eda基礎訓練課程設計--ad轉(zhuǎn)換電路的pcb板圖設計

1、<p>　　電 子 信 息 與 電 氣 工 程 系</p><p><b>　　課程設計報告</b></p><p>　　2009 年 2 月 24 日</p><p><b>　　課程設計任務書</b></p><p><b>　　目 錄</b></p

2、><p><b>　　1 摘要：3</b></p><p>　　2 電路原理及元件設計………………………………………………………………… 3</p><p>　　2.1 原理圖設計3</p><p>　　2.2 原件庫設計4</p><p>　　3 PCB板圖及封裝庫設計6</

3、p><p>　　3.1 封裝庫設計6</p><p>　　3.2 PCB板規(guī)劃7</p><p>　　3.3 網(wǎng)表生成/載入7</p><p>　　3.4 PCB板圖8</p><p>　　3.5 手工布線布局8</p><p>　　3.6 三維視圖……………………………………

4、………………………………… .9</p><p>　　4 仿真電路設計10</p><p>　　4.1 仿真原理圖10</p><p>　　4.2 節(jié)點分析11</p><p>　　4.3 仿真波形及分析11</p><p><b>　　5 小結(jié)13</b></p>

5、<p><b>　　參考文獻14</b></p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換電路的PCB板設計</p><p>　　1.摘要：EDA技術是現(xiàn)代電子工程領域的一門新技術，它提供了基于計算機的電路設計方法。EDA技術的發(fā)展和推廣極大的推動了電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。掌握EDA技術是電子工程師就業(yè)的基本條件之一。</p><p>　　基于PCB的電

6、路設計是EDA技術的重要內(nèi)容，Protel 軟件是實現(xiàn)基于PCB設計的一個杰出工具。Protel99SE軟件主要包含以下幾個模塊：原理圖設計軟件、電路板設計軟件、用于PCB自動布線的Protel Advanced Route 99SE、可編程邏輯器件設計的Protel Advanced PLD、用于電路仿真的Advanced SIM和用于信號完整分析的Advanced integrity，其基本功能滿足了一般用戶的需求，對于初學者來說，

7、軟件容易上手、成本低。、</p><p>　　本次實驗我們使用Proter99SE將A/D轉(zhuǎn)換電路制作成PCB板和仿真電路設計。</p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換電路制作成PCB板其步驟有：環(huán)境設計、創(chuàng)建schematic Document文件畫出原理圖，檢驗原理圖、生成網(wǎng)表，建立PCB Document文件載入網(wǎng)表、修改封裝，元件布局、自動布線、手工調(diào)整布線、整體編輯、輸出打印，結(jié)束。&l

8、t;/p><p>　　PCB板和仿真電路設計：同上建立仿真原理圖（使用SIM庫），設置仿真（需加入出世條件）生成仿真時序圖。</p><p>　　關鍵詞：Protel Advanced Route 99SE Protel Advanced PLD Advanced SIM Advanced integrity</p><p>　　2.電路原理圖及元器件庫設

9、計</p><p><b>　　2.1原理圖設計</b></p><p><b>　　設計步驟：</b></p><p>　　打開Proter99SE建立工程project和儲存目錄F:/wangyibo；</p><p>　　建立schematic Document文件，打開此文件用 ADD &l

10、t;/p><p>　　Romove加入元件庫（常見元件庫C:/programe File/Design Explorer99SE/Library/sch/sim）；</p><p>　　加入所需元件（元件CN須自行設計在原件庫設計中會提到）。</p><p>　　連接導線和總線，設置元件位號和規(guī)格，在部分元件和導線處加入標號。</p><p>　

11、　給所有元件設置好封裝（元件CN須自行設計封裝在下文會提到）。</p><p>　　檢查電路用Tools----ERC來檢驗，檢驗無誤時可進行生成網(wǎng)表等下一步驟，設計好的原理圖如下：</p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換電路制原理圖</p><p><b>　　2.2原件庫設計</b></p><p><b>　　設

12、計步驟：</b></p><p>　　在工程下建立schematic Document文件。</p><p>　　畫出元件CN，元件CN如圖2.2。</p><p>　　保存元件用Tools------Roname Commponent保存元件，元件名CN。（在原理圖設計時用Add Remove可找到此元件，加入即可）。</p><p

