电路板设计范文1
关键词:PCB 电磁兼容 Protel 2004 Ansoft Designer 电磁场仿真
中图分类号:TN41 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)09-0155-02
1 引言
电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,EMC)是一门涉及通信、电子、计算机等方面的交叉学科,发展迅猛。主要研究在一定的空间、时间和频谱条件下,各个电子系统能共存且不引起性能降级的学科[1]。随着现代电路信号传输速度的不断增长,电子设备数量和类型越来越多,工作方式更加多样,频率范围逐步扩大,发射功率和接收灵敏度越来越高,更复杂的电磁环境对PCB质量提出了更加严格的EMC要求。传统的EMC分析方法效率低,周期长,费用多,难以满足要求。目前通常在电子产品设计初期,利用某些仿真软件分析产品EMC,有利于早期发现并解决EMC问题,提高产品开发效率和产品质量。
2 PCB设计中的电磁兼容问题
PCB中的电源模块引起的干扰主要是传导性的,在设计电源模块时,在电源线的关键地方需使用一些抗干扰元器件和屏蔽罩等;PCB中电源输入端口应该接上相应的上拉电阻和去耦电容。实践表明,影响EMC性能的主要因素是印刷电路板中的时钟电路,因为它的信号是周期性的方波,频谱是以基频整数倍展开的,分立的,频率越高能量越小。因此,电磁辐射的幅度和频率就是解决辐射EMC问题的关键。
PCB走线和输入输出口电缆是PCB上辐射的主要来源,特别是电缆辐射。原因是输入输出口电缆相当于一个效率很高的辐射天线。即使是传输频率很低信号的电缆上,也可能被PCB上的高频信号耦合产生很强的辐射干扰信号。辐射干扰主要包括共模干扰和差模干扰。同样,导线上传输的干扰电流也包括共模方式和差模方式。
2.1 差模干扰
差模电流从一根电源线流出,由另一根电源线返回,在系统两电源线间产生差模干扰电压。这就说明:差模干扰是属于在两导线之间传输的对称干扰。虽然干扰电流在导线上传输时可以共模或差模形式出现,但只有共模电流变为差模电流后,才会干扰有用信号。当差模电流流过电路中的导线环路时,将引起差模辐射。通常用小环形天线来模拟差模辐射干扰,假设环电流为I,换面积为S,在距离为r的远场处的电场强度[2]:
式中,E是电场强度,单位是V/m;f为频率,单位是Hz;S为面积,单位是m2;I为电流,单位是A;r为距离,单位是m;θ为测量天线与辐射平面的夹角。
由此可以得到解决差模干扰的思路包括:降低PCB的工作频率f,缩小信号环路面积s,降低信号电流的强度I。
2.2 共模干扰
共模干扰在导线与地之间传输,属于非对称性干扰。
多数共模辐射都是当外接电缆与具有高共模电压的某些部件接触时,由于接地回路中存在电压降,就会在接地回路中产生共模电流,相当于一个天线,形成共模辐射干扰。产品的辐射性能主要就是由共模辐射干扰决定。通常用用对地电压激励的、长度小于1/4波长的短单极子天线模拟共模辐射干扰,接地平面上长度为l的短单极子天线在远场r出的电场强度[2]:
3 PCB电磁兼容性仿真分析
3.1 仿真分析软件介绍
本文采用软件Protel 2004和Ansoft Designer2.2相结合仿真分析PCB的EMC问题。Protel2004是Protel公司开发的能实现从电学概念设计到输出物理生产数据,以及实现所有的分析、验证和设计数据管理的仿真软件。Ansoft Designer2.2采用了最新的视窗技术,是第一个将高频电路系统,板图和电磁场仿真工具无缝地集成到同一个环境的设计工具软件[9]。
