武漢理工《電氣CAD》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

1、電氣CAD實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)指導(dǎo)教師：楊波目 錄實(shí)驗(yàn)一 AutoCAD基本操作1實(shí)驗(yàn)二 常用電氣元件的繪制1實(shí)驗(yàn)三 三相異步電動(dòng)機(jī)控制電氣設(shè)計(jì)6實(shí)驗(yàn)四 變電工程設(shè)計(jì)11實(shí)驗(yàn)五 Protel 99SE軟件基本操作16實(shí)驗(yàn)六 濾波器仿真設(shè)計(jì)17實(shí)驗(yàn)七 串行通信電路交互式布線，封裝模型設(shè)計(jì)及報(bào)表生成2227實(shí)驗(yàn)一 AutoCAD基本操作一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私釧utoCAD軟件環(huán)境，掌握線、圓、文字標(biāo)注、尺寸標(biāo)注、設(shè)置繪圖環(huán)境、圖形輸出等基本操作。二、 實(shí)驗(yàn)要求要求設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的圖形，在軟件環(huán)境中輸入，并實(shí)現(xiàn)輸出。三、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備裝有AutoCAD2006軟件的計(jì)算機(jī)一臺(tái)。實(shí)驗(yàn)二 常用電氣元件的繪制一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私怆?/p>

2、氣制圖規(guī)范，學(xué)習(xí)常用電氣元件的繪制，包括導(dǎo)線、連接器件、無(wú)源器件、半導(dǎo)體管和電子管、開(kāi)關(guān)、控制和保護(hù)裝置、常用測(cè)量?jī)x表、燈和信號(hào)器件等。二、 實(shí)驗(yàn)要求在熟練掌握常用電氣元件繪制的基礎(chǔ)上，繪制一個(gè)帶多個(gè)開(kāi)關(guān)的并聯(lián)照明電路。三、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備裝有AutoCAD2006軟件的計(jì)算機(jī)一臺(tái)。四、 實(shí)驗(yàn)步驟Tips：命令行鍵入U(xiǎn)，取消上次操作 回車(chē)表示結(jié)束本次操作 打開(kāi)“對(duì)象捕捉”和“對(duì)象追蹤”，方便畫(huà)圖。并聯(lián)照明電路圖為：1、打開(kāi)AutoCAD2006（用模板acadiso.dwt）。2、繪制手動(dòng)單極開(kāi)關(guān)（1）單擊“繪圖”工具欄“直線”按鈕，繪制最下端三段連接豎直線，分別長(zhǎng)20。命令: _line 指定第一

3、點(diǎn): 100,100（輸入第一點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)）指定下一點(diǎn)或 放棄(U): 20,0（輸入第二點(diǎn)相對(duì)坐標(biāo)，20,0表示x軸上右移20，y軸上不變）指定下一點(diǎn)或 放棄(U): 20,0指定下一點(diǎn)或 閉合(C)/放棄(U): 20,0指定下一點(diǎn)或 閉合(C)/放棄(U):（直接回車(chē)，表示結(jié)束繪制直線）Tips：窗口上端標(biāo)準(zhǔn)工具欄上有窗口縮放按鈕，可放大所選圖形。 （2）單擊“繪圖”工具欄“直線”按鈕，過(guò)中間直線段中點(diǎn)畫(huà)豎直線，長(zhǎng)度為30，線型為虛線。 a）繪制中間直線段 單擊“繪圖”工具欄“直線”按鈕 按shift+右鍵，出現(xiàn)如圖下拉菜單選擇下拉菜單中的“中點(diǎn)”，這時(shí)把鼠標(biāo)靠近繪制好的直線段，中點(diǎn)自動(dòng)就

4、定位出來(lái)了，鼠標(biāo)點(diǎn)擊直線段中點(diǎn)，按命令行提示操作： 命令: _line 指定第一點(diǎn): _mid 于 （第一點(diǎn)為直線段中點(diǎn)）指定下一點(diǎn)或 放棄(U): 0,30 （0,30表示第二個(gè)點(diǎn)x軸上不變，y軸上上移30）指定下一點(diǎn)或 放棄(U): （直接回車(chē)，表示結(jié)束繪制直線）按ESC鍵取消選擇b）切換成虛線格式->線型，出現(xiàn)線型管理器對(duì)話框。單擊“加載”按鈕，彈出“加載或重載線型”對(duì)話框，選擇“ISO dash_ _ _ _ _”單擊“確定”按鈕。（3）單擊“繪圖”工具欄“直線”按鈕，繪制最上邊豎直直線段，長(zhǎng)度為10，線型切換為實(shí)線。a）切換到實(shí)線格式->線型，出現(xiàn)線型管理器對(duì)話框。選擇“

