电子线路CAD课程设计多通道混频器电路Protel DXP设计.doc

课 程 设 计 课程名称 电子线路CAD 题目名称 多通道混频器电路 Protel DXP设计 学生学院 材料与能源 专业班级 09微电子学(2)班 学 号 学生姓名 指导教师 2011年 12月 22日广东工业大学课程设计任务书题目名称多通道混频器电路Protel DXP设计学生学院材料与能源学院专业班级09级微电子（2）姓 名张峰学 号3109007515五、应收集的资料及主要参考文献1 王浩全、傅英明、洪华、龙怀冰.Protel DXP电路设计与制版实用教程M.北京：人民邮电出版社，2005.2 赵建领.Protel电路设计与制版宝典M.北京：电子工业出版社，2007.3 唐俊翟、冯军勤、张曜.Protel DXP应用实例教程M.北京：冶金工业出版社，2004.4 任富民.电子CAD-Protel DXP电路设计M.北京：电子工业出版社，2007.发出任务书日期： 2011 年 12 月 12 日 指导教师签名：贺春华计划完成日期： 2011年 12 月 23 日 基层教学单位责任人签章：主管院长签章：目录1、 课程设计内容基本要求 31.1课程设计题目和方案 31.2设计内容 41.3设计要求 42、设计过程 42.1总原理图的设计 42.1.1总原理图的组成 52.1.2总原理图的设计过程 52.2系统各个子图的设计 92.2.1电源电路系统 102.2.2多路拾音器信号输入处理系统 112.2.3主信号输入通道处理系统 112.2.4主信号输出通道处理与LED电平指示系统 122.2.5监听输出通道处理系统 122.2.7辅助设备信号处理系统 132.2.8效果通道输出系统 142.3原理图报表 142.3.1元器件清单 142.3.2网络报表 163、印制电路板的设计 173.1创建新的PCB板 173.2 PCB板的设计 183.3 PCB Netlist Status报表 233.4 PCB板参数设置 234、总结 245、参考文献 25一课程设计内容基本要求1.1课程设计题目和方案1.1.1题目名称：多通道调音器电路的Protel DXP设计1.1.2 （1）微分器介绍 dvidt VO= RFC图1 微分器 式中，RFC为微分时间常数。 为限制电路的高频电压增益，在输入端与电容C之间接入一小电阻Rs, 当输入频率低于fo=12RsC时, 电路起微分作用；若输入频率远高于上式， 电容的容抗XC趋近于零，相当于短路，则电路近似一个反相器，高频电压增益为 AVF =RsRF。实际的微分器电路如下图2(a)所示。若输入电压为一对称三角波，则输出电压为一对称方波，其波形关系如图2(b)所示。 图2（a） 图2（b） （2）混频器原理简介混频是一种频率变换过程，是将信号从某一频率变换为另一频率，把已调制信号（调幅波或调频波）的载波频率从高频变换成固定的中频。设计的混频器电路，带有8个输入通道，2个输出通道。利用多通道设计方法，子图上建立一个输入通道，一个输出通道，就可以完成。 原理图设计有设计思路，将整个电路分成电源部分、接收器电路系统、信号输入信道系统(8条通道) 、信号输出信道与LED电平指示系统(2条通道)、监控器电路系统、混频器电路系统及带通滤波器电路系统等七个子原理图。 设计方案简介：本系统采用自顶而下的层次原理图设计方法，首先绘制构成各个子原理图之间关系的总原理图，通过输入输出端口或网络标号建立起电气连接，然后再绘制各个子原理图，形成设计系统的层次原理图。采用这样的设计方法，具有原理图层次清晰，功能结构分明，便于布局和绘制，也便于检测、修改等特点。整个系统应由电源电路系统、多路拾音器信号输入处理系统、主信号输入通道处理系统、主信号输出通道处理与LED电平指示系统、监听输出通道处理系统、辅助设备信号出处理系统及效果通道信号输出系统等部分组成。