電子線路CAD

前言

　　隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和大規(guī)模集成電路的廣泛應(yīng)用，電子電路的計算機(jī)輔助設(shè)計（Computer Aided Design，CAD）已經(jīng)成為電子電路分析設(shè)計中不可缺少的有力工具。以集成電路CAD為基礎(chǔ)的電子設(shè)計自動化（Electronic Design Automation，EDA）已經(jīng)成為電子學(xué)領(lǐng)域中的重要學(xué)科，并形成了一個獨立的產(chǎn)業(yè)。作為人才培養(yǎng)基地的高校，引入CAD教學(xué)已勢在必行。目前，許多學(xué)校的電子和電氣類專業(yè)都將電子線路CAD作為主要的教學(xué)實習(xí)內(nèi)容，甚至作為畢業(yè)設(shè)計的課題之一。　　《電子線路CAD》詳細(xì)介紹了目前在國內(nèi)電子電路設(shè)計領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的兩種CAD軟件——orCAD PSpice 9.2和Protel DXP，前者是經(jīng)典的電路設(shè)計和仿真工具，后者不但可以完成常用的模擬和數(shù)字電路的分析設(shè)計，還是目前最主流的PCB設(shè)計工具。　　PSpice采用數(shù)學(xué)模型和仿真算法，以電路理論為依據(jù)，是一種功能強(qiáng)大的電路分析設(shè)計軟件。利用它，設(shè)計人員不需要任何實際儀器設(shè)備就可以快速、方便、精確地評價電路設(shè)計的正確性，獲得電路的技術(shù)指標(biāo)，節(jié)省大量的時間和費(fèi)用。PSpice可以進(jìn)行直流分析、交流分析、瞬態(tài)分析、蒙特卡羅分析等。同時，利用它還可以分析一些較難測量的電路特性，例如噪聲、頻譜特性、失真、器件和環(huán)境溫度對電路的影響等，從而大大提高了電路設(shè)計的質(zhì)量。另外，PSpice還具有良好的人機(jī)界面和控制方式，它的界面與Windows界面類似，熟悉Windows的用戶能很快掌握其操作方法。本書以O(shè)rCAD PSpice 9.2為例來介紹PSpice在電路分析設(shè)計中的應(yīng)用。

內(nèi)容概要

本書主要介紹了電子線路CAD軟件OrCAD：Pspice
9．2和Protel：DXP 。這兩種軟件是目前電子線路設(shè)計領(lǐng)域最流行的兩種軟件，前者側(cè)重于電路設(shè)計和仿真，后者則是目前最主流的PCB
設(shè)計工具軟件。本書在必要的理論介紹的基礎(chǔ)上，注重實踐，利用大量實例介紹了電路設(shè)計的各個環(huán)節(jié)，從電路的整體規(guī)劃、分電路的設(shè)計、電路的仿真調(diào)試、印制電路板的設(shè)計到最后電路的硬件組裝調(diào)試，使讀者明白電路設(shè)計的整個過程，最終學(xué)會自己動手獨立完成電路的設(shè)計任務(wù)。
本書可作為高等學(xué)校電類專業(yè)的必修課教材或非電類專業(yè)的選修課教材，授課時數(shù)為35～
40學(xué)時，亦可供從事電路設(shè)計的工程技術(shù)人員參考之用。

