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Protel 99SE仿真在模拟电路中的应用[摘要]本文主要介绍了Protel 99SE仿真的特点与功能，并通过实例介绍了其仿真功能在模拟电路中的应用，同时对所得的仿真结果进行了详细的分析。
[关键词]Protel 99SE 仿真模拟电子电路电子设计自动化（EDA）1 Protel 99SE仿真功能特点1.1分析功能强大Protel 99 SE仿真器具有9种仿真项目，包括仿真点分析（Operating Point），瞬态傅里叶分析（Transient Fourier），交流小信号分析（AC Small Signal），直流扫描分析（DC Sweep），噪声分析（Noise），传递函数分析（Transfer Function），温度扫描分析（Temperature Sweep），参数扫描分析（Parameter Sweep），蒙特卡罗分析（Montel Carlo）在每种仿真分析类型中都提供了一组参数，通过对话框可以方便地进行设置。
1.2操作界面友好Protel 99 SE具有十分友好的操作环境，其仿真环境也是如此。
该仿真环境不需复杂的手工输入，只需用户点点鼠标，然后再输入几个与分析类型有关的参数即可。
其特点有：（1）无需手工编写电路网络表文件；（2）通过对话框完成电路分析和参数设置；（3）方便直观地观察波形信号。
1.3信号源的种类丰富信号源在电路仿真中是必不可少的。
仿真之前，用户要为设计电路加入激励源，才能使电路工作，进行相关的性能仿真。
因此，为了得到准确的分析结果，需选用精确的信号源模型来激励电路。
Protel 99 SE提供了丰富的信号源，包括基本信号源、直流源、正弦源、脉冲源、指数源、单频调频源、分段线性源，同时还提供了齐备的线性和非线性受控源包括简单的线性或基于电压、电流的复杂数学函数。
这些受控源以“黑匣子”方式定义了电路的行为。
受控源模型可以将电压、电流控制器件引入到电路中，从而构成电路的宏模型。
用Protel99SE实现电子电路仿真时的参数设置用EDA软件实现电子电路的设计与仿真，极大地提高了电子电路设计的效率和效益，已成为电路设计的重要手段。
学习和掌握这一技术十分重要。
在各种仿真软件中，Protel 99 SE独领风骚，它丰富的仿真器件库和齐全的仿真功能，使它能胜任大多数电路的仿真工作，再加上前端的原理图输人和后端的仿真结果输出都具有易学易用的风格，从而倍受广大电路设计人员的青睐。
使用Protel 99 SE进行电路仿真时，不需要编写网表文件(尽管它使用与PSPICE相同的仿真内核)，系统将根据所画电路图自动生成网表文件并进行仿真，仿真类型的选择通过对话框完成，十分方便。
然而，仿真时有关参数的设置仍然具有较高的技术含量，它既需要对电路原理的深刻把握，又需要注意软件的特点。
能否正确设置好仿真参数，是仿真能否顺利进行的关键。
本文将通过几个实例讨论这一问题。
1 元件参数的设置与调整用Protel 99 SE进行仿真时，可按仿真流程图进行操作。
元件参数的设置是一项基本工作。
阻容元件的参数直接在元件属性对话框中完成设置，而有些元件的参数隐含在器件名称中，设置和修改其参数需要对元件库进行操作，这里有一些需要研究的问题，举例说明如下。
射极偏置电路是最常用的放大电路之一(如图1所示)，对其进行仿真(选择交流分析ACAnalysis功能)，得到电路的幅频响应曲线如图2所示。
由图2可得，电路的上下截频分别为80Hz和10MHz(启动测量光标测量)。
理论分析表明，这一电路的下截频由耦合电容和射极旁路电容决定，而上截频主要由三极管的集一基电容决定，要设计上截频更高的电路，可选用集一基电容更小的三极管，但在浩如烟海的三极管库中去寻找符合要求的三极管是一件很烦琐的事情，重新建模也很复杂。
