第10章 PCB后期處理與電路仿真

第10

章PCB后期處理與電路仿真●

10.1數(shù)字鐘電路板后期處理●

10.2分壓式偏置電路仿真10.1數(shù)字鐘電路板后期處理

10.1.1生成電路板信息報(bào)表

10.1.2生成網(wǎng)絡(luò)表狀態(tài)報(bào)表

10.1.3生成光繪文件（Gerber）

10.1.4生成NC鉆孔文件

10.1.5打印輸出PCB圖:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.1.1生成電路板信息報(bào)表

選擇“報(bào)告”>“PCB板信息”菜單，打開“PCB信息”對(duì)話框，單擊“報(bào)告”按鈕，打開“電路板報(bào)告”對(duì)話框，單擊“全選擇”按鈕，將列表框中的項(xiàng)目全部選中，然后單擊“報(bào)告”按鈕，系統(tǒng)將自動(dòng)生成并打開當(dāng)前PCB文件的電路板信息報(bào)表。:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.1.1生成電路板信息報(bào)表:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.1.2生成網(wǎng)絡(luò)表狀態(tài)報(bào)表

生成網(wǎng)絡(luò)表狀態(tài)報(bào)表的方法非常簡(jiǎn)單。打開PCB文件后，選擇“報(bào)告”>“網(wǎng)絡(luò)表狀態(tài)”菜單，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)為其生成并打開網(wǎng)絡(luò)表狀態(tài)報(bào)表。:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.1.3生成光繪文件

選擇“文件”>“輸出制造文件”>“GerberFiles”菜單，可以打開“光繪文件設(shè)定”對(duì)話框，在該對(duì)話框的“一般”選項(xiàng)卡下可以設(shè)置光繪文件要使用的單位和格式（精度）。:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.1.3生成光繪文件

單擊“層”選項(xiàng)卡，可以在該選項(xiàng)卡下選擇需要生成光繪文件的層面。:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.1.3生成光繪文件單擊“鉆孔制圖”選項(xiàng)卡，可以在該選項(xiàng)卡下設(shè)置鉆孔統(tǒng)計(jì)圖和鉆孔導(dǎo)向圖的參數(shù)。:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.1.3生成光繪文件單擊“光圈”選項(xiàng)卡，可以在該選項(xiàng)卡下設(shè)置在生成光繪文件時(shí)與建立光圈相關(guān)的參數(shù)，一般選中“嵌入的光圈（RS274X）”復(fù)選框。:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.1.3生成光繪文件單擊“高級(jí)”選項(xiàng)卡，可以在該選項(xiàng)卡下設(shè)置膠片尺寸、零字符處理方式、光圈匹配容許誤差、板層在膠片上的位置等參數(shù)。:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.1.3生成光繪文件單擊“確認(rèn)”按鈕，系統(tǒng)將按照設(shè)置輸出各個(gè)工作層的光繪文件，并自動(dòng)生成一個(gè)“CAMtastic1.Cam”文件。光繪文件:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.1.4生成NC鉆孔文件選擇“文件”>“輸出制造文件”>“NCDrillFiles”菜單，打開“NC鉆孔設(shè)定”對(duì)話框，依次設(shè)置NC鉆孔文件的單位和精度等，然后單擊“確認(rèn)”按鈕。在彈出的“輸入鉆孔數(shù)據(jù)”對(duì)話框中單擊“確認(rèn)”按鈕，系統(tǒng)將生成鉆孔文件。:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.1.4生成NC鉆孔文件:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.1.5打印輸出PCB圖

ProtelDXP2004既可以打印完整的混合PCB圖，也可以單獨(dú)打印各個(gè)層，打印方法與原理圖基本相同。如果希望設(shè)置要打印的層，可以選擇“文件”>“頁(yè)面設(shè)定”菜單，打開頁(yè)面設(shè)置對(duì)話框，然后單擊“高級(jí)”按鈕。:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.1.5打印輸出PCB圖此時(shí)彈出“PCB打印輸出屬性”對(duì)話框，該對(duì)話框用于管理要打印輸出的層，如果不希望打印某個(gè)層，只需在該層上單擊鼠標(biāo)右鍵，從彈出的快捷菜單中選擇“刪除”菜單即可。:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.1.5打印輸出PCB圖如果希望單獨(dú)打印某個(gè)層，則可以將其余的層全部刪除。例如，只打印頂層絲印層（TopOverlay）。:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2分壓式偏置電路仿真

10.2.1電路仿真的步驟

10.2.2繪制仿真原理圖

10.2.3添加仿真激勵(lì)源

10.2.4設(shè)置仿真節(jié)點(diǎn)和初始狀態(tài)

