protel课程设计要点.pdf
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1、沈阳理工大学 Protel软件训练课程设计 摘 要 本文介绍了一种新型无线遥控音乐门铃, 它采用具有编码功能的遥控发射- 接收 专用集成电路 . 结合高音质机电式音乐门铃做声源, 成为一种声音动听、门铃按钮与 声源之间免去连线、安装方便的新型遥控高音质门铃. 这种门铃具有功耗低规划和经 营方针,成为摆在我国无线音乐门铃企业面前亟待解决的问题。无线遥控门铃企业 的发展需要我们不断研究、 不断创新, 向着产品智能化、 数字化、信息化方向发展。 传统的门铃都为有线门铃,使用方便,极大地方便了大家的生活。如果在豪门 大院或经常听不到门铃声的房主,有时总会不能及时接待来客,很是尴尬。现介绍 如何制作一款
2、无线遥控门铃,方便主人在房内各地使用,将门铃按钮安装在门上, 来访者只要按下按钮,放在客厅、厨房或卧室的接收主机就会响起“叮咚”声或乐 曲声,宏亮悦耳,告知有客人来了,距离在几米到几十米,一般都有15 到 20 米远 的距离。无线的门铃极大的方便了人们的生活。无线门铃充分利用了现代的科技, 发挥集成电路的特色,使制作的成本大大的降低,同时比传统的有线门铃很有多的 优势,具有方便快捷的特色! 本文通过对无线电子门铃接收端与发射端电路原理图绘制及印刷电路板的设 计,主要阐述了用Protel 99 se软件来实现电路绘制以及双面印刷板建成的方法, 通过电路图的设计训练,掌握protel 99 se软
3、件的操作过程。 关键词 :无线电子门铃; Protel 99 se ;电路原理图;印刷电路板。 沈阳理工大学 Protel软件训练课程设计 目 录 1. Protel软件介绍?1 2. 无线电子门铃基本原理介绍?2 2.1信号发射端原理介绍 ?2 2.2 信号接收端原理介绍 ?3 3. protel 99 se软件绘制原理图?4 3.1创建 protel文件 ?4 3.2 元器件放置 ?5 3.3 原理图绘制 ?8 4. Protel 99 se软件制作 PCB图?11 4.1 元器件的布线和封装说明?11 4.2发射端的 PCB图?12 4.3 接收端的 PCB图?13 5. 设计总结?16
4、 6. 参考文献?17 沈阳理工大学 Protel软件训练课程设计 1 1. Protel软件介绍 Protel99se是 90 年代初由澳大利亚Protel Technology公司研制开发的应用 于 Windows操作系统下的 EDA设计软件,采用设计库联网模式,具有很强的数据交 换能力和开放性及3D模拟功能,是一个32 位的设计软件。共分5 个模块,分别是 原理图设计、 PCB设计(包含信号完整性分析) 、自动布线器、 原理图混合信号仿真、 PLD设计。 Protel99se 软件中提供了 SIM99se数模混合仿真器集成软件可以对许多电子线 路进行模拟设计, 模拟运行,反复修改。提供了
5、接近 6000 个仿真元件和大量的数学 模型,可以对电工电路,低频电子线路、高频电子线路和脉冲数字电路在一定范围 内进行仿真分析。仿真结果以多种图形方式输出,直观明了,可以单图精细分析, 也可以多图综合比较分析、并可通过不同的角度进行分析,以获得对电路设计的准 确判断。它的主要特色有: (1)可生成 30 多种格式的电气连接网络表; (2)强大的全局编辑功能在原理图中选择一级器件,PCB中同样的器件也将被 选中; (3)同时运行原理图和PCB ,在打开的原理图和PCB图间允许双向交叉查找元 器件、引脚、网络; (4)满足国际化设计要求(包括国标标题栏输出,GB4728国标库) ; (5)方便易
6、用的数模混合仿真(兼容SPICE 3f5 ) ; (6)强大的“规则驱动”设计环境,符合在线的和批处理的设计规则检查; (7)智能覆铜功能,覆铀可以自动重铺; (8)放置汉字功能; (9)可以输入和输出DXF 、DWG 格式文件,实现和AutoCAD等软件的数据交 换; 除此之外 Protel还有诸多便捷的功能,因此它当之无愧地排在众多EDA软件的 前面,是电子设计者的首选软件,它较早就在国内开始使用,在国内的普及率也最 高,有些高校的电子专业还专门开设了课程来学习它,几乎所有的电子公司都要用 到它,许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用 PROTEL 。它在现代电子线路