5、Continuous”b）繪制直線Tips：可推算出最上邊豎直直線段端點(diǎn)坐標(biāo)，以便畫(huà)圖效果如圖（4） 旋轉(zhuǎn)中間直線段單擊“修改”工具欄“旋轉(zhuǎn)”按鈕，按命令行提示操作。命令: ROTATEUCS 當(dāng)前的正角方向: ANGDIR=逆時(shí)針 ANGBASE=0選擇對(duì)象: 找到 1 個(gè)（選中中間的直線段）選擇對(duì)象:（回車(chē)表示選擇完畢）指定基點(diǎn):（指定中間直線段左端點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)基點(diǎn)）指定旋轉(zhuǎn)角度，或 復(fù)制(C)/參照(R) <0>: 30（只旋轉(zhuǎn)30°，只旋轉(zhuǎn)，不復(fù)制）效果如圖：（5） 修剪“修剪”按鈕的功能是以選中直線或者圓弧為邊界，裁減掉與之相交圖形超過(guò)邊界的部分。單擊“修改”工作欄

6、中的“修剪”按鈕。命令: _trim當(dāng)前設(shè)置:投影=UCS，邊=無(wú)選擇剪切邊.選擇對(duì)象或 <全部選擇>: 找到 1 個(gè)（選中旋轉(zhuǎn)后的邊為修剪參考曲線）選擇對(duì)象:（回車(chē)，選擇完畢）選擇要修剪的對(duì)象，或按住 Shift 鍵選擇要延伸的對(duì)象，或欄選(F)/窗交(C)/投影(P)/邊(E)/刪除(R)/放棄(U):（單擊虛線段在參考曲線的右邊部分，該部分被修剪，回車(chē)完成修剪操作。）修剪完成后的單極手動(dòng)開(kāi)關(guān)如圖：3、繪制燈泡（1）繪制圓單擊“繪圖”工具欄“圓”按鈕，從單極開(kāi)關(guān)右端點(diǎn)出發(fā)，用鼠標(biāo)左鍵在合適位置拾取一點(diǎn)作為圓心，畫(huà)半徑為15的圓。命令: _circle 指定圓的圓心或 三點(diǎn)(3P

7、)/兩點(diǎn)(2P)/相切、相切、半徑(T):指定圓的半徑或 直徑(D): 15（2）繪制多邊形單擊“繪圖”工具欄“多邊形”按鈕命令: _polygon 輸入邊的數(shù)目 <4>:（直接回車(chē)，表示繪制邊數(shù)為4邊）指定正多邊形的中心點(diǎn)或 邊(E): （捕捉圓心為中心點(diǎn)）輸入選項(xiàng) 內(nèi)接于圓(I)/外切于圓(C) <I>: I（內(nèi)接于圓）指定圓的半徑: 15（3）繪制對(duì)角線和刪除正方形 4、單個(gè)照明電路連線5、并聯(lián)照明電路（1）復(fù)制，下移50單擊“修改”工具欄“復(fù)制”按鈕，下移50命令: _copy選擇對(duì)象: 指定對(duì)角點(diǎn): 找到 11 個(gè)選擇對(duì)象:（直接回車(chē)，表示結(jié)束選擇）指定基點(diǎn)或

8、 位移(D) <位移>: （把單個(gè)照明電路作為基點(diǎn)）指定第二個(gè)點(diǎn)或 <使用第一個(gè)點(diǎn)作為位移>: 50連線，最后電路如圖所示：五、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、 第二部分實(shí)驗(yàn)過(guò)程記錄，記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題2、 第三部分結(jié)果和討論，寫(xiě)自己的小結(jié)和體會(huì)實(shí)驗(yàn)三 三相異步電動(dòng)機(jī)控制電氣設(shè)計(jì)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諜C(jī)械電氣設(shè)計(jì)規(guī)范，掌握電動(dòng)機(jī)控制電氣設(shè)計(jì)，掌握電氣圖的布局。二、 實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)、繪制并輸出三相異步電動(dòng)機(jī)供電系統(tǒng)圖。學(xué)生通過(guò)該實(shí)驗(yàn)可了解機(jī)械電氣設(shè)計(jì)的一般步驟和方法。三、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備裝有AutoCAD2006軟件的計(jì)算機(jī)一臺(tái)。四、 實(shí)驗(yàn)步驟1、繪制三相交流電動(dòng)機(jī)。（1） 繪制一個(gè)整圓?！袄L圖