3.2 PCB电磁兼容性仿真分析流程
我们主要采用Protel 2004设计出传感器信号采集系统的原理图和PCB板图,通过输出DXF格式文件,实现和Ansoft designer等软件的数据交换。PCB电磁兼容性仿真分析流程图如(图1)所示[3]。
3.3 建立PCB仿真模型
我们选用的传感器信号采集系统PCB板图如(图2)所示,PCB仿真模型如(图3)所示。
4 PCB电磁场近场仿真分析
Ansoft Designer2.2解析完成以后即可对结果进行后处理,我们需要的是PCB的EM近场分布图。根据需要,定义一个尺寸为x轴从1313.4mm到1406.61mm,y轴从1354.94mm到1436.65mm的平面,近场平面高度设为16.524mm。通过仿真获得频点在100MHz至1.1GHz初始相位皆为0度的近场电场分布图和近场磁场分布图,部分近场图如(图4)至(图5)所示:
分析(图4)和(图5),可以发现:PCB中出现三个高场强的区域,说明此区域中存在信号线和敏感元件;近场的场强随着频率的增加呈现增大的趋势;不同的频点,近场的最大值会发生偏移;布线密集区域明显近场强度相对较强;天线效应随着线的增长,频率的增加而明显增强。
5 优化设计后PCB电磁场近场仿真结果
以辐射强度最大的1GHz电流图和场图为参考依据,在仿真模型图中适当调整以上两块强场区中的信号线和敏感元件位置,使之远离强场区;调整高频激励走线的位置,将其往板边沿适量移动,远离易受干扰的信号线,并尽量平滑和减少弯角,适当增加走线宽度。
优化后电流强度、电场强度及磁场强度随频率变化趋势对比图如(图6至图8)所示。
对比优化前后1GHz电、磁场近场图我们也可以发现,电场强度较大的区域位置向输入端偏移减小,磁场强度较大区域范围缩小明显,对信号质量的影响将会显著减少,产品性能将得到提高。优化后1GHz电、磁场近场图对比如(图9)所示。
6 结语
本文对PCB进行预仿真分析,得到近场分布图,使PCB的电磁兼容分析有一个直观的参照物。利用场图的直观性,先确定几个主要干扰源的位置,根据电磁兼容性的要求有针对性的调整PCB的布局布线,在产品的设计阶段就可大体估计所设计PCB的电磁兼容性能,了解PCB上场的分布趋势。这对合理布局布线和产品满足电磁兼容要求起到了很大的帮助。从而可以大大提高产品性能,节约成本,缩短研发时间,加快产品进入市场步伐,为占领大的市场份额争取了宝贵时间,提高经济效益。
参考文献
[1]白同云,吕宵德.电磁兼容设计[M].北京:北京邮电大学出版社,2001.
电路板设计范文2
关键词:印制电路板 抗干扰 设计 可靠性
中图分类号:TN41 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)10(c)-0062-01
印制电路板(PCB)设计是电子产品生产过程中一项非常重要的系统工作,并随着电子制造业的不断发展,人们越来越认识到印制板电路设计的重要性。尤其是印制电路板的抗干扰设计,直接关系到设计产品的性能。所以,在电路板抗干扰设计中,主要包括三方面:一是抑制噪声源;二是切断噪声源;三是降低受扰设备的噪声敏感度。那么,具体而言,关键在于以下几点工作。
1 抑制噪声源,消除干扰原因
在抑制噪声源的过程中,主要基于辐射噪声的减少,以及器件的合理布局两个方面着手。具体如图1所示,是抑制噪声源、消除干扰的措施。
