《多通道混頻器電路ProtelDXP設(shè)計(jì)_電子電路CAD課程設(shè)計(jì)》

1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目名稱多通道混頻器電路Protel DXP設(shè)計(jì)學(xué)生學(xué)院專業(yè)班級(jí)姓 名學(xué) 號(hào)一、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容1用Protel DXP建立一PCB工程項(xiàng)目。2層次原理圖的總原理圖設(shè)計(jì)。3各基本模塊的原理圖設(shè)計(jì)。4生成原理圖報(bào)表（元器件清單、網(wǎng)絡(luò)表）。5印刷電路板圖繪制（設(shè)置PCB環(huán)境參數(shù)，元器件布局規(guī)則設(shè)置，元器件布局手工調(diào)整；按設(shè)計(jì)任務(wù)書要求完成指定網(wǎng)絡(luò)的布線寬度設(shè)置、其它布線規(guī)則、布線參數(shù)設(shè)置，自動(dòng)布線，手工調(diào)整布線）。6按設(shè)計(jì)任務(wù)書要求對(duì)指定網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行覆銅。7建立項(xiàng)目元件庫(kù)。二、課程設(shè)計(jì)的要求與數(shù)據(jù)1按題目要求，每一位學(xué)生獨(dú)立完成設(shè)計(jì)全過(guò)程。2采用自上而下的層次原理圖設(shè)計(jì)方法。三、課程設(shè)計(jì)應(yīng)

2、完成的工作1層次原理圖的總原理圖設(shè)計(jì)。2各基本模塊的原理圖設(shè)計(jì)。3印刷電路板圖繪制。4設(shè)計(jì)報(bào)告。四、課程設(shè)計(jì)進(jìn)程安排序號(hào)設(shè)計(jì)各階段內(nèi)容地點(diǎn)起止日期1講授設(shè)計(jì)要求、布置設(shè)計(jì)題目；電路整體規(guī)劃教3-2016.32層次原理圖的總原理圖設(shè)計(jì)宿舍6.33各基本模塊原理圖設(shè)計(jì)，生成原理圖報(bào)表宿舍6.46.64完成元器件布置，印刷電路板繪制，項(xiàng)目元件庫(kù)的建立宿舍6.76.95老師驗(yàn)收宿舍6.136撰寫、完成、提交設(shè)計(jì)報(bào)告和電子版圖宿舍6.136.14 五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)1 王浩全、傅英明、洪華、龍懷冰.Protel DXP電路設(shè)計(jì)與制版實(shí)用教程M.北京：人民郵電出版社，2005.2 趙建領(lǐng).Pr

3、otel電路設(shè)計(jì)與制版寶典M.北京：電子工業(yè)出版社，2007.3 唐俊翟、馮軍勤、張曜.Protel DXP應(yīng)用實(shí)例教程M.北京：冶金工業(yè)出版社，2004.4 任富民.電子CAD-Protel DXP電路設(shè)計(jì)M.北京：電子工業(yè)出版社，2007.發(fā)出任務(wù)書日期： 2013 年 6 月 3 日 指導(dǎo)教師簽名：賀春華計(jì)劃完成日期： 2013年 6 月14日 基層教學(xué)單位責(zé)任人簽章：主管院長(zhǎng)簽章：摘要EDA(Electronic Design Automation，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)技術(shù)是現(xiàn)代電子工程領(lǐng)域的一門新技術(shù)，它提供了基于計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。EDA技術(shù)的發(fā)展和推廣極大地推動(dòng)了電子

