电路的设计原理范文
时间：2023-10-10 17:28:00
导语：如何才能写好一篇电路的设计原理，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
中图分类号：TM352 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）24-0106-01
1 电压源和电流源型逆变器
电压源型的逆变器直流环节采用大电容滤波，因而直流电压波形比较平直，在理想的情况下是一个内阻为零的恒压源，输出的交流电压是矩形波或阶梯波;电流源型直流环节采用大电感滤波，直流电流波形比较平直，相当于一个恒流源，输出交流电流是矩形波或阶梯波。
电压源型变频器的主电路简单并且控制策略便于实现，而电流源型变频器往往是电流频率分开控制，并且难以实现电流的准确跟踪，因此实际应用中多采用电压源型的逆变器。但也有公司考虑到电容的寿命问题采用电流源型的变频器。
2 电压型PWM变频器的主电路形式
通常电压型PWM变频器先将电源提供的交流电通过整流器变成直流，再经过逆变器将直流变换成可控频率的交流电。本文采用不可控整流、PWM逆变器调压调频的交直交变压变频装置，该结构可以较好地解决输入功率因数低和输出谐波大的问题。PWM逆变器采用了全控式电力电子开关器件，因此输出的谐波大小取决于PWM的开关频率以及PWM控制方式。
3 不可控整流、PWM逆变器调压调频的交直交主电路设计
以下主电路各部分元件参数设计是针对实验室2.2kW交流异步电动机的，电机参数为额定功率，定子额定电压，额定电流，额定转速，接法型。
3.1 逆变器功率元件参数计算
逆变部分的开关器件选用IGBT，为了设计的简便，本次采用集驱动、保护等功能于一体的智能功率模块（IPM）。在参数选择时，需要考虑到电机过载，安全裕度等要求，从逆变部分的主电路可以看出，流过一只IGBT管子的最大电流应当等于电动机定子一相的最大电流。所以功率元件的电流额定为
（3.1）
其中，为电流的过载倍数;为流过定子一相绕组中电流的峰值，;为定子的额定电流，这里为5A;为安全裕量。
将试验用电机的相关参数代入式（3.1），过载倍数选为，得到IPM电流额定为
由于所带电机的额定电压为380V，所以直流电源由380V的三相交流电源直接整流得到，直流侧电压为
（3.2）
其中，为输入三相交流电相电压的有效值;1.2为考虑到大电容滤波后的电压升高系数。功率元件的电压额定为
1.5为安全裕量，在实际主电路搭建中选择了日本三菱公司的智能功率模块PM50RSE120 IPM，其额定电压1200V，额定电流50A，可以满足要求。
3.2 软起动电阻的计算
由于在上电的瞬间，对电容器的充电电流可以看作高频信号，此时电容的阻抗值很小，电流很大，如果不对充电电流加以限制会造成整流二极管和电容器的损坏，所以需要在直流侧配一个软起动电阻限制起动电流。由主电路的形式可以看出，当电容充电时，限流电阻和电容构成的回路是典型的一阶环节，其时间常数为，故在零初始状态下，电容上的电压响应方程式为
（3.3）
当时，，故可选取充电时间为，即认为时电容充电完毕。如果要求充电时间为，则
故上消耗的功率为
所以可以选取限流电阻为，20W。选用该电阻时充电回路的瞬时最大冲击电流为，在允许的范围之内。实际的主电路中将四个，8W的电阻接成如图3.2的形式作为软起动电阻，组合后相当于，32W的电阻。
图3.2启动电阻的连接形式从以上的推导可以看出，软起动电阻阻值越小，充电越快，但功率和冲击电流也会相应的增大。最后将选择的二极管模块和IPM模块安装在散热片上，并在主电路直流侧串接用于过流保护的断路器，最终构建起主电路。
4 IPM 驱动触发板设计制作
根据所选择的主电路形式，主要需要控制的部分为逆变电路的IGBT触发控制。本次设计中逆变电路采用两电平逆变电路，电路结构固定，故选择带能量释放管的七单元IGBT-IPM，PM50RSE120，额定电压1200V，额定电流50A，平板式结构。此IPM共16个管脚，分别用于触发控制、引入4组独立控制电源、制动信号和故障信号传递、连接直流电源、输出三相交流电等。
触发板用于完成接收从DSP核心控制板发出的PWM脉冲信号、能量释放管控制信号、将四个独立的直流15V电源引入IPM，从IPM将故障信号传回DSP板等功能。
控制板的设计：控制板接收从DSP传来的6路PWM脉冲信号，为了实现控制侧和主电路侧的隔离，采用快速光耦隔离，这里采用Agilent公司的快速光耦HCPL 4504，光耦副边距IPM的管脚距离小于2cm。由于DSP的PWM输出引脚的驱动能力不够，所以在触发板上加上了OC门芯片SN74LS07，增加驱动能力。制动电阻的控制信号和故障报警信号通过普通光耦TLP521-1进行隔离和传递。
在PCB板的制作过程中，有以下需要注意的地方，由于给上桥臂三组控制端供电的独立电源的地线之间存在380V的交流电压，即电动机的线电压，所以考虑到爬线距离（一般为100V/mm），应在元件布局和布线方面使三组地线之间的间隔尽可能远;为了实现无焊连接，可以采用三菱公司推荐的管座，型号为MDF7-25S-2.54DSA。
5 结论
本文给出了交直交主电路的元件选择方法和参数的计算，进行了IPM触发板的设计和制作，用于连接DSP控制板和主电路。在实际安装中还要注意散热片的放置，以及在直流侧安装过流保护开关。
篇2
[关键词]线路故障 监测 设计思路
中图分类号：TM769 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）37-0237-01
1 概述
兴茂采油作业区作为方兴油田的主力产油区块共有2条10kV配电线路，配电线路总长度153.2km，其中干线长度69.2km，分支线长度84km，分别从采油七厂台肇联变电站、头台一次变电站引电。
2 存在问题
由于变电运行调度权不在我公司，在出现电力线路故障时，电力调度即停电，因配电线路干线较长、分支较多、地貌多为稻田地，导致故障排查困难，且调度要求不彻底排除故障不予送电，致使配电线恢复供电时间较长。目前兴茂采油作业区采用电伴热工艺在停电期间整个生产链基本属于瘫痪状态，特别在冬季，如停电集油管线极易发生冻堵。因此尽快在电力线路发生故障时恢复送电成为保障油田正常生产和职工正常生活的重点。为了解决这一问题，在2013年，经过技术调研，规划设计了电力线路故障监测系统。
3 电力线路故障监测系统原理
3.1 监测系统的组成
该系统由故障指示器（FI）、通信终端（ST）、信号源、主站（CS）组成。故障指示器和通信终端判断故障，回传故障信息，信号源主要是在发生单项接地故障时使用，主站进行信息汇总。
3.2 相间短路故障检测原理
自适应型的故障指示器动作判据原理是根据配电线路故障时，线路电流一般会有如下变化规律：
在发生相间短路故障时电流I从运行电流突增到故障电流，发生一个正的I变化。经过一段时间T上级断路器的电流保护装置会驱动断路器跳闸或熔断器的熔丝熔断，线路停电，电流和电压下降为零。当线路上的电流突然发生一个正的突变，且其变化量大于一个设定值（正常电流），然后在一个很短的时间内电流和电压又下降为零，则判定这个线路电流为故障电流。故障指示器在监测到故障电流后开始工作。
3.3 接地故障检测原理
单相接地故障检测是采用信号注入法。在发生单相接地故障后安装在变电站的信号源主动向母线注入一个特殊的编码电流信号，这个特殊的信号在接地点和信号源的构成的回路上流过，故障指示器检测到这个特殊信号后指示接地故障，为主动检测，对于现场干扰不敏感，具有较强的鲁棒性。
3.4 通讯系统
3.4.1 故障指示器通信终端
