放大电路的PCB设计

摘 要：随着我国经济社会的快速发展和科技水平的进一步提升，各行各业在面临发展新挑战的同时也获得了良好的历史发展机遇，一定程度上扩大了原有发展规模。放大电路同样如此，不仅在社会现有各领域得到了广泛的应用，更对提升我国经济效益和社会效益做出了重要的贡献。在此背景下，该文在主要论述放大电路PCB设计相关研究的基础上，对相应的电子课程和PROTEL课程进行了一定的整合，旨在通过不断地探索和进一步的努力更好地设计出性能更佳的放大器，为我国经济社会的发展做出一定的贡献。

关键词：课堂掌控力；合作学习；实验报告；评价；德育

中图分类号：TN91 文献标志码：A

众所周知，Altium Protel DXP是有关工作人员在前人研究的基础上建立的第一套较为完整的板卡级设计系统，真正意义上实现了电路在单个应用程序中的集成，为各行各业中放大电路使用范围的进一步拓宽奠定了一定的基础。该设计从一开始的目的就是为了增强系统的兼容性，使设计人员在整个设计过程更加便捷，让设计人员可以选择最适当的设计途径和展现方式来表达自己最真实的意图，选择最想要的方式工作，进而提升其工作效率。Protel DXP PCB线路图设计系统在极大程度上利用了Windows XP和Windows 2000计算机平台的优势，不仅在一定程度上改进了原有设计系统的稳定性、可靠性和安全性，更为增强图形的相关功能和超强的用户界面设计做出了重要的贡献。该文现就如何用PROTEL设计放大电路展开相应的探究，旨在为提升我国放大电路的设计能力带来更多的思考。

1 放大电路分类

按照不同的分类标准，放大电路可分为截然不同的种类。以放大电路在整个系统中的作用为划分标准，将放大电路分为电压放大电路、电流放大电路和功率放大电路的三大类，而按照放大电路的重要组成元件，将其分为晶体管放大电路和场效应管放大电路两大类。同时，晶体管放大电路主要有共射放大电路、共基放大电路和共集放大电路3种基本形式，图1即为共射放大电路基本原理图。而场效应管放大电路主要分为共源放大电路和共漏放大电路等2种主要形式。相关工作人员可进一步根据系统的使用功能和实际情况选择更为恰当适宜的放大电路，甚至是根据实际情况将几种电路相互组合进行使用从而构成多级放大器等方式进一步提升放大电路在相关领域的使用效率和经济效益。

2 PCB设计流程

设计人员在利用相关系统进行PCB放大电路的设计时，首先应在尽可能周全详细地了解PCB放大线路有关理论知识和项目实际情况的基础上新建一个PCB项目，在此基础上根据电路的实际使用功能等设计相应的原理图文件，并进一步由原理图文件生成网络表文件，最后，在该PCB项目下建立相应的PCB文件开展相应的电路设计工作。在此过程中，工作人员应首先利用相关软件进行划线或利用PCB设计向导等规划板子的大小，在此基础上进一步利用相关功能进行装载网络表的设计，紧接着在设立相应的布线规则的基础上利用自动布局和人工布局功能进行布线，最后再进行相应的调整、保存和打印等善后工作。

3 放大电路设计注意点

自己动手设计制作放大电路是一项技术性较强的工作，应从以下2个方面考虑。

3.1 方案的选取

在设计制作放大电路方案选取的过程中，工作人员首先应对放大器的各种技术指标和规范要求等进行尽可能详细地分析，选择更恰当适宜的放大器频率响应、输出功率等。并且还需要求重放声， 选择电子管放大器可使重放声较为温暖、醇厚。 其次，设计人员应在考虑已确定的技术指标、规范要求以及电路实际使用功能等的基础上画出尽可能完整的放大器电路图，并进一步在此基础上权衡该放大器具体需要几级放大、是否需要增加环绕声放大电路等附属电路，在保证放大电路实际使用功能不受损害和造价合理的基础上，尽可能地增强电路的其他性能。紧接着，设计人员应在确定各级放大电路增益和基本技术要求的同时，对输入该电路的电平、相位、阻抗及其他数据进行深入分析，在查找相关资料的基础上确定各级放大电路的具体供电方式和电路各单元的具体线路等。最后，设计人员应在绘制出整体电路图的基础上进一步考虑放大电路有关机械设备的外壳、面板形状、尺寸及其内部元件的布局和线路走向等，最大程度地保证放大线路的正常工作。

3.2 元器件选择

元器件的质量决定音质的优劣， 上乘的元器件可获得较理想的重放效果。在频率响应、工作电压、增益带宽、转换速率、温度系数等方面考虑元器件的选择。

4 不同放大电路的PCB设计注意点

运算放大器通常是1、2或者4个封装在一起。单个的运算放大器常常包括额外的输入来满足一些特性如偏置消除等。封装2个或者4个运算放大器的封装只提供反相和同相输入以及输出。如果额外的特性非常重要，唯一的封装选择即单运算放大器。请注意，在单运算放大器封装中的偏置消除引脚会等效为副输入并且必须被谨慎处理。请查询你正在使用的特定器件的数据手册。

单运算放大器封装将输出端放置在与输入端相反的另一边。这一点在高速时会成为弊端，由于它强制要使用更长的PCB轨迹线，这时使用双运算放大器封装会更有意义，即使第二个没有被使用。

在许多运算放大器设计中，一个或者多个运算放大器可能没有被使用。如果是这样的情况，未使用的部分必须被适当终止。不适当终止会在同一个物理IC中的运算放大器产生更多的功率消耗、更多的热量和更多的噪声。

音频功率放大电路的小信号远离电源，电源尽量粗，地线要大于等于正极，尽量做到一点接地。如果是多声道，尽量做到走線对称，或者每个声道为一个单元，电路一样。

共射放大电路设计时应该有发射极电阻， （1+beta）>>Rb 这里的Rb是基极电阻的总和R1||R2。相对于信号源内阻，Rb过小会影响信号的输入，使其减小。Rb增大的前提是相应的提高Re，但为此付出的代价是放大倍数的减小。Gain=-Rc/Re 放大倍数与Re成反比。对Re的交流旁路能够增加放大倍数，但是需要选择较大的旁路电容。设计时我们应当多运用一些有用的经验估值。

放大电路在各个领域都得到了广泛的应用，并起着重大的作用。因此在研究放大电路的时候我们应持着科学严谨的态度，通过努力能够更好地设计出功能更好的放大器。

参考文献

[1]宋立范.基本放大电路的研究[J].考试周刊，2013（55）：131-132.

[2]宫伟斌.PCB布局布线的一些技巧[J].电子制作，2009（12）：16-19.