4、工業(yè)的發(fā)展，而在教學(xué)和產(chǎn)業(yè)界的技術(shù)推廣是當(dāng)今業(yè)界的一個(gè)熱點(diǎn)話題。Protel是Protel Technology公司開發(fā)的、功能強(qiáng)大的電子電路設(shè)計(jì)軟件。它是目前國(guó)內(nèi)最流行的通用EDA軟件，它將電路原理圖設(shè)計(jì)、PCB板圖設(shè)計(jì)、電路仿真和PLD設(shè)計(jì)等多個(gè)實(shí)用工具組合起來(lái)構(gòu)成EDA工作平臺(tái)。Protel DXP主要應(yīng)用于電子電路設(shè)計(jì)與仿真、印制電路版（PCB）設(shè)計(jì)及大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷脑O(shè)計(jì)，它是第一個(gè)將所有設(shè)計(jì)工具集于一身，完成從電路原理圖到最終印制電路板設(shè)計(jì)全過(guò)程的應(yīng)用型軟件。同時(shí)，Protel DXP 將項(xiàng)目管理方式、SCH圖和PCB圖的雙向同步技術(shù)、多通道設(shè)計(jì)、拓?fù)渥詣?dòng)布線、電路仿真等技術(shù)進(jìn)

5、行了完美的結(jié)合，成為當(dāng)今最為流行的電路設(shè)計(jì)制版軟件?；祛l是一種頻率變換過(guò)程，是將信號(hào)從某一頻率變換為另一頻率，把已調(diào)制信號(hào)（調(diào)幅波或調(diào)頻波）的載波頻率從高頻變換成固定的中頻。設(shè)計(jì)的混頻器電路，帶有8個(gè)輸入通道，2個(gè)輸出通道，利用多通道設(shè)計(jì)方法，子圖上建立一個(gè)輸入通道，一個(gè)輸出通道。本論文介紹了應(yīng)用Protel DXP設(shè)計(jì)多通道混頻器電路的方法，采用自頂向下的層次原理圖的設(shè)計(jì)方法來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞： 原理圖 印制電路板 多通道混頻器電路 自頂向下 層次原理圖目 錄課程設(shè)計(jì)內(nèi)容基本要求 51.1課程設(shè)計(jì)題目和方案 51.2設(shè)計(jì)內(nèi)容 61.3設(shè)計(jì)要求 72、設(shè)計(jì)過(guò)程 72.1總原理圖的設(shè)計(jì) 72.1

6、.1總原理圖的組成及其設(shè)計(jì)過(guò)程 72.2系統(tǒng)各個(gè)子圖的設(shè)計(jì) 122.2.1電源電路系統(tǒng) 132.2.2多路拾音器信號(hào)輸入處理系統(tǒng) 142.2.3主信號(hào)輸入通道處理系統(tǒng) 142.2.4主信號(hào)輸出通道處理與LED電平指示系統(tǒng) 152.2.5監(jiān)聽輸出通道處理系統(tǒng) 152.2.7輔助設(shè)備信號(hào)處理系統(tǒng) 162.2.8效果通道輸出系統(tǒng) 162.3原理圖報(bào)表 172.3.1元器件清單 172.3.2網(wǎng)絡(luò)報(bào)表 193、印制電路板的設(shè)計(jì) 203.1創(chuàng)建新的PCB板 203.2 PCB板的設(shè)計(jì) 213.3 PCB Netlist Status報(bào)表 263.4 PCB板參數(shù)設(shè)置 27 3.5 生成項(xiàng)目元器件庫(kù) 28

7、4、總結(jié) 285、參考文獻(xiàn) 29一課程設(shè)計(jì)內(nèi)容基本要求1.1課程設(shè)計(jì)題目和方案1.1.1 題目名稱：多通道調(diào)音器電路的Protel DXP設(shè)計(jì)1.1.2 （1）微分器介紹 dvidt VO= RFC圖1 微分器 式中，RFC為微分時(shí)間常數(shù)。 為限制電路的高頻電壓增益，在輸入端與電容C之間接入一小電阻Rs, 當(dāng)輸入頻率低于fo=12RsC時(shí), 電路起微分作用；若輸入頻率遠(yuǎn)高于上式， 電容的容抗XC趨近于零，相當(dāng)于短路，則電路近似一個(gè)反相器，高頻電壓增益為 AVF =RsRF。實(shí)際的微分器電路如下圖2(a)所示。若輸入電壓為一對(duì)稱三角波，則輸出電壓為一對(duì)稱方波，其波形關(guān)系如圖2(b)所示。 圖2（