故障指示器内置无线通信模块，可将动作信号远传给通信终端；具有通信传输双向确认功能，传输未成功时故障指示器应具备异常告警指示功能。
3.4.2 通信终端主站系统
通过GSM移动通讯网络的通讯服务进行SMS（短消息）传输。
数据流程：
每1组故障指示器或开关设备配置一台通信终端，通信终端采集指示器状态和故障信息。
通信终端配置GSM通讯模块，采用SMS方式传送信息至故障定位主站。
主站配置GSM通讯模块，可以按SMS方式接收通信终端发送的故障信息，并可以SMS方式将通讯状态和故障结果发送至用户手机。
主站与通信终端之间的短信息内容遵照标准通信协议或自定义协议。
4 设计思路
4.1 设备安装
4.1.1故障指示器与通讯终端安装
故障指示器与通讯终端为捆绑式使用，故障点位置的判断与安装故障指示器的位置有密切的关系。首先，在线路上安装的故障指示器数量越多，定位的故障区段就越精确。其次，在合理的位置安装故障指示器可以更快捷准确的定位故障点。
（1）变电站出口：
在变电站出口处安装故障指示器，可判明站内或站外的故障，以及故障选线；
（2）主干线路分段处。
（3）线路重要分支处：对于支线长度超过0.5公里或者支线承担重要负荷采用故障指示器指示线路故障分支。
线路分段和分支开关：
（4）线路上装设了分段开关、支线开关、跌落式熔丝等具备开断能力的设备后侧。
（5）电缆线与架空线连接处。
（6）产权分界点。
经与现场情况结合，在两个作业区电力线路上每隔3km安置一个故障指示器，也可满足需求，并可减少工程费用。
4.1.2 信号源安装
在兴茂作业区台茂甲线、台茂乙线变电站出站处分别安装两台信号源。由于七厂台肇联变电站已经安装有信号源，因此兴源作业区可省去安装。
4.1.3 主站系统安装
主站系统主要用接收全部故障定位系统终端汇报的指示器动作信息，对故障指示器遥信变位信息的纠错和补漏，进行网络拓扑分析和逻辑判断，确定故障位置和进行短信通知，不需要值班人员。为降低成本，设计两个作业区共用一套主站系统安装在生产指挥中心。
4.2 工程投资
4.2.1主要工程量
4.2.2费用估算
5 结论和认识
电力线路监测技术于2012年在采油八厂、采油九厂等采油厂得到大规模应用，据使用单位反映效果良好，故障检测准确率达到90%以上。该项技术适用于6～10kV配电系统，尤其是一些不带开关、或原为手动开关不准备（或暂不适合）改造为电动开关的架空线主干线及分支处，并且不需要改造一次设备、投资省、见效快、容易实施、容易推广。如我公司引进该项技术可确保在电力线路发生故障时，在最短时间内找到故障点进行维修，为油田正常生产和职工的正常生活提供电力保障。
篇3
关键词：DF100KWPSM短波发射机；调制器控制器；过荷计数；计数计时电路
在进行100KW的PSM调制器进行控制器的多次过荷负载计数中，其中计时电路的工作原理以及其主要的工作电路，根据向相应的分析数据，进行监控保护，从而保障正常的工作运行。针对这些问题，文章进行一些简要的分析。
1 PSM的简单论述
DF100KWPSM的短波发射机，在进行相对应的防止运行中出现故障损坏元器件，其过程中，采用多种检测和维护手段进行相对应的措施维护，从而保证在进行的一系列整改中，完成我们的维护组建工作。而在整改的过程中，DF100KWPSM在进行波频检测中，针对倒差数值进行综合统计，这样在完成原有的调制任务同时，也进行故障排查和维护工作，从而将信号进行调制过荷计数统计。
2 N次过荷计数计时电路
在进行整个电路的分析工作中，针对PSM的调制控制器装置进行多次过荷计算，主要通过基本电路进行统配调整控制，如图1所示。
图1中，单刀双执开关S1为自动掉高压开关，加入我们在进行这个进程中，出现超过负荷三次，就应该切换开关到3号接触位置，从而保证整个工作运行中的安全。而当电压U30在配置过程中，出现了相对于3号位置的电极对应时，也应该将U31A与U31B环城稳定处罚集成电压统配，这样在完成定时器的工作任务中，也可以完成电压稳流的任务。针对DF100KWPSM的工作任务，通过检测器的边缘检测逻辑电平，然后进行分析，其中的具体操作如表l所不。
在进行负荷故障保护中，如果机器的负荷过大，那么整体的控制电路中所表现出的信号Y，就0.5S的低电脉冲会导致输入到U30的端口CPO出现相对应的时钟信号。而在进行这一项操作的同时，也会导致输入U31A的B的端口出现QB的低压脉冲出现一些轻微的紊乱，而这种现象一般都会维持100S左右。如表1中所显示的一样，在进行电压U30的13#和15#端口的低电平输入中，因为其中的RESET数值为零，这样端口100S的计数就属于有效状态。而在进行U31A的电量输出中，因为和AQ.相反，且因为其为高电平，所以在进行Y信号恢复中，就可能导致过负荷现象出现。边缘检测器，主要就是针对U32的四个象限非门组成，其中的输入信号主要来自于U27的10#端口。工作检测中，可进行高电平和低电平的选择。
在针对高功率切换低功率的过程中，边缘检测器在进行输出脉冲为负值时，脉冲宽度为1500s，而这样就使的U31B中的数值出现了B=QB=U31A，而这些数据表明，在整体上CT2=0，而根据定时量U31B的设置，我们也可以针对零信号中可以持续0.22s进行分析。当高电平信号驱使U30清零以后，其主要的原因就是100s后RESET的复位功能作用，这个时候边缘检测器的负脉冲输出，由于延时影响，就可能针对整体的单极触发调节，从而保证在工作中，能够正常运行。
而在进行高位电平处理中，由于高功率换低功率运行中，会导致U28A的信号从1#调整到2#，所以在进行这项操作中，假使过负荷值出现三次，那么就可能出现相应的断开，这样就会导致边缘检测器上的显示出现0的数值。这样就保护了整个工作的安全性。当在进行高压切换低压的过程中，如果功率不能够及时的调整，那么面板上的数值也会出现相应的浮动，而由于高压断开后其中的数值成为了Q2=Q3=1，而基本上仍保持不变，但是低压功率此时若也出现三次过负荷，那么就会导致整体的边缘检测器输出低于正常的低电平脉冲，从而无法准确的反映出电路中的精确问题，而面板显示器上也只能自动清零。
在进行这一系列的改进中，如果机组内部的局部问题，都可能导致一些不必要的麻烦，这个时候就需要进行人工的复位处理。而在进行人工的复位工作中，也应该进行RESET的排检，从而保证在进行相应的触发端修正调理，保证整个工作的有序进行。在进行人工复位中，应该按照相应的规定进行问题排查，通过观察Q2，Q3，Q4，Q5的具体指示灯来进行信号的控制，进而将任务完成。
4 高功率短波发射机的安全保护
在进行短波发射机调制控制中，因为要不断的进行高压低压的转变，这就对机体的性能等要求严格了些。而为了保证其整体的安全性能，在进行相应的保护中，比较突出还是对发射机的故障预查分析、主机热备份保护以及天线连锁保护三项基本措施。
篇4
【关键词】Protel DXP 2004；电路原理图；印制电路板；敷铜板
计算机技术的发展，为电子自动化设计提供了丰富的软件。Protel是Aitium公司推出的一款功能强大的电子电路CAD软件，是目前国内电子行业使用最广泛的电子电路设计软件。有多个版本，职业院校普遍使用的是Protel DXP 2004，主要用于绘制电路原理图、电路仿真、PCB板设计等。本文介绍教学实习中运用Protel DXP 2004，在实验室制作印制电路板的方法。用该方法制作出的印制电路板，可以满足于电子爱好者制作作品的需要。
1 印制电路板的设计
1.1 创建新的工程文件
运用Protel DXP 2004设计印制电路板，首先要创建一个工程文件，接着创建原理图设计文件和印制电路板设计文件，有的还要创建原理图库文件和元件封装库文件等，每一个文件都要保正确保存，以便于管理。
