變?nèi)荻O管調(diào)頻課程設(shè)計(jì)

1、 沈陽(yáng)理工大學(xué)Protel課程設(shè)計(jì)成 績(jī) 評(píng) 定 表學(xué)生姓名*班級(jí)學(xué)號(hào)1003060211專 業(yè)通信工程課程設(shè)計(jì)題目變?nèi)荻O管調(diào)頻評(píng)語(yǔ)組長(zhǎng)簽字：成績(jī)?nèi)掌?20 年 月 日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)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(jí)學(xué)號(hào)1003060211課程設(shè)計(jì)題目變?nèi)荻O管調(diào)頻實(shí)踐教學(xué)要求與任務(wù): 1.繪制具有一定規(guī)模、一定復(fù)雜程度的電路原理圖*.sch（自選）?？梢陨婕澳M、數(shù)字、高頻、單片機(jī)等等電路。 2.繪制電路原理圖相應(yīng)的雙面印刷版圖*.pcb 3.選做：對(duì)電路原理圖進(jìn)行仿真，給出仿真結(jié)果（如波形*.sdf、數(shù)據(jù)）并說(shuō)明是否達(dá)到設(shè)計(jì)意圖。工作計(jì)劃與進(jìn)度安排:第20周:1.安排任

2、務(wù)2.繪圖仿真設(shè)計(jì) 3.完成（答辯，提交報(bào)告，演示）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(zhǎng)：201 年 月 日目錄摘 要31·引言42· Protel 99 SE 簡(jiǎn)介53·實(shí)驗(yàn)步驟63.1 Protel 99 SE 繪圖環(huán)境設(shè)置63.1.1新建一個(gè)設(shè)計(jì)庫(kù)63.1.2添加元件庫(kù)93.2繪制原理圖113.2.1選取元件113.2.2擺放元件123.2.3元件連接123.2.4放置輸入/輸出點(diǎn)133.2.5更改元件屬性143.2.6 ERC(電氣規(guī)則檢查)153.3 PCB制圖153.3.1自動(dòng)生成PCB文件153.3.2自動(dòng)布線1

3、73.4仿真應(yīng)用194·課設(shè)總結(jié)215·參考文獻(xiàn)21摘 要本次課設(shè)的要求和目的是掌握Protel的應(yīng)用。本文以Protel99SE為例，詳細(xì)具體地介紹這個(gè)軟件的用法與應(yīng)用。文章首先介紹了Protel99SE基本知識(shí)，然后提出需用該軟件解決的實(shí)際問(wèn)題，結(jié)合實(shí)際問(wèn)題一步步介紹Protel99SE的用法，如：基礎(chǔ)原理圖設(shè)計(jì)，印制電路板基礎(chǔ)，PCB元件的制作，電路仿真分析，綜合案例演練等。接著分析應(yīng)用Protel99SE軟件的過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題及一些應(yīng)對(duì)方法。課設(shè)最后進(jìn)行總結(jié)，檢查課設(shè)的完整性和徹底性，檢驗(yàn)自己對(duì)Protel99SE軟件的掌握程度及應(yīng)用情況。Protel 99 S

4、E應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 變?nèi)荻O管的調(diào)頻電路1·引言人類社會(huì)已進(jìn)入到高度發(fā)達(dá)的信息化社會(huì)，信息社會(huì)的發(fā)展離不開(kāi)電子產(chǎn)品的進(jìn)步?，F(xiàn)代電子產(chǎn)品在性能提高、復(fù)雜度增大的同時(shí)，價(jià)格卻一直呈下降趨勢(shì)，而且產(chǎn)品更新?lián)Q代的步伐也越來(lái)越快，實(shí)現(xiàn)這種進(jìn)步的主要原因就是生產(chǎn)制造技術(shù)和電子設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展。前者以微細(xì)加工技術(shù)為代表，目前已進(jìn)展到深亞微米階段，可以在幾平方厘米的芯片上集成數(shù)千萬(wàn)個(gè)晶體管；后者的核心就是EDA技術(shù)。EDA是指以計(jì)算機(jī)為工作平臺(tái)，融合了應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能化技術(shù)最新成果而研制成的電子CAD通用軟件包，主要能輔助進(jìn)行三方面的設(shè)計(jì)工作：IC設(shè)計(jì),電子電路設(shè)計(jì)以及PCB設(shè)計(jì)。其中最基本

