电子设计自动化实验指导书.docx
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电子设计自动化实验指导书
《电子设计自动化》
上机实验指导书
二O一O年九月
练习一二极管正反向特性
实验目的
1、熟悉Protel99SE设计环境
2、掌握使用Protel99SE绘制电路原理图的方法
3、掌握使用Protel99SE对电路进行仿真分析的方法
实验内容
一、绘制电路原理图
1、启动Protel99SE
2、建立设计数据库Diode.ddb
3、建立原理图文件Diode.sch
4、绘制如下的二极管电路原理图
*二、仿真分析
1、对电路进行直流参数扫描分析(DCSweep),参数设置如下:
ActiveSignal:
R[i]
SourceName;V1
StartValue;-30V
StopValue:
2V
StepValue:
20mV
2、观察二极管伏安特性曲线
3、局部放大波形观察正向导通和反向击穿两个拐点的情况
4、测量二极管的正向导通电压和反向击穿电压
*可以到学习“电路仿真”时再进行练习,下同。
练习二共基极放大电路
实验目的
1、熟悉Protel99SE设计环境
2、掌握使用Protel99SE绘制电路原理图的方法
3、掌握使用Protel99SE对电路进行仿真分析的方法
实验内容
一、绘制电路原理图
1、启动Protel99SE
2、建立设计数据库CommonBase.ddb
3、建立原理图文件CommonBase.sch
4、图纸大小为A,横向,图纸中其他设置用默认设置。
5、绘制如下的共基极放大电路原理图
元器件表:
PartType
Designator
Footprint
1k
V3
VPCB
1u
C1
RB.2/.4
1u
C2
RB.2/.4
2N3904
Q1
TO-92A
4.7k
R1
AXIAL0.3
4.7k
R2
AXIAL0.3
5V
V1
RAD0.2
10k
R3
AXIAL0.3
12V
V2
RAD0.2
封装形式VPCB为自建的封装。
6、生成元器件清单文件
二、仿真分析
1、电路仿真参数设置:
设置正弦电压源V3的属性如下:
AC:
1V
Amplitude:
1mV
Frequency:
1k
2、静态工作点分析
⑴分析IN、OUT、C、E四点的静态工作点值。
参数设置如下:
ActiveSignal:
q1[ib]、q1[ic]、q1[ie]、r1[i]、r2[i]
⑵查看分析结果
c7.679Ve-643.2mV
in0.000Vout0.000V
3、放大倍数分析
⑴对电路进行瞬态分析(Transient/Fourier),进行瞬态分析,得出IN、OUT、C、E四的点的波形图。
参数设置如下(或不改变系统默认设置的参数):
ActiveSignal:
IN、OUT
StartTime;0
StopTime:
5ms
StepTime:
20us
MaximumStep:
20us
⑵测量输入、输出波形,计算电路的放大倍数
4、输入、输出电阻分析
⑴对电路进行传递函数分析(TransferFunction),参数设置如下:
ActiveSignal:
IN、OUT
SourceName;V3
RefenceNode:
0
⑵查看分析结果
5、频率响应分析
⑴对电路进行交流小信号分析(ACSmallSignalAnalysis),参数设置如下:
ActiveSignal:
OUT
StartFrequency;1.00
StopFrequency:
1.000meg
TestPoints:
100
SweepType:
Linear
⑵观察频率响应曲线,分析该电路的频率特性
三、建封装库和元器件封装
1、建一个封装库,封装库名为Examlib.LIB;
2、并画一个如下图的器件封装,作为电路图中电源的封装形式,器件名为VPCB。
尺寸如图所示(尺寸标注不要画出),左上角对准坐标原点。
四、PCB设计
要求:
1、PCB布线要求为单面板
2、PCB大小为1000mil*1000mil,如图尺寸标注
3、加载网络表过程中出现的警告和错误都要逐一排除
4、器件分布及走线可自行设计(下图仅为参考图),但要符合设计的基本规则。
步骤:
1、原理图中,设置元件的封装形式(各元器件封装见二)
2、生成网络表CommonB
3、建立PCB文件CommonBase.pcb
4、在KeepoutLayer中,设置电路板的板边界
5、加载常用元件封装库Advpcb.ddb、DCtoDC.ddb、General.ddb等
6、装入网络表F
7、自动布局
8、布局的手工调整
9、自动布线
10、布线的手工调整
练习三用电阻改善的推挽电路
实验目的
1、熟悉Protel99SE设计环境
2、掌握使用Protel99SE绘制电路原理图的方法
3、掌握使用Protel99SE对电路进行仿真分析的方法
实验内容
一、绘制电路原理图
1、启动Protel99SE
2、建立设计数据库pull-push.ddb
3、建立原理图文件pull-push.sch
4、图纸大小为A,横向,图纸中其他设置用默认设置。
5、绘制如下的用电阻改善的推挽电路
元器件表:
PartType
Designator
Footprint
-12V
VSS
Powerpcb
1.26uF
C1
RAD0.1
1k
R3
AXIAL0.3
1k
R2
AXIAL0.3
2N2219A
Q1
TO-18
2N2905A
Q2
TO-18
12V
VCC
Powerpcb
16k
R1
AXIAL0.3
16k
R4
AXIAL0.3
50
RL
AXIAL0.3
VSIN
V1
Powerpcb
封装形式Powerpcb为自建的封装。
6、生成元器件清单文件
二、仿真分析
1、设置正弦电压源V1的属性如下:
AC:
1V
Amplitude:
1mV
Frequency:
10k
2、静态工作点分析
⑴分析电路的静态工作点,得到IN、OUT两点的静态工作点值。
参数设置如下:
ActiveSignal:
IN、OUT
⑵查看分析结果
In0.000VOut-20.66mV
3、时域特性分析
⑴对电路进行瞬态分析(Transient/Fourier),得到IN、OUT两点的电压波形图。
参数设置如下(或不改变系统默认设置的参数):
ActiveSignal:
IN、OUT
StartTime;0
StopTime:
5ms
StepTime:
20u
MaximumStep:
20u
⑵观察输出波形
三、建封装库和元器件封装
1、建一个封装库,封装库名为Examlib.LIB;
2、并画一个如下图的器件封装,作为电路图中电源的封装形式,器件名为Powerpcb。
尺寸如图所示(尺寸标注不要画出),左上角对准坐标原点。
四、PCB设计
要求:
1、PCB布线要求为单面板
2、PCB大小为1000mil*1000mil,如图尺寸标注
3、加载网络表过程中出现的警告和错误都要逐一排除
4、器件分布及走线可自行设计(下图仅为参考图),但要符合设计的基本规则。
步骤:
1、原理图中,设置元件的封装形式(各元器件封装见二)
2、生成网络表pull-
3、建立PCB文件pull-push.pcb
4、在KeepoutLayer中,设置电路板的板边界
5、加载常用元件封装库Advpcb.ddb、DCtoDC.ddb、General.ddb等
6、装入网络表F
7、自动布局
8、布局的手工调整
9、自动布线
10、布线的手工调整
练习四正弦振荡电路
实验目的
1、熟悉Protel99SE设计环境
2、掌握使用Protel99SE绘制电路原理图的方法
3、掌握使用Protel99SE对电路进行仿真分析的方法
实验内容
一、绘制电路原理图
1、启动Protel99SE
2、建立设计数据库Osci.ddb
3、建立原理图文件Osci.sch
4、绘制如下的电感三点式正弦振荡电路原理图
二、仿真分析
1、设置初始化条件
打开IC属性对话框
Part:
0V
2、振荡特性分析
⑴对电路进行瞬态分析(Transient/Fourier),参数设置如下:
ActiveSignal:
OUT
StartTime;0
StopTime:
10m
StepTime:
20u
MaximumStep:
20u
勾选UseIntialConditions复选框
⑵观察输出波形,说明振荡过程
3、参数扫描分析
⑴对电路进行参数扫描分析(ParameterSweep),参数设置如下:
Parameter:
C
StartValue;1uF