(1)减少辐射噪声。首先,在通常情况之下,处于正常工作状态的印制电路板会向外辐射噪声,进而形成噪声源;其次,在线路板中,由于谐振的出现,导致机壳向外产生辐射噪声;再次,电路板信号经过信号电缆向外辐射噪声,等等。所以,在减少辐射噪声的过程中,应注重三点:一是慎重选用器件:①挑选对热反馈影响小的器件;②器件老化问题的注重;二是使用多层PCB:一般情况下,应以中间层做电源线,并且电源线需要进行密封,两面进行绝缘处理;三是印制电路板“满接地”:在设绘高频线路板的过程中,应确保接地印制导线尽量粗,以便于器件更好地就近接地,进而有效的减少噪声辐射。
(2)合理布置布置。在实际情况中,如果印制电路板上的器件缺乏合理的布置,极易银帆PCB干扰。对此,需要注重印制电路板上的器件布局,确定PCB的大小、形状。这是因为,如果PCB尺寸过大,就会家常印制导线,进而降低了噪声的有效容限。但是,过小的PCB尺寸,也会由于尺寸过小而出现散热不良,并且导线邻近与器件邻近,加剧了相互之间的感应。
2 切断噪声传播途径
我们知道,噪声传播途径主要有两条:一是辐射干扰;二是传导干扰。针对不同传播途径,所采用的技术存在差异。具体如下图2所示,是两种传播途径下切断噪声传播途径的技术。
(1)传导干扰。在传导干扰中,经常采用接地技术与过滤技术对干扰进行抑制。其中,过滤技术是指,在频域上处理电磁噪声的技术。通常情况下,需首先需要正确的选择好滤波器,并且正确的安装,方可最大程度的发挥滤波器的作用,抑制印制电路板上的传导干扰。而在接地技术在克服电磁干扰方面应用最为广泛,尤其是在印制电路板上,电源线与地线尤为重要。例如,在双面板上,常采用的接地方法多为单点接地法,即电源一个接点、地一个接点从PCB上引出。
(2)辐射干扰。在印制电路板干扰设计中,辐射干扰常采用的技术多为屏蔽技术。该技术最简单又有效,具有显著的抗干扰性。其实,屏蔽技术就是导电的封闭面将其内外空间进行电磁性隔离,进而达到屏蔽、抗干扰的目的。
3 提高敏感器件的抗干扰性能
基于敏感器件抗干扰性能的提升,其有效措施有多种。在笔者看来,主要在于两个方面:一是妥善布设印制导线;二是合理布置板间配线。那么,具体而言,需要落实以下几点工作。
(1)印制导线的妥善布设。实现印制导线的有效布设,在很大程度上提高了PCB的抗干扰性能。于是,在布线工艺及原则上需要注意四点:①在布线条件满足的情况之下,布线应先是单面板,其次才是双面或者多层板。并且,在布线的过程中,应确保布线简单且均匀,布线的密度应基于PCB的实际情况进行合理的选择;②对于主要的信号线,在布线的过程中应处于板中央,且靠近接地线。与此同时,信号线以及信号回路线所形成的环面应做到精良的小;③对于外连信号线,一定要妥善布设,做到输入引线尽量短,进而有效的提高输入端阻抗能力;④在相邻布设面导向的处理过程中,应采取相互垂直的形式,以避免或减小寄生耦合。所以,在抑制导线的布设过程中,要基于有效的措施进行处理,最大程度的提高PCB敏感器件的抗干扰性能。
(2)板间配线的合理布置。从实际情况了容颜,板间配线的合理性与否,直接影响PCB的噪声敏感性。于是,在板间配线的布置过程中,需要做到全面检查、认真调整,从本质上确保板间配线的合理性。总而言之,,需要注意三点:①板间信号性不宜过长,且不能靠近电力线;②对于远程输送的信号,应进行有效的屏蔽保护;③为避免直流地与交流地的相互干扰,应严格进行分离。
总之印制电路板的抗干扰设计,是确保系统正常工作的重要基础。而基于上述,我们可以知道,印制电路板抗干扰设计主要在于三个方面的工作落实:首先,抑制噪声源,消除干扰原因;其次,切断噪声传播途径;再次,提高敏感器件的抗干扰性能。只有这样,才能最大程度的消除印制电路板的干扰。
参考文献
[1] 曾凤玉,曾凡雨.印制电路板设计与制作[M].北京:电子工业出版社,2002.
[2] 穆荣.实验室接地系统设计[J].电子产品可靠性与环境试验,2014(5).