1.2 电路原理图的设计
根据实际电路的复杂程度设置图纸的各项参数，然后将有关的元件库加载到当前的工作库中，根据原理图的需要，从元件库找到各原理图元件并放置到图纸当中，注意元件的位置、放置方向等，并设置元件的属性，如编号、封装等；最后根据元件之间的电气连接关系，利用Protel DXP 2004的具有电气特性的导线，将原理图元件管脚连接起来。
正确的原理图是制作美观可靠印制电路板的前提和基础，所以原理图绘制完成后，应该根据原图或电路原理进行仔细的检查，确保正确无误。否则由于原理图的错误，将导致后期的印制电路板无法制作完成，或导致制作的印制电路板存在严重错误甚至报废。为了确保原理图的正确，Protel DXP 2004提供了编译功能对原理图进行编译，相当于Protel以前版本的ERC（电气规则检查）检查，利用工程编译可以对原理图中的导线连接、元件编号、总线绘制等进行电气规则检查，对违反电气规则的元件和导线等对象生产相应的报告，提示用户进行相应的修改。
1.3 印制电路板的设计
在进行印制电路板实际制作之前，必须作好各方面的准备工作。如确保原理图绘制正确，根据实际元件为各原理图元件输入合适的引脚封装。根据电器外壳尺寸或设计要求规划电路板的形状和尺寸，一般采用向导的方法自动产生电路板可以降低设计难度。根据电路板元件密度高低和布线复杂程度确定电路板的种类。测量电路中有定位要求元件的定位尺寸，如电位器、各种插孔距离电路板边框的距离，安装孔的尺寸和定位等。
在规划好电路板后，载入元件引脚封装和网络，在载入元件引脚封装和网络时可能会碰到各种错误，此时应根据各错误提示，回到原理图中进行修改，再重新载入元件引脚封装和网络，直到错误排除。然后根据布局原则进行自动布局和手工调整，使元件的位置符合产品布局要求，并方便布线。接下来是布线工作，布线一般采取自动布线和手工布线相结合的方式，在自动布线前必须设置自动布线规则，确定布线层面，导线宽度等参数，为自动布线作准备。设置好布线规则后，就可以运行自动布线命令，此时必须进行手工修改，同时根据实际需要和提高抗干扰能力与可靠性的要求，可以给电路板添加覆铜、安装孔、补泪滴等，还要修改和添加元件标注、尺寸标注、文字标注等。
在设计完成后，可以运行DRC设计规则检查，查看电路设计是否满足前面设置的布线等设计规则，如果有违反规则的对象，还必须采取措施修改。
设计好的印制电路板图，经激光打印机输出到特制的热转印纸上，供下面制版使用。
2 热转印制电路板的制作
2.1 主要器材
热转印机或者压膜机、自动腐蚀机、台钻、松香酒精饱和溶液、三氯化铁等。
2.2 制作步骤
根据印制电路板的大小裁切面积适合的敷铜板，将敷铜板先用细砂纸抛光，再用橡皮擦净，然后用洗涤灵或洗衣粉洗干净、晾干遥清洁后的敷铜板不能再与任何物质接触，甚至不能用手触摸，因为敷铜板上任何肉眼看不见的污渍和汗渍都会影响最终的转印效果。
将打印好的转印纸的图形面朝下和敷铜板的铜面对贴起来，四周用耐高温胶带粘平、粘牢，然后送入热转印机或者压膜机。由于普通激光打印机所用的墨粉是含有磁性物质的黑色塑料微粒，当打印电路图时，墨粉受激光打印机硒鼓静电的吸引，在硒鼓上形成电路图形，当静电消失后，图形就转移到了转印纸上。当转印纸和敷铜板一起通过转印机内一对高温、高压的硅胶圆柱辊缝隙时，转印纸上吸附的墨粉受热融化。由于转印纸表面异常光滑，当温度达到180益左右时，它对墨粉的吸附力急剧下降，使融化的墨粉完全吸附到敷铜板上。
敷铜板自然冷却后，小心揭掉转印纸就会看到在其表面形成了牢固的、和电脑上完全一样精美的印刷线路图。由于墨粉是由含有树脂的高分子材料组成的，因此它对三氯化铁具有良好的抗腐蚀性，所以，此线路图就是可靠的保护层。
配置好合适的三氯化铁溶液，把转印的敷铜板放入腐蚀机进行腐蚀，没有墨迹的敷铜面和环保腐蚀剂发生化学反应，被腐蚀掉了,有墨迹保护的地方敷铜板没被腐蚀，这样便得到了打印出来的带铜箔走线的印制电路板。
最后选用孔径合适的钻头对电路板打孔，打完孔后用砂纸打磨电路板,把墨迹磨干净,并用清水冲洗，再涂上松香酒精饱和溶液即可。
2.3 注意事项
2.3.1 打印时应设置成镜像打印，这样得到的印刷板和电脑设计的线路图才会完全一致。
2.3.2 由于墨粉高温时很不牢固，稍有外力就会脱落，因此转印过程中，电路板应轻拿轻放；冷却时不要用风吹促其降温，而要自然冷却至室温，不可过早揭开转印纸，以避免墨粉意外脱落。
2.3.3 转印后，印板若有缺陷，可用油性记号笔进行修补。
2.3.4 腐蚀后的板子应先用清水冲洗，除去残余的三氯化铁，然后再去黑色保护层，以免残存的三氯化铁腐蚀需要保留的印刷线条。
2.3.5 为保证打孔质量，打孔时最好使用功率较大的台钻，不要使用功率较小的手电钻。
3 结语
本文介绍的热转印方法制作印制电路板，简单实用，初学者很容易能熟练掌握，因为其印刷板精度高、速度快、成本低，特别适用于学校、研究所、业余爱好者进行小批量的印制板的制作。利用它不仅解决了制作人员的设计不能物化为产品的问题，而且为寻找差距、进一步优化设计提供了可能。
参考文献:
[1]王国玉,李中显.电子产品设计与制作[M].科学出版社,2010
[2]任富民.电子CAD- Protel DXP电路设计[M].电子工业出版社,2011
篇5
以“直流稳压电源”为载体，对运用Protel 99SE进行设计电路的方法进行了详细而深入的讲解。
关键词：直流稳压电源；Protel 99SE；设计电路的方法
中图分类号：
TB
文献标识码：A
文章编号：16723198（2015）11018002
0概述
Protel 99SE是电子设计自动化软件之一。它是电子设计工程技术人员设计和制作PCB常用的软件，能进行电路原理图绘制、电子元器件库和封装库制作、PCB设计等工作，功能完善。本文结合“直流稳压电源”电路讲述PCB设计的过程与方法。从电路原理图到PCB大致分为三个步骤，即绘制电路原理图、生成网络表、设计PCB。
1“直流稳压电源”原理图绘制
打开Protel 99SE软件，创建一个名为“直流稳压电源”的设计数据库文件。在“直流稳压电源.ddb”中，新建一个电路原理图文件，命名为“直流稳压电路.Sch”，打开该文件，设置图纸大小、规格等参数。
放置“直流稳压电源”电路需要的元器件，如果在现有的元器件库中没有找到相应的元器件，则需要载入新的元器件库。值得注意的是，如果软件自带的原理图元器件库中无法找到原理图所需要的元器件，则需要重新建一个新的元器件库文件，自己设计元器件。其元器件列表如图1所示。
将放置好的元器件按原理图的要求用导线、I/O端口、网络标号等连接起来，完成原理图的绘制。
绘制好的“直流稳压电源.Sch”如图2所示。
2电气规则检查与生成网络表
电气规则检查（Electrical Rule Check）是Protel 99SE提供的对电路进行电气规则检查，对电路规则、电路连接、网络标号等方面进行检测，确保电路的合理。电气规则检查可检查原理图中是否有电气特性不一致的情况。如果出现不合理的电气冲突现象，Protel 99SE会按照设计者的设置以及问题的严重性分别以错误（Error）或警告（Warning）等信息来提示设计者注意。其操作方法是执行菜单命令Tools＼ERC打开如图3所示的“Setup Electrical Rule Check”对话框。
该对话框包括Setup和Rule Matrix两个选项卡，它们主要用于设置电气规则的选项、范围和参数，然后执行检查。
