一、电路版设计的先期工作1、利用原理图设计工具绘制原理图，并且生成对应的网络表 当然，有些特殊情况下，如电路版比较简单，已经有了网络表等情况 下也可以不进行原理图的设计，直接进入PCB设计系统，在PCB设计 系统中，可以直接取用零件封装，人工生成网络表2、手工更改网络表 将一些元件的固定用脚等原理图上没有的焊 盘定义到与它相通的网络上，没任何物理连接的可定义到地或保护地 等将一些原理图和PCB封装库中引脚名称不一致的器件引脚名称改 成和PCB封装库中的一致，特别是二、三极管等二、 画出自己定义的非标准器件的封装库建议将自己所画的器件都放入一个自己建立的 PCB 库专用设计 文件三、 设置PCB设计环境和绘制印刷电路的版框含中间的镂空等1、 进入PCB系统后的第一步就是设置PCB设计环境，包括设置 格点大小和类型，光标类型，版层参数，布线参数等等大多数参数 都可以用系统默认值，而且这些参数经过设置之后，符合个人的习惯， 以后无须再去修改2、 规划电路版，主要是确定电路版的边框，包括电路版的尺寸 大小等等在需要放置固定孔的地方放上适当大小的焊盘对于 3mm 的螺丝可用6・5~8mm的外径和3・2~3・5mm内径的焊盘对于标准板可 从其它板或 PCB izard 中调入。
注意：在绘制电路版地边框前，一定要将当前层设置成Keep Ou t 层，即禁止布线层四、打开所有要用到的 PCB 库文件后，调入网络表文件和修改零件封 装这一步是非常重要的一个环节，网络表是PCB自动布线的灵魂， 也是原理图设计与印象电路版设计的接口，只有将网络表装入后，才 能进行电路版的布线在原理图设计的过程中， ERC 检查不会涉及到零件的封装问题 因此，原理图设计时，零件的封装可能被遗忘，在引进网络表时可以 根据设计情况来修改或补充零件的封装当然，可以直接在PCB内人 工生成网络表，并且指定零件封装五、布置零件封装的位置，也称零件布局Protel99可以进行自动布局,也可以进行手动布局如果进行自 动布局，运行"Tools"下面的"Auto Place",用这个命令，你需要有足 够的耐心布线的关键是布局，多数设计者采用手动布局的形式用 鼠标选中一个元件，按住鼠标左键不放，拖住这个元件到达目的地， 放开左键，将该元件固定 Protel99 在布局方面新增加了一些技巧 新的交互式布局选项包含自动选择和自动对齐使用自动选择方式可 以很快地收集相似封装的元件，然后旋转、展开和整理成组，就可以 移动到板上所需位置上了。
当简易的布局完成后，使用自动对齐方式 整齐地展开或缩紧一组封装相似的元件提示：在自动选择时，使用Shift+X或Y和Ctrl+X或Y可展开 和缩紧选定组件的 X、Y 方向 注意：零件布局，应当从机械结构散 热、电磁干扰、将来布线的方便性等方面综合考虑先布置与机械尺 寸有关的器件，并锁定这些器件，然后是大的占位置的器件和电路的 核心元件，再是外围的小元件六、根据情况再作适当调整然后将全部器件锁定假如板上空间允许则可在板上放上一些类似于实验板的布线区 对于大板子，应在中间多加固定螺丝孔板上有重的器件或较大的接 插件等受力器件边上也应加固定螺丝孔，有需要的话可在适当位置放 上一些测试用焊盘，最好在原理图中就加上将过小的焊盘过孔改大， 将所有固定螺丝孔焊盘的网络定义到地或保护地等放好后用 VIEW3 D 功能察看一下实际效果，存盘七、布线规则设置布线规则是设置布线的各个规范（象使用层面、各组线宽、过孔 间距、布线的拓朴结构等部分规则，可通过 Design-Rules 的 Menu 处从其它板导出后，再导入这块板）这个步骤不必每次都要设置，按 个人的习惯，设定一次就可以选 Design-Rules 一般需要重新设置以下几点:1、 安全间距（Routing 标签的 Clearance Constraint）它规定了板上不同网络的走线焊盘过孔等之间必须保持的距离。