StopValue:
10uF
StepValue:
5uF
⑵观察分析结果,说明振荡元件参数变化对振荡特性的影响
练习五模拟放大电路
实验目的
1、熟悉Protel99SE设计环境
2、掌握使用Protel99SE绘制电路原理图的方法
3、掌握使用Protel99SE对电路进行仿真分析的方法
实验内容
一、绘制电路原理图
1、启动Protel99SE
2、建立设计数据库applifier.ddb
3、建立原理图文件applifier.sch
4、图纸大小为A,横向,图纸中其他设置用默认设置。
5、绘制如下的模拟放大电路原理图
元器件表:
PartType
Designator
Footprint
+12V
V1
Volt_pcb
-12V
V2
Volt_pcb
10k
RI
AXIAL0.3
25k
RL
AXIAL0.3
100k
RF
AXIAL0.3
UA741
U1
DIP8
VSIN
Vsin
Volt_pcb
三个电源的封装形式Volt_pcb为自建的封装
6、生成元器件清单文件
二、仿真分析
1、设置正弦电压源Vin的属性如下:
AC:
1V
Amplitude:
1mV
Frequency:
1k
2、静态工作点分析
⑴分析电路的静态工作点,得到IN、OUT两点的静态工作点值。
参数设置如下:
ActiveSignal:
IN、OUT
⑵查看分析结果
Input0.000VOutput 8.099mV
3、时域特性分析
⑴对电路进行瞬态分析(Transient/Fourier),得到Input、Output两点的电压波形图。
参数设置如下(使用系统的默认参数):
ActiveSignal:
IN、OUT
StartTime;0
StopTime:
5m
StepTime:
20u
MaximumStep:
20u
⑵观察分析结果
4、频域特性分析
⑴对电路进行交流小信号分析(ACSmallSignalAnalysis),参数设置如下:
ActiveSignal:
OUT
StartFrequency;1.00
StopFrequency:
1.000meg
TestPoints:
100
SweepType:
Linear
⑵观察频率响应曲线,分析该电路的频率特性
5、去除反馈网络,进行时域和频域分析,对比分析结果,说明负反馈的作用。
三、建封装库和元器件封装
1、建一个封装库,封装库名为Examlib.LIB;
2、并画一个如下图的器件封装,作为电路图中电源的封装形式,器件名为Volt_pcb。
尺寸如图所示(尺寸标注不要画出),左上角对准坐标原点。
四、PCB设计
要求:
1、PCB布线要求为单面板
2、PCB大小为1000mil*1000mil,如图尺寸标注
3、加载网络表过程中出现的警告和错误都要逐一排除
4、器件分布及走线可自行设计(下图仅为参考图),但要符合设计的基本规则。
步骤:
1、原理图中,设置元件的封装形式(各元器件封装见二)
2、生成网络表F
3、建立PCB文件Feedback.pcb
4、在KeepoutLayer中,设置电路板的板边界
5、加载常用元件封装库Advpcb.ddb、DCtoDC.ddb、General.ddb等
6、装入网络表F
7、自动布局
8、布局的手工调整
9、自动布线
10、布线的手工调整
练习六直流电源电路
实验目的
1、熟悉Protel99SE设计环境
2、掌握使用Protel99SE绘制电路原理图的方法
3、掌握使用Protel99SE对电路进行仿真分析的方法
4、掌握使用Protel99SE设计电路印制板的方法
实验内容
一、绘制电路原理图
1、启动Protel99SE
2、建立设计数据库Supply.ddb
3、建立原理图文件Supply.sch
4、绘制如下的串联型直流稳压电路原理图
二、仿真分析
1、设置正弦电压源Vin的属性如下:
AC:
1V
Amplitude:
220V
Frequency:
50Hz
2、电源电路性能分析
⑴对电路进行瞬态分析(Transient/Fourier),参数设置如下:
ActiveSignal:
Vin、Vcc、Vee
StartTime;0
StopTime:
100ms
StepTime:
400u
MaximumStep:
400u