网络表（Netlist）是各类报表中较为重要的一个，是电路原理图与PCB间的桥梁，是自动布线的基础。网络表的内容从主要为原理图中元件的数据（元件编号、元件类型或封装信息）以及元件之间网络连接的数据。执行菜单命令Design＼Create Netlist，弹出“Netlist Creation”对话框，如图4所示。
网络定义结束
网络定义以“（”开始，以“）”结束，将其内容包含在内。定义网络首先要定义该网络的各个端口。
3PCB设计
首先，新建一个PCB文件，确定电路板的边界、板层、布局、布线等要求。然后定义电路板的形状和大小。
然后加载网络表、按设计要求布局、布线。完成布线后，对元器件和走线做一些调整，为了方便调试和维修，对相应的线路进行敷铜。敷铜通常指以大面积的铜箔去填充布线后留下的空白区，可以铺GND的铜箔，也可以铺VCC的铜箔。包地则通常指用两根地线（TRAC）包住一撮有特殊要求的信号线，防止它被别人干扰或干扰别人。PCB图如图5所示。
敷铜是以大面积的铜箔去填充布线后留下的空白区，对于短路或容易烧毁的元器件，可以铺GND的铜箔，也可以铺VCC的铜箔（但这样一旦短路容易烧毁器件，最好接地，除非不得已用来加大电源。
4结语
Protel 99SE是电子类专业尤其是硬件设计工作者进行电路设计与制作的必备技能，需要长期的实践。
参考文献
篇6
关键词： PSpice 仿真教学 射频技术 教学改革
1.引言
射频技术课程是电子、信息、通信类等专业重要的技术基础课，也是一门工程性和实践性很强的课程，主要讲述通信功能电路的基本原理及实现方法。在已往的教学中普遍注重基础理论的学习，需要学生掌握通信电路的原理、特点和使用。但由于本课程理论性强，原理抽象，学生很难掌握。
为了促进此课程的改革，满足培养实用性人才的要求，达到实践教学设计性、综合性、创新性要求，在教学过程中我们引入PSpice电路仿真软件。PSpice（Personal Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）软件是EDA领域最负盛名的公司OrCAD所开发的通用电路模拟仿真软件，它可对电路进行直流分析、交流分析、瞬态分析、傅里叶分析、环境温度分析、灵敏度分析等，对射频技术课程中学生较难理解的电路特性都会有相应的仿真结果，可直观电路的各种响应。这种形象的教学，不仅激发了学生的学习热情，而且培养了他们分析电路、修改电路、最终能够设计电路的能力。
2.在教学中融入仿真
2.1教学内容总体归化
射频技术课程传统的教学以章节划分，教师按章节讲授电路的工作原理，讲解参数，分析电路性能，并得到相应的结论。在理论教学中，对于射频电路经常出现的阻抗、频率、功率等重要参量都会有繁琐的推导，得出复杂的公式，学生很难理解，教学过程也很枯燥。针对这一现象，我们将课程内容整合，以案例形式展开，采用案例形式教学。课程主要包括高频小信号放大器、高频功率放大器、宽频带放大器、调幅和检波、调频和鉴频、锁相环电路六个具体案例，每个案例都有实际可用的电路图，学生根据直观的仿真结果，验证理论的内容、理解调制、频率、通频带等通信概念。每个案例既独立完整，彼此间又相互关联，综合在一起就是简单的通信系统。
2.2实例分析
信号的放大和频谱的搬移是射频技术课程中的重要内容，怎样使学生能正确理解这两种电路也是学好这门课程的关键。下面我们分别进行说明。
2.2.1案例一：高频小信号谐振放大器。
采用PSpice软件中的原理图制作窗口，绘制电路图如图1，此过程都是由教师完成。依据传统教学，教师会对电路器件和原理进行讲解，在由公式推导出电路的增益、带宽、选择性等。在此教学中，我们采用全新的方式，除了用仿真验证电路的静态参数和固定频率的增益外，我们在教学中重点讲解电路的选择性，即放大器的幅频特性曲线，先让学生看到电路仿真的结果（如图2），根据曲线让学生自己找到谐振频率，再引入通频带概念，引导学生读出电路的带宽。对于电路选择性的好坏，可以将仿真电路的负载更改为双调谐，观察仿真结果（如图3），比较两种结果，形象地说明电路性能。
2.2.2案例二：调幅电路。
调制和解调电路是射频技术课程的重点，但它们都属于非线性电路，如果采用严密的理论方式讲解，必定使学生陷入繁琐的推导中，课堂接受效果不好。在教学方法上，我们采用先仿真知结果、结果反映原理、再由参数改变结果的过程，将电路器件的作用和电路原理生动、形象地呈现在学生面前。
（1）采用PSpice软件中的原理图制作窗口，绘制电路图，如图4。简要说明各器件的功能，重点强调V8和V9是输入信号、V是输出电压。
（2）设置V8和V9（PartName VSIN）主要参数：
V8：DC=0.2V，VOFF=0，VAMPL=0.14V，FREQ=60KHz；
V9：DC=0.12V，VOFF=0，VAMPL=0.08V，FREQ=3KHz。
（3）设置仿真transient（瞬态分析），如图5。
（4）由Probe窗口输出仿真结果，如图6。
（5）学生可将V8和V9两个输入信号与结果相互比较，得到调幅电路的特点，事实证明非线性电路的合成。教师再详细讲解电路的工作原理，但要避免推导公式，将仿真波形与调幅波表达式中的各参数代表的物理量对照着说明。让学生自己改变电路中的参数，观察对输出的影响。
（6）观察调幅波的频谱，如图7，讲解频谱的概念及频谱搬移的原理，并测量调幅波的带宽。
（7）通过改变V8和V9参数的数值，根据仿真结果掌握调幅系数M和调幅波的功耗情况。
3.在实验中对照仿真
射频技术课程毕竟是理论与实际紧密结合的课程。本课程的工程性和实践性很强，在实验室的配备上对仪器仪表的要求也很高，如频谱分析仪、高精度示波器、扫频仪等。这些昂贵的设备制约着实验室的发展。计算机的仿真可部分取代实验设备，弥补设备不足的缺陷，让学生完整掌握本课程的内容。但是，仿真并不能真正代替实验，射频实际电路经常会受到电路器件的批次、电路制造工艺、使用环境等的影响。因此，在实验教学中，我们要求学生在实验之前，先对实验内容进行仿真预习，实验结束后，再将仿真结果与实验结果相互对照、比较，掌握电路。这样既培养了学生掌握独立分析电路、理解电路、消化电路的能力，又使学生深刻体会了实际生产和设计之间的关联和差异，培养了学生的实际操作意识，适应企业的需求。
4.在课程设计和毕业项目中应用仿真
课程设计是射频技术课程必不可少的环节，也是培养学生综合运用知识、提高技能和培养团队合作精神的最佳方式。在以往的教学中，课程设计受到实验设备条件的限制，往往学生所设计的电路无法验证其功能，从而大大降低了学生的学习兴趣。再有课程设计一般只有2周左右的时间，在短时间内制作电路板，装配和调试电路是很困难的，这些弊端使高频的课程设计达不到预期的效果，PSpice仿真的应用及时解决了这一问题。在课程设计和毕业项目中应用仿真的好处如下：
课程设计和毕业项目本身就是一个项目的实施过程，通过项目计划，学生养成了查找资料、识别电路图的能力。再由PSpice的电路检查功能，学生在仿真制图中，对电路就不是空洞的仿照，而是直接的了解。电路的参数决定电路的性能，通过对仿真器件参数的设定，学生了解了实际电路中器件参数的重要性，并对器件的厂家和型号都有更深的了解，工作后能更快地适应岗位。仿真的结果多样化，可以多角度、多方位地了解电路的性能。
5.结论
随着电子技术的发展，当今企业对人才的需求也在不断调高，这就迫切要求学校对课程内容进行改革。将EDA这种设计技术引入到教学中，使教学课程从内容到手段都发生了根本性的变化。我们在将PSpice软件应用到射频技术课程的教学过程中，发现学生对这门课的兴趣增强，开阔了他们的视野，拓宽了学习的内容，使学生掌握了现代电子设计的方法和手段，为其将来的发展打下了坚实的基础。
参考文献：
［1］钱聪，陈英梅.通信电子线路［M］.北京：人民邮电出版社，2004.