一般板子可设为0・254mm，较空的板子可设为0・3mm,较密的贴片板 子可设为0・2-0・22mm,极少数印板加工厂家的生产能力在0・1-0・15m m,假如能征得他们同意你就能设成此值0・1mm以下是绝对禁止的2、 走线层面和方向（Routing标签的Routing Layers） 此处可设置使用的走线层和每层的主要走线方向请注意贴片的单面板只用顶层,直插型的单面板只用底层,但是多层板的电源层不 是在这里设置的（可以在 Design-Layer Stack Manager 中,点顶层 或底层后,用 Add Plane 添加,用鼠标左键双击后设置,点中本层后 用Delete删除），机械层也不是在这里设置的（可以在Design-Mechanical Layer 中选择所要用到的机械层，并选择是否可视和是否同 时在单层显示模式下显示）机械层 1 一般用于画板子的边框；机械层 3 一般用于画板子上的挡条等机械结构件；机械层4 一般用于画标尺和注释等，具体可自己用PCB Wizard 中导出一个 PCAT 结构的板子看一下3、 过孔形状（Routing 标签的 Routing Via Style） 它规定了手工和自动布线时自动产生的过孔的内、外径，均分为最小、最大和首选值，其中首选值是最重要的，下同。
4、 走线线宽（Routing 标签的 Wid th Const raint） 它规定了手工和自动布线时走线的宽度整个板范围的首选项一般取0. 2-0・6mm,另添加一些网络或网络组（Net Class）的线宽设置， 如地线、 +5 伏电源线、交流电源输入线、功率输出线和电源组等 网络组可以事先在 Design-Netlist Manager 中定义好，地线一般可 选1mm宽度，各种电源线一般可选0・5-lmm宽度，印板上线宽和电 流的关系大约是每毫米线宽允许通过1安培的电流，具体可参看有关 资料当线径首选值太大使得SMD焊盘在自动布线无法走通时，它会 在进入到SMD焊盘处自动缩小成最小宽度和焊盘的宽度之间的一段 走线，其中 Board 为对整个板的线宽约束，它的优先级最低，即布线 时首先满足网络和网络组等的线宽约束条件5、 敷铜连接形状的设置（Manufacturing标签的Polygon Conne ct Style）建议用Relief Connect方式导线宽度Conductor Width取0.3 -0・5mm 4 根导线 45 或 90 度其余各项一般可用它原先的缺省值，而象布线的拓朴结构、电源层的间距和连接形状匹配的网络长度等项可根据需要设置。
选 Tools-Preferences ，其中 Options 栏的 Interactive Routi ng处选Push Obstaele （遇到不同网络的走线时推挤其它的走线，I gnore Obstaele为穿过，Avoid Obstaele为拦断）模式并选中Auto matieally Remove （自动删除多余的走线）Defaults栏的Track 和 Via 等也可改一下，一般不必去动它们在不希望有走线的区域内放置 FILL 填充层，如散热器和卧放的 两脚晶振下方所在布线层，要上锡的在Top或Bottom Solder相应 处放FILL布线规则设置也是印刷电路版设计的关键之一，需要丰富 的实践经验八、自动布线和手工调整1、点击菜单命令 Auto Route/Setup 对自动布线功能进行设置 选中除了 Add Testpoints 以外的所有项，特别是选中其中的 Lo ek All Pre-Route选项，Routing Grid可选lm订等自动布线开 始前 PROTEL 会给你一个推荐值可不去理它或改为它的推荐值，此值 越小板越容易100%布通，但布线难度和所花时间越大。
