protel雙混合放大器課件

1、Protel軟件訓(xùn)練課程設(shè)計 成 績 評 定 表學(xué)生姓名班級學(xué)號專 業(yè)通信工程課程設(shè)計題目基于protel的雙信號混合放大器的設(shè)計與實現(xiàn)評語組長簽字：成績?nèi)掌?20 年 月 日課程設(shè)計任務(wù)書學(xué) 院信息科學(xué)與工程學(xué)院專 業(yè)通信工程學(xué)生姓名班級學(xué)號課程設(shè)計題目基于protel的雙信號混合放大器的設(shè)計與實現(xiàn)實踐教學(xué)要求與任務(wù): 1. 熟悉protel軟件的操作環(huán)境。2. 熟悉雙信號混合放大器的設(shè)計原理。3. 在protel環(huán)境中仿真實現(xiàn)雙信號混合放大器。4. 結(jié)果分析。工作計劃與進(jìn)度安排:12月2日-3日 熟悉設(shè)計任務(wù)、查閱資料、進(jìn)行原理分析和設(shè)計。12月4日-5日 在protel軟件環(huán)境下仿真實現(xiàn)

2、雙信號混合放大器。12月6日-7日 驗收，設(shè)計，答辯。指導(dǎo)教師： 201 年 月 日專業(yè)負(fù)責(zé)人：201 年 月 日學(xué)院教學(xué)副院長：201 年 月 日摘 要Protel99SE是應(yīng)用于Windows9X/2000/NT操作系統(tǒng)下的EDA設(shè)計軟件，采用設(shè)計庫管理模式，可以進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)設(shè)計，具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力和開放性及3D模擬功能，是一個32位的設(shè)計軟件，可以完成電路原理圖設(shè)計，印制電路板設(shè)計和可編程邏輯器件設(shè)計等工作，可以設(shè)計32個信號層，16個電源-地層和16個機(jī)加工層.按照系統(tǒng)功能來劃分，Protel99se主要包含以下倆大部分和、4個功能模塊。（1）電路原理設(shè)計部分（Advanced Sch

3、ematic 99）電路原理圖設(shè)計部分包括電路圖編輯器（簡稱SCH編輯器）、電路圖零件庫編輯器（簡稱Schlib編輯器）和各種文本編輯器。本系統(tǒng)的主要功能是：繪制、修改和編輯電路原理圖；更新和修改電路圖零件庫；查看和編輯有關(guān)電路圖和零件庫的各種報表。（2）印刷電路板設(shè)計系統(tǒng)（Advanced PCB 99）印刷電路板設(shè)計系統(tǒng)包括印刷電路板編輯器（簡稱PCB編輯器）、零件封裝編輯器（簡稱PCBLib編輯器）和電路板組件管理器。本系統(tǒng)的主要功能是：繪制、修改和編輯電路板；更新和修改零件封裝；管理電路板組件。（3）自動布線系統(tǒng)（Advanced Route 99）本系統(tǒng)包含一個基于形狀（Shape-

4、based）的無柵格自動布線器，用于印刷電路板的自動布線，以實現(xiàn)PCB設(shè)計的自動化。（4）電路模擬仿真系統(tǒng)（Advanced SIM 99）電路模擬仿真系統(tǒng)包含一個數(shù)字/模擬信號仿真器，可提供連續(xù)的數(shù)字信號和模擬信號，以便對電路原理圖進(jìn)行信號模擬仿真，從而驗證其正確性和可行性。目錄1、Protel電路原理圖的設(shè)計繪制11.1創(chuàng)建電路原理圖文件11.2電路原理圖放置元件21.3電路原理圖連線32、電氣規(guī)則測試和生成報表42.1生成ERC報表42.2生成網(wǎng)絡(luò)表42.3生成交叉表53、 Protel 99SE繪制PCB圖63.1創(chuàng)建PCB電路文件63.2電路板PCB生成73.3 元件的自動布線74、