而直接在三极管库中修改其频率参数却十分方便。
具体操作程序是：打开某一元件的库文件(如2N2222A.mdl)，路径为……\Design Explorer 99 SE\Library\Sim\Simulation Models\ddb\BJT \，在文件中将CJC更改为合适的值，将文件另存为自己命名的文件(如2N00.mdl)，最后在原理图中将三极管更换为新器件即可(系统常常需要启动一次，修改后的参数才能生效)。
protel 99 se 电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解Protel 99 SE软件的基本操作界面和功能模块；2. 学生掌握使用Protel 99 SE进行电路原理图设计的基本流程和方法；3. 学生掌握电路板布局、布线的基本原则，并能运用Protel 99 SE进行电路板设计；4. 学生了解并掌握PCB元件封装的创建与修改。
技能目标：1. 学生能够独立操作Protel 99 SE软件，完成电路原理图的设计与绘制；2. 学生能够运用Protel 99 SE进行电路板布局、布线，并优化设计方案；3. 学生能够根据实际需求，创建合适的PCB元件封装，提高电路设计的实用性。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习Protel 99 SE电路设计，培养对电子技术的兴趣和热情；2. 学生在团队合作中学会沟通、协作，提高解决问题的能力；3. 学生养成严谨、细致的工作态度，培养良好的工程素养。
课程性质：本课程为电子技术实践课程，旨在让学生通过动手实践，掌握电路设计的基本方法和技能。
学生特点：学生处于高年级阶段，具备一定的电子技术基础，对实践操作有较高的兴趣和热情。
教学要求：课程教学应注重理论与实践相结合，让学生在动手实践中掌握电路设计的方法和技巧。
同时，注重培养学生的团队合作能力和工程素养。
通过本课程的学习，使学生具备独立完成简单电路设计的能力。
二、教学内容1. Protel 99 SE软件概述：介绍软件的安装与界面功能，使学生熟悉操作环境。
- 教材章节：第一章 Protel 99 SE基础2. 电路原理图设计：讲解原理图设计的基本流程，包括元件库的调用、原理图绘制、电气规则检查等。
- 教材章节：第二章 原理图设计3. 电路板设计：教授PCB布局、布线原则，以及如何使用Protel 99 SE进行电路板设计。
- 教材章节：第三章 PCB设计4. 元件封装：介绍PCB元件封装的创建与修改，使学生能够根据实际需求进行封装设计。
I.印制电路板设计的一般步骤1.电路原理图的设计2.生成网络表//电路原理图设计（Sch）与印制电路板设计（PCB）之间的一座桥梁。
网络表可以从电路原理图中获得，也可以从印制电路板中提取。
3.印制电路板的设计//高难度布线4.生成印制电路板报表//并打印印制电路图5.电路仿真和信号分析//设计PCB时II.绘制原理图：《分析组成》放置元件、电气连接、保存原理图文件1.放置元器件➢选择放置多个电子元件。
选择需要的元器件，并将他们放置在图纸上。
➢编辑各元器件。
如果各元件需要修改属性，则可以执行编辑命令，对各元器件进行编辑。
➢精确调整元件位置。
如果元件的位置放置很凌乱，则可以对于元件的位置进行调整，精确调整位置后，此时就可以进行线路连接操作了，线路连接与节点放置是同时进行的。
2.电气连接➢连接线路➢绘制总线和总线出入端口➢放置网络标号➢放置电源和输入/输出端口➢放置注释文字3.保存原理图文件III.印制电路板设计基础一．印制电路板基础1.印制电路板结构{单面板：一面有敷铜，另一面没有敷铜。
