放大電路的PCB設計

倪秋萍

摘 要：隨著我國經濟社會的快速發展和科技水平的進一步提升，各行各業在面臨發展新挑戰的同時也獲得了良好的歷史發展機遇，一定程度上擴大了原有發展規模。放大電路同樣如此，不僅在社會現有各領域得到了廣泛的應用，更對提升我國經濟效益和社會效益做出了重要的貢獻。在此背景下，該文在主要論述放大電路PCB設計相關研究的基礎上，對相應的電子課程和PROTEL課程進行了一定的整合，旨在通過不斷地探索和進一步的努力更好地設計出性能更佳的放大器，為我國經濟社會的發展做出一定的貢獻。

關鍵詞：課堂掌控力；合作學習；實驗報告；評價；德育

中圖分類號：TN91 文獻標志碼：A

眾所周知，Altium Protel DXP是有關工作人員在前人研究的基礎上建立的第一套較為完整的板卡級設計系統，真正意義上實現了電路在單個應用程序中的集成，為各行各業中放大電路使用范圍的進一步拓寬奠定了一定的基礎。該設計從一開始的目的就是為了增強系統的兼容性，使設計人員在整個設計過程更加便捷，讓設計人員可以選擇最適當的設計途徑和展現方式來表達自己最真實的意圖，選擇最想要的方式工作，進而提升其工作效率。Protel DXP PCB線路圖設計系統在極大程度上利用了Windows XP和Windows 2000計算機平臺的優勢，不僅在一定程度上改進了原有設計系統的穩定性、可靠性和安全性，更為增強圖形的相關功能和超強的用戶界面設計做出了重要的貢獻。該文現就如何用PROTEL設計放大電路展開相應的探究，旨在為提升我國放大電路的設計能力帶來更多的思考。

1 放大電路分類

按照不同的分類標準，放大電路可分為截然不同的種類。以放大電路在整個系統中的作用為劃分標準，將放大電路分為電壓放大電路、電流放大電路和功率放大電路的三大類，而按照放大電路的重要組成元件，將其分為晶體管放大電路和場效應管放大電路兩大類。同時，晶體管放大電路主要有共射放大電路、共基放大電路和共集放大電路3種基本形式，圖1即為共射放大電路基本原理圖。而場效應管放大電路主要分為共源放大電路和共漏放大電路等2種主要形式。相關工作人員可進一步根據系統的使用功能和實際情況選擇更為恰當適宜的放大電路，甚至是根據實際情況將幾種電路相互組合進行使用從而構成多級放大器等方式進一步提升放大電路在相關領域的使用效率和經濟效益。

2 PCB設計流程

設計人員在利用相關系統進行PCB放大電路的設計時，首先應在盡可能周全詳細地了解PCB放大線路有關理論知識和項目實際情況的基礎上新建一個PCB項目，在此基礎上根據電路的實際使用功能等設計相應的原理圖文件，并進一步由原理圖文件生成網絡表文件，最后，在該PCB項目下建立相應的PCB文件開展相應的電路設計工作。在此過程中，工作人員應首先利用相關軟件進行劃線或利用PCB設計向導等規劃板子的大小，在此基礎上進一步利用相關功能進行裝載網絡表的設計，緊接著在設立相應的布線規則的基礎上利用自動布局和人工布局功能進行布線，最后再進行相應的調整、保存和打印等善后工作。

3 放大電路設計注意點

自己動手設計制作放大電路是一項技術性較強的工作，應從以下2個方面考慮。

3.1 方案的選取

在設計制作放大電路方案選取的過程中，工作人員首先應對放大器的各種技術指標和規范要求等進行盡可能詳細地分析，選擇更恰當適宜的放大器頻率響應、輸出功率等。并且還需要求重放聲， 選擇電子管放大器可使重放聲較為溫暖、醇厚。 其次，設計人員應在考慮已確定的技術指標、規范要求以及電路實際使用功能等的基礎上畫出盡可能完整的放大器電路圖，并進一步在此基礎上權衡該放大器具體需要幾級放大、是否需要增加環繞聲放大電路等附屬電路，在保證放大電路實際使用功能不受損害和造價合理的基礎上，盡可能地增強電路的其他性能。緊接著，設計人員應在確定各級放大電路增益和基本技術要求的同時，對輸入該電路的電平、相位、阻抗及其他數據進行深入分析，在查找相關資料的基礎上確定各級放大電路的具體供電方式和電路各單元的具體線路等。最后，設計人員應在繪制出整體電路圖的基礎上進一步考慮放大電路有關機械設備的外殼、面板形狀、尺寸及其內部元件的布局和線路走向等，最大程度地保證放大線路的正常工作。

3.2 元器件選擇

元器件的質量決定音質的優劣， 上乘的元器件可獲得較理想的重放效果。在頻率響應、工作電壓、增益帶寬、轉換速率、溫度系數等方面考慮元器件的選擇。

4 不同放大電路的PCB設計注意點

運算放大器通常是1、2或者4個封裝在一起。單個的運算放大器常常包括額外的輸入來滿足一些特性如偏置消除等。封裝2個或者4個運算放大器的封裝只提供反相和同相輸入以及輸出。如果額外的特性非常重要，唯一的封裝選擇即單運算放大器。請注意，在單運算放大器封裝中的偏置消除引腳會等效為副輸入并且必須被謹慎處理。請查詢你正在使用的特定器件的數據手冊。

單運算放大器封裝將輸出端放置在與輸入端相反的另一邊。這一點在高速時會成為弊端，由于它強制要使用更長的PCB軌跡線，這時使用雙運算放大器封裝會更有意義，即使第二個沒有被使用。

在許多運算放大器設計中，一個或者多個運算放大器可能沒有被使用。如果是這樣的情況，未使用的部分必須被適當終止。不適當終止會在同一個物理IC中的運算放大器產生更多的功率消耗、更多的熱量和更多的噪聲。

音頻功率放大電路的小信號遠離電源，電源盡量粗，地線要大于等于正極，盡量做到一點接地。如果是多聲道，盡量做到走線對稱，或者每個聲道為一個單元，電路一樣。

共射放大電路設計時應該有發射極電阻， （1+beta）>>Rb 這里的Rb是基極電阻的總和R1||R2。相對于信號源內阻，Rb過小會影響信號的輸入，使其減小。Rb增大的前提是相應的提高Re，但為此付出的代價是放大倍數的減小。Gain=-Rc/Re 放大倍數與Re成反比。對Re的交流旁路能夠增加放大倍數，但是需要選擇較大的旁路電容。設計時我們應當多運用一些有用的經驗估值。

放大電路在各個領域都得到了廣泛的應用，并起著重大的作用。因此在研究放大電路的時候我們應持著科學嚴謹的態度，通過努力能夠更好地設計出功能更好的放大器。

參考文獻

[1]宋立范.基本放大電路的研究[J].考試周刊，2013（55）：131-132.

[2]宮偉斌.PCB布局布線的一些技巧[J].電子制作，2009（12）：16-19.