5、Potel 99SE仿真94.1節(jié)點電壓設(shè)置94.2初始條件設(shè)置94.3仿真器設(shè)置104.4仿真波形輸出115、心得體會116、參考文獻(xiàn)128、元件清單131、Protel電路原理圖的設(shè)計繪制1.1創(chuàng)建電路原理圖文件打開protel 99se后,選擇file菜單下的new菜單（圖1-1），選擇新建的項目存放方式為DDB以及文件存放目錄,（圖1-2），然后新建SCH文件,也就 是電路圖設(shè)計項目（圖1-3） 圖1-1建立過程 圖1-2新建SCH文件 圖1-3添加元件1.2電路原理圖放置元件新建后SCH項目后,在默認(rèn)的一個protel99se元件庫中,可以選擇元件放到電路圖中了,我們也可以選擇增加自

6、己的元件庫。SCH原理圖的所有元件,都可以在我們默認(rèn)的原件庫中下載.將元件放進(jìn)SCH原理圖中，并且設(shè)計元件的屬性包括封裝,名稱，元件屬性等（圖2-4），將元件放置在適當(dāng)位置（圖2-5）。圖2-4元件屬性設(shè)置 圖2-5 電路元件布局圖1.3電路原理圖連線按照圖2-5放置好元件，下面就可以開始布線了，連線后的結(jié)果如（圖2-6）。 圖2-6電路原理圖電路組成：如圖1-6所示為模擬加法器電路，它由兩個運(yùn)算放大器構(gòu)成的反相器和一個運(yùn)算放大器構(gòu)成的加法器組成。則Uout=5U1+10U22、電氣規(guī)則測試和生成報表2.1生成ERC報表按照圖2-6所繪制的電路圖，啟動Protel 99 se，新建一個設(shè)計數(shù)據(jù)

7、庫文件，建立上圖所示的原理圖文件名稱定為“.ddb”， 設(shè)置電氣檢驗規(guī)則，即產(chǎn)生ERC表的各種選項，執(zhí)行ToolsERC ，產(chǎn)生ERC報表(圖2-1)。 圖2-1ERC報表2.2生成網(wǎng)絡(luò)表執(zhí)行DesignCreate Netlist，產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表 。如下圖2-2所示（截取一部分網(wǎng)絡(luò)表） 圖2-2網(wǎng)絡(luò)表2.3生成交叉表 執(zhí)行ReportCross Reference，產(chǎn)生交叉表（圖2-3） 圖2-3交叉表3、 Protel 99SE繪制PCB圖3.1創(chuàng)建PCB電路文件如（圖1-6）所示，我們已經(jīng)繪制了一個基本的SCH原理圖，這個原理包括了基本的電源，負(fù)載，以及接地等，并且接好了線.接下來在Docu

8、ments目錄下，新建一個PCB文件，PCB文件即是我們存放PCB電路的文件（圖3-1，圖3-2）。圖3-1新建pcb文件過程 圖3-2新建pcb文件 3.2電路板PCB生成在導(dǎo)航欄中，選擇Libraries這一項，這可以讓我們在導(dǎo)航欄中顯示當(dāng)前可以放的封裝庫，以供選擇瀏覽封裝庫以及增加protel 99 se封裝庫，選擇封裝庫并且增加到當(dāng)前PCB文件中，增加好封裝庫后，我們就可以選擇和使用些元件了，經(jīng)過上邊的設(shè)置后，點擊design菜單下的“Update PCB”,得到PCB文件（圖3-3）。 圖3-3pcb文件3.3 元件的自動布線執(zhí)行“Aoute Route”菜單下的“Route All

9、”就可以自動布線了，布線完成的設(shè)計文件如（圖3-4 圖3-5），布好線后挪動元件使線路清晰（圖3-6）圖3-4繪制PCB的外形圖圖3-5protel99se自動布線圖3-6手工調(diào)整后的pcb版圖4、Potel 99SE仿真4.1節(jié)點電壓設(shè)置 該設(shè)置的是用來是指定的節(jié)點固定在所給定的電壓下，仿真器按這些節(jié)點電壓求的直流或瞬態(tài)的初始解。該設(shè)置對雙穩(wěn)態(tài)或非穩(wěn)態(tài)電路的計算收斂可能是必須的，它可以使電路擺脫“停頓”狀態(tài)，而進(jìn)入所希望狀態(tài)。一般情況下，設(shè)置是不必要的。如圖4.14.1節(jié)點電壓設(shè)置圖4.2初始條件設(shè)置該設(shè)置是用來設(shè)置瞬態(tài)初始條件的，在瞬態(tài)分析中一旦設(shè)置參數(shù)Use Initial Condit