5、也是最常用的是以PCB設(shè)計(jì)為目的的電路設(shè)計(jì)、仿真和驗(yàn)證技術(shù)。PCB設(shè)計(jì)業(yè)界稱為電子裝聯(lián)設(shè)計(jì)。從最近兩年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，中國(guó)大陸的電子裝聯(lián)產(chǎn)品占世界市場(chǎng)份額第一。Protel軟件最成功的地方就是其PCB設(shè)計(jì)功能。其中Protel 99 SE版本在PCB設(shè)計(jì)方面已經(jīng)比較成熟，價(jià)廉物美、容易上手、功能滿足基本需求，這是用戶選擇它的真正原因。2· Protel 99 SE 簡(jiǎn)介PROTEL是PORTEL公司在80年代末推出的EDA軟件，在電子行業(yè)的CAD軟件中，它當(dāng)之無(wú)愧地排在眾多EDA軟件的前面，是電子設(shè)計(jì)者的首選軟件，它較早就在國(guó)內(nèi)開(kāi)始使用，在國(guó)內(nèi)的普及率也最高，有些高校的電子專業(yè)還專門(mén)

6、開(kāi)設(shè)了課程來(lái)學(xué)習(xí)它，幾乎所有的電子公司都要用到它，許多大公司在招聘電子設(shè)計(jì)人才時(shí)在其條件欄上常會(huì)寫(xiě)著要求會(huì)使用PROTEL。早期的PROTEL主要作為印制板自動(dòng)布線工具使用，運(yùn)行在DOS環(huán)境，對(duì)硬件的要求很低，在無(wú)硬盤(pán)286機(jī)的1M內(nèi)存下就能運(yùn)行，但它的功能也較少，只有電原理圖繪制與印制板設(shè)計(jì)功能，其印制板自動(dòng)布線的布通率也低，而現(xiàn)今的PROTEL已發(fā)展到PROTEL99（網(wǎng)絡(luò)上可下載到它的測(cè)試板），是個(gè)龐大的EDA軟件，完全安裝有200多M，它工作在WINDOWS95環(huán)境下，是個(gè)完整的板級(jí)全方位電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)，它包含了電原理圖繪制、模擬電路與數(shù)字電路混合信號(hào)仿真、多層印制電路板設(shè)計(jì)（包含印制電

7、路板自動(dòng)布線）、可編程邏輯器件設(shè)計(jì)、圖表生成、電子表格生成、支持宏操作等功能，并具有Client/Server （客戶/服務(wù)器）體系結(jié)構(gòu)，同時(shí)還兼容一些其它設(shè)計(jì)軟件的文件格式，如ORCAD，PSPICE，EXCEL等，其多層印制線路板的自動(dòng)布線可實(shí)現(xiàn)高密度PCB的100布通率。在國(guó)內(nèi)PROTEL軟件較易買(mǎi)到，有關(guān)PROTEL軟件和使用說(shuō)明的書(shū)也有很多，這為它的普及提供了基礎(chǔ)。Protel 99 SE是Protel Technology公司開(kāi)發(fā)的基于Windows環(huán)境的印制電路板的設(shè)計(jì)軟件。該版本的軟件功能強(qiáng)大，人機(jī)界面友好，易學(xué)易用，仍然是大中專院校電子