电路板设计范文3
【关键词】Protel 99 SE;PCB;电路设计;调试
1.引言
Protel 99 SE是基于Windows的电子设计自动化(EDA)软件,PC平台电路设计系统。它集聚了计算机图形学、微电子工艺与结构学和计算数学等多学科于一体的先进技术,它是在Windows平台上开发出来的电子系统设计的软件工具。Protel 99 SE是澳大利亚的Protel公司于1999年推出的,并与2000年进行了改进。Protel 99 SE不仅在绘制原理图、PCB板布局布线等方面功能非常完善,其具有强大便捷的编辑功能、卓有成效的检测手段和完善灵活的设计管理方式,已成为众多电子线路设计者首选的计算机辅助设计软件。
Protel 99 SE采用了SmartDoc、Smart—Team、SmartTool三大技术,采用了客户/服务器体系结构。为原理图设计和电路板印制提供了交互友好且高效强大的设计环境,如果设计者不够谨慎也容易出现致命性毁坏,本文是基于Protel 99 SE在PCB板设计过程中出现的“死穴”问题着重加以分析解决。
2.PCB图设计流程
虽然PCB设计工作纷繁复杂,但是也有合理的制作流程的,电路设计的最终目的就是为了制作电子产品,而电子产品的物理结构是通过印制电路板来实现的,原理图设计是前期准备工作。画PCB板按流程,一可以养成良好的习惯,二可以避免出错。PCB设计流程如图1。
3.印制电路板设计及分析
印制电路板设计的好坏对印制电路板抗干扰能力影响很大。因此在进行PCB设计时,必须遵守PCB设计原则,符合抗干扰的要求。除了以上的原则和要求外,还必须做好印制电路板参数的设置及分析,如图2所示。
3.1 PCB物理边框设计
制作合适封闭的物理边框对以后的元件布局、走线、抗噪声及散热来说是基本平台,也对自动布局起着约束作用,否则,从原理图过来的元件会不知所措。但这里一定要注意精确,无论尺寸是大还是小会引起散热不好,造成对邻近线产生干扰,还可能造成成本上升。也会给安装问题就麻烦了;拐角处用圆弧,一可以避免尖角划伤人,二又可以减轻应力作用,如图3所示。
3.2 元件和网络的设计
把元件和网络引入画好的边框中应该很简单,但是往往会出小问题,这时要按提示错误一个一个地解决;问题大致如下:元件的封装形式找不到,元件网络问题,有未使用的元件或管脚等,对于设计者来说对照提示可以很快解决问题,这里就不在累述。
3.3 元件布局设计
元件的布局与走线是印制电路板的关键环节,对产品的寿命、稳定性、电磁兼容都有很大的影响,应该需要特别注意的地方。元件布局原则如下:
3.3.1 元件放置顺序
先放置与结构有关的固定位置的元器件,如电源插座、指示灯、开关、连接件之类,这些器件放置好后用软件的LOCK功能将其锁定,使之以后不会被误移动。再放置线路上的特殊元件和大的元器件,如发热元件、变压器、IC等,最后放置小器件。
3.3.2 注意散热
元件布局还要特别注意散热问题;对于大功率电路,应该将那些发热元件如功率管、变压器等尽量靠边分散布局放置,便于热量散发,不要集中在一处,也不要与高电容太近以免使电解液过早老化。
3.4 布线设计及规则
合理布线不仅与产品的样式与结构有关;而且还影响其性能;具体布线原则。
1)高频数字电路走线要细一些、短一些好;大电流信号、高电压信号与小信号之间应该注意隔离(隔离距离与要承受的耐压有关,通常情况下在2kv时板上要距离2mm,许多情况下为避免爬电,还在印制线路板上的高低压之间开槽。);
2)两面板布线时,两面的导线宜应相互垂直、斜交、或弯曲走线,避免相互平行,以减小寄生耦合;作为电路的输人及输出用的印制导线应尽量避免相邻平行,以免发生回授,在这些导线之间最好加接地线;
3)走线拐角尽可能大于90度,杜绝90度以下的拐角,也尽量少用90度拐角;同是地址线或数据线,走线长度差异不要太大,否则短线部分要走弯线做补偿;走线尽量走在焊接面,特别是通孔工艺的PCB;尽量少用用过孔及跳线;