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【关键词】计算机 电路设计 辅助 方法
之前在进行电路设计的时候，主要就是靠人工将一些电子元件通过导线然后连接起来，对于一些比较简单的电路，这样的方法还是可行的，但是现在的电路设计越来越复杂，在进行人工连接电路的时候就显得无从下手。所以人们才开始采用印制电路板的方式来进行电路的连接，传统的手工方式制作的话，工作量是比较的大，而且制作的周期也比较的长，往往很小的电路板也需要很长的时间才能够经过很多人制作出来，而且在后期如果要进行修改的话也比较的麻烦。随着计算机技术的应用，就能够很好的去解决这些问题。在通过计算机进行辅助电路设计的时候，往往之前需要很多人才能完成的工作，现在也只需要一个人就可以完成，而且在进行电路设计的时候，时间的周期也缩短了很多。
一、计算机辅助电路设计的一些优点
在采用计算机辅助电路设计的时候，主要就是利用了计算机模拟代替了之前的通过搭接来对电路进行试验的方法，这样的话在电路的设计阶段，就可以减少很多去验证电路的工作量，使得在进行电路设计的过程当中，进程会比之间快了很多。现在很多的专业软件上面都有很多的参数数据库和图形数据库，在设计当中需要用到的电子元件基本上这些数据库当中都能够提供，如果有些电子元件在数据库当中没有的话，那么也可以在设计之间先设计好这样一个电子元件的模型放入到相应的数据库当中，在设计当中如果需要的话那么也就可以很方便的直接拿出来用。同时在进行印刷电路板设计的时候，也可以采用相应的印刷电路板设计的专业软件，而这些专业的软件是可以进行自动布线布局以及后期处理的作用。而在进行图纸的绘制时，也可以采用相应的软件来进行制版。这样的话对于电路设计的周期就可以缩短很多，而且成本的费用也可以节约不少。
二、计算机辅助电路设计的具体方法
（一）设计电路图。在设计一个电路，要想使得它能够去完成一定的作用和功能，就应该先要设计好一个比较完整是电路原理图。在使用计算机复制电路设计的时候，采用计算机技术来设计电路的原理图是非常方便的，而且在设计的过程当中对于一些不合理需要修改的地方进行修改的时候也非常的方便，同时在设计好了电路的原理图之后，在通过相关的专业软件进行自动的布线布局，对于最后制作成线路板的版图也非常的方便。首先就是要在计算机当中打开进行原理图设计的专业软件，在打开了专业的设计软件之后就应该要新建一个文件，然后还要加载一些原理图设计的数据库。如果在这些电子元件库当中没有设计所需要的电子元件，那么就需要使用电子元件的生产软件，制作出相应的电子元件，然后就可以按照之前的电路设计的构思，调用数据库当中的电子元件来进行电路原理图的设计。在设计的当中，对于那些有电气性能连接的电子元件，就应该要用线把这些电子元件的管脚连上，而对于设计当中的总线电路，则可以才有一个总线来进行连接，这样的话就减少在设计当中连接的线条比较多的麻烦。但是如果需要在总线的两端分出很多的线条，那么就需要对这些线条进行相应的标注。而有些的线路上如果是有节点的话，那么就必须要把这些节点连接起来，不然的话计算机系统就会认为这些线路是没有连接在一起的。
在原理图的设计完成了之后，就应该要建立相应的网络表。在原理图和印制线路版图的之间，是需要靠网络表来进行连接的，要想将原理图最终变成相应的线路板版图就需要通过网络表来完成。首先要打开印制线路版图的相关软件，然后加载成功相应的数据库。在禁止布线层当中画好相应的印制线路版图的基本外形，然后就对自动布线的设置进行相应的调整，使得印制线路版图能够很好的达到设计的相关要求。在通过相应的网络表，通过自动布局的命令来摆好那些相应的组件，还应该要通过自动布线的命令来进行布线，这个过程是需要一定的时间才能够完成的。在完成了上述过程之后，在通过人工来对电路图当中一些不合理的地方进行调整，是电路图的设计能够合理。在全部完成电路设计之后，就可以生产电路板。
（二）设计电路板的版图。现在很多电路板厂在生产电路板的时候，基本上都是根据用户自己设计的印制线路版图来进行生产的。如果是那些已经成型了的电路板，还想要多生产一块或者是很多块的话，就可以直接利用计算机来进行辅助的设计，在生成了印制线路版图之后在进行电路板的生产。针对一些线路比较简单的电路，可以采用刻度尺度量的方法来将印制线路版图输入到计算机当中，首先要在线路当中的某一角设置一个原点，然后其他的点则是可以用这点来进行参照，然后来用刻度尺进行度量。针对一些线路比较复杂，电子元件比较多的电路，如果还是采用刻度尺来进行度量输入的话，那么就需要很多的时间，而且精确度也不是很高。这种情况下，就可以采用扫描仪将印制线路版图输入到计算机当中。通过这种方法，就可以省去很多的麻烦，而且还可以减少一些差错，所以采用扫描仪将印制线路版图输入到计算机当中，在提高电路质量的同时还可以提高工作的效率。
三、结束语
在社会的科学技术不断发展的时候，计算机辅助电路设计的方法也在不断的发展和更新，所以电路的设计者也应该要不断的学习新的技术和知识，使自己可以得到相应的提高，才能够更好的满足科学技术的发展需要。
参考文献：
[1]叶勇盛.计算机辅助电路设计教学方法研究与实践[J].职业教育研究，2010，03：90-91.