9、”工具欄中的”圓”按鈕命令: _circle 指定圓的圓心或 三點(diǎn)(3P)/兩點(diǎn)(2P)/相切、相切、半徑(T): 100,100指定圓的半徑或 直徑(D): 20（2）“繪圖”工具欄中的”文字”按鈕，在合適位置輸入文字“M3”其中文字字體選為”仿宋_GB2312”, 大小為10號(hào)字，居中對(duì)齊。（3）繪制交流符號(hào)“繪圖”工具欄中的“樣條曲線”按鈕命令: SPLINE指定第一個(gè)點(diǎn)或 對(duì)象(O): 90,90指定下一點(diǎn): 95,95指定下一點(diǎn)或 閉合(C)/擬合公差(F) <起點(diǎn)切向>: 100,90指定下一點(diǎn)或 閉合(C)/擬合公差(F) <起點(diǎn)切向>: 105,85指定

10、下一點(diǎn)或 閉合(C)/擬合公差(F) <起點(diǎn)切向>: 110,90指定下一點(diǎn)或 閉合(C)/擬合公差(F) <起點(diǎn)切向>:（直接回車(chē)，表示擬合點(diǎn)已經(jīng)輸入完）指定起點(diǎn)切向:（鼠標(biāo)選擇起點(diǎn)切線方向）指定端點(diǎn)切向:（鼠標(biāo)選擇終點(diǎn)切線方向）2、繪制斷流器符號(hào)（1） 繪制一個(gè)矩形（長(zhǎng)50寬20）命令: _rectang指定第一個(gè)角點(diǎn)或 倒角(C)/標(biāo)高(E)/圓角(F)/厚度(T)/寬度(W): 75,200（矩形左上端點(diǎn)）指定另一個(gè)角點(diǎn)或 面積(A)/尺寸(D)/旋轉(zhuǎn)(R): 125,180（矩形右下端點(diǎn)）（2） 繪制命令: _line 指定第一點(diǎn): _mid 于（從矩形上邊沿

11、中點(diǎn)開(kāi)始畫(huà)線）指定下一點(diǎn)或 放棄(U): 0,-5指定下一點(diǎn)或 放棄(U): -10,0指定下一點(diǎn)或 閉合(C)/放棄(U): 0,-10指定下一點(diǎn)或 閉合(C)/放棄(U): 10,0指定下一點(diǎn)或 閉合(C)/放棄(U): 0,-5指定下一點(diǎn)或 閉合(C)/放棄(U):3、繪制多級(jí)開(kāi)關(guān)（1） 繪制中間三段連接豎直線，分別長(zhǎng)20命令: _line 指定第一點(diǎn):（選擇從矩形上邊沿中點(diǎn)開(kāi)始畫(huà)線）指定下一點(diǎn)或 放棄(U): 0,20指定下一點(diǎn)或 放棄(U): 0,20指定下一點(diǎn)或 閉合(C)/放棄(U): 0,20（2） 旋轉(zhuǎn)豎直線的中間直線段命令: _rotateUCS 當(dāng)前的正角方向: ANGD

12、IR=逆時(shí)針 ANGBASE=0（直接回車(chē)，表示選擇默認(rèn)的逆時(shí)針?lè)较颍┻x擇對(duì)象: 找到 1 個(gè)（選擇中間直線段）選擇對(duì)象:（直接回車(chē)，表示結(jié)束選擇）指定基點(diǎn):（以中間直線段下端點(diǎn)作為旋轉(zhuǎn)基點(diǎn)）指定旋轉(zhuǎn)角度，或 復(fù)制(C)/參照(R) <0>: 30（旋轉(zhuǎn)30度）（3） 復(fù)制平移復(fù)制中間的開(kāi)關(guān)，平移到左邊15處和右邊15處。（4） 畫(huà)虛線段（shift+右鍵找中點(diǎn)）4、連線 把斷路器和交流發(fā)動(dòng)機(jī)連起來(lái)（對(duì)象追蹤和對(duì)象捕捉打開(kāi)，便于定位）。5、繪制機(jī)殼接地調(diào)用“直線”繪圖命令，繪制機(jī)殼接地線。（1） 調(diào)用“直線”繪圖命令，繪制折線段，如圖a所示。 命令: _line 指定第一點(diǎn):（以圓

13、最左邊切點(diǎn)為第一點(diǎn)或象限點(diǎn)）指定下一點(diǎn)或 放棄(U): -10,0（橫線長(zhǎng)10）指定下一點(diǎn)或 放棄(U): 0,-15（豎線長(zhǎng)15）指定下一點(diǎn)或 閉合(C)/放棄(U): 5,0（橫線長(zhǎng)5）（2） 以豎直直線為對(duì)稱軸生成另一半地平線符號(hào)，如圖b所示。（3） 調(diào)用“直線”繪圖命令，繪制斜線段, 如圖c所示命令: _line 指定第一點(diǎn):（地平線右端點(diǎn)為第一點(diǎn)）指定下一點(diǎn)或 放棄(U): 5<-135（與x軸正方向成-135度角，長(zhǎng)5的斜線段）指定下一點(diǎn)或 放棄(U):（直接回車(chē)，結(jié)束直線命令）（4）在偏移距離為5處繪制另兩條斜線，如圖d所示。 圖a 圖b 圖c 圖d6、繪制輸入端子（1）