書籍目錄

第1章  緒論
  1．1  電子線路CAD的意義
  1．2  常用電子線路CAD軟件
    1．2．1   PSpice
    1．2．2   Protel DXP
  1．3  本書主要內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法
PSpice篇
第2章  使用Capture CIS繪制電路原理圖
  2．1   OrCAD／PSpice系統(tǒng)構(gòu)成
  2．2  創(chuàng)建新設(shè)計
    2．2．1  建立新設(shè)計項目
    2．2．2  電路圖編輯窗口
  2．3  繪制電路原理圖
    2．3．1  繪圖頁參數(shù)設(shè)定
    2．3．2  元器件選取與放置
    2．3．3  電源的選取與放置
    2．3．4  對元器件的基本操作
    2．3．5  元器件參數(shù)設(shè)定和元器件符號編輯．
    2．3．6  繪制連線與放置節(jié)點
    2．3．7  設(shè)置網(wǎng)絡(luò)別名
    2．3．8  添加文本和圖像
    2．3．9  標(biāo)題欄的處理
    2．3．1  0保存和打印電路圖
  2．4  繪圖實例詳解
  2．5  本章小結(jié)
  2．6  習(xí)題
第3章  使用PSpiCO實現(xiàn)電路的仿真分析
  3．1  利用PSpice分析電路的基本步驟
    3．1．1  繪制電路原理圖
    3．1．2  創(chuàng)建新仿真文件
    3．1．3  調(diào)用PSpice執(zhí)行仿真
    3．1．4  波形顯示及結(jié)果分析
    3．1．5  結(jié)束項目并保存
    3．1．6  打印預(yù)覽輸出波形
  3．2  直流工作點分析(Bias Point)
    3．2．1  繪制電路原理圖
    3．2．2  設(shè)置分析類型和分析參數(shù)
    3．2．3  啟動PSpice進(jìn)行仿真并輸出結(jié)果
  3．3  直流掃描分析(DC Sweep)
    3．3．1  繪制電路原理圖
    3．3．2  設(shè)置分析類型和分析參數(shù)
    3．3．3  啟動PSpice執(zhí)行仿真并分析輸出波形．
    3．3．4  放置Probe探針
    3．3．5  結(jié)束項目并保存
  3．4  交流掃描分析(Ac Sweep)
    3．4．1  繪制電路原理圖
    3．4．2  設(shè)置分析類型和分析參數(shù)
    3．4．3  調(diào)用PSpice執(zhí)行仿真并分析波形結(jié)果
    3．4．4  信號波形的分區(qū)顯示
    3．4．5  坐標(biāo)軸與網(wǎng)格線的設(shè)置
    3．4．6  添加標(biāo)注符號和說明文字
    3．4．7  結(jié)束項目并保存
  3．5  瞬態(tài)分析(Time Domain(Traient))
    3．5．1  用于瞬態(tài)分析的信號源
    3．5．2  瞬態(tài)分析的基本過程
    3．5．3  用PSpice驗證電路基本定理
  3．6  參數(shù)掃描分析(Parametric Analysis)
    3．6．1  設(shè)置電阻參數(shù)
    3．6．2  設(shè)置電容參數(shù)
  3．7  邏輯仿真
    3．7．1  邏輯仿真的概念
    3．7．2  邏輯仿真中的激勵信號源
    3．7．3  邏輯電路仿真
  3．8  數(shù)?；旌戏抡?br />    3．8．1  數(shù)模接口電路
    3．8．2  數(shù)?；旌想娐纺M步驟
  3．9  電路設(shè)計
  3．1  0本章小結(jié)
  3．1  1習(xí)題
Protel篇
第4章  ProteI DXP入門
  4．1  Protel DXP簡介
    4．1．1  Protel DXP新特性
    4．1．2  Protel DXP對系統(tǒng)的要求
    4．1．3  Protel DXP的安裝
    4．1．4  Protel DXP的運(yùn)行
  4．2  初識Protel DXP的使用
    4．2．1  新建一個電路板設(shè)計項目
    4．2．2  啟動原理圖編輯器
    4．2．3  啟動印刷電路板編輯器
    4．2．4  不同編輯器之間的切換
  4．3  設(shè)置原理圖選項
    4．3．1  圖紙參數(shù)設(shè)定
    4．3．2  填寫圖紙設(shè)計信息
    4．3．3  原理圖環(huán)境參數(shù)設(shè)置
  4．4  裝入元器件庫
  4．5  放置元器件
    4．5．1  通過輸入元件名來選取元件
    4．5．2  利用元器件面板放置元器件
    4．5．3  查找并放置元器件
    4．5．4  使用工具欄放置元件
    4．5．5  元件調(diào)整
    4．5．6  設(shè)置元件屬性
  4．6  繪制電路原理圖
    4．6．1  繪制導(dǎo)線
    4．6．2  電源和接地
    4．6．3  設(shè)置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號
    4．6．4  總線的繪制
    4．6．5  繪制輸入，輸出端口
    4．6．6  放置線路節(jié)點
  4．7  本章小結(jié)
  4．8  習(xí)題
第5章  ProteI DXP提高
  5．1  原理圖的復(fù)制、剪切和粘貼及流水號更新
    5．1．1  對象的復(fù)制、剪切和粘貼
    5．1．2  圖件的陣列粘貼
    5．1．3  更新元件流水號
  5．2  元器件的排列與對齊
    5．2．1  元器件的對齊
    5．2．2  元器件的均勻分布
  5．3  圖形工具的使用
    5．3．1  圖形工具欄
    5．3．2  繪制直線