1.2设计内容 1用Protel DXP建立一PCB工程项目。2层次原理图的总原理图设计。3各基本模块的原理图设计。4生成原理图报表（元器件清单、网络表）。5印刷电路板图绘制（设置PCB环境参数，元器件布局规则设置，元器件布局手工调整；按设计任务书要求完成指定网络的布线宽度设置、其它布线规则、布线参数设置，自动布线，手工调整布线）。6按设计任务书要求对指定网络进行覆铜。7建立项目元件库。1.3设计要求1按题目要求，每一位学生独立完成设计全过程。2采用自上而下的层次原理图设计方法。二、设计过程2.1总图的设计2.1.1总原理图的组成总原理图由电源电路系统、多路拾音器信号输入处理系统、主信号输入通道处理系统、主信号输出通道处理与LED电平指示系统、监听输出通道处理系统、辅助设备信号出处理系统及效果通道信号输出系统等系统模块组成。总原理图如图2.1-1所示；图2.1-1多通道调音器电路的原理总图2.1.2总图的设计过程图2.1-2原理图参数设置（1）绘制电路方框图1、首先单击放置电路方块图工具按钮，此时光标变成带十字形的方块图，如图2.1-2所示；图2.1-3放置电路方块图时的光标形式2、 选择合适的地方，单击鼠标左键，拖动鼠标至合适的地方，再单击鼠标左键完成该电路方块图的放置，放置效果如图2.1-3所示；图2.1-4放置电路方框图后的效果4、方框图的属性设置，在方框图上进行双击，进入属性设置，可以对方框图标志，文件名，方框图的填充颜色及边框颜色，电路方框图的长宽尺寸，边框宽度进行设置。如图2.1-4所示；图2.1-5电路方框图属性设置对话框（2）绘制电路方块图进出端口1、首先点击放置电路方块图进出端口工具按钮，这时光标变成十字形状，将光标移动到电路方块图的边缘，单击鼠标左键，将出现如图2.1-5所示的带进出端口的十字光标。图3.1-6放置电路方块图进出端口时的十字光标2、再单击鼠标左键即可完成该电路方块图进出端口的放置。放置效果图入图2.1-6所示；图2.1-7放置电路方块图进出端口后的效果图3、 电路方块图进出端口的属性设置，在方框图上进行双击，进入属性设置，可以对端口名，端口的填充颜色及边框颜色，端口外形，以及对端口的放置位置，端口类型等进行设置。对话框如图2.1-7所示；图2.1-8电路方块图进出端口属性设置对话框（3）多通道的设计1、画出需要重复的子图。2、在顶层原理图里放置这个子图生成的Symbol，如图2.1-8所示；图2.1-9需要重复的子图3、修改这个Symbol的属性，标志符为： Repeat(原理图元件标志符，第一个通道，最后一个通道)，原理图元件标志符应尽量简单，因为当项目被编译时，原理图元件标志符会自动加到各元件名字后面，如图2.1-10为修改后的Symbol的属性:图2.1-10多通道属性的设置4、 设置多通道后的效果图入图2.1-11所示：图2.1-11多通道的效果图2.2系统各个子图的设计在绘制系统各个子图前，先根据绘图时需要的元器件，除了两个基本的元器件库，还需要装载他的元器件库，如Motorola Power Mgt Voltage Regulator.IntLib，NSC Interface Display Driver.IntLib等。（1）加载元器件库时，先点击“Library”，弹出如图2.2-1所示的添加或删除元器件库对话框，图2.2-1添加或删除元器件对话框（2）点击“install”进行元器件查找，找到需要的元器件，点击“打开”，元器件即加载到库中。如图2.2-2所示；图2.2-2查找元器件对话框（3）将需要的元器件添加到工程中，如图2.2-3所示；图2.2-3工程元器件库图说明：添加库文件到工程，关闭保存后，会自动建立项目元器件库，但是一旦工程文件的位置发生改变，下次打开时，库项目就会丢失，只有再次添加，可能是文件的路径发生改变，软件不能识别，导致项目元件库丢失，不在工程中显示。