2、 点击菜单命令 Auto Route/All 开始自动布线假如不能完全布通则可手工继续完成或 UNDO 一次（千万不要用 撤消全部布线功能，它会删除所有的预布线和自由焊盘、过孔）后调 整一下布局或布线规则，再重新布线完成后做一次DRC,有错则改 正布局和布线过程中，若发现原理图有错则应及时更新原理图和网 络表，手工更改网络表（同第一步），并重装网络表后再布3、 对布线进行手工初步调整 需加粗的地线、电源线、功率输出线等加粗，某几根绕得太多的线重布一下，消除部分不必要的过孔，再次用 VIEW3D 功能察看实际效果手工调整中可选 Tools-Density Map 查看布线密度，红色为最 密，黄色次之，绿色为较松，看完后可按键盘上的 End 键刷新屏幕红色部分一般应将走线调整得松一些，直到变成黄色或绿色九、切换到单层显示模式下（点击菜单命令Tools/Preferences，选 中对话框中 Display 栏的 Single Layer Mode）将每个布线层的线拉整齐和美观手工调整时应经常做DRC,因 为有时候有些线会断开而你可能会从它断开处中间走上好几根线，快 完成时可将每个布线层单独打印出来，以方便改线时参考，其间也要 经常用3D显示和密度图功能査看。
最后取消单层显示模式，存盘十、如果器件需要重新标注可点击菜单命令 Tools/Re-Annotate 并选 择好方向后，按 OK 钮并回原理图中选 Tools-Back Annotate 并选择好新生成的那个*. WAS 文件后，按 OK 钮原理图中有些标号应重新拖放以求美观，全 部调完并 DRC 通过后，拖放所有丝印层的字符到合适位置注意字符尽量不要放在元件下面或过孔焊盘上面对于过大的字 符可适当缩小，Dril lDrawing层可按需放上一些坐标（Place-Coord inate）和尺寸（（Place-Dimension） 最后再放上印板名称、设计版本号、公司名称、文件首次加工日期、印板文件名、文件加工 编号等信息（请参见第五步图中所示）并可用第三方提供的程序来 加上图形和中文注释如BMP2PCB.EXE和宏势公司ROTEL99和PROTEL 99SE 专用 PCB 汉字输入程序包中的 FONT.EXE 等一、对所有过孔和焊盘补泪滴补泪滴可增加它们的牢度，但会使板上的线变得较难看顺序按 下键盘的S和A键（全选），再选择Tools-Teardrops,选中Gener al栏的前三个，并选Add和Track模式，如果你不需要把最终文件 转为PR0TEL的DOS版格式文件的话也可用其它模式，后按OK钮。
完成后顺序按下键盘的 X 和 A 键（全部不选中）对于贴片和单面 板一定要加十二、放置覆铜区将设计规则里的安全间距暂时改为 0.5-1mm 并清除错误标记，选 Place-Polygon Plane 在各布线层放置地线网络的覆铜（尽量用八角 形，而不是用圆弧来包裹焊盘最终要转成 DOS 格式文件的话，一定 要选择用八角形）下图即为一个在顶层放置覆铜的设置举例：设置完成后，再按OK扭，画出需覆铜区域的边框，最后一条边 可不画，直接按鼠标右键就可开始覆铜它缺省认为你的起点和终点 之间始终用一条直线相连，电路频率较高时可选Grid Size比TrackWidth 大，覆出网格线相应放置其余几个布线层的覆铜，观察某一层上较大面积没有覆 铜的地方，在其它层有覆铜处放一个过孔，双击覆铜区域内任一点并 选择一个覆铜后，直接点OK,再点Yes便可更新这个覆铜几个覆铜多次反复几次直到每个覆铜层都较满为止将设计规则里的安全间 距改回原值十三、最后再做一次 DRC选择其中 Clearance Constraints Max/Min Width Constraint s Short Circuit Constraints 和 Un-Routed Nets Constraints 这几项,按 Run DRC 钮,有错则改正。
