大学电子CAD实训报告总结文档.doc

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1、 大学电子cad 实训报告总结 实训设计题目：多功能声控延时台灯一、设计目的和任务本次实训设计主要是结合模拟电子技术和电子CAD的两门课程，起到巩固所学知识，加强综合能力，培养电路设计能力，提高实验技术，启发创新思想的效果。通过实训查找资料能独立设计一个电路。二、课程设计流程确定设计方案原理图设计和编辑元器件选择PCB设计实验报告三、设计各项功能以及方法1）控制目的和方法控制对象:台灯控制目的：夜间响铃获摘机（电话机台灯自动亮，按下延时轻触按钮45s后灯会自行熄灭。控制方法：当响铃或摘机有电流流过 IC通过控制电路台灯即发。2）电路组成输入：桥式振流电路和光电耦合电路。由4个二极管和1个光电耦

2、合器组成。光控电路。MG光敏电阻及RP滑动电阻器组成。负脉冲产生电路。VT三极管和R1电阻组成。单稳态触发电路。555时基电路IC2和VD5R5W及阻容元件组成。晶闸管开关电路及电源电路。VSVD6R6等组成。四、原理图设计工作原理：1该电路集多种用途于一体，主要由光电耦合电路、光控电路、负脉冲产生电路、单稳态触发电路、晶闸管开关电路及电源电路组成。RESVD6C5RP648/400V1N4001470KIC1R2R34N253k1megR6VCCVD1VD2VD51meg1N40011N40011N400148IC2RESETVCCR52TRIG68KVD42VD31N40011N40016

3、3VT1THOLDOUTMAC15A6VD7S12V12SW-PBCVOLT7R4UDISCHG7.5kGND330KVT12N2102NE55515AC220VMGR1C1C2LEDC415/10VC3103103470/25V2meg 图1-1多功能声控延时台灯电路A1、A2串接于电话线路中，当响铃或摘机有电流通过 IC时，内部发光管发光使VT对应光敏管导通，获基极电压饱和导通，给单稳触发器 IC2的2脚送入负脉冲，出高电平，VS触发极获电流开通220V交流回路，使IC2翻转进入暂态，3脚输1 / 8 点亮灯H。通话完毕挂机后整个电话灯电路恢复自行熄灭。作延时灯使用时其原理同上。该电路有M

4、G、RP组成光控电路，白天或室内有其他照明灯光时，由于藏于台灯座旁受光孔内的MG受光照射呈底阻，使VT基极偏置减小，即使IC1导通工作，VT始终保持截止状态，整个电路不工作，灯 H不亮，只有夜间和无灯光时H才点亮。电路设置的VD5、R5、W可调触发电路，可调节晶闸管VS导通角，使灯平时用于调光照明。两种触发方式一样，响铃获摘机时电话灯电路任正常工作，同时有LED指示。电路平时接上交流电源，灯H不亮时不耗电，不设调光灯开关，关灯时只需调灭灯即可。五、元件选择一）一般元件表1-1电器元件参数表序号名称代号型号规格数量1光电耦合器IC14N2512时基集成电路IC2NE55513开关管VT2N189

5、314晶闸管VS97A6、97A815稳压管VD72CW601/2W12V16光敏电阻MGMG45亮阻小于1k17电容C5CBB丙烯电容耐压18云母电容C2C4400V39电解电容C1CAP110灯管HCAP2111滑动电阻RP25W112碳膜电阻RRPOT613开关SRES1SW-PB二）主要元器件介绍1时基电路555图1-2555时基电路是一种将模拟功能与逻辑功能巧妙结合它设计新颖，构思奇巧，用途广泛，备受电子专业设计人员和电子爱好者的青睐，人们将其戏称为伟大的小IC。1972年，美国西格尼蒂克斯公司Signetics研制在同一硅片上的组合集成电路。出TmerNE555双极型时基电路，设计

6、原意是用来取代体积大定时精度差的热延迟继电器等机械式延迟器。但该器件投放市场后，人们发现这种电路的应用远远超出原设计的使用范围，用途之广几乎遍及电子应用的各个领域，需求量极大。美国各大公司相继仿制这种电路1974年西格尼蒂克斯公司又在同一基片上将两个双极型555单元集成在一起，取名为NF556。1978年美国英特锡尔公司Intelsil研制成功CMOS型时基电路ICM5551CM556后来又推出将四个时基电路集成在一个2 / 8 芯片上的四时基电路 558由于采用CMOS型工艺和高度集成，使时基电路的应用从民用扩展到火箭、导弹卫星航天等高科技领域。在这期间，日本、西欧等各大公司和厂家也竞相仿制