14、調(diào)用“圓”繪圖命令，在多級(jí)開(kāi)關(guān)端點(diǎn)處繪制一個(gè)半徑為2的圓，作為電源的引入端子。（2） 調(diào)用“復(fù)制”修改命令，復(fù)制移動(dòng)生成另外兩個(gè)端子。選擇上一步驟繪制的圓的圓心為復(fù)制基點(diǎn)，另外兩根三相導(dǎo)線的端點(diǎn)為放置點(diǎn)。7、新建圖層。（1） 打開(kāi)圖層特性管理器，新建圖層。（2） 新建圖層取名“文字說(shuō)明”，顏色為”160”（3） 切換圖層到新建的“文字說(shuō)明”圖層上，添加文字說(shuō)明，為各器件和導(dǎo)線添加上標(biāo)示符號(hào)，便于對(duì)圖紙進(jìn)行閱讀和校核。字體選擇”仿宋_GB2312”, 大小為10號(hào)字，居中對(duì)齊。（改字體，字號(hào)時(shí)一定要選中你所寫(xiě)的文字改動(dòng)才有效）三相異步電動(dòng)機(jī)供電系統(tǒng)圖五、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、第二部分實(shí)驗(yàn)過(guò)程記錄，記錄實(shí)

15、驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題2、第三部分結(jié)果和討論，寫(xiě)自己的小結(jié)和體會(huì)實(shí)驗(yàn)四 變電工程設(shè)計(jì)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆赵谒x軟件環(huán)境中進(jìn)行電力工程電氣設(shè)計(jì)，掌握電力工程圖的設(shè)計(jì)方法。二、 實(shí)驗(yàn)要求根據(jù)變電工程的要求，先設(shè)計(jì)繪制簡(jiǎn)單的能表明變電所的工作的大致原理的系統(tǒng)圖，在系統(tǒng)圖的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步設(shè)計(jì)電器主接線圖，在所選軟件環(huán)境中布局、繪制該電氣圖，并實(shí)現(xiàn)打印輸出。三、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備裝有AutoCAD2006軟件的計(jì)算機(jī)一臺(tái)。四、 實(shí)驗(yàn)步驟1、繪制開(kāi)關(guān)（1） 繪制豎線（2） 繪制斜線從下端點(diǎn)上方20處開(kāi)始繪制斜線，長(zhǎng)度為20，角度為120（20<120）（3） 繪制水平線繪制斜線到豎直線的垂足圖7-1（4） 移動(dòng)水

16、平線 調(diào)用“移動(dòng)”命令移動(dòng)水平線命令: _move選擇對(duì)象: 找到 1 個(gè)（選擇水平線）選擇對(duì)象:（直接回車(chē)，表示結(jié)束選擇）指定基點(diǎn)或 位移(D) <位移>: D（位移方式）指定位移 <0.0000, 0.0000, 0.0000>: 5,0（右移5個(gè)單位）圖7-2（5） 調(diào)用“修剪”命令進(jìn)行修剪以水平線和斜線作為剪切邊，如圖7-3，最后結(jié)果如圖7-4，此即為開(kāi)關(guān)：圖7-3 圖7-4（6）保存為圖塊2、以開(kāi)關(guān)為基礎(chǔ)，繪制負(fù)荷開(kāi)關(guān)（1） 偏移斜線調(diào)用“偏移”命令以開(kāi)關(guān)為基礎(chǔ)，繪制負(fù)荷開(kāi)關(guān)命令: _offset當(dāng)前設(shè)置: 刪除源=否 圖層=源 OFFSETGAPTYPE=0

17、指定偏移距離或 通過(guò)(T)/刪除(E)/圖層(L) <3.2650>: 2（定距法偏移，偏移距離為2）選擇要偏移的對(duì)象，或 退出(E)/放棄(U) <退出>:（選擇斜線為偏移對(duì)象）指定要偏移的那一側(cè)上的點(diǎn)，或 退出(E)/多個(gè)(M)/放棄(U) <退出>:（任取斜線左側(cè)一點(diǎn)）選擇要偏移的對(duì)象，或 退出(E)/放棄(U) <退出>:（再次選擇斜線為偏移對(duì)象）指定要偏移的那一側(cè)上的點(diǎn)，或 退出(E)/多個(gè)(M)/放棄(U) <退出>:（任取斜線右側(cè)一點(diǎn)）選擇要偏移的對(duì)象，或 退出(E)/放棄(U) <退出>: （直接回車(chē)表示結(jié)

