Protel电路设计技术应用与研究
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焦作大学Protel99SE论文Protel99SE软件的简单使用学院:机电工程学院专业:电气自动化技术辅导老师:姓名:学号:2012年5月16日1.Protel99SE的简介Protel99SE是应用于Windows9X/2000/NT操作系统下的EDA设计软件,采用设计库管理模式,可以进行联网设计,具有很强的数据交换能力和开放性及3D模拟功能,是一个32位的设计软件,可以完成电路原理图设计,印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作,可以设计32个信号层,16个电源--地层和16个机加工层2. Protel 99 SE 的功能Protel 99 SE 是桌面环境下以独特的设计管理和协作技术(PDM)为核心的全方位印制电路板设计系统。
它是基于Windows 95/98/2000/NT 的完全32 位EDA 设计系统。
Protel 99SE 采用了三大技术是:(1) Smart DOC 技术所有文件都存储在一个综合设计数据库中。
从原理图、印制电路板、输出文件到材料清单及其他设计文件都存储在一个综合设计数据库中,以便对它们进行有效的管理。
(2) Smart Tool 技术把所有设计工具(原理图设计、电路仿真、PLD 设计、PCB 设计及文件管理)都集中到一个独立、直观的设计管理界面上。
(3) Smart Team 技术设计组的所有成员可同时访问同一个数据库的综合信息、更改通告以及文件锁定保护,确保整个设计组的工作协调配合。
这些技术把产品开发的三个方面结合在一起,即人、由人建立的文件和建立文件的工具3.Protel 99 SE的系统组成按照系统功能来划分,Protel99se主要包含以下俩大部分和6个功能模块。
1、电路工程设计部分(1)电路原理设计部分(Advanced Schematic 99):电路原理图设计部分包括电路图编辑器(简称SCH编辑器)、电路图零件库编辑器(简称Schlib编辑器)和各种文本编辑器。
课程设计任务书学生姓名: \ 专业班级:\指导教师:工作单位: \·题目: protel 应用实践—OP07功率放大器·初始条件:Protel99se·要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)1、绘制具有一定规模、一定复杂程度的电路原理图*.sch(自选)。
可以涉及模拟、数字、高频、单片机、或者一个具有完备功能的电路系统。
2、绘制相应电路原理图的双面印刷版图*.pcb3、对电路原理图进行仿真,给出仿真结果(如波形*.sdf、数据)并说明是否达到设计意图。
·时间安排:于1—15周在本人电脑上完成,16周星期一老师检查。
·说明:1、每个同学必须完成以上3个任务(不是任选);2、电路图的规模、复杂度:规模越大、越复杂,分数越高;制图结果的美观性、可读性:制图越美观、可读性越好,分数越高;3、实习报告的质量:报告要写得条理清楚、图文并茂,体现制图和仿真分析(包括必要的计算)的过程;4、仿真提倡对所绘制的原理图*.sch进行全面仿真,如果不能做到全面仿真成功,则要说明原因,但要完成局部电路的仿真;5、电路选择不可过分简单,元件种类(包括电源和信号源)少于5种,或者元件个数少于10个将导致不及格。
指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日Protel应用实践--OP07功率放大器目录摘要 (1)ABSTRACT (2)1 设计目的 (3)2 软件的选择 (4)3 OP07介绍 (6)4 OP07功放电路图 (8)5 OP07功放PCB板绘制 (12)6 OP07电路仿真 (16)7 收获、体会及建议 (19)8主要参考文献资料 (20)摘要:OP07是一种高精度单片运算放大器,具有很低的输入失调电压和漂移。
OP07的优良特性使它特别适合作前级放大器,放大微弱信号。
使用OP07一般不用考虑调零和频率问题就能满足要求。
Protel实训报告题目:单片机实验板的PCB设计班级:09电信姓名:沈志洋指导教师:赵欣湖北轻工职业技术学院完成日期:2010年12月25日目录第一章概述 (3)第二章原理图 (4)第三章PCB图纸 (8)第四章总结与体会 (11)第五章附录 (12)2第一章概述PROTEL是PORTEL公司在80年代末推出的EDA软件,在电子行业的CAD软件中,它当之无愧地排在众多EDA软件的前面,是电子设计者的首选软件,其基于Windows 环境的99SE版本,不仅提供了功能完备的电路设计工具,而且具备强大的电路仿真能力。
《Protel应用实践》课程设计旨在让同学们对Protel软件的熟练操作,并对其各项强大功能的了解。
本次课程设计是以脉冲宽度调制信号控制电路为例,叙述原理图绘制、原理图库元件的创建、PCB设计等的具体步骤和出现问题及其解决方法。
早期的PROTEL主要作为印制板自动布线工具使用,运行在DOS环境,对硬件的要求很低,在无硬盘286机的1M内存下就能运行,但它的功能也较少,只有电原理图绘制与印制板设计功能,其印制板自动布线的布通率也低,而现今的PROTEL已发展到PROTEL2004(网络上可下载到它的测试板),是个庞大的EDA软件,完全安装有200多M,它工作在WINDOWS95环境下,是个完整的板级全方位电子设计系统,它包含了电原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印制电路板设计(包含印制电路板自动布线)、可编程逻辑器件设计、图表生成、电子表格生成、支持宏操作等功能,并具有Client/Server (客户/服务器)体系结构,同时还兼容一些其它设计软件的文件格式,如ORCAD,PSPICE,EXCEL等,其多层印制线路板的自动布线可实现高密度PCB的100%布通率。