全部正确后存盘十四、对于支持PR0TEL99SE格式（PCB4.0）加工的厂家可在观看文 档目录情况下，将这个文件导出为一个*・PCB文件；对于支持PROTE L99格式（PCB3.0）加工的厂家，可将文件另存为PCB 3.0二进制文 件，做DRC通过后不存盘退出在观看文档目录情况下，将这个文 件导出为一个*・PCB文件由于目前很大一部分厂家只能做DOS下的 PROTEL AUT0TRAX画的板子，所以以下这几步是产生一个DOS版PCB 文件必不可少的：1、 将所有机械层内容改到机械层1，在观看文档目录情况下，将 网络表导出为*.NET文件，在打开本PCB文件观看的情况下，将PCB导出为PROTEL PCB 2.8 ASCII FILE格式的*・PCB文件2、 用 PROTEL FOR WINDOWS PCB 2.8 打开 PCB 文件，选择文件 菜单中的另存为，并选择Autotrax格式存成一个DOS下可打开的文 件3、用DOS下的PROTEL AUTOTRAX打开这个文件个别字符串可 能要重新拖放或调整大小上下放的全部两脚贴片元件可能会产生焊 盘X-Y大小互换的情况，一个一个调整它们。
大的四列贴片IC也会 全部焊盘 X-Y 互换，只能自动调整一半后，手工一个一个改，请随时 存盘，这个过程中很容易产生人为错误 PROTEL DOS 版可是没有 UN DO 功能的假如你先前布了覆铜并选择了用圆弧来包裹焊盘，那么 现在所有的网络基本上都已相连了，手工一个一个删除和修改这些圆 弧是非常累的，所以前面推荐大家一定要用八角形来包裹焊盘这些 都完成后，用前面导出的网络表作 DRC Route 中的 Separation Setu p ，各项值应比 WINDOWS 版下小一些，有错则改正，直到 DRC 全部 通过为止也可直接生成GERBER和钻孔文件交给厂家选File-CAM Manager 按Next＞钮出来六个选项，Bom为元器件清单表，DRC为设计规则检 査报告，Gerber为光绘文件，NC Dr订l为钻孔文件，Pick Place 为自动拾放文件， Test Points 为测试点报告选择 Gerber 后按提 示一步步往下做其中有些与生产工艺能力有关的参数需印板生产厂家提供直到按下Finish为止在生成的Gerber Output 1上按鼠 标右键，选Insert NC Drill加入钻孔文件，再按鼠标右键选Gener ate CAM Files 生成真正的输出文件，光绘文件可导出后用 CAM350 打开并校验。
注意电源层是负片输出的十五、发 Email 或拷盘给加工厂家，注明板材料和厚度（做一般板子 时，厚度为1・6mm，特大型板可用2mm,射频用微带板等一般在0.8- 1mm 左右，并应该给出板子的介电常数等指标）、数量、加工时需特 别注意之处等 Email 发出后两小时内打给厂家确认收到与否十六、产生BOM文件并导出后编辑成符合公司内部规定的格式十七、将边框螺丝孔接插件等与机箱机械加工有关的部分（即先把其 它不相关的部分选中后删除），导出为公制尺寸的AutoCAD R14的D WG 格式文件给机械设计人员十八、整理和打印各种文档如元器件清单、器件装配图（并应注上 打印比例）、安装和接线说明等TDA2030 音频功率放大电路TDA2030是德律风根生产的音频功放电路，采用V型5脚单列直 插式塑料封装结构如图1所示，按引脚的形状引可分为H型和V型 该集成电路广泛应用于汽车立体声收录音机、中功率音响设备，具有 体积小、输出功率大、失真小等特点并具有内部保护电路意大利 SGS公司、美国RCA公司、日本日立公司、NEC公司等均有同类产品 生产，虽然其内部电路略有差异，但引出脚位置及功能均相同，可以 互换。