7、设计方面扮演着越来越重要的角色,使得以前许多繁重 的工作越来越省时省力。 本设计中仅仅是基本的运用Protel进行简单的电路原理和 PCB图的绘制,算是大致学习Protel软件的基本使用方法吧。 沈阳理工大学 Protel软件训练课程设计 2 2. 无线电子门铃基本原理介绍 无线的电子门铃主要包括以下几个主要部分:触发开关,信号发射端,信号接 收端,音频功放电路。当客人来到家门口时,按下触发开关时,会使信号发射端发 射出一个调频信号,通过信号接收端对调频信号解调,经过解调后的信号通过音频 功放电路发出悦耳的音乐声音,提醒主人有客人来访,主人做出抉择:开门与否。 原理框图如图 2.1 所示。 2
8、.1 信号发射端原理介绍 本次设计的发射模块采用振荡器产生发射信号,并通过功率放大器放大后发射 出去。设计的电路框图如图2.2 所示。 图 2.2 发射极原理框图 LC电容三点式振荡器产生的高频信号送入高频功率放大器,这里采用的是电容 三点式振荡器,增加回路总电容和减小三极管与回路之间的耦合来提高振荡回路的 标准性,使振荡频率的稳定度得以提高。 高频功率放大器用于发射机的末级,将高频信号进行功率放大,以满足发送功 率的要求,然后经过天线将其辐射到空间,保证在一定区域内的接收机可以接收到 满意的信号电平,并且不干扰相邻信道的通信。 为了确保高频功率放大器能够接收到信号的高频率稳定度,在 LC谐振
9、电路的输 出极加一个射极跟随器作为缓冲器。 图 2.1 无线电子门铃框图 沈阳理工大学 Protel软件训练课程设计 3 1.LC 振荡器 本设计的发射模块采用LC电容三点式振荡器作为信号的发生器, 这里应用的是 一种改进型的电容三点式振荡器,即西勒振荡器。西勒振荡器由起能量控制作用的 放大器、 将输出信号送回到输入端的正反馈网络以及决定振荡频率的选频回路组成。 没有输入信号,而是由本身的正反馈信号代替,当振荡器接通电源后,即开始有瞬 变电流产生,经不断的对它进行放大、选频、反馈、再放大等多次循环,最终形成 自激振荡,把输入信号的一部分送回输入端做输入信号,从而产生了一定频率输出 的正弦波信号
10、输出。 2. 缓冲器 为了得到高频率稳定度的信号, 在 LC振荡器和高频功率放大器之间要接一个射 极跟随器,射极跟随器对信号的放大倍数基本上为1,它的输入阻抗高,对前一级 电路影响小,输出阻抗低带负载能力强。 3. 高频功率放大器 高频功率放大器用于发射机的末级,作用是将高频已调波信号进行功率放 大,以满足发送功率的要求,然后经过天线将其辐射到空间,保证在一定区域 内的接收机可以接收到满意的信号电平,并且不干扰相邻信道的通信 。为了获 得较高的效率 及最大输出功率 POM 将丙类功放的工作状态选为临界状态。功放级 将前级送来的信号用倍频器(功放管为2N2222 )进行功率放大,使负载(天线)上
11、 获得满足要求的发射功率。任务中要求整机效率较高,则应采用丙类功放。 2.2 信号接收端原理介绍 由图 2.1 可以看出来,当客人触发开关后, 会使信号发生端产生一个音频信号, 之后信号接收端接收音频信号,经过处理给音频功放电路。 由于在空间中接收到的都是高频小信号,为了将接收到的高频小信号放大,必 须采用一个高频小信号放大器,如图2.3 为高频小信号放大器作为接收信号的原理 框图。 图 2.3 信号接收端的原理框图 高频小信号放 大器 分频器 蜂鸣器 信号信号 沈阳理工大学 Protel软件训练课程设计 4 1. 高频小信号放大器 高频小信号放大器是利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控
12、制作用将 电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波, 即交流信号电流,三极管的集电极电流永远是基极电流的倍,是三极管的交流 放大倍数,应用这一点,若将小信号注入基极,则集电极流过的电流会等于基极电 流的倍,然后将这个信号用隔直电容隔离出来,就得到了电流( 或电压 )是原先的 倍的大信号,这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流及电压放大,就完 成了功率放大。 2. 分频器和蜂鸣器 分频器将由小信号发生器发送出来的信号分频成中频信号,同时将模拟信号转 换成数字信号,驱动蜂鸣器发声。 3. protel 99 se软件绘制原理图 3.1 创建 protel文件 P
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