8、a） 圖2（b）（2）混頻器原理簡(jiǎn)介混頻是一種頻率變換過(guò)程，是將信號(hào)從某一頻率變換為另一頻率，把已調(diào)制信號(hào)（調(diào)幅波或調(diào)頻波）的載波頻率從高頻變換成固定的中頻。設(shè)計(jì)的混頻器電路，帶有8個(gè)輸入通道，2個(gè)輸出通道。利用多通道設(shè)計(jì)方法，子圖上建立一個(gè)輸入通道，一個(gè)輸出通道，就可以完成。 原理圖設(shè)計(jì)有設(shè)計(jì)思路，將整個(gè)電路分成電源部分、接收器電路系統(tǒng)、信號(hào)輸入信道系統(tǒng)(8條通道) 、信號(hào)輸出信道與LED電平指示系統(tǒng)(2條通道)、監(jiān)控器電路系統(tǒng)、混頻器電路系統(tǒng)及帶通濾波器電路系統(tǒng)等七個(gè)子原理圖。 設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介：本系統(tǒng)采用自頂而下的層次原理圖設(shè)計(jì)方法，首先繪制構(gòu)成各個(gè)子原理圖之間關(guān)系的總原理圖，通過(guò)輸入輸出端

9、口或網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)建立起電氣連接，然后再繪制各個(gè)子原理圖，形成設(shè)計(jì)系統(tǒng)的層次原理圖。采用這樣的設(shè)計(jì)方法，具有原理圖層次清晰，功能結(jié)構(gòu)分明，便于布局和繪制，也便于檢測(cè)、修改等特點(diǎn)。整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)由電源電路系統(tǒng)、多路拾音器信號(hào)輸入處理系統(tǒng)、主信號(hào)輸入通道處理系統(tǒng)、主信號(hào)輸出通道處理與LED電平指示系統(tǒng)、監(jiān)聽輸出通道處理系統(tǒng)、輔助設(shè)備信號(hào)出處理系統(tǒng)及效果通道信號(hào)輸出系統(tǒng)等部分組成。1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容 1用Protel DXP建立一PCB工程項(xiàng)目。2層次原理圖的總原理圖設(shè)計(jì)。3各基本模塊的原理圖設(shè)計(jì)。4生成原理圖報(bào)表（元器件清單、網(wǎng)絡(luò)表）。5印刷電路板圖繪制（設(shè)置PCB環(huán)境參數(shù)，元器件布局規(guī)則設(shè)置，元器件布局手工調(diào)

10、整；按設(shè)計(jì)任務(wù)書要求完成指定網(wǎng)絡(luò)的布線寬度設(shè)置、其它布線規(guī)則、布線參數(shù)設(shè)置，自動(dòng)布線，手工調(diào)整布線）。6按設(shè)計(jì)任務(wù)書要求對(duì)指定網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行覆銅。7建立項(xiàng)目元件庫(kù)。1.3設(shè)計(jì)要求1按題目要求，每一位學(xué)生獨(dú)立完成設(shè)計(jì)全過(guò)程。2采用自上而下的層次原理圖設(shè)計(jì)方法，如下圖所示 ：圖1自頂向下的設(shè)計(jì)流程圖二、設(shè)計(jì)過(guò)程2.1總原理圖的設(shè)計(jì)2.1.1總原理圖的組成及其設(shè)計(jì)過(guò)程總原理圖由電源電路系統(tǒng)、多路拾音器信號(hào)輸入處理系統(tǒng)、主信號(hào)輸入通道處理系統(tǒng)、主信號(hào)輸出通道處理與LED電平指示系統(tǒng)、監(jiān)聽輸出通道處理系統(tǒng)、輔助設(shè)備信號(hào)出處理系統(tǒng)及效果通道信號(hào)輸出系統(tǒng)等系統(tǒng)模塊組成?？傇韴D如圖2-1-1所示：2-1-1總圖的

