CAD课程设计调音台.doc

目录1. 电路设计要求 11.1 题目的内容和要求 12. 电路系统总体设计 12.1 电路系统总体设计方案 12.2 设计方案的分析与选取 12.3 层次原理图的设计 12.4 多通道设计 23. 电路系统详细设计 23.1原理图总图设计 23.2 子原理图的设计 53.2.1电源电路模块 63.2.2 接收器电路系统模块 63.2.3信号输入信道系统模块 93.2.4信号输出信道与LED电平指示系统模块 103.2.5混频器电路系统模块 103.2.6监控器电路系统模块 103.2.7带通滤波器电路系统模块 114.原理图报表的生成 114.1 元器件报表的生成 114.2 网络表文件的生成 124.3元器件交叉报表的生成 175.PCB板的设计 185.1绘制印制电路板 185.2生成PCB报表 225.3建立项目元件库 226.总结与经验 237.参考文献 231. 电路设计要求1.1 题目的内容和要求调音台，即音频信号混合控制台，也称调声控制台，它是包括录音、扩声音响系统的控制中心，是声音信号、各警示信号以及监听信号的控制台调音台可以接受多路不同阻抗、不同电平的输入声源信号，并对这些信号进行放大及处理，然后按不同的音量对信号进行混合、重新分配或编组，产生一路或多路输出。

通过调音台还可以对各路输入信号进行监听设计的调音台电路，带有8个输入通道，2个输出通道利用多通道设计方法，子图上建立一个输入通道，一个输出通道，就可以完成2. 电路系统总体设计2.1 电路系统总体设计方案调音台由电源电路模块、接收器电路系统模块、信号输入信道系统模块（8条通道）、信号输出信道与LED电平指示系统模块（2条通道）、混频器电路系统模块、监控器电路系统模块和带通滤波器电路系统模块七个功能模块组成2.2 设计方案的分析与选取 原理图设计有两种设计思路：一种是在整张图纸上设计出所有电路，由于本设计的元器件较多，该原理图将显得臃肿、庞杂，不便于检测和修改，并且可读性差另一种方法是采用层次原理图的设计方法完成原理图的设计，即先根据系统的结构，将系统划分成不同功能的子模块，再根据划分，将系统的层次原理图母图画出，然后再将层次原理图母图中各个方块电路符号对应的子原理图分别绘制逐步细化，最终完成整个系统原理图设计其特点是可以使很复杂的电路变成相对简单的几个模块，电路结构清晰明了，非常便于检查和日后修改本设计采用第二种设计方法2.3 层次原理图的设计本设计采用自顶向下的层次原理图的设计方法，是指由电路方块图生成电路原理图，因此在绘制层次原理图之前，首先要设计出电路方块图，改方法的设计流程如图2-3-1所示。

图2-3-1 自顶向下设计流程图2.4 多通道设计所谓多通道设计其实就是对同一个通道（子图）的多次引用PROTEL DXP支持多通道设计多通道设计可以大大提高设计效率，节省重复画图和布线的时间画原理图时，通过Repeat命令复制子图PCB布线时，通过ROOM格式来复制已有的布线格式3. 电路系统详细设计3.1原理图总图设计原理图总图包括电源电路模块（图1—Power）、接收器电路系统模块（图2—Headphone）、信号输入信道系统模块（图3—Input channel）、信号输出信道与LED电平指示系统模块（图4—Output channel）、混频器电路系统模块（图5—Monitor）、监控器电路系统模块（图6—Auxilary）和带通滤波器电路系统模块（图7—Effects）七个功能模块总原理图的绘制过程如下：（1） 启动原理图编辑器，并建立层次原理图的文件名2） 在绘图工具栏中单击按钮，此时光标将变成十字形状，并带有虚线形式的方块电路，在此状态下，按Tab键，会弹出方块电路属性设置对话框，如图2所示，在“Designator”文本框中输入“AUX”；在“Filemane”中输入“图6-Auxilary.SchDoc”，如图3-1-1所示（3） 属性设置完毕后，选择合适的位置单击鼠标左键，同时向右下角拖动光标，确定方块图的大小后，再单击鼠标左键，即完成电路方块图的放置。

4） 绘制完一个电路方块图后，仍处于放置电路方块图状态，此时按Tab键，在弹出的对话框中可修改下一个方块图属性，用同样的方法完成电源电路模块（图1—Power）、接收器电路系统模块（图2—Headphone）、混频器电路系统模块（图5—Monitor）、带通滤波器电路系统模块（图7—Effects）电路方块图的放置5）信号输入信道系统模块（8通道）（图3—Input channel）；信号输出信道与LED电平指示系统模块（2通道）（图4—Output channel）均为多通道电路，需采用多通道设计方法，其操作方法如下：①画出需要重复的子图；②在顶层原理图里放置这个子图生成的Symbol；③ 修改这个Symbol的属性，标志符为：Repeat(原理图元件标志符，第一 个通道，最后一个通道)，如Repeat(IN,1,8)，原理图元件标志符应尽量简单，因为当项目被编译时，原理图元件标志符会自动加到各元件名字后面，如 R3--->R3_MC1；信号输入信道系统模块的方块电路属性设置对话框如图3-1-2所示图3-1-1 方块电路属性设置对话框 图3-1-2 多通道方块电路属性设置对话框（6）放置电路方块图的电路端口。