7、、生产。尽管世界各大半导体或器件公司、厂家都在生产各自型号的555556时基电路，但其内部电路大同小异，且都具有相同的引出功能端。图中示出了美国无线电公司生产的 555时基电路的内部等效电路图。等效功能电路:鉴于各种双极型的 555集成块的内部电路大同小异，下面我们以CA555为例分析其内部电路和原理。从CA555时基电路的内部等效电路图中可看到，VTl-VT4、VT5、VT7组成上比较器 Al，VT7的基极电位接在由三个 5k电阻组成的分器压的上端，电为压8532VDD；VT9-VT13 组成下比较器 A2，VTl3的基极接分器压的下端，参考电位为 8531VDD。在电路设计时，要求组成分器

8、压的三个5k电阻的阻值严格相等，以便给出比较精确8532VDD。VTl4-VTl7与一个4.7k的正反馈电阻组合成一个双稳态触发电路。VTl8-VT21组成一个推挽式功率输出级，能输出约 200mA的电流。VT8为复位放的两个参考电位 8531VDD和大级，VT6是一个能承受50mA以上电流的放电晶体三极管。双稳态触发电路的工作状态由比较器A1、A2的输出决定。555时基电路的工作过程如下：当2脚，即比较器A2的反相输入端加进电位低于8531VDD的触发信号时，VT9、则VTll导通，给双稳态触发器中的VTl4提供一偏流，使VTl4饱和导通，它的饱和压降Vces箝制VTl5的基极处于低电平，V

9、Tl5截止，VTl7饱和，使从而使VTl8截止，VTl9导通，VT20完全饱和导通，VT21截止。因此，输出端3脚输出高电平。此时，不管6端阈值电为压何种电平，由于双稳态触发器 VTl4-VTl7中的47k3电阻的正反馈作用VTl5的基极电流是通过该电阻提供的，脚输出高电平状态一直保持到6脚出现高于8531VDD的电平为止。当触发信号消失后，即比较器 A23 / 8 反相输入端 2脚的电位高于 8531VDD，则VT9、VTll截止，VTl4因无偏流而截止，此时若6脚无触发输入，则VTl7的Vces饱和压降通过4.7k电阻维持VTl3截止，使VTl7饱和稳态不变，故输出端 3脚仍维持高电平。同

10、时，VTl8的截止使VT6也截止。当触发信号加到 6脚时，且电位高于 8532VDD 时，VTl、则VT2、VT3皆导通。此时，若2脚无外加触发信号使 VT9、VTl4 截止，则VT3 的集电极电流供给VTl5 偏流，使该级饱和导通，导致VTl7 截止，进而VTl8 导通，VTl9、VT2。都截止，VT21 饱和导通，故 3脚输出低电平。当 6脚的触发信号消失后，即该脚电位降至低于 8532VDD 时，则 VTl、VT2、VT3 皆截止，使 VTl5 得不到偏流。此时，若 2脚仍无触发信号，则 VTl5 通过4.7k 电阻得到偏流，使 VTl5 维持饱和导通，VTl7 截止的稳态，使 3脚输出

11、端维持在低电平状态。同时， VTl8 的导通，使放电级VT6饱和导通。通过上面两种状态的分析，可以发现：只要2脚的电位低于8531VDD，即有触发信号加入时，必使输出端3脚为高电平；而当6脚的电位高于8532VDD时，即有触发信号加进时，且同时2脚的电位高于 8531VDD时，才能使输出端 3脚有低电平输出。4脚为复位端。当在该脚加有触发信号，即其电位低于导通的饱和压降 0.3V时，VT8导通，其发射极电位低于 lV，因有D3接入，VTl7为截止状态，VTl8、VT21饱和导通，输出端3脚为低电平。此时，不管2脚、6脚为何电位，均不能改变这种状态。因VT8的发射极通过 D3及VTl7的发射极到

12、地，故 VT8的发射极电位任何情况下不会比 1.4V电压高。因此，当复位端4脚电位高于1.4V时，VT8处于反偏状态而不起作用，也就是说，此时输出端3脚的电平只取决于 2脚、6脚的电位。根据上面的分析，CA555时基电路的内部等效电路可简为化如图所示的等效功能电路。显然，555电路或者专556电路内含两个比较器A1和A2、一个触发器、一个驱动器和一个放电晶体管。两4 / 8 个比较器分别被电阻 R1、R2和R3构成的分压器设定的 8532VDD 和8531VDD。参考电压所限定。为进一步理解其电路功能， 并灵活应用 555 集成块，下面简要说明其作用机理。从图 15 可见，三个 5k 电阻组成