11、設(shè)計(jì)過(guò)程（1）繪制電路方框圖1、首先單擊放置電路方塊圖工具按鈕，此時(shí)光標(biāo)變成帶十字形的方塊圖，如圖2-1-2所示：圖2-1-2 放置電路方塊圖時(shí)的光標(biāo)形式2、選擇合適的地方，單擊鼠標(biāo)左鍵，拖動(dòng)鼠標(biāo)至合適的地方，再單擊鼠標(biāo)左鍵完成該電路方塊圖的放置，放置效果如圖2-1-3所示：圖2-1-3 放置電路方框圖后的效果3、方框圖的屬性設(shè)置，在方框圖上進(jìn)行雙擊，進(jìn)入屬性設(shè)置，可以對(duì)方框圖標(biāo)志，文件名，方框圖的填充顏色及邊框顏色，電路方框圖的長(zhǎng)寬尺寸，邊框?qū)挾冗M(jìn)行設(shè)置。如圖2-1-4所示：圖2-1-4電路方框圖屬性設(shè)置對(duì)話框（2）繪制電路方塊圖進(jìn)出端口1、首先點(diǎn)擊放置電路方塊圖進(jìn)出端口工具按鈕，這時(shí)光標(biāo)變

12、成十字形狀，將光標(biāo)移動(dòng)到電路方塊圖的邊緣，單擊鼠標(biāo)左鍵，將出現(xiàn)如圖2-1-5所示的帶進(jìn)出端口的十字光標(biāo)：圖2-1-5 放置電路方塊圖進(jìn)出端口時(shí)的十字光標(biāo)再單擊鼠標(biāo)左鍵即可完成該電路方塊圖進(jìn)出端口的放置。放置效果圖入圖2-1-6所示： 圖2-1-6 放置電路方塊圖進(jìn)出端口后的效果圖電路方塊圖進(jìn)出端口的屬性設(shè)置，在方框圖上進(jìn)行雙擊，進(jìn)入屬性設(shè)置，可以對(duì)端口名，端口的填充顏色及邊框顏色，端口外形，以及對(duì)端口的放置位置，端口類型等進(jìn)行設(shè)置。對(duì)話框如圖2-1-7所示：圖2-1-7電路方塊圖進(jìn)出端口屬性設(shè)置對(duì)話框（3）多通道的設(shè)計(jì)1、畫出需要重復(fù)的子圖。2、在頂層原理圖里放置這個(gè)子圖生成的Symbol，如

13、圖2-1-8所示：圖2-1-8需要重復(fù)的子圖3、修改這個(gè)Symbol的屬性，標(biāo)志符為： Repeat(原理圖元件標(biāo)志符，第一個(gè)通道，最后一個(gè)通道)，原理圖元件標(biāo)志符應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，因?yàn)楫?dāng)項(xiàng)目被編譯時(shí)，原理圖元件標(biāo)志符會(huì)自動(dòng)加到各元件名字后面，如圖2-1-10為修改后的Symbol的屬性:圖2-1-10多通道屬性的設(shè)置4.設(shè)置多通道后的效果圖入圖2-1-11所示：圖2-1-11多通道的效果圖2.2系統(tǒng)各個(gè)子圖的設(shè)計(jì)在繪制系統(tǒng)各個(gè)子圖前，先根據(jù)繪圖時(shí)需要的元器件，除了兩個(gè)基本的元器件庫(kù)，還需要裝載他的元器件庫(kù)，如Motorola Power Mgt Voltage Regulator.IntLib，N

14、SC Interface Display Driver.IntLib等。（1）采用查找元器件后自動(dòng)加載元器件庫(kù)的方式，點(diǎn)擊Libraries選項(xiàng)卡中的Search按鈕，彈出如下圖2-2-1所示的元器件查找窗口：圖2-2-1查找元器件對(duì)話框在空白窗口上填寫需要查找的元器件名稱，選擇“Libraries on path”,最后點(diǎn)擊“Search”,即可自動(dòng)搜索電腦上的庫(kù)和元器件，如下圖2-2-2所示：圖2-2-2 查找出來(lái)的元器件雙擊元器件，將會(huì)出現(xiàn)“該元器件所在庫(kù)文件沒添加到工程，是否添加其庫(kù)文件到工程的提示”，點(diǎn)擊“OK”,即可添加該庫(kù)文件到工程。（3）將需要的元器件添加到工程中，如圖2-2-

