CAD毕业课程设计报告.docx

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CAD毕业课程设计报告

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课程设计

课程名称电子电路CAD课程设计

题目名称多通道混频器电路

ProtelDXP设计

学生学院材料与能源学院

专业班级微电子09

学号

学生姓名_____洪培鑫________

指导教师__贺春华________

2011年12月23日

摘要

本课程设计是《电子线路CAD》的实践课程，其主要目的是使学生从整体上对ProtelDXP有更深入、更全面的了解，并对印刷电路板的正格设计过程有一个更为清晰的认识。

通过本课程设计，进一步熟悉运用ProtelDXP设计印刷电路板的全过程。

ProtelDXP主要应用于电子电路设计与仿真、印制电路版（PCB）设计及大规模可编程逻辑器件的设计，ProtelDXP是第一个将所有设计工具集于一身的板级设计系统，电子设计者从最初的项目模块规划到最终形成生产数据都可以按照自己的设计方式实现。

它是一个全过程的应用软件，具备当今所有先进的设计特点，能够处理各种复杂的PCB设计过程，而且具有可定制设计环境功能包括双显示器支持，可固定、浮动以及弹出面板，强大的过滤和对象定位功能及增强的用户界面等。

。

通过设计输入仿真、PCB绘制编辑、拓扑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术融合，ProtelDXP提供了全面的设计解决方案。

目录

摘要…………………………………………………………………………………………2

1、课程设计题目和方案……………………………………………………….………4

1.1题目名称………………………………………………………………………………4

1.2设计方案简介…………………………………………………………………………4

2.3设计设计内容…………………………………………………………………………4

2、设计过程…………………………………………………………………………………4

2.1元器件库的添加………………………………………………………………………4

2.2子原理图的绘制………………………………………………………………………6

2.2.1电源电路系统…………………………………………………….……………6

2.2.2多路拾音器信号输入处理系统………………………………………………6

2.2.3主信号输入通道处理系统……………………………………………………6

2.2.4主信号输出通道处理与LED电平指示系统…….……………………………7

2.2.5监听输出通道处理系统……………………….………………………………8

2.2.6辅助设备信号处理系统…………………….…………………………………8

2.2.7效果通道输出系统…………………….………………………………………8

2.3总原理图的绘制………………………………………………………………………9

2.3.1用ProtelDXP建立新的PCB工程项目……………………………………9

2.3.2建立总原理图……………………………………….…………………………10

2.3.3添加子原理图…………………………………………………………………10

2.3.4生成子原理图的电路方块图…………………………………………………11

2.3.5总的电路方块电路图绘制……………………………………………………11

2.4生成原理图报表………………………………………………………………………14

2.4.1生成网络表……………………………………………………………………14

2.4.2生成元器件列表………………………………………………………………16

2.4.3生成元器件交叉参考列表…………………….……………………………17

2.5印刷电路板绘制………………………………………….……………………………17

2.5.1新建PCB板………………………………………….…………………………17

2.5.2加载网络表与元器件封装……………………….……………………………17

2.5.3元器件布局……………………………………….…………………………19

2.5.4自动布线……………………………………….……………………………20

2.5.5规划电路板…………………………………….……………………………21

2.6对电路板进行敷铜……………………………………….……………………………22

3、设计总结…………………………………………………………………………………24

3.1设计经验………………………………………………….……………………………24

3.2、设计收获与体会………………………………………………………………………24

4、参考文献………………………………………………………………………………25

1、课程设计题目和方案

1.1题目名称：

多通道调音器电路的ProtelDXP设计

1.2设计方案简介：

本系统采用自底向上的层次原理图设计方法。

首先先绘制各个子模块的原理图，再通过各个子原理图的电路方块图，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。

采用层次化设计，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、辅助设备信号处理系统及效果通道信号输出系统等部分组成。

1.3设计内容

①用protelDXP建立PCB工程项目

②各个基本模块的原理图设计

③层次原理图的总设计原理图设计

④生成原理图报表

⑤印刷电路板图绘制

⑥电路检测

⑦对电路板进行敷铜

⑧建立项目元件库

2、设计过程

2.1元器件库的添加

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，Mixer.SchLib、LTOperationalAmplifier.lntLib。

