того обстоятельства, что перечисленные выше достоинства ОУОСТ одновременно являются и наиболее трудно выполнимыми требованиями, которые предъявляются к УМЗЧ классов Hi-Fi и Hi-End. Что же касается недостатков ОУОСТ, то они, как показал анализ, либо не имеют существенного значения применительно к УМЗЧ (повышенный уровень шума, низкоомная цепь ОС), либо же их негативное влияние может быть значительно ослаблено дополнительными мерами. На рисунке 1 — принципиальная схема предлагаемого УМЗЧ.  

Недостаток ОУОСТ, заключающийся в повышенном уровне напряжения смещения входа, применительно к УМЗЧ становится серьезной проблемой, поскольку дискретные транзисторы имеют большие разбросы напряжений переходов база-эмиттер. Решается эта проблема с помощью цепи компенсации постоянной составляющей выходного напряжения УМЗЧ, в которую входит резистор R1 задания смещения на базы входных транзисторов VT2, VT3 и интегратор, реализованный на компонентах DA1, С17, С23, R29, R32. При использовании в интеграторе ОУ с малыми входными токами (желательно использовать ОУ с полевыми транзисторами на входе), уровень постоянной составляющей напряжения УМЗЧ приблизительно равен напряжению смещения ОУ DA1.

Рисунок 1 – Принципиальная схема УМЗЧ

      Негативное  влияние другого недостатка усилителей с токовой ОС — сравнительно небольшое подавление пульсаций питающих напряжений — значительно ослабляется за счет использования стабилизированных источников для питания входных повторителей, реализованных на VT1, VT4, HL1, HL2, R2—R4, R7, С4, С7.

      Резисторы R9, R10, зашунтированные конденсаторами С8, С9, по переменному току включены параллельно и одновременно выполняют две функции: стабилизируют ток покоя транзисторов VT5, VT6 и являются нижним плечом делителя напряжения цепи общей отрицательной ОС усилителя. Верхнее плечо делителя напряжения цепи ОООС образовано включенными параллельно по переменному току резисторами R12, R13.

      Следует особо сказать о назначении конденсаторов С15, С16. В процессе моделирования выяснилось, что при отсутствии этих конденсаторов и высокой скорости нарастания выходного напряжения УМЗЧ скорость увеличения эмиттерных токов транзисторов VT14, VT16 верхнего плеча буфера существенно превышает скорость уменьшения эмиттерных токов транзисторов VT15, VT17 нижнего плеча буфера. При быстром спаде выходного сигнала УМЗЧ события развиваются «с точностью до наоборот»: эмиттерные токи транзисторов VT14, VT16 уменьшаются медленнее, чем возрастают токи транзисторов VT15, VT17. Фактически складывается следующая ситуация: преобразователь ток-напряжение (отражатели тока) обеспечивают столь высокую скорость изменения входного напряжения буфера, что она вызывает динамическую перегрузку последнего. Динамическая перегрузка буфера имеет, как минимум, два негативных последствия:

• через пары транзисторов VT14, VT15 и VT16, VT17 протекают значительные пульсирующие сквозные токи;

•для  восстановления буфера после снятия перегрузки требуется определенное время.

Конденсаторы  С15, С16 форсируют процесс закрывания тех из транзисторов VT14—VT17, эмиттерные токи которых в данный момент должны уменьшаться, что практически устраняет динамическую перегрузку выходного буфера.

РАЗРАБОТКА  ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ 

      Разработка  принципиальной схемы ведется в  графическом редакторе Schematic. Подключаем библиотеки с компонентами. С помощью комнд Place Part на рабочее окно выводим все компоненты принципиальной схемы. Соединение компонентов проводами производим с помощью команды Place Wire.

      

     P-CAD Electrical Rules Check Report

     =====================================================================C:\Documents and Settings\DimonRRRRR\Рабочий стол\ОПСА\DimonRRRRR\SH\Dimon_X RE

     number3.erc: 

     ERC Report Options:

     -------------------

     Single Node Nets:   On

     No Node Nets:       On

     Electrical Rules:        On

     Unconnected Pins:        On

     Unconnected Wires:       On

     Bus/Net Rules:           On