电路特点：[1] .外接元件非常少[2] •输出功率大，Po=18W(RL=4Q)[3] •采用超小型封装(T0-220),可提高组装密度[4] . 开机冲击极小[5] .内含各种保护电路，因此工作安全可*主要保护电路有： 短路保护、热保护、地线偶然开路、电源极性反 接(Vsmax=12V) 以及负载泄放电压反冲等I542TDA2030典型应用电路1K3UTCTDA2030C3 HODnF Di .1 N40Q1C2丄22 in F丄 C6 "T 100 jF盈QRi m 22叫 1N40G11 C7 =丁 10QnF 220nF0E£13 TDA2030典型应用电路2R36S04JDd1N40D1UTCTDA2030C3I DOnFD1 JIM 斗C4- C7 "T IDOnF 22DnlC6丁 l3pF注意事项：TDA2030 具有负载泄放电压反冲保护电路，如果电源电压峰值电 压 40V 的话，那么在 5 脚与电源之间必须插入 LC 滤波器，以保证 5 脚上的脉冲串维持在规定的幅度内热保护：限热保护有以下优点，能够容易承受输出的过载（甚至 是长时间的），或者环境温度超过时均起保护作用。
与普通电路相比较，散热片可以有更小的安全系数万一结温超 过时，也不会对器件有所损害，如果发生这种情况，Po=（当然还有 PtOt）和Io就被减少印刷电路板设计时必须较好的考虑地线与输出的去耦，因为这些 线路有大的电流通过装配时散热片与之间不需要绝缘，引线长度应尽可能短，焊接温 度不得超过260°C, 12秒虽然 TDA2030 所需的元件很少，但所选的元件必须是品质有保障 的元件TDA2030 集成电路功率放大器设计一、 设计题目 集成电路功率放大器二、给定条件设计一款额定输出功率为 10 ~ 20W 的低失真集成电路功率放大器， 要求电路简洁，制作方便、性能可靠性能主要指标：输出功率:10 ~ 20W （额定功率）； 频率响应：20Hz ~ 100kHz （W3dB） 谐波失真：Wl% （10W,30Hz~20kHz）； 输出阻抗：W0・16Q ;输入灵敏度：600mV （1000Hz,额定输出时）三、设计内容 1．根据具体电路图计算电路参数 2．选取元件、识别和测试包括各类电阻、电容、变压器的数值、 质量、电器性能的准确判断、解决大功率放大器散热的问题 3．了解有关集成电路特点和性能资料情况 4．根据实际机壳大小设计1 ： 1 印刷板布线图 5．制作印刷线路板 6．电路板焊接、调试（调试步骤可以参考《模拟电子技术实验指 导书》有关放大器测试过程 7．实训期间必须遵守实训纪律、听从老师安排和注意用电安全。
四、功率放大电路的测试基本内容 注意：将输入电位器调到最大输入的情况1．测量输出电压放大倍数 Au测试条件：直流电源电压14v，输入信号lKHz 70 mv （振幅值 100mv）,输出负载电阻分别为4Q和8Q2•测量允许的最大输入信号 （lKHz ）和最大不失真输出功率 测试条件：①直流电源电压14v,负载电阻分别为4Q和8Q②直流电源电压10v,负载电阻为8Q3．测量上、下限截止频率 fH 和 fL测试条件：直流电源电压14v,输入信号70mv （振幅值lOOmv）,改变 输入信号频率、负载电阻为80五、参考资料TDA2030 简介： TDA 2030 是一块性能十分优良的功率放大集成电 路，其主要特点是上升速率高、瞬态互调失真小，在目前流行的数十 种功率放大集成电路中，规定瞬态互调失真指标的仅有包括 TDA2030 在内的几种我们知道，瞬态互调失真是决定放大器品质的重要因素， 该集成功放的一个重要优点TDA2030 集成电路的另一特点是输出功率大，而保护性能以较完善根据掌握的资料，在各国生产的单片集成电路中，输出功率最大 的不过20W,而TDA 2030的输出功率却能达18W,若使用两块电路组 成BTL电路，输出功率可增至35W。