18、束偏移）最后效果如圖7-5：（2） 繪制垂線最后效果如圖7-6（3） 利用修剪命令進(jìn)行修剪，得到跌落式熔斷器符號(hào)，如圖7-7。圖7-5 圖7-6 圖7-7（4） 保存為圖塊3、繪制主變（1） 在一條直線上繪制兩個(gè)半徑為10的圓，如圖7-8所示（2） 復(fù)制鏡像圖形，得到主變，即圖7-9 圖7-8 圖7-9 (3) 保存為圖塊4、繪制站用變壓器 （1） 繪制圓圓心為（100，100），半徑為10命令: _copy選擇對(duì)象: 找到 1 個(gè)選擇對(duì)象:（直接回車(chē)，表示結(jié)束選擇指定基點(diǎn)或 位移(D) <位移>: 100,82（以100，82為基點(diǎn)）指定第二個(gè)點(diǎn)或 <使用第一個(gè)點(diǎn)作為位移&

19、gt;: 18指定第二個(gè)點(diǎn)或 退出(E)/放棄(U) <退出>:圖7-10（2） 繪制直線以上邊一個(gè)圓的圓心為出發(fā)點(diǎn)，交于下邊一個(gè)圓的垂足圖7-11（3） 陣列直線以直線為陣列對(duì)象，繪制出Y圖形來(lái) 圖7-12 圖7-13（4） 復(fù)制Y圖形基點(diǎn)為上邊一個(gè)圓的圓心，第二個(gè)點(diǎn)為下邊一個(gè)圓的圓心圖7-14 站用變壓器 (5) 保存為圖塊5、電壓互感器（1）以站用變壓器為基礎(chǔ)，繪制一個(gè)過(guò)圓右交點(diǎn)，半徑為10的圓命令: _circle 指定圓的圓心或 三點(diǎn)(3P)/兩點(diǎn)(2P)/相切、相切、半徑(T): 2p（兩點(diǎn)確定一個(gè)圓）指定圓直徑的第一個(gè)端點(diǎn):（為圓的右交點(diǎn)）指定圓直徑的第二個(gè)端點(diǎn): 2

20、0,0（第二個(gè)點(diǎn)離圓的右交點(diǎn)水平距離為20）圖7-15（3） 繪制三角形 調(diào)用“多線段命令“圖7-16（4） 繪制直線圖7-17（5） 修剪圖7-18（6） 刪除直線，得到電壓互感器圖7-19(7) 保存為圖塊6、 電氣主接線圖根據(jù)前面步驟做出的圖塊，繪制電氣主接線圖如圖：圖7-20 電氣主接線圖 圖7-21 文字注釋1 圖7-22 文字注釋2五、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、第二部分實(shí)驗(yàn)過(guò)程記錄，記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題2、第三部分結(jié)果和討論，寫(xiě)自己的小結(jié)和體會(huì)實(shí)驗(yàn)五 Protel 99SE軟件基本操作一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私釶rotel 99 SE軟件環(huán)境，掌握電子電路原理圖繪制的基本步驟和各工具欄的應(yīng)用等基本

21、操作。二、 實(shí)驗(yàn)要求要求設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的電路圖，并在軟件環(huán)境中繪制。三、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備裝有Protel 99 SE軟件的計(jì)算機(jī)一臺(tái)。實(shí)驗(yàn)六 濾波器仿真設(shè)計(jì)在電路設(shè)計(jì)完成后，設(shè)計(jì)者總需要對(duì)設(shè)計(jì)的電路的性能來(lái)進(jìn)行預(yù)計(jì)，判斷和校驗(yàn)。過(guò)去常用的方法是數(shù)學(xué)和物理的方法，或是在面包板上模擬插線，這些方法都具有局限性。Protel99 SE可以對(duì)模擬和數(shù)字信號(hào)混合電路仿真。其仿真引擎使用的是SPICE /XSPICE。它可以讓我們精確地仿真由各種器件，比如TTL、CMOS、BJT等構(gòu)成的電路。設(shè)計(jì)仿真原理圖的步驟和一般原理圖的步驟非常相似，不過(guò)所使用的元件庫(kù)必須是仿真用數(shù)據(jù)庫(kù)中的。其路徑為L(zhǎng)ibraryschSIM.

