一、 實驗目的
1. 研究整合運算放大器的組成及其工作原理。
2. 學習並掌握運用protel 99se軟體繪製整合運算放大器原理圖及pcb檔案。
二、 實驗原理
整合運算放大器是一種具有高電壓放大倍數的直接耦合多級放大電路。當外部接入不同的線性或非線性元器件組成輸入和負反饋電路時,可以靈活地實現各種特定的函式關係。**性應用方面,可組成比例、加法、減法、積分、微分、對數等模擬運算電路。
1 反相比例運算放大器
反相比例運算放大器電路是整合運放的一種最基本的接法,如圖2.6.1所示。電路的輸出電壓與輸入電壓的關係式為:。
圖1 反相比例運放電路
2 反相加法器
如果在運算放大器的反相端同時加入幾個訊號,接成圖2.6.2的形式,就構成了能對同時加入的幾個訊號電壓進行代數相加的運算反相加法器電路。電路的輸出電壓與輸入電壓的關係式為:。
圖2 反相加法器電路
3 差動運算放大電路
差動輸入運算放大器電路如圖2.6.3所示。
根據電路分析,該電路的輸出電壓與輸入電壓的關係式為:。該關係式說明了兩個輸入端的訊號具有相減的關係,所以這種電路又稱為減法器。同時,電路中同相輸入電路引數與反相輸入電路引數應保持對稱,即同相輸入端的分壓電路也應該由電阻和來構成,其中,。
圖3 差動運算放大電路
4 積分器電路
由運算放大器構成的基本積分電路如圖2.6.4所示,它的基本運算關係是:
當為恆定直流電壓時,即,,這時輸出電壓是隨時間作直線變化的電壓,其上公升(或下降)的斜率是,改變、或三個量中的任乙個量都可以改變輸出電壓上公升(或下降)的斜率。
積分器的反饋元件是電容器。無訊號輸入時,電路處於開環狀態。所以運算放大器微小的失調引數就會使得運算放大器的輸出逐漸偏向正(或負)飽和狀態,使得電路無法正常工作。
為了減小這種積分漂移現象,實際使用時應盡量選擇失調引數小的運算放大器,並在積分電容兩端併聯乙隻高阻值電阻以穩定直流工作點,構成電壓反饋,限制整個積分器電路放大倍數。但不能太小,否則將影響電路積分線性關係。
圖4 積分器電路
主要器件介紹:四運算放大器
lm324內部包括有兩個獨立的、高增益、內部頻率補償的運算放大器,適合於電源電壓範圍很寬的單電源使用, 也適用於雙電源工作模式,在推薦的工作條件下,電源電流與電源電壓無關。它的使用範圍包括感測放大器、直流增益模組和其他所有可用單電源供電的使用運算放大器的場合。lm324的封裝形式為塑封14引線雙列直插式。
特點★內部頻率補償
★ 直流電壓增益高(約100db
★ 單位增益頻帶寬(約1mhz)
★ 電源電壓範圍寬:單電源(3—32v);
雙電源(±1.5—±16v)
★ 低功耗電流,適合於電池供電
★ 低輸入偏流
★ 低輸入失調電壓和失調電流
★ 共模輸入電壓範圍寬,包括接地
★ 差模輸入電壓範圍寬,等於電源電壓範圍
★ 輸出電壓擺幅大(0至vcc-1.5v)
管腳排列圖
圖5三、 原理圖設計
畫如圖6所示的電路,圖中電路元件說明如表1所示。
表1 電路元件明細表
圖6 整合運放電路
使用protel 99se繪製原理圖如圖7,進行erc檢查,如圖8。
圖7 整合運放原理圖
圖8 erc檢查
生成網路表如圖9,生成元件清單列表如圖10。
圖9 生成網路表
圖10 生成元器件清單列表
四、 pcb設計
利用嚮導生成雙面板,載入網路表,根據pcb布局規則,自動布局及調整布局,根據pcb佈線規則自動佈線並手動調整,生成pcb電路圖,如圖11所示。
圖11 pcb電路圖
五、 pcb設計優化
調整佈線及線寬,加淚滴,覆銅,如圖12所示。生成3d圖,如圖13所示
圖12圖13 3d 示意圖
六、 實驗體會
通過運用protel 99se軟體繪製整合運放電路並生成pcb電路圖的實驗,在進一步理解整合運放電路工作原理的同時也學習並掌握了protel 99se軟體的應用。在實驗過程中,也遇到了一些困難,例如元器件在庫檔案中無法找到,生成pcb電路圖時網路表無法匯入等問題,但在老師耐心講解和自我努力下,最終還是找到了解決問題的辦法,這其實是對我自身學習能力的一種提高。所以,這次實驗的過程,不僅僅是專業知識和專業技能的學習和鍛鍊,更是一種學習方法的運用和掌握。
Protel 99SE學習總結
電技081 082178 楊智軒 先簡單介紹一下protel 99se 這門課程。protel 99se採用資料庫的管理方式。protel 99se軟體沿襲了protel以前版本方便易學的特點,內部介面與protel 99大體相同,新增加了一些功能模組,功能更加強大。新增的層堆疊管理功能,可以設計3...
protel99se使用經驗
網路錄入 雨辰 化石關鍵詞 protel99se protel繪圖經驗談蘇錫鋒筆者使用protel多年,積累了一些用其繪製電路圖的使用經驗和技巧,現將這些經驗和技巧成文,希望對大家用protel繪製電路圖有所幫助。經驗一 因為protel是專業電路設計軟體,可供電子類各專業設計人員和廣大電子愛好者使...
protel99se實習報告
一 實習目的 1 了解並掌握用protel軟體繪製簡單電路圖和電路板圖。2 掌握用protel軟體設計元件庫和封裝庫。二 實習內容 1 原理圖的繪製 學會如何建立乙個新的資料庫,啟動原理圖編輯器,設定原理圖編輯器的介面環境,了解各種工具欄的中各種工具的意義。學會設定圖紙,裝載元件庫。學會放置元器件,...