[2]侯云涛.APFC电路的计算辅助设计与仿真研究[D].西北大学，2003.
[3]张尚韬.计算机辅助电路分析程序设计（CAA）[J].福建信息技术教育，2008，01：25-28.
篇8
我认为只有立足于以学习者为主体，根据学习者的兴趣、能力，将所学的单一电路与生活中的电子小产品电路原理相结合，因地制宜、开发出学习者感兴趣的廉价易制的电子小制作项目，并完善相应的电路原理知识资料。然后在具体的学习过程中，一边学习电路原理知识，一边进行自制电子小制作来练习综合实践技能，这样通过制作不但验证了理论知识的科学性，还领会到了理论知识对实践的指导性。随着学习项目的逐步增多，将不断制作的各种电子小制作合理的整合到一起，设计成一个学习实验箱，并将相应的模块电路进行延伸，能够很好的激发和培养学员对电子技术知识综合应用与自主开发的能力。这样一来，学员在制作过程中不光学习了必要的电子技术理论知识，还掌握了必要的操作技能，为学员的后续发展奠定了良好的基础。
1.万用表的使用由于万用表是一种可以测量多种电量，具有多种量程的便携式仪表，是电学研究的必备工具。所以在这一项目的学习过程中，要立足于强化实际操作能力的培养，通过结合具体的实训操作，提高学习的效果。具体可分解成常见电阻器的识读、用万用表测电阻、测交、直流电压和直流电流、电桥的制作与测试等这几项任务，穿插学一些电学量的基本概念和电路的基本原理知识。逐步将实际操作技能有机的与理论知识相结合。最后通过制作电桥这一任务，综合性的将前面所学的测电阻、测电压和测电流等相关理论和技能知识融合应用，达到理论、技能、实践和拓展等全面的提高，逐步对万用表的使用知识和相应测试技能进行综合掌握。
2.电烙铁的使用电子设备中使用大量的种类繁多的电子元器件，每个电子元器件都要牢固的焊接在电路板上，就必须保证每个焊点的质量。故而手工焊接技能是电子装配和电子维修必备的技能，练好手工焊接技术是保证电子制作成功的必要条件。这对于一个从事电子技术工作的人员来说，一定要必须认真学习相关的焊接理论知识，掌握焊接要领，并能熟练地进行焊接操作。
3.装配可调稳压电源模块（1）电路原理图（2）所涵盖的知识可以认识电阻器、电容器、电位器、二极管、变压器等电子元器件并进行测试。可以接触到交流电路、变压器的工作原理、整流电路的工作原理、滤波电路的工作原理以及稳压电路的工作原理等。同时还认识了集成稳压器的管脚功能，并根据电路进行组装，在调试过程中学习用万用表进行检测电路。（3）功能说明电源部分是实验箱各模块电路总功率的提供者，为了能够满足各模块不同的电源电压需求，所以该电源输出是1.5V～12V连续可调的直流稳压电源；能够保证专用数字电路5V直流稳压电源的实验要求，还能满足差动式功率放大器双12V直流固定电源的需要，也能输出交流双12V电源。在制作过程中能进一步综合训练用万用表测电阻、测交、直流电压、电流等技能，同时也能认识安全用电了解安全电压的规定，熟悉安全接地的方法等实用的安全用电操作规程知识。
4.装配音频单管放大器模块（1）电路原理图（2）所涵盖的知识能够接触到电阻器、电容器、电容驻极体话筒、三极管等电子元器件，同时也可以接触到共发射极基本放大电路及相关电路的工作原理。在装配过程可以进一步掌握电阻器、电容器、三极管等基本电子元器件的识别与测试，特别是掌握电容驻极体话筒的测试，体验单管放大电路放大作用。（3）功能说明这一模块通过电容驻极体话筒将声音变化转变成电信号的变化，在电路中体现出电位变化，从而可以感受到怎样将我们最熟悉的声音信号转变为变化的电信号，也进一步练习万用表检测电路。而且这个电路可与后面的光控延时电路组成生活中常见的声光控延时开关，也可与LM386基本放大电路组成有趣的耳聋助听器电路，还可与脉冲分配器电路组成声控闪灯等多种电路，具有较大的拓展空间。
5.装配模拟“知了”声模块（1）电路原理图（2）所涵盖的知识能涉及到电阻器、电容器、三极管、发光二极管、扬声器等电子元器件的相关知识。学习多谐振荡器和自激振荡器电路的工作原理，同时认识三极管的截止、放大和饱和三种工作状态的转换，并感受振荡器频率变化与音调的关系。在装配过程中可以进一步掌握电阻器、电容器、三极管等基本电子器件的识别与测试，特别是掌握发光二极管和扬声器极性的测试。（3）功能说明通过制作与调试能体会到多谐振荡器的工作原理，感受音频振荡器的振荡频率与各工作点电平的关系，并练习用万用表测各点的电位，结合发光二级管的闪亮和万用表电压档指针的摆动可以直观的体会相关电量知识。这个模块电路还可延伸到机动车转向闪光指示灯、变音警笛、会眨眼睛的小兔子等许多趣味制作领域，而且简单易制，很容易实现。
6.装配助听器模块（1）电路原理图（2）所涵盖的知识所涉及的电子元器件有：电阻器、电容器、电位器、集成功率放大电路、扬声器等。同时能够了解到基本放大电路的组成以及非线性失真的产生，区分放大电路输入、输出电阻和多级放大的概念，体会音频放大电路的频率特性。在装配过程中能初步训练电路分析的方法，对有潜能的学员还可训练PCB板的设计与制作，循序渐进的上升到电子产品装配与调试的综合技能训练。（3）功能说明装配的这一模块电路可与音频单管放大器配合组成耳聋助听器电路，体会高倍数放大器电路的特性。灵活掌握后可在维修多级音频放大电路时，进行检测音频信号的传输途径，准确判断故障的部位。
7.装配TDA2822小功放模块（1）电路原理图（2）所涵盖的知识能够涉及到电阻器、电容器、电位器、小功率放大集成块、扬声器等电子元器件，同时进一步理解音频放大电路的原理，理解差动式互补功率放大电路的组成，并理解反馈的概念，认识负反馈对放大电路性能的影响，从而知道几种反馈电路的形式和作用。在装配过程中掌握电路分析的方法，跟进一步练习PCB板的设计与制作技能，也综合练习电子产品的装配技能。（3）功能说明这个模块制作主要是认识比较流行的低电压小功率音频放大集成电路—TDA2822的使用、集成块的安装最好设计成插座式，这样可方便的检测TDA2822的好坏，积累音频小功放的维修经验。
8.装配TDA2030双声道功率放大器模块（1）电路原理图（2）所涵盖的知识同样能够涉及电阻器、电容器、电位器、集成功率放大电路、扬声器等常用电子元器件。更进一步理解音频功率放大器的组成，知道电路的类型，理解功率放大器的工作原理，了解常用集成功率放大器TDA2030的管脚排列和典型应用。在装配中练习正确连接功率放大电路，正确使用万用表测电路静态工作点，逐步上升到用示波器观察输入、输出信号波形。（3）功能说明可以综合认识音频放大电路中输入、输出、高、中、低音调控制电路的原理，特别是掌握双电源供电，差动式输出的电路结构和检测技能，了解当今比较流行的高品质桌面音箱的构造和电路组成。
9.装配555时基振荡器模块（1）电路原理图块（2）所涵盖的知识除了涉及到电阻器、电容器、发光二极管等常用电子元器件外，还能接触到应用范围很广的555时基集成块。从而掌握数字电路的基本概念，熟悉常用的555集成门电路，了解RC定时电路对振荡频率的影响。逐步培养分析常用数字电路的逻辑功能，利用数字器件制作简单电路的能力。（3）功能说明通过该电路的制作，认识数字电路中脉冲的产生，特别是555的广泛应用，可与脉冲分配器共同组成十路循环彩灯控制器电路。
10．装配触摸式警报器模块（1）电路原理图（2）所涵盖的知识在前面基础上又增加了CMOS音乐芯片的应用，旨在进一步掌握数字电路的基本原理，同时熟悉常用的555集成门电路，并学习CMOS音乐芯片的连接。在装配中综合练习设计简单逻辑电路及利用数字器件进行电子小制作，并巩固焊接与调试等方面的技能。（3）功能说明将模拟电路与数字电路相结合，学习一些简单报警器的工作原理，这个电路也可改成触摸式门铃或感应式开关等电路。
11．装配声光控延时开关模块（1）电路原理图（2）所涵盖的知识这一模块电路新接触到了晶闸管、稳压管、光敏电阻、电容驻极体话筒等电子元器件，通过应用来掌握这些器件的检测技能。在电路原理的学习过程中综合掌握“与、或、非”逻辑功能，熟悉其逻辑符号、真值表和表达式，并了解TTL门电路的结构、的引脚排列及使用注意事项。（3）功能说明这一模块进一步将模拟电路与数字电路结合起来，认识生活中常用的各类延时开关电路的工作原理，装配过程中通过改变定时元件体会延时时间与R、C器件数值的关系。这个电路还可延伸到触摸延时电路、红外感应延时电路等多种场合。12.装配脉冲分配器模块（1）电路原理图（2）所涵盖的知识这一模块主要是通过认识CD4017十进制脉冲计数集成块的工作原理来体会时序逻辑电路，综合学习各种常用集成门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、D/A与A/D转换电路原理、符号、逻辑功能分析及其使用方法。（3）功能说明这个模块可与555时基振荡器模块相结合组成十进制脉冲计数器，也可与音频单管放大器组成声控闪光灯电路。
