protel课程设计报告

武汉理工大学《Protel应用》课程设计说明书.ProtelDxp2004简介Protel设计系统是世界上第一套将EDA环境引入到Windows环境中的EDA开发工具，是具有强大功能的电子设计CAD软件，它具有原理图设计、印刷电路板（PCB）、设计层次原理图设计、报表制作、电路仿真以及逻辑器件设计等功能，是进行电子设计最有用的软件之一。在原来Protel99SE的基础上，应用最先进的软件设计方法，率先推出了一款基于Windows2000和WindowsXP操作系统的EDA设计软件ProtelDXP2004。ProtelDXP2004在前版本的基础上增加了许多新的功能。ProtelDXP2004是第一个将所有设计工具集于和一身的板级设计系统，电子设计者从最初的项目模块规划到最终形成生产数据都可以按照自己的设计方式实现。ProtelDXP2004运行在优化的设计浏览器平台上，并且具备当今所有先进的设计特点，能够处理各种复杂的PCB设计过程。通过设计输入仿真、PCB绘制编辑、拓扑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术融合，ProtelDXP2004提供了全面的设计解决方案。Protel2004主要由以下四大部分组成：原理图设计系统（SCH）——用于电路原理图的设计印刷电路板设计系统（PCB）——用于印刷电路板的设计FPGA系统——用于可编程逻辑器件的设计VHDL系统——用于进行硬件的编程以及仿真等工作Protel2004的特点：整合式的元件与元件库具有人工智能的自动布线器丰富而又灵活的编辑功能多通道的设计支持FPGA的设计具有查询功能支持双显示器设置支持层次化原理图设计具有强化设计校验功能支持多样的输入输出形式具有超强的电路仿真功能具有更强的高频电路信号完整性分析功能支持更完美的3D功能2.设计理论分析LC振荡电路主要用来产生高频正弦波信号，一般在1MHz以上，它由放大电路、正反馈电路、选频网络、稳幅电路组成，电路中的选频网络由电感L和电容C构成。LC正弦波振荡电路的工作原理和RC正弦波振荡电路相似，也是使选定频率f信号的放大倍数最大，而其他频率的信号均被衰减到零。按照反馈电路的不同，LC正弦波振荡电路分为变压器反馈式LC振荡电路、电感三点式（哈特莱）LC振荡电路和电容三点式（考毕兹）LC振荡电路，它们的选频网络采用LC并联谐振回路。LC振荡电路运用了电容跟电感的储能特性，让电磁两种能量交替转化，也就是说电能跟磁能都会有一个最大最小值，也就有了振荡。不过这只是理想情况，实际上所有电子元件都会有损耗，能量在电容跟电感之间互相转化的过程中要么被损耗，要么泄漏出外部，能量会不断减小，所以实际上的LC振荡电路都需要一个放大元件，要么是三极管，要么是集成运放等数电IC，利用这个放大元件，通过各种信号反馈方法使得这个不断被消耗的振荡信号被反馈放大，从而最终输出一个幅值跟频率比较稳定的信号。三点式振荡电路的LC谐振回路既是放大器的负载、正反馈电路、同时还是选频网络。LC谐振回路有三个端，分别与放大器的输出端、地和输入端相连。3.原理图的绘制3.1电路的选择——电容三点式振荡电路图1电容三点式振荡电路3.2电路分析C1，C2，L构成电容三点式振荡电路，C3为旁路电容，隔直通交，C4为耦合电容，对振荡频率信号可视为短路，R3，R4为偏置电阻,VS为激励源，VCC为输入电源。振荡频率f=1/(2*3.14*(L*C1*C2/(C1+C2)))=22.5Hz3.3准备画图3.3.1启动ProtelDXP2004（1）从Windows操作系统的开始菜单或桌面快捷图标进入ProtelDXP2004环境。（2）使用菜单File/New/PCBproject建立新工程文件。在侧栏中可对其saveas并且重命名为LC振荡电路.PCBprj。（3）使用菜单File/New，在下拉菜单选择Schematic，建立新原理图文件。（4）一个名为Sheet1.SchDoc的原理图图纸出现在设计窗口中，并且原理图文件夹也自动地添加（连接）到项目。