单侧布线、成本低、设计难双面板：顶层和底层，对应元件面和焊锡层面，两面均可敷铜布线，板子变复杂布线更容易，制作较理想多层板：多个工作层，顶层、底层、中间层、内部电源或接地层，指三层以上电路板2.元件封装：指元件焊接到电路板时所指的外观和焊盘位置，不同的元件可以共用同一个元件封装，而同种元件也可以有不同的封装。
元件的封装可以在设计原理图时指定，也可以在引进网络表时指定。
元件生产单位提供的数据手册具有很高的参考价值！{元件封装的分类{ 针脚式元件封装【PCB 的层属性为多层】−−−−−−−(双列直插)DIP 封装：特点是适合PCB 的穿孔安装，易于对PCB 布线和操作方便；结构形式有多层陶瓷、单层陶瓷双列直插式DIP 、引线框架式DIP （含玻璃陶瓷封装式、塑料包封结构式、陶瓷低熔玻璃封装式）SMT(表面贴装式)元件封装【焊盘属性为单一表面】−−芯片载体封装：陶瓷无引线芯片载体LCCC 、塑料有引线芯片载体PLCC 、小尺寸封装SOP 、塑料四边引出扁平封装PQFP 、球栅阵列封装BGA （更加节省电路板面积）元件封装的编号：元件类型+焊盘距离(焊盘数)+元件外形尺寸，英制和公制，1inch 英寸=1000mil 微英寸=25.4mm 4. 铜模导线：也即铜模走线，简称导线，用于连接各个焊盘【印制电路板的设计都是围绕如何布置导线进行的】；与此相关的另一种线常称为飞线，即预拉线，飞线是引入网络表后，系统根据规则生成的，用来指引布线的的一种形式上连线，不像导线具有电气连接意义。
protel99se教程Protel99SE是一种电子设计自动化软件和PCB设计工具Protel99SE是一种电子设计自动化软件和PCB设计工具，可以用于设计电路原理图和PCB设计。
Protel99SE的教程：1. 界面与工具栏当打开Protel99SE时，界面将显示主窗口和屏幕中央的设计区。
工具栏中包括：主菜单栏、工具栏、状态栏等。
2. 新建原理图在新建原理图前，需要确定原理图标准库和自定义库的位置。
在Protel99SE中，可以新建一个原理图或打开一个已有的原理图。
3. 添加电路元件在设计原理图时，需要向原理图中添加各种元件。
通过在工具栏选择添加元件命令，从Protel99SE的元件库中选择所需元件，并将其拖动到原理图上。
4. 导入和导出文件在Protel99SE中，有多种文件格式可以导入和导出，如DXF、ACCEL和EDIF等。
可以通过选择“文件”菜单下的“导出”和“导入”来进行。
5. 新建PCB在新建PCB时，需要设置产品PCB的规格和名称。
PCB文件将从实体设计生成，在现有PCB上添加连接，即布线。
6. PCB布线在进行布线之前，需要将元件安置在正确的位置，确保PCB尺寸正确，并创建nets来连接模块。
布线包括焊盘间距、走线宽度、间隔和工艺指标等。
7. 导出Gerber文件Gerber文件是一种标准的PCB制造文件格式，用于厂商生产PCB 板。
Protel99SE可以将设计导出为Gerber文件格式，以便制造商进行PCB制造。
总之，Protel99SE是一种强大的电子设计自动化软件和PCB设计工具，通过上述教程可以帮助初学者轻松掌握该软件的使用方法。
用Protel99SE来实现电路的仿真：摘要：针对Protel99SE的数字电路模型不适用于脉冲电路仿真的缺陷，通过实例论述了用创建子电路模型和创建层次式模块电路来实现脉冲电路的仿真测试。
关键词：电子设计自动化Protel99SE 仿真子电路层次式电路Protel设计系统作为电子设计自动化(EDA)软件中的佼佼者，一直受到广泛的欢迎。
Protel99SE是Protel 公司2000年推出的最新版本，内部集成了功能强大的模数混合仿真器，采用Spice仿真内核，含有丰富的器件模型库，能快速简便地实现大部分模块电路和数字电路的仿真[1～2]。
且仿真结构十分精确，提高了电路设计的效率和效益。