篇9
关键词：Proteus；原理图模型；仿真模型；单片机应用系统
中图分类号：TP368.1文献标识码：B
文章编号：1004-373X(2008)08-009-03
Schematic Simulation Model for Proteus
ZHOU Lingbin,ZHANG Jingwu
(Shaoxing TOP Vocational Institute of Information and Technology,Shaoxing,312000,China)
Abstract：Proteus is a design and simulation environment for single chip microcontroller application system.Simulation model is the basis for the design and simulation using Proteus.In practical application it′s necessary to create simulation model which hasn′t existed in the libraries but required by user himself sometimes and also its deeper application.This paper discusses thought and method of creating Proteus schematic simulation model based on the examples of creating 6bit digitalanalogyconverter and TTL7458,and how to save it into device libraries and to pickup contrarily and how to validate.Finally validation proves the created models and method are correct.
Keywords：Proteus;schematic model;simulation model;single chip microcontroller application system
Proteus是英国Labcenter electronics公司研发的EDA工具软件。Proteus不仅是模拟电路、数字电路、模/数混合电路的设计与仿真平台；更是目前世界上最先进的多种型号微控制器（单片机）应用系统的设计与仿真平台。Proteus提供了众多的信号源，使用者还可构建信号；提供了数字示波器、逻辑分析仪、I2C调试器、SPI调试器等十几种虚拟仪器；提供了可作精确测量与分析（例傅里叶分析、噪声分析等）的Proteus高级图表仿真（ASF）。所以，Proteus也是检测、测试与分析的平台。正因如此，Proteus在电类教学、单片机应用产品研发、科研及测试技术中都获得了愈来愈广泛的应用[1，2]。Proteus在全世界拥有越来越多的使用者。例如：Motorola、 Philips、 Sony等企业；Cambridge University（剑桥大学）、 Stanford University（斯坦福大学）、香港理工大学、中山大学等高等院校。
Proteus元器件仿真模型库是应用Proteus设计与实现实时、交互、动态仿真的基础。Proteus有6 000多个各种类型的仿真模型。一般可将他们分为4类：原型模型（Primitive Models）；原理图模型（Schematic Models）；VSM 模型（VSM Models）；SPICE 模型（SPICE Models）。
虽然Proteus仿真模型库相当丰富，但仍有不能满足应用的情况。这就需要自己创建模型来丰富Proteus库。本文以创建6位D/A转换器和TTL7458原理图模型实例论述创建原理图仿真模型方法，存库与调用方法。如图1所示。
1 Proteus创建模型流程
创建原理图模型同创建其他模型大致相同，其流程也大致一样。如图1所示。在创建模型中，若无需设计元器件封装，则可跳过与设计封装有关的步骤；若无需设计模型内电路，则可跳过与内电路有关的步骤。
2 [ZK(]创建6位数/模转换器（本文命名DA6，原Proteus库中无此模型）[BT)]
2.1 绘制原理图符号
在Proteus ISIS中选择2D工具绘制DA6的原理图符号,如图2所示。并进行引脚编辑，引脚属性设置，如表1所示。图3表示了编辑引脚对话框。
2.2 DA6器件制作（Make Device）
选中整个DA6原理图符号，启动Make Device命令，弹出如图4所示的对话框，按该图所示设置相应属性。器件名称为DA6、前缀也为DA6。按NEXT键直到出现元器件属性及定义(Component Properties & Definitions) 对话框。新建VHI属性，按图5所示设置各相关项。再按NEXT键，直到出现对话框“Indexing and Library Selection”，选择元器件分类及存放库，单击OK键完成Make Device。此时新的元器件模型原理图符号就存入指定的库并出现在对象列表框中。
2.3 DA6仿真模型内电路设计
经以上步骤创建的模型只是个模型外壳，还没有仿真功能。其仿真功能主要由内电路完成。将新建的模型DA6放入ISIS编辑区，打开其属性编辑框，选中“Attach hierarchy model”，如图6所示。按OK键后再按键盘Pgdn键,则自动创建并进入内电路设计页。接着在内电路页设计内电路。从Proteus库中选取DAC，他是Analogue Primitive，设计好如图7所示的内电路。并设置内电路中所有DAC原型的属性VHI=。
2.4 生成模型文件，并设置Modfile属性
在内电路页操作菜单，ToolsModel Compiler，创建模型文件。选择路径并取名（本例为DA6_in.mdf）存盘。详细情况见参考文献［1］。
返回主页，选中新建元器件DA6，再次启动Make Device命令，进入“Component Properties & Definitions”。如图8所示。按照图8，进行设置Modfile属性操作。再按NEXT键直到出现“Indexing and Library Selection”菜单。如图9所示。设置分类和所在的库。本例分类为Data Converters，存到USERDVC库中。单击OK则结束原理图模型的创建。
若在ISIS中单击按扭P，在Keywords栏中填入模型名DA6，则创建的模型被挑选出来。如图10所示。从图10中右上角可看到模型DA6为原理图模型。图中间标明他所在的库是USERDVC（用户库）。
2.5 验证模型DA6
验证模型DA6分4步。
（1） 设计验证电路：在Proteus ISIS中设计如图11上左方所示的电路，其中有创建的仿真模型DA6和单片机AT89C2051。并将DA6的输出口Vout接上Proteus提供的虚拟示波器通道A上。
（2） 设计D/A转换控制程序：在Proteus ISIS中设计如图11右上方所示的程序，并进行汇编调试生成目标代码文件。该程序是经D/A转换后形成锯齿波的程序。
（3） 将目标代码文件加载到单片机AT89C2051中。
（4） 启动仿真。则在虚拟示波器上看到由创建模型DA6转换的模拟锯齿波（图11的下方）。证明创建模型正确，并成为用户库中的一员。
从图11还可看出：Proteus统一完成了单片机应用系统的电路设计、程序设计和仿真。
3 创建7458仿真模型（原库中无此模型）
7458是2输入和3输入与或门。现创建此原理图模型。创建此模型的思路和步骤基本与创建DA6相同。也经过绘制原理图符号、器件制作、仿真模型内电路设计、生成模型文件、验证电路和模型仿真测试等过程。这里只将结果展示。图12为7458仿真模型的内电路。图13为从用户库中调用创建的7458仿真模型。图14为验证电路和仿真片段。其中使用了Proteus提供的逻辑状态输入开关和逻辑状态输出探头。前者可通过鼠标点击开关来实现逻辑状态（0，1）的选择。仿真结果证实所创建模型的逻辑功能与实际7458的功能表（见表2）一致。
最后特别指出：原理图仿真模型是由仿真原型（primitives）搭建的仿真模型。
4 结 语
在实践中创建了原库中没有的DA6和TTL7458原理图模型，并将模型存入用户库中。在Proteus ISIS环境下用户可从用户库中将他们调入验证电路中进行电路设计与仿真。仿真结果证明：所建原理图仿真模型和建模方法都是正确的。
参 考 文 献
［1］张靖武,周灵彬.单片机系统的Proteus设计与仿真\[M\].北京:电子工业出版社,2007.