22、ddb。Protel中支持的電路分析類(lèi)型有：靜態(tài)工作點(diǎn)分析，交流小信號(hào)分析，瞬態(tài)分析，傅立葉分析，噪聲分析，直流分析，參數(shù)掃描分析，溫度掃描分析和蒙特卡羅分析。在仿真用數(shù)據(jù)庫(kù)SIM.ddb加載后，包含在SIM.ddb中的28個(gè)后綴名為*.lib的原理圖庫(kù)將列出在Browse屬性頁(yè)內(nèi)。在Protel 99SE為使仿真可靠運(yùn)行，必須遵守以下規(guī)則：1、 所有元器件和部件須使用適當(dāng)?shù)姆抡嫫骷Ｐ停此械脑骷仨氃趕im.ddb中的取用。2、 設(shè)計(jì)者必須放置和連接可靠的信號(hào)源，以便仿真過(guò)程中驅(qū)動(dòng)整個(gè)電路。3、 設(shè)計(jì)者在需要繪制仿真數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)處必須添加網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)。4、 如果必要的話，設(shè)計(jì)者必須定義電路的

23、仿真初始條件。濾波器是一種能夠使有用信號(hào)通過(guò)而同時(shí)抑制無(wú)用信號(hào)的電子裝置。工程上常用作信號(hào)處理、數(shù)據(jù)傳送和抑制干擾等。由集成運(yùn)放和R、C元件組成的有源濾波電路，具有不用電感元件、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)以二階有源帶通濾波器電路為例，來(lái)熟悉Protel 99SE的電路仿真。一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆誔rotel 99 SE軟件環(huán)境中進(jìn)行簡(jiǎn)單原理圖仿真的方法，能在該軟件環(huán)境中進(jìn)行電路仿真，通過(guò)仿真來(lái)驗(yàn)證電路設(shè)計(jì)的正確性。二、 實(shí)驗(yàn)要求要求在軟件環(huán)境中輸入一個(gè)二階有源帶通濾波器電路設(shè)計(jì)，進(jìn)行電路仿真，作靜態(tài)工作點(diǎn)，交流小信號(hào)，瞬態(tài)和傅立葉仿真分析。三、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備裝有Protel 99 SE軟件的計(jì)算機(jī)一

24、臺(tái)。四、 實(shí)驗(yàn)步驟1、新建數(shù)據(jù)庫(kù)文件simulate.ddb。2、新建原理圖文件filter.sch3、繪制仿真原理圖（1） 加載仿真元件庫(kù)Sim.ddb界面左邊Browse屬性頁(yè)，Add/Remove 按鈕，在彈出的對(duì)話框中選擇Sim.ddb, 按Add 按鈕添加到當(dāng)前庫(kù)列表中，按OK鍵結(jié)束加載（2） 放置仿真元器件電容CAP，電阻RES在Simulation Symbols.lib庫(kù)中，UA741在OpAmp.lib庫(kù)中。在Part type中輸入各元器件的值。TIPS：l SPACE鍵旋轉(zhuǎn)。l 未放元件前TAB鍵改屬性，放置后雙擊元件改屬性l 放置PowerPort，把Net改為GND，

25、Style改為Power Ground，即為接地符號(hào)。l X，A取消selection（3） 連線連線時(shí)注意兩邊都要出現(xiàn)電氣熱點(diǎn)才算連接成功。連線時(shí)一定要用Wire（導(dǎo)線）連接，不能用Line（直線）。（4） 放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)IN，GND，OUT5、 放置激勵(lì)源在進(jìn)行仿真之前，需要在電路圖上放置合適的激勵(lì)源。在Simulation Symbols.lib中包含了許多仿真激勵(lì)源，其中較常用的部分電壓型激勵(lì)源還專門(mén)組成一個(gè)仿真源工具欄：Simulation Sources。打開(kāi)和和關(guān)閉仿真源工具欄的切換命令如下：View->Toolbars->Simulation Source

26、s， 打開(kāi)仿真源工具欄，放置1K Hertz Pulse（1KHz脈沖激勵(lì)源）作為仿真源。雙擊1KHz脈沖激勵(lì)源屬性對(duì)話框，點(diǎn)擊Part Fields屬性頁(yè)1KHz脈沖激勵(lì)源各屬性說(shuō)明如下：DC Magnitude：用于設(shè)置需要的直流電壓，單位為V。AC Magnitude：用來(lái)設(shè)置疊加的交流信號(hào)幅度，進(jìn)行交流小信號(hào)分析時(shí)，需要設(shè)置該欄的值，通常為1V。AC Phase：設(shè)置交流信號(hào)的相位。 Pulsed Value：用來(lái)設(shè)置脈沖信號(hào)的峰值電壓值，單位為V。Time Delay：用來(lái)設(shè)置時(shí)延。Rise time：用來(lái)設(shè)置上升時(shí)間。Fall time：用來(lái)設(shè)置下降時(shí)間。Pulse Width：用