执行“Place→Sheet Entry”命令或单击绘图工具栏中的按钮，此时光标将变成十字形状，并带有虚线形式的电路端口符号在此状态下按Tab键，弹出电路端口符号属性设置对话框，如图3-1-3所示可在“Name”中输入该端口名称，在“I/O Type”中选择端口的类型图3-1-3 电路端口属性设置对话框 （6）在顶层原理图中利用电路原理图设计工具栏中的绘制总线工具、绘制导线工具、绘制总线入/出口导线工具、放置网络标号工具建立各方块电路图之间的连接；（7）编译PCB工程最终完成绘制的总图如3-1-4图所示图3-1-4 调音台电路原理图总图3.2 子原理图的设计执行“Design→Create Sheet From Symbol”命令，此时光标将变成十字形状，将其移至方块电路图上方，在此状态下单击鼠标左键，将弹出如图3-2-1所示的对话框若单击按钮，则生成的新原理图中的I/O端口将于方块电路图的端口相反，即输入变为输出，输出变为输入；若单击按钮，则生成的新原理图中的I/O端口将与方块电路的端口相同接收器电路系统模块（图2—Headphone）新产生的原理图如图3-2-2所示图3-2-1 转换I/O端口方向的对话框 图3-2-2 新产生的原理图3.2.1电源电路模块整个电源模块是由桥式整流电路和滤波电路组成，包括变压器、整流桥和稳压管，电路板工作电压为直流+15伏和-15伏。

如图3-2-3所示图3-2-3 电源电路模块电路图3.2.2 接收器电路系统模块接收器的功能是接受外来信号，再将信号传送到耳机或扬声器接收电路系统由一级集成运算放大电路和一级功率放大电路组成首先外来信号通过一个12路的选择器，将所有信号中的某一个频率的信号输入到接收器里，这个信号在通过一个集成运放将信号放大，再传送到耳机或扬声器里由于在信号放大的过程中可能会产生失真，这样就会使接收器接收到的信号不准确，因此本设计在集成运放后在添加了OCL电路，增大输入阻抗，尽量消除交越失真，以完善其功能其操作步骤为：①装载元器件库执行“Design→Browse Library”,将弹出Libraries元器件库面板，单击“Libraries”按钮，弹出“Add Remove Libraries”（添加或删除元器件库）对话框，该对话框中列出了当前加载的所有元器件库文件单击“Add Libraries…”按钮，弹出“Open”对话框，在该对话框中选中想要加载的元器件库，单击“Open”按钮即可加载元器件库一次完成如图3-2-4所示的元器件库文件的加载图3-2-4 所需加载的元器件库文件②放置元器件放置元器件之前要先选择元器件，然后将选择的元器件放置在图纸中适当的位置，以便于绘制原理图时连接方便。

可以通过查找元器件的方法得到所需要的元器件，然后再将所需的元器件放置在图纸中通常有两种方法查找元器件若用户只知道元器件的名称，可以用鼠标左键单击元器件库面板上的“Search”按钮进行查找若用户知道所需元器件所在的元器件库的名称，则可直接在元器件库面板中进行查找电阻、电容和多路选择开关都在Miscellaneous Devices.IntLib中，芯片TL071在TI Operational Amplifier.IntLib中，Phonejack在Miscellaneous Connectors.IntLib中，三极管在Motorola Discrete BJT.IntLib中找到所需的元器件后单击“Place”按钮，该元器件将黏贴在光标上，将它拖到工作区的合适位置，单击鼠标左键即可放置该元器件③编辑元器件将绘制电路原理图所需的元器件放置到工作区后，下一步工作就是要对其属性进行编辑元器件属性的编辑主要在“Component Properties”(元器件属性)对话框中实现，可以在元器件的上方双击鼠标左键，即弹出如图3-2-5所示的元器件属性对话框；也可以在元器件的上方单击鼠标左键不放松，该元器件将黏贴在光标上随光标移动，此时按Tab键，也可弹出元器件属性对话框。

图3-2-5 元器件属性对话框④元器件位置调整元器件位置调整后如图3-2-6所示图3-2-6 元器件位置分布图⑤放置电源与接地元器件⑥放置节点和连接线路选取布线工具栏中的绘制总线工具、绘制导线工具、绘制总线入/出口导线工具、放置网络标号工具建立各元器件之间的连接，电路图如图3-2-7所示；图3-2-7 接收器电路系统模块电路图3.2.3信号输入信道系统模块信号输入信道系统主要由多级集成运算放大电路组成通过输入信号，信号先由第一级的集成运算放大器进行信号放大，然后分成两路进行再次放大，第一路通过两个积分放大电路形成的反相放大器将信号进行放大再输出，第二路通过同相放大电路将信号放大再由另一个端口输出，从而实现将声音信号转化为电信号其电路图如图3-2-8所示图3-2-8 信号输入信道系统模块电路图3.2.4信号输出信道与LED电平指示系统模块信号输出信道与LED电平指示系统模块由三级集成运算放大电路和显示电路组成，将信号输入信道系统模块输出来的信号进行三级放大，通过一个输入插口，信号通过集成运算放大器LM833N、LM3915N，信号会送到10个LED指示灯，对信号的电平进行指示其电路图如图3-2-9所示。

图3-2-9信号输出信道与LED电平指示系统模块电路图3.2.5混频器电路系统模块监控器电路系统模块由一级电压跟随器和一级集成运算放大电路组成，其中电压跟随器增大了电路的输入阻抗，从而增强了电路的信号抗干扰能力其电路图如图3-2-10所示图3-2-10 混频器电路系统模块的电路图3.2.6监控器电路系统模块混频器电路系统模块由两。