15、3所示：圖2-2-3將需要的元器件添加到工程中2.2.1電源電路系統(tǒng)根據(jù)指導(dǎo)書，從元器件庫(kù)中調(diào)出所需要的元器件，然后修改屬性，使其符合設(shè)計(jì)的要求，在原理圖上按順序排列好，然后進(jìn)行布線。電路板工作電壓為直流+15伏和-15伏得到電源電路系統(tǒng)的原理圖如圖2-2-4所示：圖2-2-4電源電路系統(tǒng)原理圖2.2.2多路拾音器信號(hào)輸入處理系統(tǒng)根據(jù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，得到多路拾音器信號(hào)輸入處理系統(tǒng)的原理圖如圖2-2-5所示；多路拾音器信號(hào)輸入處理系統(tǒng)由一級(jí)集成運(yùn)算放大電路和一級(jí)功率放大電路組成。可根據(jù)模擬電子技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析。圖2-2-5多路拾音器信號(hào)輸入處理系統(tǒng)原理圖2.2.3主信號(hào)輸入通道處理系統(tǒng)根據(jù)課程

16、設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，從元器件庫(kù)中調(diào)出所需要的元器件然后修改屬性，使之符合設(shè)計(jì)的要求，在原理圖上按順序排列好，然后進(jìn)行布線。得到主信號(hào)輸入通道處理系統(tǒng)的原理圖如圖2-2-6所示；工作原理：主要由多級(jí)集成運(yùn)算放大電路組成。圖2-2-6主信號(hào)輸入通道處理系統(tǒng)的原理圖2.2.4主信號(hào)輸出通道處理與LED電平指示系統(tǒng)根據(jù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，從元器件庫(kù)中調(diào)出所需要的元器件在原理圖上按順序排列好，然后進(jìn)行布線。得到主信號(hào)輸出通道處理與LED電平指示系統(tǒng)的原理圖如圖2-2-7所示；工作原理：由三級(jí)集成運(yùn)算放大電路和顯示電路組成。圖2-2-7主信號(hào)輸出通道處理與LED電平指示系統(tǒng)原理圖2.2.5監(jiān)聽輸出通道處理系統(tǒng)根據(jù)課程

17、設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，從元器件庫(kù)中調(diào)出所需要的元器件然后修改屬性，使之符合設(shè)計(jì)的要求，在原理圖上按順序排列好，然后進(jìn)行布線。得到監(jiān)聽輸出通道處理系統(tǒng)的原理圖如圖2-2-8所示；工作原理：由兩級(jí)集成運(yùn)算放大電路組成。圖2-2-8監(jiān)聽輸出通道處理系統(tǒng)原理圖2.2.6輔助設(shè)備信號(hào)處理系統(tǒng)根據(jù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，從元器件庫(kù)中調(diào)出所需要的元器件然后修改屬性，使之符合設(shè)計(jì)的要求，在原理圖上按順序排列好，然后進(jìn)行布線。得到輔助設(shè)備信號(hào)處理系統(tǒng)的原理圖如圖2-2-9所示；工作原理：由一級(jí)電壓跟隨器和一級(jí)集成運(yùn)算放大電路組成。圖2-2-9輔助設(shè)備信號(hào)處理系統(tǒng)原理圖2.2.7效果通道輸出系統(tǒng)根據(jù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，從元器件庫(kù)中調(diào)出

18、所需要的元器件然后修改屬性，使之符合設(shè)計(jì)的要求，在原理圖上按順序排列好，然后進(jìn)行布線。得到效果通道輸出系統(tǒng)的原理圖如圖2-2-10所示；工作原理：電路由兩級(jí)集成運(yùn)算放大電路組成。圖2-2-10效果通道輸出系統(tǒng)原理圖2.3原理圖報(bào)表2.31元器件報(bào)表選擇“Reports”下的“Bill of Materials”,單擊即可顯示元器件清單，如圖2-3-1所示：圖2-3-1原理圖報(bào)表點(diǎn)擊“report”即可生成元器件清單。如圖2-3-2所示：圖2-3-2元器件清單點(diǎn)擊“Excel”可以在文件夾中生成Excel文件，詳細(xì)的羅列出各個(gè)元器件，如圖2-3-3所示：圖2-3-3 Excel格式的元器件清單2