另一方面，大功率集成块由于所 用电源电压高、输出电流大，在使用中稍有不慎往往致使损坏然而 在 TDA 2030 集成电路中，设计了较为完善的保护电路，一旦输出电 流过大或管壳过热，集成块能自动地减流或截止，使自己得到保护（当然这保护是有条件的，我们决不能因为有保护功能而不适当地进行使 用）TDA2030 集成电路的第三个特点是外围电路简单，使用方便在 现有的各种功率集成电路中，它的管脚属于最少的一类，总共才5端， 外型如同塑封大功率管，这就给使用带来不少方便TDA2030在电源电压土 14V,负载电阻为4Q时输出14瓦功率（失 真度W0・5%）；在电源电压±16V,负载电阻为4Q时输出18瓦功 率（失真度W0. 5%）该电路由于价廉质优，使用方便，并正在越 来越广泛地应用于各种款式收录机和高保真立体声设备中该电路可 供低频课程设计选用双电源供电BTL音频功率放大器工作原理：用两块TDA2030组成如图1所示的BTL功放电路，TDA 2030 (1)为同相放大器，输入信号Vin通过交流耦合电容C1馈入同 相输入端①脚，交流闭环增益为KVC©= 1+R3 / R2~R3 / R2~30dB。
R3 同时又使电路构成直流全闭环组态，确保电路直流工作点稳定 TAD 2030 (2)为反相放大器，它的输入信号是由TDA 2030 (1)输岀 端的U01经R5、R7分压器衰减后取得的，并经电容C6 后馈给反 相输入端②脚，它的交流闭环增益KVC©=R9 / R7//R5 〜R9/R7〜 30dB由 R9=R5，所以 TDA 2030 (1)与 TDA 2030 (2)的两个输出 信号U01和U02应该是幅度相等相位相反的，即：U01~Uin・R3/ R2 U02~—U01 • R9 / R5•・• R9=R5 ・•・ U02 =-U01因此在扬声器上得到的交流电压应为：eUY?= U01 - ( -U02) = 2U01 = 2U02扬声器得到的功率PY按下式计算：阴2 (2矶1)2 回1)2PY =总= 航=4 总=4 PMONOBTL功放电路能把单路功放的输出功率(PMONO)扩展4倍，但 实际上却受到集成电路本身功耗和最大输出电流的限制，该电路若在 VS=±14V 工作时， PO=28W若在VS = ± 16V或土 18V (TDA 2030A)工作时，输出功率会增加， 但调试中应密切注视两块电路输出端(④脚)的直流电平，它们对 地的电平都近似为零，为了保护扬声器不被烧坏，通常要在扬声器回 路中串联快速熔断丝。
其电路印刷板见图 2TDA2030€%100/唸kTDA20302；cfl0.01°bA 1L皿匸二T5 CX0.01 22萨A^ArNWOi图 1 BTL 功放电路BTL 电路元件清单（单声道）电容：1 p FX 1 22p FX2 0.22p FX2 2200p FX2 0. lp FX2电阻：22KQ X5 680Q X2 1Q 1WX2二极管:1N4001 X 4 1N4004 X 4电位器：22KQR3T泮IN4401D3II400L22K1N4001"TcfC4 1To.zzhfT单电源供电音频功率放大器单电源供电音频放大电路是典型应用电路，由一块TDA 2030和较少元件组成单声道音频放大电路、装置调整方便、性能指标好等突 出的优点特别是集成块内部设计有完整的保护电路，能自我保护I2207电路OTLK1LOOKE4 4. 7K岂01 pjo■1DV富：肝变压探R3 \LOOK C3宇则IP 4001C6 宀 CFChi丄丄22(M汕 ^TZTC5 220OUF’十!円 - .1J14D04X 4150K-tl_ - in 4001 C4TDA2O3COTL 电路元件清单（单声道）0.22p FX 11 Q 1W X 12200p FX100KQ X电容：1 p F X 1 22 p F X 12 0.1p FX1 2.2p FX1电阻：22K Q X 2 4.7K Q X 13 150KQ X1二极管:1N4001 X 2 1N4004 X 4电位器： 22KQ 双声道 OTL 音频功率放大器印刷电路图：TDA2030集成电路OCL功放电路OCL 电路元件清单（单声道）电容： 1p FX1 2200p FX2 22p FX1 0.1p FX2 0・22p FX1电阻：22KQ X2 680Q X1 1Q1WX1二极管:1N4OO1 X 2 1N4004 X 4电位器：22KQOCL电路。