13、的分压器， 使内部的两个比较器构成一个电平触发器，上触发电平为 8532VDD ，下触发电平为 8531VDD 。在 5脚控制端外接一个参考电源 Vc，可以改变上、下触发电平值。比较器Al的输出同或非门l的输入端相接，比较器 A2的输出端接到或非门 2的输入端。由于由两个或非门组成的 RS触发器必须用负极极性信号触发，因此，加到比较器Al同相端6脚的触发信号，只有当电位高于反相端5脚的电位时，RS触发器才翻转；而加到比较器A2反相端2脚的触发信号，只有当电位低于A2同相端的电位8531VDD时，RS触发器才翻转。通过上面对等效功能电路和CA555时基电路的内部等效电路的分析，可得出555各功能

14、端的真值表。扩展阅读：电子CAD实习报告北华航天工业学院实习/实训总结报告实习/实训名称：电子CAD实习/实训地点、时间电子CAD（教7机房）专业班级：姓名：学号：指导教师姓名：张健瑞完成时间：20xx年6月16日一、实习/实训目的通过电子CAD部分，使学生了解电子CAD在电子技术中的应用，掌握从原理图的绘制、性能仿真到PCB设计的全过程，提高电子技术课程的学习效果和电子设计的效率。二、实习/实训主要内容5 / 8 1.原理图的绘制；2.电子电路的性能仿真；3.原理图的后处理；4.PCB 的设计。三、实习/实训具体内容及过程记录（图、表或程序等）1.原理图的绘制（有绘制的原理图）单管放大电路的

15、原理图印制电路板（PCB）设计的原理图2.电子电路的性能仿真（有仿真类型设置的对话框和仿真波形）直流工作点分析（BiasPointDetail）直流传输特性分析（TransferFunction）交流小信号频率特性分析（ACSweep）直流扫描特性分析（DCSweep）直流扫描特性分析原理图（即双极型晶体管连接图）双极型晶体管的输出特性3.原理图的后处理（后处理的过程和步骤）设计规则检查（ DRC）电连接网络表文件的生成（Netlist）元器件报表的生成（CrossReference）4.PCB 的设计（有布局图和布线图）四、实习/实训总结及分析（自己的总结和体会）在科学技术如此发达的今天，电

16、子技术的飞速发展为我们更好的学习电子知识了良好的基础。 在学习理论知识的同时，我们不妨用自己学过或者一些相关的软件去实践一些东西，这样能够帮助我们更好的理解理论知识。理论联系实际，用实践去检验理论，这是永远不变的真理。6 / 8 现代电子产品正在以前所未有的发展速度，向着多样化、体积最小化、功耗最低化的方向迅速发展，在其发展过程中，电子工程计算机辅助设计(即CAD)技术的应用起到了关键的作用。对于我们当代大学生要跟上时代的步伐，努力学习电子产品及其相关的一些应用软件。本学期我们差不多用了一学期的时间去学习电子 CAD软件。此次我们主要通过上机实践、理论授课两种方式认真地学习并掌握这个软件。通过

17、学习，使我了解了电子CAD在电子技术中的应用，掌握了从原理图的绘制、性能仿真到PCB板设计的全过程，学会了一种电子工程计算机辅助设计软件的使用，提高了电子技术的学习效果和电子设计的效率，感受到了现代科技给我们带来的方便。 同时，学习这个软件，使我能够更快更好的掌握电子方面其他的软件，为将来学习更先进的软件打下了良好的基础，也使我明白对于软件这方面的东西很大程度上要靠自己去钻研、去实践，进一步领会到大学中自学的重要性，为今后更好的学习找到了一种方法。但是，学习的过程也不是一帆风顺的。在刚开始学习时，可能是理论部分学好，学起来有些困难。课下这得自己问同学，慢慢学习，渐渐地，赶了上来。在学习过程中，困难是在所难免，但我们要善于利用现有的资源，尽自己最大的努力学好一门技术，为将来打好基础。这些东西学了以后收益的是我们自己，为了交一份报告而去学，这不是我们应该有的态度。勤学、慎思、求真、笃行是我们大学生应该有的态度。五、参考/实训资料1康华光.电子技术基础-模拟部分M.高教出版社.20xx2李国洪：电子CAD教程-基于OrCAD9.2M.机械工业出版社.20xx7 / 8 成绩评定表指导教师评定平时表现总结报告验收及考核情况总评评定成绩：指导教师：实习/实训考核小组评定评定成绩：实习/实训负责人：年月日8 / 8