27、來(lái)設(shè)置脈沖寬度。Period:用來(lái)設(shè)置周期。設(shè)置DC Magnitude為5V，AC Magnitude為1V，Pulsed Value為2V，Rise time為100n，F(xiàn)all time為100n，Pulse Width為50u，Period為100u，Rise Time為100n，F(xiàn)all Time為100n，Pulse Width為50u，Period為100u。其他為默認(rèn)值，單擊OK確認(rèn)修改。5、仿真器設(shè)置在進(jìn)行仿真前，設(shè)計(jì)者必須對(duì)仿真器進(jìn)行設(shè)置，選擇對(duì)電路進(jìn)行哪種分析，收集哪個(gè)位置信號(hào)。進(jìn)行仿真器設(shè)置命令如下：Simulate->Setup執(zhí)行上述命令將啟動(dòng)Analyses

28、 Setup對(duì)話框：在General屬性頁(yè)中，將Available Signals中的IN，OUT信號(hào)選到右邊的Active Signals中來(lái)。表示收集IN和OUT處的信號(hào)。我們選擇進(jìn)行靜態(tài)工作點(diǎn)，暫態(tài)/傅立葉分析及交流小信號(hào)分析，選中對(duì)應(yīng)的選擇框。各屬性頁(yè)說(shuō)明如下l Operating Point Analysis：工作點(diǎn)分析，也就是靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)是在分析放大電路中提出來(lái)的，它是放大電路正常工作的重要條件。當(dāng)把放大器的輸入信號(hào)短路，則放大器處于無(wú)信號(hào)輸入狀態(tài)，稱為靜態(tài)。如果靜態(tài)工作點(diǎn)選擇不合適，則輸出波形會(huì)失真，因此設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)是放大電路正常工作的前提。l Transient

29、/Fourier Analysis：瞬態(tài)/傅立葉分析瞬態(tài)分析：瞬態(tài)分析是對(duì)時(shí)域中的輸入信號(hào)確定其輸出信號(hào)。傅立葉分析：傅立葉分析是利用瞬態(tài)分析的輸出結(jié)果用離散形式表示出來(lái)。說(shuō)明：在Transient Analysis 組中， Time Step 是時(shí)間步長(zhǎng)；Stop Time 是終止時(shí)間；Maximun Step 是時(shí)間步長(zhǎng)的最大值，一般取兩者相等。瞬態(tài)分析總是從時(shí)間t=0開(kāi)始，然而，可以從時(shí)間Start Time 起始時(shí)間開(kāi)始顯示結(jié)果。事實(shí)上從t=0到t= Start Time 時(shí)間內(nèi)也分析了電路，只是沒(méi)有輸出或存貯這些結(jié)果而已。在Fourier Analysis組中，F(xiàn)und. Frequ

30、ency 指定傅立葉分析的基頻，缺省值為信號(hào)源的頻率。Harmonics指定傅立葉分析的諧波次數(shù)，也即傅立葉分析的系數(shù)個(gè)數(shù)，缺省值是10，也即是9次諧波（09）。在Default Parameter組中，其前面有個(gè)檢查框，當(dāng)其被選中（前面有對(duì)勾號(hào)）時(shí)，所有參數(shù)都將不能修改（不能修改的區(qū)域顯示為灰色），而必須使用缺省參數(shù)值。但設(shè)計(jì)者可以通過(guò)此組中的參數(shù)Cycles Displayed 和Points Per Cycles來(lái)指定這些缺省參數(shù)值。Cycles Displayed用于指定波形中顯示的信號(hào)周期個(gè)數(shù)；Points Per Cycles用于指定每個(gè)波形周期中顯示的點(diǎn)數(shù)。設(shè)定完成后，單擊 即可

31、。如果設(shè)計(jì)者覺(jué)得沒(méi)必要使用缺省參數(shù)值，則去掉Default Parameter前面有對(duì)勾號(hào)（即讓它為空）即可，同時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)所有數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)域均變亮了，此時(shí)表明可以隨意設(shè)定相應(yīng)的參數(shù)值。在給出波形的同時(shí)，Protel99 SE還產(chǎn)生了一大堆傅立葉分析的相關(guān)數(shù)據(jù)，并存于.sim文件中。我們?cè)赥ransient Analysis 組把起始時(shí)間設(shè)為0，終止時(shí)間設(shè)為5ms，步長(zhǎng)為2us。在Fourier Analysis組中，把基頻設(shè)為10K，諧波次數(shù)設(shè)為10.設(shè)置好的對(duì)話框如下圖：l AC Small Signal Analysis：交流小信號(hào)分析交流分析是在一定的頻率范圍內(nèi)計(jì)算電路的響應(yīng)。如果電路中包含