8、學(xué)專業(yè)的必學(xué)課程，同時(shí)也是業(yè)界人士首選的電路板設(shè)計(jì)工具。Protel 99 SE主要內(nèi)容包括原理圖設(shè)計(jì)環(huán)境、用工具畫(huà)原理圖、畫(huà)元件圖、原理圖畫(huà)圖練習(xí)、電路板設(shè)計(jì)環(huán)境、人工畫(huà)電路板、畫(huà)元件封裝圖、自動(dòng)布線畫(huà)電路板、設(shè)計(jì)規(guī)則與信號(hào)分析、電路仿真、仿真練習(xí)、人工布線畫(huà)電路板練習(xí)、自動(dòng)布線畫(huà)電路板圖練習(xí)、電路設(shè)計(jì)導(dǎo)引、完成電路板設(shè)計(jì)后的工作等。3·實(shí)驗(yàn)步驟本課程設(shè)計(jì)利用變?nèi)荻O管的調(diào)頻電路對(duì)Protel 99 SE的應(yīng)用進(jìn)行全面展示。從Protel 99 SE的繪圖環(huán)境的設(shè)置開(kāi)始，到對(duì)變?nèi)荻O管的調(diào)頻電路的原理圖的繪制，PCB板的制作及對(duì)電路的仿真一步一步詳細(xì)的介紹Pro

9、tel 99 SE的應(yīng)用。具體過(guò)程見(jiàn)以下內(nèi)容。3.1 Protel 99 SE 繪圖環(huán)境設(shè)置3.1.1新建一個(gè)設(shè)計(jì)庫(kù)（1）啟動(dòng)Protel 99 SE，出現(xiàn)如圖31的啟動(dòng)界面。 啟動(dòng)后出現(xiàn)的窗口如圖3-2。 圖31 圖32 (2)選取菜單“File文件”，“New.新建”新建一個(gè)設(shè)計(jì)庫(kù)，如圖33“DatabaseFileName”處改設(shè)計(jì)庫(kù)存盤(pán)文件名，點(diǎn)擊“Browse.”改變存盤(pán)目錄。圖33點(diǎn)擊OK按鈕后，出現(xiàn)如圖34的窗口。圖34（3）選取“File文件”，“New.新建文件”，如圖35，選取“Schematic Document”建立一個(gè)新的原理圖文檔。圖35點(diǎn)擊OK按鈕后，出現(xiàn)如圖36

10、的窗口。將“sheet 1”重命名為“變?nèi)荻O管的調(diào)頻電路”。圖36 雙擊“變?nèi)荻O管的調(diào)頻電路.Sch”后進(jìn)入如圖37原理圖設(shè)計(jì)圖。圖373.1.2添加元件庫(kù)(1)選取如圖38中“Browse.Sch”中的“Libraries”。圖38（2） 點(diǎn)擊Add/Remove按鈕，出現(xiàn)圖3-9所示“元件庫(kù)添加、刪除”對(duì)話框。圖39（3）選取元件庫(kù)文件，雙擊鼠標(biāo)，此元件庫(kù)就會(huì)出現(xiàn)在“Selected Files”框中。 （4）點(diǎn)擊OK按鈕，完成該元件庫(kù)的添加。3.2繪制原理圖變?nèi)荻O管的調(diào)頻電路圖如圖3-10所示：圖3-10變?nèi)荻O管調(diào)頻電路電路圖圖中，晶體管Q1接成共基組態(tài)西勒振蕩器，C4為基極耦合

11、電容。振蕩電路的靜態(tài)工作點(diǎn)由R2、VR2、R1與R5決定。變?nèi)荻O管的直流偏置電路由R6、與VR1構(gòu)成。只要靜態(tài)偏置調(diào)整合適，就可實(shí)現(xiàn)線性調(diào)頻。L1為扼流電感，R7為限流電阻，調(diào)制電壓經(jīng)C1耦合電容加到變?nèi)荻O管。C7為振蕩回路與變頻回路的耦合電容，采用部分接入。C8為調(diào)制信號(hào)輸出耦合電容，經(jīng)Q2射隨放大器后輸出，調(diào)整VR3可改變輸出信號(hào)幅度。3.2.1選取元件先從元件庫(kù)中把各個(gè)元件找到，放在設(shè)計(jì)圖紙中，先找到二極管，在Browse Sch中選中4port serial interface schematic library.lib，它將呈深藍(lán)色，表示選中狀態(tài)，再在下面的當(dāng)前元件庫(kù)列表中找到D