4)单面板焊盘必须要大,焊盘相连的线一定要粗,一般的单面板厂家质量不会很好,否则对焊接和RE—WORK都会有问题;大面积敷铜要用网格状的,防止板子产生气泡和因为热应力作用弯曲,但在特殊场合下要考虑GND的流向,大小,不能简单的用铜箔填充了事;
5)元器件和走线不能太靠边,一般的单面板多为纸质板,受力后容易断裂,如在边缘连线或放元器件就会受到影响;必须考虑生产、调试、维修的方便问题;
对模拟电路来说处理以上问题很重要,对于功放电路,极微小地噪声都会因为后级的放大对音质产生明显的影响;在高精度A/D转换电路中,如果地线上有高频分量存在将会产生一定的温漂,影响放大器的工作,这时可在PCB板的四个拐角处加上去藕和电容,一脚和板子上的地线连,一脚连到安装孔上去(通过螺钉和机壳连),这样可将此分量滤去,放大器及A/D也就稳定。
另外,电磁兼容问题在目前人们对环保产品倍加关注的情况下显得更加重要。一般来说电磁信号的来源有3个:信号源,辐射,传输线。晶振是常见的一种高频信号源,在功率谱上,晶振的各次谐波能量值会明显高出平均值。可行的做法是控制信号的幅度,晶振外壳接地,对干扰信号进行屏蔽,采用特殊的滤波电路及器件等。
需要特别说明的是蛇形走线,因为应用场合不同其作用也不同,在电脑的主板中用在一些时钟信号上,如PCICIK、AGP—CIK,它的作用有两点:
1)阻抗匹配;
2)滤波电感。
对一些重要信号,如INTELHUB架构中的HUBLink一共13根,频率可达233MHz,要求必须严格等长,以消除时滞造成的隐患,这时,蛇形走线是唯一的解决办法。一般来讲,蛇形走线的线距等于或大于2倍的线宽;若在普通PCB板中,除了具有滤波电感的作用外,还可作为收音机天线的电感线圈等。
3.5 PCB板调整完善
完成布线后,要做的就是对文字、个别元件、走线做些调整以及敷铜(不宜太早,否则会影响速度,又给布线带来麻烦),同样是为了便于进行生产、调试、维修。
敷铜通常指以大面积的铜箔去填充布线后留下的空白区,可以铺GND的铜箔,也可以铺VCC的铜箔(但这样一旦短路容易烧毁器件,最好接地,除非不得已用来加大电源的导通面积,以承受较大的电流才接VCC)。包地则通常指用两根地线(TRAC)包住一撮有特殊要求的信号线,防止它被别人干扰或干扰别人。
3.6 PCB板检查与核对网络
设计者有时候会因为误操作或疏忽造成所画的板子的网络关系与原理图不同,这时检察核对是很有必要的;首先应先核对,再进行后续工作,如图4。
完成以上工作后,还可进行软件仿真;特别是高频数字电路,这样可以提前发现问题,减少调试工作量。
4.结束语
最强大的功能体现在印制电路板的设计上,本文着重介绍了印制电路板的设计及存在的问题探讨并在分析的基础上给予了解决。希望能给设计者很好的帮助,如能依据上述程序,一定会起到事半功倍的效果。
参考文献
[1]王延才.电路线路CAD Protel 99 SE[M].北京:机械工业出版社(2版),2007.
[2]宗荣芳.基于Protel DXP的电路仿真设计[J].电子工程师,2005,31(1):40—41,47.
[3]张金美等.基于Protel 99 SE的模拟电路的仿真分析与设计[J].信息化研究,2010(3).
[4]武朝华等.基于Protel 99 SE的模拟电路仿真分析[J].科技信息(学术版),2007,29.
作者简介:
王宗祥(1970—),安徽全椒人,装甲兵学院作战实验中心教员,主要从事单片机、微机测控技术的软、硬件设计及教学工作。
电路板设计范文4
【关键词】PCB设计;噪声;抑制。
中图分类号:S611文献标识码: A
0.引言
PCB设计及制作技术的发展直接带动着大规模集成电路产业的发展,而集成电路在各行业领域的应用也日趋宽泛,因此PCB设计中的噪声抑制问题也变得越来越重要,特别是在军工、航空航天等对产品要求极为严苛的领域,PCB板上的噪声问题如果没有得到妥善解决可能会带来严重的后果。
1.PCB中的热干扰及抑制
元器件在工作时都有一定程度的发热,尤其是有大电流流过的功率器件,所发出的热量会对周边温度敏感器件造成很大干扰,若干扰不能得到有效的抑制和消除,就会对整个电路的电学特性造成影响,甚至会造成短路的后果。