由于Protel99SE的数字电路（门电路）模型没有采用Spice模型，而是采用类C 语言（Digital Sim code）编写，它只注意到电路的输入与输出逻辑电平值，而对门电路的输入输出阻抗考虑不够，从而导致这些模型不适用于输入、输出电流较大的数字电路的仿真。
在脉冲电路中，由门电路构成的对称式多谐振荡器和微分型单稳态触发器等电路的输入、输出电流都较大，如果直接调用仿真库内的器件设计这些电路并进行仿真，结果将的失败的。
然而，Protel99SE提供了开放的仿真器件库维护护环境，用户可创新器件模型，它还支持层次式电路的设计与仿真。
基于这两点，笔者探索出两种适合于脉冲电路的仿真方法，其结果是令人满意的。
1 创建门电路的子电路模型直接调用仿真库内的器件导致仿真失败的原因是Protel99SE仿真库内的模型不能完整和全面地描述电路的性能。
为此，有必要为门电路建立符合要求的子电路模型。
下面以TTL电路中的四二输入与非门T1000为例，介绍子电路模型的建立步骤和方法。
第一步，按图1画出门电路的内部结构。
根据所选器件的有关参数(如门电路的延迟时间、功耗等)选取三极管及电阻等元件，画面子电路图。
其中多发射极三极管用两个三极管Q1和Q2并联代替，Rx是为了避免电气规则检查（ERC）出错而设置的，若短路Rx，则在进行电气规则检查时会报告出错信息，但并不影响仿真。
protel99se教程Protel 99SE是一款强大的电子设计自动化（EDA）软件工具，用于电路板设计和布局。
本教程将指导您如何使用Protel99SE进行基本的电路板设计和布局活动。
第一步：创建新项目1. 打开Protel 99SE软件。
2. 单击“文件”菜单，然后选择“新建”。
3. 在弹出的对话框中，选择“新项目”，然后单击“确定”。
4. 输入项目名称和文件夹路径，然后单击“确定”。
第二步：绘制电路原理图1. 单击“项目”菜单，选择“新建文档”。
2. 在弹出的对话框中，选择“电路原理图”，然后单击“确定”。
3. 在绘图区域中，使用绘图工具绘制电路原理图。
您可以使用线条工具、电子元件库等进行绘制。
第三步：设计电路板布局1. 单击“项目”菜单，选择“新建文档”。
2. 在弹出的对话框中，选择“电路板布局”，然后单击“确定”。
3. 在布局编辑器中，可以放置和布线电子元件，设置引脚等等。
4. 使用布局工具放置电子元件并进行布线。
第四步：进行电路仿真和验证1. 单击“项目”菜单，选择“新建文档”。
2. 在弹出的对话框中，选择“模拟”，然后单击“确定”。
3. 在仿真工作区中，可以设置仿真参数和仿真模型，运行仿真并查看结果。
第五步：生成Gerber文件1. 单击“文件”菜单，选择“发布”。
2. 在弹出的对话框中，选择“Gerber文件”，然后单击“确定”。
3. 设置Gerber文件生成的选项，并选择生成的文件夹路径，然后单击“确定”。
通过以上步骤，您可以使用Protel 99SE进行基本的电路板设计和布局。
请注意避免使用重复的标题文字来保持文档整洁和清晰。
用Protel99SE实现模拟电路的分析与设计
摘要：本文介绍了仿真软件Protel99S在模拟电路中的仿真功有和实现方法。
以绘制三极管输出特性和分析共射极放大电路为例，具体分析Protel99SE在模拟电路分析和设计中所起的作用。
关键词：EDA Protel99SE 电路仿真模拟电路
1 引言
EDA(Electronic Design Automation)是未来技术发展不可阻挡的潮流，Protel 公司最新推出Protel99SE是开创桌面EDA的新纪元，它不仅在绘制原理图、PCB板布局布线等方面功能更加完善，而且为用户提供了功能强大，使用方便的电路仿真器，它可对所设计的电路原理图进行模拟、分析、验证，即时的反映所设计电路的性能。
这与实验室里使用一系列电子元件和测试仪器才可完成的电路验证相比，这种电路仿真的技术即省时又经济，而且还可避免实验中发生的各种损坏和事故。