    5．3．3  繪制多邊形
    5．3．4  繪制圓弧與橢圓弧
    5．3．5  添加文字注釋
    5．3．6  添加文本框
  5．4  層次原理圖設(shè)計思想
    5．4．1  層次原理圖的概念和設(shè)計方法
    5．4．2  自上而下層次原理圖設(shè)計
  5．5  電路原理圖的編譯修改及報表生成
    5．5．1  設(shè)置編譯規(guī)則
    5．5．2  編譯工程及查看系統(tǒng)信息
  5．6  報表生成
    5．6．1  生成網(wǎng)絡(luò)表
    5．6．2  生成元器件報表
    5．6．3  生成設(shè)計工程組織結(jié)構(gòu)文件
  5．7  本章小結(jié)
  5．8  習(xí)題
第6章  元器件庫的建立和管理
  6．1  元器件庫概述
  6．2  建立自己的原理圖元件庫
    6．2．1  原理圖元件編輯菜單和工具欄
    6．2．2  繪制原理圖元件體
    6．2．3  設(shè)置原理圖元件屬性
    6．2．4  為原理圖文件添加模型
  6．3  創(chuàng)建元件封裝
    6．3．1  手工創(chuàng)建元件封裝
    6．3．2  利用向?qū)?chuàng)建元件封裝
  6．4  本章小結(jié)
  6．5  習(xí)題
第7章  印制電路板(PCB)設(shè)計基礎(chǔ)
  7．1  印制電路板基本知識
    7．1．1  印制電路板結(jié)構(gòu)
    7．1．2  元器件封裝
    7．1．3  導(dǎo)線、焊盤和過孔
    7．1．4  絲印層和敷銅
  7．2  創(chuàng)建PCB文件
    7．2．1  手動規(guī)劃電路板
    7．2．2  利用向?qū)蒔CB
  7．3  PCB的工作層面
    7．3．1  工作層面類型說明
    7．3．2  設(shè)置工作層面
    7．3．3  設(shè)置PCB環(huán)境參數(shù)
  7．4  PCB工具欄
    7．4．1  繪制導(dǎo)線
    7．4．2  放置焊盤和過孔
    7．4．3  放置字符串
    7．4．4  放置尺寸標(biāo)注和位置坐標(biāo)
    7．4．5  繪制圓弧和圓
    7．4．6  放置矩形和多邊形填充
  7．5  本章小結(jié)
  7．6  習(xí)題
第8章  PCB的制作
  8．1  PCB設(shè)計基本規(guī)則
    8．1．1  PCB設(shè)計流程
    8．1．2  元件的布局
    8．1．3  PCB的抗干擾措施
  8．2  網(wǎng)絡(luò)表的生成與加載
    8．2．1  網(wǎng)絡(luò)表文件(Netlist)生成
    8．2．2  裝載網(wǎng)絡(luò)表文件
  8．3  元件布局
    8．3．1  元件的自動布局
    8．3．2  手工調(diào)整元件布局
    8．3．3  元件和導(dǎo)線的刪除
  8．4  電路板布線
    8．4．1  設(shè)定布線參數(shù)
    8．4．2  自動布線
  8．5  PCB的手工調(diào)整
    8．5．1  調(diào)整布線
    8．5．2  加寬電源和地線
    8．5．3  敷銅
    8．5．4  設(shè)計規(guī)則檢查(DRC)
  8．6  本章小結(jié)
  8．7  習(xí)題
第9章  電子電路設(shè)計方法和實例
  9．1  電子電路設(shè)計的一般步驟
    9．1．1  選擇總體方案
    9．1．2  設(shè)計單元電路
    9．1．3  參數(shù)計算
    9．1．4  選擇元器件
    9．1．5  繪制電路圖
    9．1．6  設(shè)計電路的仿真與調(diào)試
    9．1．7   PCB電路板的設(shè)計制作
    9．1．8  電路的組裝與調(diào)試
  9．2  設(shè)計實例
    9．2．1  方波、三角波、正弦波產(chǎn)生電路設(shè)計
    9．2．2  交通信號燈控制系統(tǒng)
    9．2．3  光纖脈沖寬度調(diào)制(PWM)傳輸系統(tǒng)設(shè)計
    9．2．4  單片機(jī)數(shù)字測溫系統(tǒng)設(shè)計
  9．3  本章小結(jié)
  9．4  習(xí)題
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和大規(guī)模集成電路的廣泛應(yīng)用，計算機(jī)輔助設(shè)計（ComputerAided Design，CAD）技術(shù)已經(jīng)成為電子電路分析設(shè)計中不可缺少的工具?！　‰娮泳€路CAD的基本含義是使用計算機(jī)來完成電子線路的設(shè)計過程，包括電路原理圖的編輯、電路功能仿真、工作環(huán)境模擬、印制板設(shè)計（自動布局、自動布線）與檢測等。除此之外，電子線路CAD軟件還能迅速形成各種各樣的報表文件，如元件清單報表，為元器件的采購及工程預(yù)決算等提供了方便。　　目前，電子線路CAD軟件的種類很多，如早期的TANGO、smartWORK、PCAD等，還有目前廣泛應(yīng)用的PSpice、Multisim和Protel等。其中PSpice和Protel具有功能強(qiáng)大、使用方便、簡單易學(xué)、自動化程度高等特點，是目前比較流行的兩種電子線路CAD軟件?！　】s短設(shè)計周期。采用CAD技術(shù)，用計算機(jī)模擬代替搭試驗電路的方法，可以減輕設(shè)計方案驗證階段的工作量，大大加速設(shè)計進(jìn)程。例如，在設(shè)計印刷電路板時，采用Protet中的自動布局布線和功能強(qiáng)大的后處理功能，可以很方便地完成印刷電路板的設(shè)計，將人們從繁瑣的純手工布線中解放出來。

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