13、><b>　　元件CN圖2.2</b></p><p>　　3. PCB板圖及封裝庫設計</p><p><b>　　3.1 封裝庫設計</b></p><p>　　由于上文提到了元件CN在封裝庫中沒有其所需的封裝我們需創(chuàng)建一個封裝CN6。</p><p><b>　　設計步驟：&l

14、t;/b></p><p>　　建立文件PCB Libray Document文件。</p><p>　　在top overlay層畫上邊框，邊框大小為1600mil*400mil。</p><p>　　設置焊盤第一個焊盤為方形其他為圓形，焊盤直徑150mil,孔徑50mil;.</p><p>　　保存封裝名為CN6如庫，結(jié)束封裝如圖

15、3.1</p><p><b>　　封裝CN6圖3.1</b></p><p>　　3.2 PCB板規(guī)劃</p><p>　　設計好的元件需要放入PCB板中，所以我們需要規(guī)劃一個大小適合的PCB板來盛放這些元件。</p><p><b>　　設計步驟：</b></p><p&g

16、t;　　建立文件PCB Libray文件并打開。</p><p>　　設置好原點，在keepoutlayer畫出邊框大小為100mm*70mm。</p><p>　　3.1 網(wǎng)表生成/載入</p><p>　　1．網(wǎng)表生成：PCB板規(guī)劃完成后，我們需要在入網(wǎng)表（.NET文件），網(wǎng)表在原理圖做好時可以通過Design-----Netlist creation命令來生成

17、。如圖3.3A</p><p><b>　　圖3.3A</b></p><p>　　網(wǎng)表載入：生成網(wǎng)表之后我們就可以在PCB文件中載入它了，使用Design------load Nets----Execute來載入元件封裝。</p><p>　　3.4 PCB板圖</p><p>　　1.元件后，我們可以把元件拖入邊框

18、之中再通過Tools--------Aoto Placement---------Aoto Placer來給元件排列位置，排列好后需要手工調(diào)整一下使得PCB板更加美觀。</p><p>　　2.布好后就可以布線了，使用Aoto Route All-----ALL打開Autorouter setup選項可以在里面設置布線的要求，設置完成后點擊Rout All自動布線。至此PCB板制作基本完成。</p>

19、<p><b>　　3.5 工布線布局</b></p><p>　　自動布線布局完成后，我們需要手工修改一方面使PCB板更加美觀，另一方面一些特殊的焊點需有一定的距離要求。經(jīng)過手工調(diào)整后得到所需的PCB板圖，入圖3.5</p><p><b>　　圖3.5</b></p><p><b>　　3.6

20、三維視圖</b></p><p>　　PCB板制作完成后如果我們想看看其實物圖，可以通過View--------Board in3D來瀏覽其模擬3D圖，如下圖。</p><p>　　至此我們就完成了PCD板的制作這一環(huán)節(jié)。</p><p><b>　　圖3.6</b></p><p><b>　　4

21、. 仿真電路設計</b></p><p>　　下面的計劃我們將用Proter完成穩(wěn)壓整流電路的仿真。</p><p><b>　　4.1 仿真原理圖</b></p><p>　　下圖為穩(wěn)壓整流電路仿真圖4.1（注意在畫原理圖是我們需要用仿真庫SIM里的元件，否則可能在仿真時出錯）畫原理圖的步驟與制作PCB原理圖方法相同，在這里就不一

22、一盡述了。</p><p><b>　　圖4.1</b></p><p><b>　　4.2 節(jié)點分析</b></p><p>　　1．我們需要在仿真前設置初始條件，首先給正弦交流電壓原V1設置幅度和頻率，part fierds和Amplitude frequency中設置幅度和頻率。</p><p&g

23、t;　　2．用TEXT按鈕設置AC1、AC2、VIN、VOUT四個節(jié)點。</p><p>　　AC1、AC2為正弦信號，它兩的幅度和頻率相等，但振幅相反，VIN為整流后的信號基本為直流但有小的波動，VOUT為輸出信號原大小為電壓原振幅除以根號2。</p><p><b>　　4.3 波形及分析</b></p><p>　　通過Simulate-