32、非線性器件或元件，則會(huì)先計(jì)算電路的直流工作點(diǎn)，得到線性化小信號(hào)模型參數(shù)。然后在設(shè)計(jì)者指定的交流激勵(lì)源頻率范圍內(nèi)對(duì)該電路進(jìn)行分析。在進(jìn)行交流分析之前，必須保證電路中至少有一個(gè)交流電源，也即在激勵(lì)源中的AC 屬性域中設(shè)置一個(gè)大于零的值。說(shuō)明：在Start Frequency 中指定起始頻率；在Stop Frequency 中指定終止頻率；在Test Points中指定掃描的點(diǎn)數(shù)；在Sweep Type框中指定掃描類(lèi)型。掃描類(lèi)型只能確定Linear、Octave或Decade中的一個(gè)。Linear、Octave和Decade掃描類(lèi)型特點(diǎn)如下：Linear為線性掃描，是從起始頻率開(kāi)始到終止頻率的線性掃

33、描。Linear適用于帶寬較窄情況。Octave為倍頻掃描，頻率以倍頻進(jìn)行對(duì)數(shù)掃描。Octave用于帶寬較寬的情形。Decade為十倍頻掃描，它進(jìn)行對(duì)數(shù)掃描。Decade用于帶寬特別寬的情況。我們把起始頻率設(shè)為1，結(jié)束頻率設(shè)為10k，掃描點(diǎn)數(shù)為100。掃描類(lèi)型為倍頻掃描，設(shè)置好的對(duì)話框如圖：五、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告1 ，整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，列出工作點(diǎn)分析結(jié)果，繪制暫態(tài)/傅立葉分析，交流小信號(hào)分析信號(hào)曲線。2，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，說(shuō)明為何是帶通濾波器。3，自己設(shè)置仿真參數(shù)，進(jìn)行掃描參數(shù)分析，分析結(jié)果（選做）實(shí)驗(yàn)七 串行通信電路交互式布線，封裝模型設(shè)計(jì)及報(bào)表生成一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆赵赑rotel 99 SE軟件環(huán)境中進(jìn)行

34、印制板電路設(shè)計(jì)的步驟，熟練設(shè)置各印制板電路設(shè)計(jì)規(guī)則中的參數(shù)設(shè)計(jì)，掌握印制板電路設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該注意的布局和布線規(guī)則，進(jìn)行合理的布局布線。掌握PCB元器件的制作步驟。二、 實(shí)驗(yàn)要求在軟件環(huán)境中輸入串行通信電路，進(jìn)行布局布線，并生成各種報(bào)表。三、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備裝有Protel 99 SE軟件的計(jì)算機(jī)一臺(tái)。四、 實(shí)驗(yàn)步驟1、新建數(shù)據(jù)庫(kù)文件（格式可為：你的名字_serial.ddb）2、新建原理圖文件（Schematic document），文件名為serial.sch。3、繪制原理圖（5） 加載元件庫(kù)Miscellaneous Devices.ddb位置為Protell 99SE安裝路徑下的Library

35、SchMiscellaneous Devices.ddbMaxim Interface.ddb位置為Protell 99SE安裝路徑下的LibrarySch Maxim Interface.ddbTips:如何獲知元件在哪個(gè)庫(kù)中：點(diǎn)擊左邊的Find按鈕，彈出Find Schematic Component 對(duì)話框，選中By Library Referenc，表示根據(jù)元器件在庫(kù)中的名稱查找，鍵入Max232*，表示查找以Max232開(kāi)頭的元件。按Find Now按鈕開(kāi)始查找。查找成功后在最下面的路徑欄中會(huì)有元件所在庫(kù)的路徑，添加進(jìn)去即可。（6） 放置元器件Max232AEJE在Maxim Tra

36、nsceiver.lib中， 其他元器件的都在Miscellaneous Devices.libTips:雙擊Max232AEJE打開(kāi)元件屬性對(duì)話框，選擇Hidden Pins，出現(xiàn)隱藏管腳。（3）連線連線時(shí)注意兩邊都要出現(xiàn)電氣熱點(diǎn)才算連接成功。（4）放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)。（7） 設(shè)置封裝電容CAP的封裝為RAD-0.3（Tips：可用全局編輯修改所有的電容封裝）MAX232的封裝為DIP16HEAD 4的封裝為HDR1X4DB9的封裝為DB-9/F（5）生成網(wǎng)絡(luò)表Design->Create Netlist4、印刷電路板設(shè)計(jì)（1）新建PCB文件(PCB document)，文件名為（2）加載封裝庫(kù)Protell 99SE安裝路徑下的LibraryPcbGeneric FootprintsMiscellaneous .ddb和Advpcb.ddbProtell 99SE安裝路徑下的LibraryPcbConnectorsHeaders.ddb一定要先加載封裝庫(kù)再導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表，否則會(huì)有錯(cuò)誤?。?）導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表Design->Load Nets按Browse按鈕選擇網(wǎng)絡(luò)表網(wǎng)絡(luò)表被導(dǎo)入，如有錯(cuò)誤，對(duì)應(yīng)的去修改直至沒(méi)有錯(cuò)誤