2.1.1加载元器件库时，先点击“Library”，弹出如图2.1-1所示的元器件库编辑对话框，

图2.1-1元器件库编辑对话框

2.1.2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2.1-2所示；

图2.1-2查找元器件库对话框

2.2子原理图的绘制

2.2.1电源电路系统

图2.1-1电源电路系统原理图

从元件库中调出所需要的元器件，（如图2.1-1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所示。

2.2.2多路拾音器信号输入处理系统

图2.2-2多路拾音器信号输入处理系统原理图

从元件库中调出所需要的元器件，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。

得到多路拾音器信号输入处理系统的原理图（图2.2-2）。

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。

2.2.3主信号输入通道处理系统

图2.2.3主信号输入通道处理系统原理图

从元件库中调出所需要的元器件，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。

得到主信号输入通道处理系统的原理图（图2.2-3）。

输入信号经过电阻衰减后才进入差动放大器。

通过它可改变放大器的负反馈，对输入信号增益进行控制。

放大后的信号经集电极输出后进入双运算放大器，放大后输出给由另一边的三段均衡电路。

经放大和均衡后的信号由通道误差推子控制后分配给各母线送往后级。

2.2.4主信号输出通道处理与LED电平指示系统

图2.2.4主信号输出通道处理与LED电平指示系统原理图

从元件库中调出所需要的元器件，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。

得到主信号输出通道处理与LED电平指示系统的原理图（图2.2-4）。

母线的信号经放大后通过主音量电位器（主推子）控制主输出信号电平，再经另一半运放缓冲后进入由多个运放组成的七段频率均衡电路。

经对不同频率的信号进行提升或衰减，最后由主输出插座输出给配接的功率放大器。

发光二极管电平表上边是强信号削顶指示。

2.2.5监听输出通道处理系统

图2.2.5监听输出通道处理系统原理图

从元件库中调出所需要的元器件，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。

得到监听输出通道处理系统的原理图（图2.2-5）。

由母线送来的信号经放大并通过音量电位器衰减后缓冲输出。

2.2.6辅助设备信号处理系统

图2.2.6辅助设备信号处理系统原理图

从元件库中调出所需要的元器件，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。

得到辅助设备信号处理系统的原理图（图2.2-6）。

2.2.7效果通道信号输出系统

图2.2.7效果通道信号输出系统原理图

从元件库中调出所需要的元器件，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。

得到效果通道信号输出系统的原理图（图2.2-7）。

母线的信号经效果母线送至效果输出口进入效果通道信号输出系统电路电路，信号经放大并通过音量电位器衰减后缓冲输出，最后再返回至母线。

2.3总原理图的绘制

2.3.1用ProtelDXP建立新的PCB工程项目

打开ProtelDXP软件，点击“file”，选择“new—project—PCBproject”，新建PCB工程项目，命名为Mixer后保存。

如图2.3-1所示；

图2.3-1新建PCB工程工程项目图

2.3.2建立总原理图。

右击“Mixer.prjPCB”，选择“AddNewtoProject”，选择“Schematic”，命名为Mixer后保存。

如图2.3.2所示；

图2.3-2建立总原理图步骤图

2.3.3添加子原理图。

右击“Mixer.prjPCB”，选择“AddExistingtoProject”，弹出图2.3-3所示的对话框增，选择所需的子原理图，点击打开。

如图2.3-3所示；

图2.3-3增加子原理图步骤图

2.3.4生成子原理图的电路方块图。

点击“Design”，选择“CreateSheetSymbolFromSheetOrHDL”,弹出所要生成的子原理图的选择对话框，选择所需原理图，点击OK。

如图2.3-4所示；

图2.3-4生成子原理图的电路方块图的步骤图

2.3.5总的电路方块电路图绘制

①电路方块图的调整。

点击所需调整的电路方块图，如图2.3-6所示，即可进行电路方块图的调整；

图2.3-6电路方块图调整图

②电路方块图的输出\输入端口调整。

选择所需要的端口，点击并按住左键，出现如图2.3-7所示的十字光标，进行端口位置的调整；

图2.3-7电路方块图的输出\输入端口调整图

③多通道设计。

双击需要多通道设计的电路方块图，弹出如图2.3-8所示的电路方块图的属性设置框，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）；