2.2.1电源电路系统根据指导书，从元器件库中调出所需要的元器件（如图2.2-4所示），然后修改属性，使其符合设计的要求，在原理图上按顺序排列好，然后进行布线。电路板工作电压为直流+15伏和-15伏得到电源电路系统的原理图如图2.2-4所示；图2.2-4电源电路系统原理图2.2.2多路拾音器信号输入处理系统根据课程设计指导书，得到多路拾音器信号输入处理系统的原理图如图2.2-5所示；多路拾音器信号输入处理系统由一级集成运算放大电路和一级功率放大电路组成。可根据模拟电子技术进行设计和分析。图2.2-5多路拾音器信号输入处理系统原理图2.2.3主信号输入通道处理系统根据课程设计指导书，从元器件库中调出所需要的元器件然后修改属性，使之符合设计的要求，在原理图上按顺序排列好，然后进行布线。得到主信号输入通道处理系统的原理图如图2.2-6所示；主要由多级集成运算放大电路组成。图2.2-6主信号输入通道处理系统的原理图2.2.4主信号输出通道处理与LED电平指示系统根据课程设计指导书，从元器件库中调出所需要的元器件在原理图上按顺序排列好，然后进行布线。得到主信号输出通道处理与LED电平指示系统的原理图如图2.2-7所示；由三级集成运算放大电路和显示电路组成。图2.2-7主信号输出通道处理与LED电平指示系统原理图2.2.5监听输出通道处理系统根据课程设计指导书，从元器件库中调出所需要的元器件然后修改属性，使之符合设计的要求，在原理图上按顺序排列好，然后进行布线。得到监听输出通道处理系统的原理图如图2.2-8所示；由两级集成运算放大电路组成图2.2-8监听输出通道处理系统原理图2.2.6辅助设备信号处理系统根据课程设计指导书，从元器件库中调出所需要的元器件然后修改属性，使之符合设计的要求，在原理图上按顺序排列好，然后进行布线。得到辅助设备信号处理系统的原理图如图2.2-9所示；由一级电压跟随器和一级集成运算放大电路组成。图2.2-9辅助设备信号处理系统原理图2.2.7效果通道输出系统根据课程设计指导书，从元器件库中调出所需要的元器件然后修改属性，使之符合设计的要求，在原理图上按顺序排列好，然后进行布线。得到效果通道输出系统的原理图如图2.2-10所示；图2.2-10效果通道输出系统原理图2.3原理图报表2.31元器件报表选择“Reports”下的“Bill of Materials”,单击即可显示元器件清单，如图2.3-1所示。图2.3-1原理图报表点击“report”即可生成元器件清单。如图2.3-2所示；图2.3-2元器件清单说明：点击“Excel”可以在文件夹中生成Excel文件，详细的罗列出各个元器件，如图2.3-3所示；图2.3-3 Excel格式的元器件清单2.3.2网络报表打开原理图文件，然后执行“design”下的“Netlist for project”下的“protel”即可生成网络报表，如图2.3-4所示；图2.3-4网络报表三印制电路板的设计3.1创建新的PCB利用PCB向导创建新的PCB，在“Files” 面板底部的“New from template”区域内，单击“PCB Board Wizard”选项来创建新的PCB文档，将显示如图3.1-1所示的欢迎界面；图3.1-1 PCB欢迎界面选择PCB板敷铜层数，选择两个signal layer（信号层），不选power planes（电源层）。如图3.1-2所示；图3.1-2选择PCB板敷铜层次最后完成PCB向导，生成PCB板。3.2 PCB板的设计（1）加载SPICE netlist与元器件封装先保存PCB板，然后在PCB编辑器中执行“Design”下的“Import Changes From PCB-Projects.PrjPCB”命令，弹出如图3.2-1所示的对话框。