［2］深圳风标科技有限公司.Proteus在电类教学与科研中的应用\[C\].研讨会专刊,2006.
［3］李娜,刘雅举.Proteus在单片机仿真中的应用\[J\].现代电子技术,2007,30(4):181182.
篇10
论文摘要：电子线路CAD技术在高职的电子信息工程技术专业中是非常重要的一门课程，在电子设计以及毕业设计中都讲用到该技术。电子线路CAD技术主要是用来绘制电路图，并在计算机上利用该绘图软件对电路进行排列，从而让设计出的电路更加的美观。本文主要是针对电子线路CAD技术在高职电子设计中的应用进行研究。
对于高职学生而言，要学习的不仅仅是专业知识，动手能力是在学好专业知识的基础上更高的一个层次，也是他们必须拥有的一种能力。在高职院校中，电子信息工程技术专业的学生经常会遇到电子设计等问题，因此，在进行电子设计的时候需要用到的很多专业知识他们是必须掌握的。而电子线路CAD技术在电路板的制作方面的应用就必不可少了。下面我们将对电子线路CAD技术在电子设计中的应用进行研究与探索，说明电子线路CAD技术与电子设计的关系以及在电子设计中发挥的作用。
1、电子线路CAD技术与电子设计的关系
随着电子技术的广泛发展以及新型元器件和集成电路的广泛应用，电路在设计方面也越来越复杂与集成化，因此，对电路的要求也越来越精密。而为了达到电路在复杂与集成化方面的要求，在制作电路的时候单靠手工的操作已经不能完成设计的目的了。所以，就产生了现在我们所用到的电子线路CAD技术。我们在电子设计过程中利用它就能达到电路所要求的精密度。
2、电子线路CAD技术在电子设计中的应用
电子线路CAD技术是使用当前被广泛应用的计算机辅助绘图和设计软件，然后结合学过的专业知识进行设计，以加快设计进程、缩短设计周期、提高设计质量等。电子线路CAD技术在电子设计中的应用主要是一下几个方面：
2.1 绘制电路图
在进行电子设计的过程中，要实现电路的功能最重要的就是编程，但是只有编程并不能完善整个设计，还需要有一个完善的电路来承载这个程序，让它实现它本该实现的功能。在电子设计中，我们一般运用的软件是PROTEL，绘制电路原理图的时候就会用到PROTEL的原理图输入功能。该绘图软件在电路原理图输入方面有着非常丰富的电子器件库，能够为我们电子设计的绘图提供所需的各种电子器件。利用该软件进行电子设计确保了电路原理图的精密度，并且绘制过程也更为方便。比如：我们在画好一个元器件后，觉得它应该放在其他的位置，则只要将它拖动到我们想要放置的位置即可。
2.2 计算机仿真
电子线路CAD技术在电子设计的应用过程中还具备运用其仿真的功能，检查电路的功能是否达到了我们所预期的功能，并且能够对一些数据进行仿真，可进一步对电路进行分析。对于PROTEL软件而言，在它的MULTISIM中有很多种仿真功能，这些仿真功能可以进行直流工作电的分析、瞬态分析、温度扫描分析、参数扫描分析、灵敏度分析、零极点分析、傅里叶变换分析、噪声和失真度分析、最坏情况分析以及蒙特卡罗分析等。在进行仿真的时候，我们首先要进行一个功能仿真，大致了解一下该电路的功能是否达到了预期的功能，然后进行数据仿真，对该电路进行具体的分析，并改正错误的地方。在进行仿真过后，分析结果一般都是以数值或波形的方式显示出来。
2.3 PCB板的设计
PCB板是PROTEL软件将电路原理图进行布线后的一种电路板。在进行PCB板的设计之前，首先要将电路原理图导入，而导入的电路原理图必须是通过仿真的，而且电路原理图中各元器件的电器特性必须与PCB板相同元器件的电器特性相同。最后，设计者就可以利用PCB板自动布线以及手动布线的功能对其进行布线。采用该软件对电路图进行布线，设计者可以先采用自动布线功能对电路进行大致的布线，然后用手动布线功能对其进行美化。这样的过程能够让电路的布线更加美观。
2.4 三维视图
在将PCB板设计好之后，在这样的绘图软件上都有三维视图的菜单，只要点击三维视图的菜单就可以观看设计电路板的三维视图。
3、让学生更好地掌握电子线路CAD技术
如上所述，掌握了电子线路CAD技术对于学生而言，可以更好地进行电子线路方面的设计工作。但在学习这一项技术的过程中，我们往往会发现学生心有余而力不足。部分教材多以PROTEL软件为蓝本，介绍软件的功能、菜单等，辅以一些应用的例子。学生学习后多呈现一种临时性的记忆，即在课程中会用，考核结束后在不长的时间后就不再掌握的现象。
解决这一问题的方法以，通过实践我们认为采用类似德国职业教育所推行的以行动为导向的项目教学法为好。其基本的思路是：
(1)先整体后具体：在学习CAD技术时，先期进行总体介绍，让学生有全局的认识，打消畏难的情绪；而后开始进入各项目的的学习实践。
(2)先低频后高频：总体而言学生进入学习后应从简而繁，低频的一些电子产品其电路较之高频的简单，学习应从其中入手。
(3)先规范后异型：突出异型电路板的设计制做，其目的是让学生今后在实际工作中具有变通的能力，在CAD技术中也手工调整电路布局的精华所在。
(4)先单层后多层，先分立后贴片。此处不再缀言。
最后一点是，对于各个CAD制作的电路，不应仅停留于电脑的设计，在教学的过程中应让学生的设计成为成品。这样可使学习更为直观，并更有成就感，随之的效果是学生对学习到的技术弥久常新。当然，这种做法也会使教学的成本大幅上扬，但从人才培养的角度看，这样的投入是值得的。
4、结语
在电子设计中运用电子线路CAD技术，不仅解决了电子设计中电路原理图绘制以及功能分析和布线方面的苦难。同时，让学生通过在自主地进行一些电子设计，并在的过程中运用该技术，适于锻炼他们使用电子线路CAD技术的实际能力并有助于其真正了解和掌握这一技术。
参考文献
[1]朱洁.电子线路CAD技术在高职电子信息工程专业毕业设计中的应用[J].中国现代教育装备，2010，(15):55～57.