19、.3.2網(wǎng)絡(luò)報(bào)表打開原理圖文件，然后執(zhí)行“design”下的“Netlist for project”下的“protel”即可生成網(wǎng)絡(luò)報(bào)表，如圖2-3-4所示：圖2-3-4網(wǎng)絡(luò)報(bào)表三、印制電路板的設(shè)計(jì)3.1創(chuàng)建新的PCB利用PCB向?qū)?chuàng)建新的PCB，在“Files” 面板底部的“New from template”區(qū)域內(nèi)，單擊“PCB Board Wizard”選項(xiàng)來(lái)創(chuàng)建新的PCB文檔，將顯示如圖3-1-1所示的歡迎界面：圖3-1-1 PCB歡迎界面選擇PCB板敷銅層數(shù)，選擇兩個(gè)signal layer（信號(hào)層），不選power planes（電源層）。如圖3-1-2所示：圖3-1-2選擇PC

20、B板敷銅層次最后完成PCB向?qū)?，生成PCB板。3.2 PCB板的設(shè)計(jì)（1）加載SPICE netlist與元器件封裝先保存PCB板，然后在PCB編輯器中執(zhí)行“Design”下的“Import Changes From PCB-Projects.PrjPCB”命令，彈出如圖3-2-1所示的對(duì)話框：圖3-2-1工程網(wǎng)絡(luò)變化對(duì)話框單擊“Validate Changes”按鈕后，彈出如圖3-2-2所示對(duì)話框，若有錯(cuò)誤則進(jìn)入原理圖修改，無(wú)錯(cuò)誤可進(jìn)行下一步操作。圖3-2-2元器件完全正確的工程網(wǎng)絡(luò)對(duì)話框點(diǎn)擊“Report Changes”可得到如圖3-2-3所示的對(duì)話框，可查看完整的資料。圖3-2-3報(bào)告

21、預(yù)覽對(duì)話框點(diǎn)擊“Excute changes”即可將SPICE netlist與元器件封裝加載到PCB文件中，如圖3-2-4所示：圖3-2-4加載網(wǎng)絡(luò)表和元器件封裝后的電路板圖（2）手工調(diào)整元器件布局調(diào)整各個(gè)模塊中元器件的位置，使各個(gè)元器件處在PCB板上的合適位置，使整塊電路板清晰、整潔，布局分明。其中多通道復(fù)制room空間格式，命令為：DesignRoomsCopy Rooms Formats，此時(shí)鼠標(biāo)變成十字形，再點(diǎn)擊源room，然后點(diǎn)擊目標(biāo)room，這樣多通道模塊只要調(diào)整一個(gè)模塊就可復(fù)制到所有模塊。圖3-2-5手工調(diào)整后的電路板布局（3） 把電路板拉進(jìn)PCB板中，并通過(guò)點(diǎn)擊“Design

22、Board Shape-Redefine Board Shape”，對(duì)PCB板大小進(jìn)行改動(dòng)，使適應(yīng)電路板，如圖3-2-6：圖3-2-6電路PCB板（4）自動(dòng)布線點(diǎn)擊“Auto Route”下的“all”，彈出如圖3-2-7所示的對(duì)話框。在該對(duì)話框中添加和設(shè)置自動(dòng)布線規(guī)則。圖3-2-7自動(dòng)布線規(guī)則對(duì)話框點(diǎn)擊“Route All”進(jìn)行自動(dòng)布線，布線后如圖3-2-8所示：圖3-2-8自動(dòng)布線后的效果圖（5）對(duì)PCB電路板敷銅對(duì)低層敷銅后的效果圖如圖3-2-9所示：圖3-2-9底層敷銅后的效果圖對(duì)頂層敷銅后的效果圖如圖3-2-9所示：圖3-2-10頂層敷銅后的效果圖執(zhí)行“View”選項(xiàng)下的“Board in 3D”命令，系統(tǒng)將自動(dòng)生成一個(gè)3D效果圖，如下圖所示：圖3-2