12、IODE，從下面的元件外形中可以看出它正是要找的二極管。然后用鼠標(biāo)點(diǎn)元件外形欄上邊的Place按鈕，即可將元件移入當(dāng)前工作區(qū)。如圖311所示。圖3-113.2.2擺放元件移動(dòng)元件：用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)中元件，并按住不方，然后移動(dòng)元件。 元件的旋轉(zhuǎn)：就是改變?cè)姆胖梅较?。用鼠?biāo)左鍵點(diǎn)中元件后，按住不放，此時(shí)可用一下功能鍵，就可以實(shí)現(xiàn)元件的旋轉(zhuǎn)。SPACE鍵：讓元件作90度的旋轉(zhuǎn)。X鍵：使元件左右對(duì)調(diào)，即以是自光標(biāo)為軸作水平對(duì)調(diào)。Y鍵：使元件上下對(duì)調(diào)，即以是自光標(biāo)為軸作垂直對(duì)調(diào)。注意：要執(zhí)行元件的旋轉(zhuǎn)操作時(shí)，輸入法一定要處于CH狀態(tài)。3.2.3元件連接此時(shí)一定要選擇工具條中的進(jìn)行連線，因?yàn)橹挥写司€才是具

13、有電氣性質(zhì)的，當(dāng)預(yù)拉線的指針移動(dòng)到元件的引腳或其它電氣特性時(shí)，指針的中心將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)黑點(diǎn)，它提示我們?cè)诋?dāng)前狀態(tài)下單擊鼠標(biāo)左鍵就會(huì)形成一個(gè)有效的電氣連接。下圖所示：注意：畫(huà)電氣連接線時(shí)有三種常見(jiàn)的錯(cuò)誤，都必須改正的。分別是：1.連接線貫穿元件。會(huì)造成PCB制作中元件也是短路的，仿真環(huán)節(jié)無(wú)法正確通過(guò)。2.連接線段重合。會(huì)造成PCB制作環(huán)節(jié)中加載網(wǎng)絡(luò)表后出現(xiàn)斷線。3.元件搭接。如果搭接點(diǎn)在元件端口之內(nèi)，程序無(wú)法識(shí)別也會(huì)造成PCB制作環(huán)節(jié)中加載網(wǎng)絡(luò)表后出現(xiàn)斷線。3.2.4放置輸入/輸出點(diǎn)連線接好后，再放置輸入/輸出端口。在工具條中選擇項(xiàng)加在電路的輸入和輸出端口。雙擊圖標(biāo)，在彈出對(duì)話框的Name項(xiàng)中填寫(xiě)

14、所要表示的內(nèi)容，如A，B，C，D，V-IN，V-OUT等。注意： 端口不能使用相同的名字。3.2.5更改元件屬性用鼠標(biāo)雙擊任一個(gè)元件都會(huì)彈出此元件的屬性對(duì)話框。如圖3-12是二極管的屬性對(duì)話框。圖3-12其中：Lib ref:元件樣本，修改此項(xiàng)將直接替換原有元件，元件樣本名不會(huì)顯示在元件圖中。Footprint：元件的封裝號(hào)。元件的封裝是指設(shè)計(jì)PCB時(shí)，根據(jù)實(shí)際元件尺而定義的焊點(diǎn)，另外還附一些屬性和元件外觀的符號(hào)。Designator：設(shè)置元件的序號(hào)。Part type：設(shè)置元件的數(shù)值。注意：每個(gè)元件的Footprint必須要填上相應(yīng)的封裝號(hào)。輸入和輸出端口不用填寫(xiě)。3.2.6 ERC(電氣規(guī)

15、則檢查)當(dāng)整個(gè)電路設(shè)計(jì)完成后，可以進(jìn)行ERC檢查。主要是檢查電路圖中是否有電氣特性不一致的情況（如元件序列號(hào)重復(fù)，出現(xiàn)兩個(gè)R1），ERC檢查依據(jù)問(wèn)題的嚴(yán)重性分別以錯(cuò)誤(Error)或警告(Warning)信息來(lái)提示用戶。選擇Tools菜單下的ERC項(xiàng)，則彈出如下對(duì)話框，直接點(diǎn)擊OK鍵即可進(jìn)行ERC檢查。ERC檢查報(bào)告sheet1.ERC文件，如果有問(wèn)題出現(xiàn)將用坐標(biāo)標(biāo)注重名元件位置。返回電原理圖，改正錯(cuò)誤的元件屬性后，再次進(jìn)行ERC檢查，直到完全正確為止。 3.3 PCB制圖3.3.1自動(dòng)生成PCB文件1.變?nèi)荻O管調(diào)頻電路.Sch完成后，ERC檢查正確后，在變?nèi)荻O管調(diào)頻電路.Sch文件狀態(tài)下