⑵观察输出波形,分析电源电路性能
3、分析输入电压波动对电源输出的影响
⑴对电路进行参数扫描分析(ParameterSweep),参数设置如下:
Parameter:
Vin
StartValue;210V
StopValue:
230V
StepValue:
5V
⑵观察并分析仿真结果
4、分析负载变化对电源输出的影响
⑴对电路进行参数扫描分析(ParameterSweep),参数设置如下:
Parameter:
R4
StartValue;400Ω
StopValue:
600Ω
StepValue:
50Ω
⑵观察并分析仿真结果
三、PCB设计
1、原理图中,设置元件的封装形式
2、生成网络表S
3、建立PCB文件Supply.pcb
4、在KeepoutLayer中,设置电路板的板边界
5、加载常用元件封装库Advpcb.ddb、DCtoDC.ddb、General.ddb等
6、装入网络表S
7、自动布局
8、布局的手工调整
9、自动布线
10、布线的手工调整
练习七施密特触发器电路
实验目的
1、熟悉Protel99SE设计环境
2、掌握使用Protel99SE绘制电路原理图的方法
3、掌握使用Protel99SE对电路进行仿真分析的方法
4、掌握使用Protel99SE设计电路印制板的方法
实验内容
一、绘制电路原理图
1、启动Protel99SE
2、建立设计数据库Shmitt.ddb
3、建立原理图文件Shmitt.sch
4、图纸大小为A,横向,图纸中其他设置用默认设置。
5、绘制如下的用555定时器构成的施密特触发器的电路原理图
6、生成元器件清单文件
元器件表:
PartType
Designator
Footprint
0.01uF
C1
RAD0.1
10k
RL
AXIAL0.3
12v
VCC
RAD0.2
555
U1
DIP8
Vin
VPWL
VPWLPCB
说明:
分段线性电压源VPWL的封装形式VPWLPCB为自建的封装
6、生成元器件清单文件
二、仿真分析
1、设置分段线性电压源
创建一个源数据外部文件,放在同一文件夹中,文件名为EDA_VPWL.pwl,参数如下:
0u0V50u2v100u6v150u8v200u10v250u12v300u12v350u10v400u8v450u6v500u4v550u3v600u1v650u0v
2、电路性能分析
⑴对电路进行瞬态分析(Transient/Fourier),得到IN、OUT两点的电压波形图。
参数设置如下:
ActiveSignal:
IN、OUT
StartTime;0
StopTime:
700us
StepTime:
20us
MaximumStep:
20us
⑵观察对比输入、输出波形,说明施密特触发器的功能
三、建封装库和元器件封装
1、建一个封装库,封装库名为Examlib.LIB;
2、并画一个如下图的器件封装,作为电路图中电源的封装形式,器件名为VPWLPCB。
尺寸如图所示(尺寸标注不要画出),左上角对准坐标原点。
四、PCB设计
要求:
1、PCB布线要求为单面板
2、PCB大小为1000mil*1000mil,如图尺寸标注
3、加载网络表过程中出现的警告和错误都要逐一排除
4、器件分布及走线可自行设计(下图仅为参考图),但要符合设计的基本规则。
步骤:
1、原理图中,设置元件的封装形式(各元器件封装见二)
2、生成网络表S
3、建立PCB文件Shmitt.pcb
4、在KeepoutLayer中,设置电路板的板边界
5、加载常用元件封装库Advpcb.ddb、DCtoDC.ddb、General.ddb等
6、装入网络表S
7、自动布局
8、布局的手工调整
9、自动布线
10、布线的手工调整
练习八异步计数器电路
实验目的
1、熟悉Protel99SE设计环境
2、掌握使用Protel99SE绘制电路原理图的方法
3、掌握使用Protel99SE对电路进行仿真分析的方法
4、掌握使用Protel99SE设计电路印制板的方法
实验内容
一、绘制电路原理图
1、启动Protel99SE
2、建立设计数据库count.ddb
3、建立原理图文件count.sch
4、绘制如下的异步计数器电路原理图
二、仿真分析
1、设置脉冲信号源属性如下:
Vin:
AC:
1V
ACphase:
0
InitialValue:
0
Pulsed:
5
TimeDelay:
10n
RiseTime:
5n
FallTime:
5n
PulseWidth:
50n
Period:
100n
2、电路性能分析
⑴对电路进行瞬态分析(Transient/Fourier),参数设置如下:
ActiveSignal:
CLK、O0、O1、O2、O3
StartTime;0
StopTime:
800ns
StepTime:
2n
MaximumStep:
2n
⑵观察输出波形,说明异步计数器电路的功能
三、PCB设计
1、原理图中,设置元件的封装形式(各元器件封装见二)
2、生成网络表
3、建立PCB文件count.pcb
4、在KeepoutLayer中,设置电路板的板边界
5、加载常用元件封装库Advpcb.ddb、DCtoDC.ddb、General.ddb等
6、装入网络表
7、自动布局
8、布局的手工调整
9、自动布线
10、布线的手工调整
练习九138译码电路
实验目的
1、熟悉Protel99SE设计环境
2、掌握使用Protel99SE绘制电路原理图的方法
3、掌握使用Protel99SE对电路进行仿真分析的方法
4、掌握使用Protel99SE设计电路印制板的方法
实验内容
一、绘制电路原理图
1、启动Protel99SE
2、建立设计数据库138.ddb
3、建立原理图文件138.sch
4、图纸大小为A,横向,图纸中其他设置用默认设置。
5、绘制如下的138译码器电路原理图
元器件表:
PartType
Designator
Footprint
5V
V4
RAD0.2
74LS40
U2
DIP-14
74LS40
U1
DIP-14
74LS138
U3
DIP-16
VPULSE
V3
VPWLPCB
VPULSE
V2
VPWLPCB
VPULSE
V1
VPWLPCB
三个电压源VPULSE的封装形式VPWLPCB为自建的封装
6、生成元器件清单文件
二、仿真分析
1、设置脉冲信号源属性如下:
V1:
AC:
1V
ACphase:
0
InitialValue:
0
Pulsed:
5
TimeDelay:
0
RiseTime:
1u
FallTime:
1u
PulseWidth:
600u
Period:
1m
V2:
PulseWidth:
1m
Period:
3m
其余与V1同
V3:
PulseWidth:
3m
Period:
4m
其余与V1同
2、电路性能分析
⑴对电路进行瞬态分析(Transient/Fourier),参数设置如下:
ActiveSignal:
A、B、C、Z1、Z2、Z3
StartTime;0
StopTime:
20ms
StepTime:
20us
MaximumStep:
20us
⑵观察输出波形,说明138译码器电路的功能
三、建封装库和元器件封装
1、建一个封装库,封装库名为Examlib.LIB;
2、并画一个如下图的器件封装,作为电路图中电源的封装形式,器件名为VPWLPCB。
尺寸如图所示(尺寸标注不要画出),左上角对准坐标原点。
四、PCB设计
要求:
1、PCB布线要求为单面板
2、PCB大小为1000mil*1000mil,如图尺寸标注
3、加载网络表过程中出现的警告和错误都要逐一排除
4、器件分布及走线可自行设计(下图仅为参考图),但要符合设计的基本规则。
步骤:
1、原理图中,设置元件的封装形式
2、生成网络表
3、建立PCB文件138.pcb
4、在KeepoutLayer中,设置电路板的板边界
5、加载常用元件封装库Advpcb.ddb、DCtoDC.ddb、General.ddb等
6、装入网络表
7、自动布局
8、布局的手工调整
9、自动布线
10、布线的手工调整
练习十时序逻辑电路
实验目的
1、熟悉Protel99SE设计环境
2、掌握使用Protel99SE绘制电路原理图的方法
3、掌握使用Protel99SE对电路进行仿真分析的方法
4、掌握使用Protel99SE设计电路印制板的方法
实验内容
一、绘制电路原理图
1、启动Pr
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