1.1 发热器件及温度敏感器件的放置
发热较大的器件不能贴板放置,贴板会导致整个电路板温度过高,可以将发热量较大的器件单独设计成一个功能模块,放在系统边缘远离敏感器件并且散热较好的区域。大功率器件应尽量靠近系统边缘,且在分层布置时将发热器件布置在整板上方,使其产生的热对电路板的影响降到最小;对于温度敏感器件,则要放置在温度最低的区域,并且远离大功率器件,保证其工作环境基本稳定。
1.2器件的排列与空气对流散热
一般情况下,设备内部均以空气对流进行散热,元器件应以利于空气对流的纵式排列;而且,为减小功率器件对整个系统的温度影响,可以辅以相应的散热器件引导热对流,加速热量的扩散。
2.PCB设计中的共阻抗干扰及抑制
共阻干扰是由PCB上大量的地线造成的,当两个或两个以上回路共用一段地线时,不同回路电流在共用地线上产生一定压降,此压降经放大就会影响电路特性,特别是在电流频率很高时,会产生很大的感抗而使电路受到干扰,可以采取以下措施对这种干扰加以抑制。
2.1 单点接地和就近多点接地。
在信号频率小于1MHz的低频电路中,布线和器件间的电感影响较小,而接地电路形成的环流干扰较大,同级电路的接地点尽量集中。为防磁场干扰,通常设置大量的地线分布在电路板的边缘,对于信号频率大于10MHz的高频电路,各级电路就近接地防止地线太长。
2.2大面积接地
在高频电路中将PCB电路板上所有不用的面积均布设成地线(整体覆铜),以减少地线中的感抗,从而削弱地线上产生的高频信号并对电场干扰起到屏蔽作用。另外,如果地线过细,会使接地电位随电流的变化而变化,造成电子设备的定时信号不稳,抗噪声性能降低,因此地线应适当加粗。
2.3模拟地和数字地隔离
数字信号需要稳定的参考,地线电平的波动可能会造成数字信号的错乱,而模拟地通常包含各种各样的噪声,因此数字地与模拟地应分别于电源的地线相连,或者通过磁珠或零欧姆电阻实现共地。
3.电磁干扰及抑制
电磁干扰是由于电磁效应产生的干扰,由于PCB上的元器件及布线越来越密集,如果设计不当就会产生电磁干扰。而对于有电源布线、信号布线产生的电磁干扰,可以分别采取不同的措施加以抑制。
3.1 电源布线引起的电磁干扰
由于整个系统的电流都要最终汇集到电源线和地线上,电源和地的布线要尽量宽,以减小流过电流带来的压降;还可以在电源输入端并联较大的和较小的滤波电容,起到旁路滤波的作用,使电源保持平稳;另外,地线要靠近供电电源母线和信号线,因为电流在导线上传输会产生回路电感,地线靠近,回路所围的面积减小,电感量减小,回路阻抗减小,从而减小电磁干扰耦合。
3.2信号线布线引起的电磁干扰
为减小信号线之间的干扰,不同功能单元电路(数字电路和模拟电路、高频电路和低频电路)分开设置,布线图形应易于信号流通(拐角使用圆弧或者不小于90°角的折线)且信号流向尽可能保持一致;另外应合理利用屏蔽和滤波技术,注意强电和弱电之间的隔离,防止串扰;在器件的选用上也要合理,保证器件的工作频率符合需求,不要使用频率冗余较大的器件;在器件的位置安排上,容易受到电磁干扰的元器件之间要有一定的距离(通常不小于信号波长的四分之一),高频器件周围应布置栅格状大面积覆铜,屏蔽电磁辐射;输入器件与输出器件应尽量远离,并且做到安全接地。
4 结语
一般而言,使用以上的基本抗干扰措施,可消除印制板90%左右的常见干扰。由于硬件的可靠性是设备的复杂性函数,要消除一些特殊的、小概率的干扰,就要采用特殊的、更复杂的硬件抗干扰电路。但过多地采用硬件抗干扰措施,会明显提高产品的常规成本,且硬件数量的增加,还会产生新的干扰,导致系统的可靠性下降。所以应根据设计条件和目标要求,合理采用一些硬件抗干扰措施,提高系统的抗干扰能力。
电路板设计范文5
1负反馈对放大器的影响
放大电路中经常引入各种类型的负反馈,用以改善放大电路的性能,本实验板引入了多条本级和级间负反馈支路。为使学生能够更直观深刻地理解负反馈对放大器性能的影响,实验板上设置了J2、J3开关供测试使用,某组测试内容和数据如表1所示。从表1测试结果可以看出,J2闭合(即级间深度负反馈引入)时,J3的断开或者闭合(局部负反馈的变化)基本不影响整个电路的增益。J2断开(即断开级间深度负反馈)时,J3的断开或者闭合(局部负反馈的变化)对整个电路的增益影响比较大,实验结论与理论分析相符合。表1测试数据还表明,放大器增益增大的同时,通频带变窄,即电路参数和三极管确定的情况下,电路的增益带宽积为一常数。