24、----setup打開Analyses項用>標志加入四個節(jié)點，按Run Analyses 鍵生成仿真圖</p><p>　　穩(wěn)壓整流電路仿真波形圖如下4.3</p><p><b>　　圖4.3</b></p><p>　　通過節(jié)點分析我們大致知道了AC1、AC2、VIN、VOUT的波形，其中AC1，AC2的波形有少許失真說明在實驗過程中

25、有些需要改進的地方，再改進了幅度和頻率后AC1，AC2失真變小了，自此本實驗完成。</p><p><b>　　5. 小結(jié)</b></p><p>　　在這兩周的EDA課程設計中我們學習了一款設計PCB板圖的實用軟件：Protel99SE </p><p>　　在這款軟件的學習過程中，我們通過老師的講解和示范，學習了用該軟件繪制電路原理圖和P

26、CB板元件裝配圖。其中原理圖的繪制是作為主要內(nèi)容教學的。</p><p>　　在原理圖的繪制過程中，需要我們對該軟件的基本操作有比較全面的掌握。包括文件的建立，各種庫的調(diào)用，元件類型的查找，編輯，當沒有適合我們調(diào)用的元件時還需創(chuàng)建新元件。</p><p>　　同樣在PCB板的設計當中我們要了解各元件的封裝類型然后一一定義。最重要的就是布線的技術了。自動布線是必須要掌握的。然而手工布線卻是最

27、重要的。對于自動布線的許多不合理之處只能用手工布線來解決。這確實需要很多實踐來掌握。</p><p>　　以下來談幾點在實踐中的體會。</p><p>　　在原理圖的制作當中，重要的是對元器件的理解，電路原理圖注重的是原理，對元器件的排列并沒有什么影響。原理圖的元器件分布與實際的PCB板上面的分布一般是沒有什么必然的聯(lián)系的。所以畫原理圖的時候一般怎么畫方便，易懂，清晰就怎么來畫。只要連線是

28、正確的。那么畫原理圖的目的就達到了。</p><p>　　畫原理圖時，還應注意，如果有的元器件確實沒有，又不想自己創(chuàng)建或者急著要用，可用近似的封裝器件來代替。因為原理圖是為了PCB板來做準備的，而PCB板是不包含元件的，只有元件的引腳信息。就算在原理圖上的元器件是完全沒有關系的兩個器件，只要封裝一樣，引腳號沒有錯誤，做出來的板子是不會有任何使用問題的。原理圖只是為生成網(wǎng)表文件而做的準備，而網(wǎng)表文件中的信息只有元件

29、的封裝類型和引腳之間的連線。沒有任何元件內(nèi)部功能性的東西。所以，用別的元件取代也自然不會造成問題，不過，最好還是不要太偷懶，把元件的名字換過來吧。不然安裝的時候容易安裝成替代的元件，那可就天下大亂了。</p><p>　　PCB板的設計過程中，一定要仔細核對每一個元件的封裝類型，同時，在生成網(wǎng)表文件后，讀取網(wǎng)表文件時需要檢查有沒有錯誤。如果有錯誤一定不能急于導入，先檢查各元件的配置和設定等，確定無錯誤了以后再導入

30、PCB文件進行設計。布線盡量科學，清晰。讓布線盡量合理。同時在器件的位置設定上也要盡量集中并合理。這樣可以避免許多過長走線和不合理走線。</p><p>　　Protel是一個很有用的軟件，經(jīng)過這一門課的學習，我們對PCB板的設計制造過程有了一定的了解。同時也為以后在專業(yè)技術上的應用打下了一定的基礎。</p><p>　　參考文獻：1、《Protel 99 SE電路原理圖與PCB設計及仿真

31、》，機械工業(yè)出版社，作者：清源科技   </p><p>　　2、《電路設計與制版protel99高級應用》，老虎 工作室 趙晶編著，人民郵電出版社</p><p>　　3、《protel電路原理圖與pcb設計108例》，李華嵩編著，中國青年出版社</p><p><b>　　課程設計評語</b></p>