2 Protel99SE这种EDA软件所具有的仿真分析功能
Protel99SE提供了模拟/数字混合仿真，其仿真引擎使用伯克利分校的SPICE3f5/xspice，它可以精确的仿真由各种元器件构成的电路。
对于复杂的数字器件，Protel99SE允许使用一种特殊的描述性语言(Digital SimCode),设计者可通过它建立相应的数字器件模型，以供Protel99SE仿真使用。
它所执行的分析功能有：
(1)静态工作点分析(Operating Point):
静态工作点分析可用于分析直流稳态电路和交流放大电路的静态工作点。
选择合适的静态工作点是交流放大电路进行正常工作的前提。
(2)直流扫描分析(DCS)：
直流扫描分析是直流转移特性分析，允许设置两个扫描变量，通常第一个扫描变量(主独立源)所覆盖的区间是内循环，第二个扫描变量(次独立源)扫描区间为外循环。
(3)交流小信号分析(AC Small Signal):
交流小信号分析是一种线性领域分析，仿真程序将首先分析计算电路的直流工作点，以确定电路中非线性元件的线性化模型参数，然后在设计者指定的频率范围内，对变换后的线性化电路进行频率扫描分析。
(4)瞬态分析(Transient Analysis):
瞬态分析是一种非线性时域分析方法，它可以在给定激励信号(或无任何激励)的条件下，计算电路的时域响应。
它类似于利用示波器观察各节点电压或电流的波形。
瞬态分析时，电路的初始状态允许设计者自行指定。
(5)温度扫描分析(Temperature Sweep):
温度扫描分析是指在一定温度范围内进行电路参数计算，从而确定温度漂移等性能指标。
它不能单独使用，必须在瞬态分析、直流扫描分析或交流小信号分析时，才允许使用温度扫描分析。
(6)傅立叶分析(Fourier Analysis):
傅立叶分析是在大信号正弦瞬态分析时，对输出的最后一个周期波形进行谐波分析。
一个周期为T的函数g(t)可用如下的傅立叶级数表示：
(7)噪声分析(NOISE)：
噪声分析可通过绘制噪声谱密度图，以确定电阻噪声和半导体噪声对噪声特性的影响。
噪声谱密度按每赫兹噪声强度绘制，系统能够计算下列噪声：输入噪声、输出噪声和器件噪声。
(8)传递函数分析(Transfer Function)：
传递函数分析是在直流工作点的基础上，在电路直流偏置附近将电路线性化，从而计算电路的输入阻抗，输出阻抗以及直流增益。
(9)蒙特卡罗分析(Monte Carlo)：
蒙特卡罗分析是一种统计模拟方式，它是在给定电路元器件参数容差的统计分布规律的条件下，用一组组伪随机数求得元件参数的随机抽样序列。
对这些随机抽样的电路进行直流、交流小信号、瞬态分析，并通过多次分析的结果估算出电路性能的统计分布规律以及电路的合格率、成本等等。
(10)参数扫描分析(Parameter Sweep):
参数扫描分析允许设计者在指定的范围内，以自定义的增幅扫描元件的参数值，它可以与其它分析方法配合起来使用，对电路所执行的分析进行参数扫描，对于研究电路参数变化对电路特性的影响提供了很大的方便。
另外，Protel99SE还可以方便对波形进行多种函数运算，如：求平方、正弦、对数、导数、反相等。
3软件的使用方法
下面以测试三极管输出特性以及温度对三极管输出特性的影响和分析一个共射极放大电路为例来介绍本软件在模拟电路中的分析和设计。
3.1测试三极管输出特性以及温度对三极管输出特性的影响
(1)连接电路原理图：打开Protel99SE软件，进入绘制电路原理图编辑器环境下，载入仿真元件库SIM_DDB，在原理图编辑窗口放置元件并设置好元件的仿真参数，画导线并放置节点，得到如图1所示测试三极管输出特性的电路。
(2)执行菜单命令“Tools/ERC”对电路原理图进行电气法则测试，无错误的情况才能进行仿真。