图3.2-1工程网络变化对话框单击“Validate Changes”按钮后，弹出如图3.2-2所示对话框，若有错误则进入原理图修改，无错误可进行下一步操作。图3.2-2元器件完全正确的工程网络对话框点击“Report Changes”可得到如图3.2-3所示的对话框，可查看完整的资料。图3.2-3报告预览对话框点击“Excute changes”即可将SPICE netlist与元器件封装加载到PCB文件中，如图3.2-4所示；图3.2-4加载网络表和元器件封装后的电路板图（2）手工调整元器件布局调整各个模块中元器件的位置，使各个元器件处在PCB板上的合适位置，使整块电路板清晰、整洁，布局分明。其中多通道复制room空间格式，命令为：DesignRoomsCopy Rooms Formats，此时鼠标变成十字形，再点击源room，然后点击目标room，这样多通道模块只要调整一个模块就可复制到所有模块。图3.2-5手工调整后的电路板布局(3)把电路板拉进PCB板中，并通过点击“DesignBoard Shape-Redefine Board Shape”，对PCB板大小进行改动，使适应电路板，如图图3.2-6电路PCB板（4）自动布线点击“Auto Route”下的“all”，弹出如图4.2-7所示的对话框。在该对话框中添加和设置自动布线规则。图3.2-7自动布线规则对话框点击“Route All”进行自动布线，布线后如图3.2-8所示；图3.2-8自动布线后的效果图（3）对PCB电路板敷铜对顶层敷铜后的效果图如图3.2-9所示；图3.2-9顶层敷铜后的效果图对低层敷铜后的效果图如图3.2-10所示；图3.2-10底层敷铜后的效果图3.3 PCB Netlist Status报表执行“Reports”下的“Netlist Status”生成网络布线长度报表。如图4.3-1所示；图3.3-1 Netlist Status报表3.4 PCB板参数设置单击鼠标右键，点击“Options”可选择进行PCB板属性设置，如图3.4-1，3.4-2所示；图3.4-1 PCB板属性设置图3.4-2 PCB模块设置四、 总结通过了这两周的CAD课程设计，让我了解了制作与编辑元件电路原理图元器件库的方法，让我熟悉了绘制电路原理图，电路原理图的分层结构，生成该电路原理图的网络表文件，生成该电路原理图的元器件材料清单列表，制作与修改PCB板，调整PCB板元器件，对PCB板进行敷铜的的方法。刚开始时，由于过于生疏，很多基本的操作都忘记了，只有重新查书，将忘记的知识拿回来，经过两周的忙碌，最终完成课程设计。在这期间我遇到了不少的难题，发现了很多的问题，通过上网查资料，查看相关资料，向同学请教，解决了课程设计遇到的问题。正是在解决问题的过程中，正是在不断的摸索与探讨中我才在实践中学到了很多东西。在课程设计的过程中遇到的最大问题就是元器件库的加载，很多元器件不知道在哪里，最后通过问同学才解决了这个问题。其次就是PCB板的布局，有时移动元器件时会出现青色，可能是发生重叠。虽然我现在已经初步学会了如何使用Protel，但是离真正掌握它还有一段的距离。课设的这段时间我确实受益匪浅，通过实践，让我更深入的了解Protel DXP软件，能过独立完成整个设计过程。五、应收集的资料及主要参考文献1 王浩全、傅英明、洪华、龙怀冰.Protel DXP电路设计与制版实用教程M.北京：人民邮电出版社，2005.2 赵建领.Protel电路设计与制版宝典M.北京：电子工业出版社，2007.3 唐俊翟、冯军勤、张曜.Protel DXP应用实例教程M.北京：冶金工业出版社，2004.4 任富民.电子CAD-Protel DXP电路设计M.北京：电子工业出版社，2007.发出任务书日期： 2011 年 12 月 12 日 指导教师签名：贺春华计划完成日期： 2011年 12 月 23 日 基层教学单位责任人签章：主管院长签章：