这个原理图图纸现在列表在Projects标签中的紧挨着项目名下的SchematicSheets文件夹下。同样方法重命名为LC振荡电路.schdoc。（5）设置画图环境使用菜单Design/DocumentOption，在弹出的窗口中设置图纸尺寸、栅格等内容。（6）原理图参数设置：从菜单选择Tools»Preferences打开原理图参数对话框。设置对话框中的参数，这些设置将应用到以后的所有原理图图纸。点击DefaultPrimitives标签以使其为当前，勾选Permanent。点击OK按钮关闭对话框。在开始绘制原理图之前，先保存这个原理图图纸，选择File»Save。3.3.2插入元件并连线（1）电容、电阻、三极管、电感等常用元件在MiscellaneousDevices.IntLib库里，直接插入到电路图中，调整它们至适当位置并设置好各个参数。（2）从菜单选择Place»Wire或从WiringTools工具栏点击Wire工具进入连线模式，此时光标将变为十字形状，依次连接好各个元件。（3）插入电压源和激励源，电压源和激励源通常都在工作面板上，直接放入即可，完成的电路图如上图1.3.3.3编译并检查错误（1）电路画完后，从菜单选择Project>>CompileDocumentLC振荡电路.SCHDOC。（2）如果所画的电路图没有错误，则弹出的messages对话框是空白的；如果存在错误，则弹出的messages对话框中会指出错误所在，然后在电路图中对错误之处加以改正，直到没有错误为止。4.电路仿真4.1放置电源及信号源在输入端口添加12V直流电压源，在三极管的基极加入22.5Hz,1V的正弦波激励信号4.2设置仿真参数从菜单栏选择Design>>Simulate>>MixSim,在弹出的AnalysesSetup对话框中，从AvailableSignals列表框中选中需要显示的信号，将其加入到ActiveSignals列表框中，然后再点击OK，输出的波形窗口就会弹出.4.3查看仿真波形1.电压源（12V）图22.激励信号（Vpp=0.35V）图33.输出波形（Vpp=1.75V）图45.网络报表和元件清单5.1网络表(Design>>NetlistForProject>>Protel)[]]Net5Vpos_15Vpos[[5Vpos-1C4R3R2-2RB7.6-15AXIAL-0.4R3-2CapPol1Res2)(Net22.5Hz_1]]]22.5Hz-1[[[Q-222.5HzLR4R3-1INDC1005-0402AXIAL-0.4R4-2VSINInductorRes2)（Net22.5Hz_222.5Hz-2]]]C4-1[[[）C1QR5（RAD-0.3BCY-W3/E4AXIAL-0.4NetC1_2Cap2N3904Res2C1-2C4-2L-2)]]]（[[(NetC2_1C2R1A2C2-1RAD-0.3AXIAL-0.4C2-2L-1CapRes2R5-2Q-3)R2-1()GND(]]5Vpos-2NetC3_2[[C1-1C3-2C3R2C3-1Q-1RAD-0.3AXIAL-0.4R1-1R1-2CapRes2R4-1)R5-1)(5.2元件清单从菜单栏中选择reports>>simplebom（简略元件报表）,系统将会自动生成两份元件报表，分别为“LC振荡电路.BOM”和“LC振荡电路.CSV”文件。如图4和图5所示。图5LC振荡电路.BOM6.PCB的制作6.1设计步骤1.1首先创建一个PCB工程文件，然后再新建一个PCB,将已经画好了的电路图添加至PCB工程文件中，保存工程文件、PCB以及电路图。1.2在PCB的工作界面上，依次点击Design——ImportChangesForm.PRJPCB——ValidateChanges——ExecuteChanges——Close，PCB就已经生成好了。1.3有时候由于元件太少，生成的PCB也是非常的小，工作界面上看不到pcb图，此时需要将工作区域缩小，PCB图出现后将其移动至PC