10、ions和“.IC”時，就先不進(jìn)行直流工作點的分析，因而應(yīng)在“.IC”中設(shè)定各點的直流電壓。如果瞬態(tài)分析中沒有設(shè)置參數(shù)Use Initial Conditions，那么在瞬態(tài)分析前計算直流偏置解。這時，“.IC”設(shè)置中指定的節(jié)點電壓僅作為求解直流工作點時相應(yīng)的節(jié)點的初始值。如圖4.24.2初始條件設(shè)置圖4.3仿真器設(shè)置 單擊Simulate執(zhí)行Setup命令，進(jìn)入仿真的設(shè)置，單擊Setup選項，將仿真器設(shè)置對話框，如下圖所示，在General選項中，設(shè)計者可以選擇分析類別。如圖4.3 4.3“Analyses Steup”對話框4.4仿真波形輸出如圖4.44.4仿真波形圖5、心得體會 我對Pr

11、otel這個軟件還是比較熟悉的。特別是對于原理圖的繪制和PCB板的生成。但是對于仿真環(huán)節(jié)，卻相對比較陌生一些。因而我花了更多的時間在研究如何成功地仿真電路。 在仿真電路方面，我首先學(xué)會了設(shè)置仿真參數(shù)。這也是仿真成功相當(dāng)重要的一步。當(dāng)然，我也遇到了些問題，特別是在電路仿真時可能會遇到Timestep too small,run simulation(s) aborted的問題。后來經(jīng)過考證后我得到的結(jié)論是：SPICE使用重復(fù)迭代的方式來獲得當(dāng)前電路的靜態(tài)電壓和電流值，仿真首先對節(jié)點初始電壓進(jìn)行預(yù)測，然后根據(jù)電路的電導(dǎo)系數(shù)計算支路電流，接著用支路電流重新計算節(jié)點電壓，一直這樣進(jìn)行著循環(huán)，這種循環(huán)一

12、直持續(xù)到所有的節(jié)點電壓和支路電流都落入規(guī)定的誤差允許范圍內(nèi)（即收斂）。如果節(jié)點電壓和支路電流沒有在一定數(shù)量的重復(fù)中完成收斂的話，SPICE將提示錯誤信息，這樣就無法實現(xiàn)仿真了。瞬態(tài)分析時定義的timestep只是一個名義上的時間增量值，實際分析時的timestep是一個變量，如果在你設(shè)置的某一timestep設(shè)置條件下無法實現(xiàn)收斂，這時timestep將自動被降低，繼續(xù)重復(fù)上述的循環(huán)。如果timestep降低幅度太大，SPICE將提示“Timestep too small”，這時仿真失敗。 我自己的理解就是，"timestep就是在算法上設(shè)置間隔"，就是說timestep如

13、果太大，循環(huán)的次數(shù)就會很少，在這樣有效的次數(shù)中收斂可能就無法實現(xiàn)，這時系統(tǒng)會自動降低timestep的值，可是如果下降太大，循環(huán)的次數(shù)就會過多，超過了軟件的工作能力（就像是鉆孔機(jī)無法鉆出孔徑非常小的過孔一樣），于是仿真就失敗了 通過這次課程設(shè)計，我還意識到了想要做好一件事，要有耐心，細(xì)心，要腳踏實地，而不應(yīng)該毛躁。特別是生成PCB板之后元件的布局以及修改布線都是考驗我們耐心的時候。 當(dāng)然，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜，讓我知道了學(xué)無止境的道理。我們每一個人永遠(yuǎn)不能滿足于現(xiàn)有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面還有更高的山峰在等著你。挫折是一份財富，經(jīng)歷是一份擁有。這次課程設(shè)計必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶！6、參考文獻(xiàn)1 Protel99 入門與提高.趙品編著.人民郵電出版社.2000.11 2 Prote