10.2.5選擇仿真分析類型

10.2.6分析仿真結(jié)果:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.1電路仿真的步驟（1）繪制仿真原理圖要進(jìn)行電路仿真，首先必須在原理圖設(shè)計(jì)環(huán)境下繪制仿真原理圖。仿真原理圖的繪制方法與普通原理圖類似，區(qū)別在于其元件必須引用相應(yīng)的仿真模型，也就是說(shuō)需要用具有仿真屬性的元件來(lái)繪制仿真原理圖。

（2）添加仿真激勵(lì)源若要仿真原理圖工作，就必須添加激勵(lì)源，就是給它一個(gè)輸入信號(hào)。激勵(lì)源的種類很多，有直流激勵(lì)源、正弦波激勵(lì)源、脈沖激勵(lì)源等，我們必須根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行添加。添加激勵(lì)源后，還需要對(duì)其參數(shù)進(jìn)行一系列設(shè)置。（3）設(shè)置仿真節(jié)點(diǎn)和初始狀態(tài)通過(guò)在仿真電路中設(shè)置仿真節(jié)點(diǎn)，可以觀察仿真節(jié)點(diǎn)處的電壓或電流波形。此外，我們還可以根據(jù)具體仿真要求，設(shè)置電路的初始工作狀態(tài)。:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.1電路仿真的步驟（4）選擇仿真分析類型ProtelDXP2004提供了多種仿真分析類型，如靜態(tài)工作點(diǎn)分析、瞬態(tài)/傅立葉分析、交流小信號(hào)分析、噪聲分析、蒙特卡羅分析等，我們可以根據(jù)需要選擇一種或幾種類型進(jìn)行仿真。不同的仿真分析類型需要設(shè)置不同的參數(shù)，必須合理設(shè)置參數(shù)，才能獲得正確的仿真結(jié)果。

（5）運(yùn)行仿真得到結(jié)果完成以上步驟后，運(yùn)行仿真，就可以得到仿真結(jié)果了。仿真結(jié)果以波形的形式進(jìn)行顯示，一目了然，非常直觀。通過(guò)對(duì)波形進(jìn)行分析，可以得出相關(guān)結(jié)論。如果不夠理想，則可以根據(jù)仿真結(jié)果對(duì)電路原理圖進(jìn)行改進(jìn)。:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.2繪制仿真原理圖仿真原理圖就是用戶根據(jù)具體電路的設(shè)計(jì)要求，在原理圖設(shè)計(jì)環(huán)境下利用具有仿真屬性的元件和導(dǎo)線等繪制而成的電路原理圖。

:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.2繪制仿真原理圖在ProtelDXP2004提供的各大芯片廠商的集成元件庫(kù)（.IntLib）中，只要是具有仿真（Simulation）屬性的元件都可以直接用于電路仿真。

仿真模型仿真原理圖設(shè)計(jì)中常用的各種仿真元件，如電阻、電容、電感、二極管、整流橋、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、晶振、變壓器、保險(xiǎn)絲、繼電器等，大都可以在集成庫(kù)“MiscellaneousDevices.IntLib”中找到:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.2繪制仿真原理圖

雙擊仿真原理圖中的某個(gè)仿真元件（如固定電阻），打開“元件屬性”對(duì)話框，在模型欄單擊選中其仿真模型（Simulation），然后單擊下方的“編輯”按鈕，或者直接雙擊其仿真模型（Simulation）。:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.2繪制仿真原理圖可以打開“仿真模型”對(duì)話框，在該對(duì)話框的“參數(shù)”選項(xiàng)卡下可以設(shè)置元件的仿真參數(shù)。固定電阻只需要設(shè)置一個(gè)仿真參數(shù)，即電阻值:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.3添加仿真激勵(lì)源激勵(lì)源用于模擬實(shí)際電路中的輸入信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)需要仿真的電路。仿真原理圖必須添加激勵(lì)源才能保證在虛擬環(huán)境下工作，從而獲得正確的仿真結(jié)果。

ProtelDXP2004在仿真元件庫(kù)“SimulationSources.IntLib”中提供了各種常用的激勵(lì)源，包括直流電源、正弦波信號(hào)源、周期脈沖信號(hào)源、分段線性信號(hào)源、指數(shù)信號(hào)源、單頻調(diào)頻信號(hào)源、線性受控源和非線性受控源等。

直流電源正弦波信號(hào)源:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.3添加仿真激勵(lì)源周期脈沖信號(hào)源分段線性信號(hào)源:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.3添加仿真激勵(lì)源指數(shù)信號(hào)源單頻調(diào)頻信號(hào)源:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.3添加仿真激勵(lì)源線性受控源非線性受控源:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.4設(shè)置仿真節(jié)點(diǎn)和初始狀態(tài)