16、，點(diǎn)擊design中的updatePCB，如下圖3-13所示：圖3-132.然后會(huì)生出如下所示圖3-14： 圖3-143.點(diǎn)擊yes，則如下圖3-15所示： 圖3-154.然后點(diǎn)擊View中的Fit Board，則將顯示如圖3-16所示： 圖3-163.3.2自動(dòng)布線1.擺放元件先把重疊的元件拖開(kāi)，如圖3-17所示。當(dāng)用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)中任何重疊元件時(shí)，將彈出小的對(duì)話框，表示當(dāng)前點(diǎn)中的地方重疊了幾個(gè)元件，當(dāng)移動(dòng)鼠標(biāo)到相應(yīng)的字體上，字將全部變藍(lán)，單擊鼠標(biāo)左鍵，便可獲取一個(gè)元件，然后將其拖走。其中黃色的代表元件的實(shí)際封裝，藍(lán)線就是飛線，無(wú)論怎樣拖動(dòng)元件，飛線不會(huì)斷開(kāi)，它表示不同元件引腳的連接關(guān)系。圖3-

17、172.定義邊框在設(shè)計(jì)工作區(qū)的板層標(biāo)簽選擇keepOut layer 然后選擇工具條上的 按鈕，畫(huà)邊框。注意：一定要用Keepout layer 這一層。這是一個(gè)在閉合板框內(nèi)支持自動(dòng)布線的層。3. 完成自動(dòng)布線 Protel PCB內(nèi)集成了一個(gè)功能強(qiáng)大而品質(zhì)高超的布線程序，能自動(dòng)地設(shè)計(jì)出最佳的自動(dòng)布線策略。其操作也簡(jiǎn)單，只要選擇Auto RoeteAll選項(xiàng)，則彈出如圖3-18所示的對(duì)話框：圖3-18點(diǎn)擊Route All便開(kāi)始自動(dòng)布線程序，布線好后的PCB圖如圖3-19所示：圖3-193.4仿真應(yīng)用由于在仿真的元件庫(kù)中沒(méi)有變?nèi)荻O管和可變電容，故只仿真部分電路。如圖3-20所示。圖3-20仿

18、真結(jié)果如圖3-21所示，為共基極的放大電路仿真。圖3-214·課設(shè)總結(jié)這個(gè)課設(shè)的主要的目的是學(xué)會(huì)Protel的應(yīng)用。我選擇了變?nèi)荻O管調(diào)頻電路具體介紹了Protel 99 SE的應(yīng)用。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我自己也收獲不少。首先，學(xué)會(huì)了Protel99SE軟件的應(yīng)用；其次，通過(guò)實(shí)踐，牢牢掌握了看似很難的知識(shí)；通過(guò)課程設(shè)計(jì)，我鍛煉了實(shí)際的動(dòng)手能力，我也明白：實(shí)際的設(shè)計(jì)中會(huì)遇到很多的問(wèn)題，比想象中的要多得多，遇到問(wèn)題、時(shí)候要首先要自己獨(dú)立思考，這次課設(shè)很能培養(yǎng)我們獨(dú)立思考的問(wèn)題解決問(wèn)題的能力；另外，通過(guò)課設(shè)，我學(xué)會(huì)了如何搜索利用資源，學(xué)會(huì)如何從課本外獲得知識(shí)并利用好。最重要的是，看到自己的成果時(shí)，很有成就感，大大提升了學(xué)習(xí)的信心，特別是自學(xué)的信心，要知道自學(xué)能力對(duì)一個(gè)大學(xué)生來(lái)說(shuō)是相當(dāng)相當(dāng)重要的。我想，這次做課程設(shè)計(jì)真正達(dá)到了的目的，促進(jìn)了我們的學(xué)習(xí)，鍛煉了我