2电容对放大器通频带的影响
衡量放大器性能的一个重要指标是通频带,为了研究影响放大器通频带的因素,本实验板设置了开关J5和J4控制极间电容C5、C6的接入,具体测试内容和数据如表2所示。由表2测试数据可以看出,三极管集—基等效电容(即极间电容C5、C6)主要影响放大器的上限截止频率fH,极间电容越大通频带越窄。极间电容C5、C6构成交流信号的负反馈回路,在低频段时容抗很大视为开路,在高频段时使信号的放大倍数减小,上限截止频率fH减小。在实际工作中应注意三极管极间电容对电路通频带的影响,要有效增大fH,应选用Cb'c较小的管子。实验板设置了开关J1控制电容C1的接入。开关J1对电路通频带的影响测试数据如表3所示。由表3测试数据可以看出,放大电路中的电容C1主要影响放大器的下限截止频率fL,对上限截止频率影响很小。原因是电容C1较大,高频段时容抗非常小,近似短路。低频段时容抗不可忽略,频率越低容抗越大,阻碍越大,放大倍数越小,使下限截止频率fL越高。本实验板加入电容C1和电阻R1组成高通电路,滤除低频噪音信号,使本实验板的性能更好。
3结束语
电路板设计范文6
关键词:工作过程 项目化教学 电子线路板设计
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)11(c)-0147-01
《电子线路板设计》课程是一种电子设计自动化软件,主要用于电路原理图设计、印制电路板(PCB)设计、可编程逻辑器件((PLD)设计和电路信号仿真,是电子信息技术、应用电子技术等专业开设的必修课。在传统的教育和培训中,《电子线路板设计》课程通常分为两个环节:理论与上机,教学中老师起主导地位,学生被动的接收老师的知识,从而降低了学生的学习兴趣。 因此,为全面打破传统的教学模式及其弊端,并倡导学生为核心的教学模式,充分调动学生的学习主观能动性,项目教学孕育而生。
1 基于工作过程的教学思想
基于工作过程的项目化教学主要是以学生为整个教学过程的核心,重在学生参与学习过程,教师在教学过程中起指导与引导作用。项目化教学能使学生在学习情境中培养分析问题和解决问题的能力,学习理论和职业技能,培养综合职业能力。
2 基于工作过程导向的“电子线路板”课程设计
项目的设置是“项目化教学”成功的关键。项目设计应依据教学目标,以工作过程为依据,既要与书本的知识紧密结合,又要符合学生的实际情况,逐渐提升学生技能。
电子线路板设计采用项目化教学,每个项目设计成两个教学情境:原理图设计、印制电路板设计。每个项目都有重点,并且都是完整的电子线路板制作过程,学习者在完成不同项目的过程中,可以由浅入深、由易到难学习protel99se软件,同时也学习了电子线路板的设计思路。(如表1)
3 教学点评
教学点评是项目化教学的重要的环节,每一个项目完成后,教师应及时要求学生总结项目重点、难点,列出项目中易出现的错误及存在的问题,教师根据学生在项目实施中的问题,进行详细讲解与演示,有利于学生更好的掌握知识和技能,提高学生的学习主动性,可取得更好的教学效果。
4 总结
项目驱动教学法,克服了传统教学模式重结果不重过程、重理论讲解不重操作等缺点,项目化教学以项目作为驱动,整个教学过程可充分体现学生的主体地位和教师的引导作用,调动学生的学习积极性、提高学生分析、解决问题的能力,为学生的可持续发展奠定基础。
参考文献
[1] 蒲虹桥.基于工作过程的Prote199SE电路辅助设计的教学实践[J].成都航空职业技术学院学报,2011.
[2] 曾晓等.基于Propel DXP的印刷电路板设计[J].现代电子技术,2006.
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