所謂仿真節(jié)點(diǎn)，就是仿真分析的數(shù)據(jù)測(cè)試點(diǎn)。為了能夠觀察到不同節(jié)點(diǎn)處的信號(hào)波形，我們常常需要在仿真原理圖中放置一些容易識(shí)別的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽來(lái)表示這些節(jié)點(diǎn)。

:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.4設(shè)置仿真節(jié)點(diǎn)和初始狀態(tài)所謂初始狀態(tài)，就是為了計(jì)算偏置點(diǎn)而設(shè)定的一個(gè)或多個(gè)電壓/電流值。在仿真元件庫(kù)“SimulationSources.IntLib”中，系統(tǒng)提供了兩種特殊的仿真元件，即“.IC”和“.NS”，它們可用于設(shè)置電路的初始狀態(tài)。

:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.5選擇仿真分析類型選擇“設(shè)計(jì)”>“仿真”>“MixedSim”菜單，可以打開“分析設(shè)定”對(duì)話框，在該對(duì)話框中可以選擇仿真分析類型和設(shè)置相關(guān)仿真參數(shù)。

:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.5選擇仿真分析類型選擇“設(shè)計(jì)”>“仿真”>“MixedSim”菜單，可以打開“分析設(shè)定”對(duì)話框，在該對(duì)話框中可以選擇仿真分析類型和設(shè)置相關(guān)仿真參數(shù)。

1.GeneralSetup（通用參數(shù)設(shè)置）在“分析/選項(xiàng)”列表框中單擊“GeneralSetup”項(xiàng)，可以在右側(cè)界面中設(shè)置各種仿真分析類型的通用參數(shù)（如數(shù)據(jù)類型、作用范圍、仿真結(jié)果顯示方式、要分析的信號(hào)等）。:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.5選擇仿真分析類型

2.OperatingPointAnalysis（靜態(tài)工作點(diǎn)分析）靜態(tài)工作點(diǎn)分析主要用于分析放大電路的直流偏置參數(shù)，其分析結(jié)果是一些電壓值或電流值。在對(duì)電路進(jìn)行靜態(tài)工作點(diǎn)分析時(shí)，只需選中“OperatingPointAnalysis”右側(cè)的復(fù)選框即可，不需要專門設(shè)置參數(shù)。:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.5選擇仿真分析類型

3.Transient/FourierAnalysis（瞬態(tài)/傅立葉分析）

瞬態(tài)分析用于分析電路中各點(diǎn)的動(dòng)態(tài)信號(hào)隨時(shí)間變化的狀態(tài)，就好比用示波器顯示某些測(cè)試點(diǎn)的信號(hào)波形一樣，可以方便地從時(shí)域分析信號(hào)。傅立葉分析用于分析電路中各節(jié)點(diǎn)電壓波形的頻譜，它是基于瞬態(tài)分析結(jié)果中最后一個(gè)周期的數(shù)據(jù)完成的。在“分析/選項(xiàng)”列表框中選中“Transient/FourierAnalysis”右側(cè)的復(fù)選框，則分析有效。在右側(cè)界面中可以設(shè)置瞬態(tài)分析和傅立葉分析的參數(shù)。:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.5選擇仿真分析類型

:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.5選擇仿真分析類型

4.DCSweepAnalysis（直流掃描分析）直流掃描分析可以通過(guò)執(zhí)行一系列的靜態(tài)（直流）工作點(diǎn)分析，從用戶設(shè)置的起始值開始，根據(jù)預(yù)定義的步長(zhǎng)調(diào)整選中的信號(hào)源，從而得到一條直流傳輸曲線。在“分析/選項(xiàng)”列表框中選中“DCSweepAnalysis”右側(cè)的復(fù)選框，則分析有效。在右側(cè)界面中可以設(shè)置直流掃描分析的參數(shù)。:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.5選擇仿真分析類型

:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.5選擇仿真分析類型

5.ACSmallSignalAnalysis（交流小信號(hào)分析）交流小信號(hào)分析用于在一定的頻率范圍內(nèi)分析電路的頻率響應(yīng)，即輸出信號(hào)頻率隨輸入信號(hào)頻率變化的情況。在進(jìn)行交流小信號(hào)分析前，首先應(yīng)分析電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，同時(shí)必須保證電路中至少存在一個(gè)交流電源。在“分析/選項(xiàng)”列表框中選中“ACSmallSignalAnalysis”右側(cè)的復(fù)選框，則分析有效。在右側(cè)界面中可以設(shè)置交流小信號(hào)分析的參數(shù)。:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.5選擇仿真分析類型

:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.5選擇仿真分析類型

6.NoiseAnalysis（噪聲分析）噪聲分析是指通過(guò)計(jì)算電阻或半導(dǎo)體元件的噪聲譜密度來(lái)分析噪聲對(duì)電路的影響，它通常是與交流小信號(hào)分析一同進(jìn)行的。在噪聲分析中，電容、電感和受控源被視為無(wú)噪聲元件。在“分析/選項(xiàng)”列表框中選中“NoiseAnalysis”右側(cè)的復(fù)選框，則分析有效。在右側(cè)界面中可以設(shè)置噪聲分析的參數(shù)。:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.5選擇仿真分析類型

:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.5選擇仿真分析類型

7.Pole-ZeroAnalysis（零-極點(diǎn)分析）零-極點(diǎn)分析是指在單輸入/輸出的線性系統(tǒng)中，利用電路的交流小信號(hào)傳輸函數(shù)對(duì)極點(diǎn)或零點(diǎn)進(jìn)行穩(wěn)態(tài)性分析，并將電路的靜態(tài)工作點(diǎn)線性化和對(duì)所有非線性元件匹配小信號(hào)模型。其中，交流小信號(hào)傳輸函數(shù)可以是電壓增益?zhèn)鬏敽瘮?shù)或阻抗傳輸函數(shù)。在“分析/選項(xiàng)”列表框中選中“Pole-ZeroAnalysis”右側(cè)的復(fù)選框，則分析有效。在右側(cè)界面中可以設(shè)置零-極點(diǎn)分析的參數(shù)。:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.5選擇仿真分析類型

:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.5選擇仿真分析類型

8.TransferFunctionAnalysis（傳遞函數(shù)分析）傳遞函數(shù)分析（也稱直流小信號(hào)分析）用于計(jì)算電路的直流輸入電阻、直流輸出電阻和直流增益。在“分析/選項(xiàng)”列表框中選中“TransferFunctionAnalysis”右側(cè)的復(fù)選框，則分析有效。在右側(cè)界面中可以設(shè)置傳遞函數(shù)分析的參數(shù)。:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.5選擇仿真分析類型

:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.5選擇仿真分析類型

9.TemperatureSweep（溫度掃描分析）溫度掃描分析用于模擬電路在一定溫度范圍內(nèi)的電氣特性（如溫度漂移等），它需要與其他分析類型結(jié)合使用。對(duì)于某些元件而言，溫度不同，元件性能會(huì)有明顯的差異。在“分析/選項(xiàng)”列表框中選中“TemperatureSweep”右側(cè)的復(fù)選框，則分析有效。在右側(cè)界面中可以設(shè)置溫度掃描分析的參數(shù)。:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.5選擇仿真分析類型

:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.5選擇仿真分析類型

10.ParameterSweep（參數(shù)掃描分析）參數(shù)掃描分析用于分析電路中的元件參數(shù)變化對(duì)電路特性的影響，從而找出元件在電路中工作的最佳參數(shù)，它需要與其他分析類型結(jié)合使用。在“分析/選項(xiàng)”列表框中選中“ParameterSweep”右側(cè)的復(fù)選框，則分析有效。在右側(cè)界面中可以設(shè)置參數(shù)掃描分析的參數(shù)。:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.5選擇仿真分析類型

:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.5選擇仿真分析類型

11.MonteCarloAnalysis（蒙特卡羅分析）蒙特卡羅分析用于分析元件參數(shù)的隨機(jī)誤差對(duì)電路特性的影響，它可以進(jìn)行最壞情況分析，也需要與其他分析類型結(jié)合使用。

在“分析/選項(xiàng)”列表框中選中“MonteCarloAnalysis”右側(cè)的復(fù)選框，則分析有效。在右側(cè)界面中可以設(shè)置蒙特卡羅分析的參數(shù)。:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.5選擇仿真分析類型

:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.5選擇仿真分析類型

12.AdvancedOptions（高級(jí)參數(shù)設(shè)置）在“分析/選項(xiàng)”列表框中單擊“AdvancedOptions”項(xiàng)，可以在右側(cè)界面中設(shè)置仿真分析的高級(jí)參數(shù)。:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.6分析仿真結(jié)果

在“分析設(shè)定”對(duì)話框中設(shè)置好仿真分析類型和具體參數(shù)以后，單擊“確認(rèn)”按鈕，即可運(yùn)行仿真，并得到仿真結(jié)果文件（.sdf）。

:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作》:::::10.2.6分析仿真結(jié)果

1.突出顯示波形將光標(biāo)移至某個(gè)波形名稱（如“out”）上方，待光標(biāo)變?yōu)樾螤顣r(shí)單擊，對(duì)應(yīng)的波形就會(huì)加粗并高亮顯示。:::::《ProtelDXP2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)