图2.3-8电路方块图的属性设置框

④绘制各个电路方块图之间的电气连接。

把各个电路方块图放置在合适的位置后，按照课程设计指导书连接各个电路方块图，如图2.3-9所示；

图2.3-9各个电路方块图之间的电气连接图

⑤放置电气连接标号。

点击工具栏上的“Net”按钮，放置各条电气连接的标号。

如图2.3-10所示；

图2.3-10总原理图的电气连接标号图

2.4生成原理图报表

2.4.1生成网络表

打开总原理图，点击“Design”，执行“Netlist--Protel”命令，生产如图2.4-1所示的网络表；

图2.4-1

（1）中，为元器件的描述，包括元器件序号、元器件封装形式和元器件的文本注释。

如C1为元器件序号，RAD-0.3为元器件的封装形式，cap为元器件的文本注释。

图2.4-2

（2）中，为元器件的网络连接描述，以“（”为开始标志，接着为元器件名称，接下来为与该元器件相连的元器件引脚，最后以“）”结束。

例如，“C46-1”、“D4-1”、“D6-2”和“U11-1”的引脚是连接在一起的。

图2.4-1

（1）网络表中的元器件的描述图

图2.4-1

（2）网络表中的元器件的网络连接描述图

2.4.2生成元器件列表

点击菜单栏的“Repert”，执行“BillofMaterials”命令，生成电路原理图的元器件报表，如图2.4-2所示；

图2.4-2原理图报表的部分图

其中，Description为元器件的描述，Designator为元器件的序号，Footprint为元器件的封装形式，LibRef为元器件库中元件的定义，Quantity为元器件的数量。

2.4.3生成元器件交叉参考列表

点击菜单栏的“Report”，执行“ComponentCrossReference”命令，生成元器件交叉参考列表，如图2.4-3所示。

图2.4-3元器件交叉参考列表

2.5印刷电路板绘制

2.5.1新建PCB板

点击菜单栏中的“file”，执行“New--PCB”命令，如图2.5-1所示，新建PCB板。

图2.5-1新建PCB板的步骤图

2.5.2加载网络表与元器件封装

①点击菜单栏的“Design”，执行“ImportChangesFromMIXER.PRJPCB”命令，如图2.5-2

（1）所示，弹出如图2.5-2

（2）所示的工程网络变化对话框。

图2.5-2

（1）加载网络表步骤图

图2.5-2

（2）工程网络变化对话框

②单击按钮后，弹出如图2.5-2（3）所示的对话框，在状态栏“Check”一栏中出现说明装入的元器件正确，若出现说明有错误，需要进行原理图的修改；

图2.5-2（3）元器件的工程网络变化对话框

③确认所有元器件正确后，点击按钮，把SPICEnetlist（网络）和元器件封装加载到PCB文件中，如图2.5-2（4）所示；

图2.5-2（4）未布局的PCB版图

2.5.3元器件布局

将每个room如power拖到布线区域，然后将属于这个room的元件布局到这个room中，如图2.5-3所示。

图2.5-3布局后的PCB版图

2.5.4自动布线

点击“AutoRoute”下的“all”，弹出如图2.5-4所示的对话框。

在该对话框中添加和设置自动布线规则。

图2.5-4自动布线步骤图

2.5.5规划电路板

①点击菜单栏中的“Design”，执行“BoardShape—RedefineBoardShap”,如图2.5-5所示。

这时出现十字光标，可以规划合适的电路板大小。

如图2.5-5重新定义电路板大小。

②单击PCB编辑窗口下方的“Keep-OutLayer”（）。

选择禁止布线层。

点击菜单栏中的“Place”，执行“Keep--Track”命令，如图2.5-6所示，出现十字光标，即可绘制禁止布线层的边缘线。

图2.5-6设置禁止布线层

2.6对电路板进行敷铜

如图2.6-1所示，点击菜单栏中的“Place”，执行“PolygonPour”命令，出现如图2.6-2所示的敷铜设置对话框，点击“OK”按钮，对PCB板进行敷铜。

图2.6-1执行敷铜命令图

图2.6-2敷铜设置对话框

3、设计总结

3.1、设计经验

在做设计一点要对细节非常的小心，之前有一次在放置Headphone的网络标号“HP[1..8]”时，多了一个点，导致在加载网络表是出现了错误，最后经过仔细的检查后解决了问题。

在做设计或编辑文档时要勤于保存，以免发生意外而导致辛苦付诸流水。

3.2、设计收获与体会

在这次课程设计中，我受益匪浅，学会了很多在书本上学不到的东西。

比如，出现问题时要先确认问题出现的真实情况和根本现象，而不是盲目的修改。

通过多通道混频器电路的设计，让我了解了设计电路的程序，也让我了解了关于多通道混频器电路的原理与设计理念。

在做程序设计时要先形成一个整体的框架思路，如何来设计这个程序，需要些什么，需要完成什么功能，要怎么做。

这都要经过深思熟虑，然后进行实际设计验证。

这样做有利于形成一个整体目标，在设计中就不会多走弯路。

程序设计时顶层文件采用原理图将其他底层模块连接在一起，形成总的电路。

当出现问题时，更加容易发现其所在，可以方便进行针对性的改正。

学习的过程中，只有理论是不够的；更需要的是理论结合实践才能让我们真正的掌握所学的知识，进而进行升华。

4、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.ProtelDXP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.ProtelDXP应用实例教程[M].北京：

冶金工业出版社，2004.

[4]任富民.电子CAD-ProtelDXP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：