(3)执行菜单命令“Simulation/setup”，选中DC Sweep，并完成DC Sweep 的页面设置如图2，其中Start Value、Stop value、Step value分别设置扫描的初始值、结束值和扫描步长。
(4)设置结束后，单击按钮，即可得到图3所示三极管输出特性的波形，从图中可知，三极管的输出特性分成三个区；截止区、饱和区、放大区。
(5)分析Ib=20uA时三极管输出特性和温度的关系。
电路如图1，设置V1为2.635V，执行菜单命令“Simulation/Setup”，选中DC Sweep和Temperature Sweep,并完成对它们的页面设置，设置方法类似于图2。
进行仿真时得出温度对三极管输出特性影响的波形如图4，从图中可知，当温度上升时，输出特性曲线会上涨。
2.2 分析共射极放大电路的静态工作点、放大倍数、频率响应
(1)绘制电路原理图的方法类似于例1，得如图5所示电路，进行
“Tools/ERC”测试无误后，允许进行仿真。
(2)执行菜单命令“Simulation/Setup”，选中静态工作点分析、瞬态分析、交流小信号分析。
对瞬态分析和交流小信号分析的页面进行设置，设置方法类似于图2，设置完成后单击进行仿真。
(3)静态工作点分析：当把放大器的输入信号短路(即图5中IN直接接地)，则放大器处于无输入状态，称为静态。
静态工作点分析主要是查看发射极和集电极的静态电压和静态电流。
在用计算机分析之前，可以先估算一下流经Re
的电流。
设三极管Q1的be两端压降为0.7V，则
Ub=Rb2/(Rb1+Rb2)*Vcc=10/(10+20)*12=4V,Ie=(Ub-0.7)/Re=(4-0.7)/1k=3.3mA。
计算机分析结果如图6所示，计算机分析得到流经Re的电流为3.250mA，所得结果和估算差不多，同时计算机还分析其他器件上的静态值，供设计者参考。
(4)瞬态分析：对此电路瞬态分析，可确定其交流放大倍数。
瞬态分析结果如图7所示，从图中可知输入交流信号IN的初相位为0、幅度为1mV，输出交流信号OUT的初相位为180度、幅度为75.7mV可从图中显示测量光标A中读取，因此本电路的放大倍数为75.7倍、输入信号与输出信号的相位相反。
(5)交流小信号分析：在进行交流小信号分析之前，必须保证电路中至少有一个交流电源的AC属性域设置为一个大于零的值(在本电路中设置激励源V1的AC属性域为1mV)。
对于交流小信号分析，Protel99SE的X轴比例可以是线性或对数，Y轴可以方便地查看同一输出变量的一个或两个交流分析输出类型。
如图8所示中的输出信号OUT的X轴比例为对数、Y轴分别为幅度和角度。
为了衡量放大器的频率响应，规定放大倍数下降0.707Aum(Aum从图7可知为75.7)即53.52时所对应的两个频率分别称为下限频率和上限频率。
从图8显示测量光标A中可知，其下限频率为679HZ。
如果单击相频响应，则光标移到相
频响应上，测量光标显示为，从中可知在下限频率时对应的相位差为-130.40度，这与估算在下限频率处的相位差为-135度相符；在中频区，输出信号与输入信号相位相差180度，即相位相反。
另外，对本电路还可以利用传递函数分析求它的输入、输出电阻，利用温度扫描分析来分析温度对放大倍数的影响等。
4结论
利用Protel99SE进行电路设计并可以根据电路的结构和元件参数进行仿真，从而快速、方便、精确的评价电路设计的正确性，节省大量时间和费用，同时还可以进行传统方法难以进行或无法进行的蒙特卡罗分析、噪声分析等，进一步提高电路设计的性能。
参考文献
［１］康华光.电子技术基础［Ｍ］.高等教育出版社，1987年
［２］边萌.Protel99仿真与PLD设计［Ｍ］.机械工业出版社，2000年5月［３］赵晶.Protel99高级应用［Ｍ］.人民邮电出版社，2001年2月。