Protel2004是应用于WindowsXP/W7操作系统下的EDA设计软件,采用设计库管理模式,可以进行联网设计,具有很强的数据交换能力和开放性及3D模拟功能,是一个32位的设计软件,可以完成电路原理图设计,印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作,可以设计32个信号层,16个电源--地层和16个机加工层。
2014届本科毕业论文题目Protel电路设计技术应用与研究系(院)名称物理与电子工程学院专业名称学号学生姓名辛泽坤指导教师姓名方凤才(讲师)教务处制二〇一四年五月目录摘要 (1)引言 .................................................... 错误!未定义书签。
1 PCB布线技巧 (1)1.1 PCB的布局 (1)1.2 印制电路板的走线规则 (2)1.3 PCB上走线间的串扰 (4)2 跳线 (4)2.1 没有应用跳线的电路板布线 (5)2.2 应用跳线布线的电路板布线 (6)3 过孔技术 .............................................. 错误!未定义书签。
3.1 过孔类型......................................... 错误!未定义书签。
3.2 过孔焊盘与孔径的尺寸............................. 错误!未定义书签。
3.3 NE556警铃电路过孔设计 ........................... 错误!未定义书签。
4 PCB的叠层设计 (8)4.1 PCB叠层设计的一般原则 (8)4.2 PCB电路及电路抗干扰措施 (8)4.3 多层板的设计 (9)结束语 (11)参考文献 ................................................ 错误!未定义书签。
致谢 .................................................... 错误!未定义书签。
作者简介 ................................................ 错误!未定义书签。
声明 .................................................. 错误!未定义书签。
广西师范学院2014届本科毕业论文Protel电路设计技术应用与研究[摘要]Protel电路设计技术是电子电路设计中最突出的。
本文主要研究Protel电路设计中PCB布线技巧、跳线设计、过孔与叠层设计等内容。
布线技巧使PCB最优化,跳线可以解决布线中出现的交叉线路,过孔可以提供多层板设计中各PCB层之间的电气连接,叠层设计是多层板设计技术中的关键,有效化解复杂电路布局难等问题。
[关键词]Protel;电路设计;布线;过孔技术Protel Application and Research in Circuit Design TechnologyAbstract:Protel circuit design technology is the most prominent in the design of electronic circuits. It is research the Protel PCB wiring of the circuit design techniques In this paper,such asdesign of jumper wire, hole and laminated design etc. Wiring techniques to optimize PCB, jump line can be solved in the wiring of intersecting lines, the hole can provide in the design of a multilayer PCB each layer, the electrical connection between the laminated design is the key in a multilayer design technology, effectively resolve the layout difficult problems such as complex circuit.Key words: Protel; circuit design; wiring; Via technology1 PCB布线技巧布局是在布线之前的,布线是通过铜箔的走线设计连通所有的线。
布局的合理性将会影响布线成功率,所以在布线过程中也经常调整布局。
布线可采用单、双层走线,有些复杂的电路设计方案,也可以采用多层布线。
无法布通走线的,可使用跳线连通。
1.1 PCB的布局印制电路板(PCB)上的元器件放置顺序如图1所示:Protel电路设计技术应用于研究图1 布局框图(1)精密模拟电路:放置小器件以及贴片元件;(2)数字电路单片机:放置IC以及散热器等;(3)功率输出级:放置开关,发热元件,插座,指示灯,连接件之类。
1.2 印制电路板的走线规则(1)在PCB布线时,相邻层的走线方向成正交结构,应避免将不同的信号线在相邻层走同一方向,减少不必要的层间串扰。
(2)控制走线的长度:使走线的长度尽可能的短,左图为差的布线形式,右图为土推荐的布线形式,如图2所示。
图2 走线长度控制示意图(3)控制走线分支的长度在PCB布线时,应尽量控制走线分支的长度,使分支的长度尽量短。
(4)地线回路规则:环路最小规则,即信号线与其回路构成的环面积要尽可能小,环面积越小,对外的辐射越少,接收外界的干扰也越小。
实例如图3所示:广西师范学院2014届本科毕业论文图3 地线回路规则(5)走线的开环检查规则:为避免产生“天线效应”,减少不必要的干扰辐射和接收,一般不允许出现一端浮空的布线形式,否则可能带来不可预知的结果。
如图4所示:图4 开环检查规则(6)走线闭环检查规则:防止信号线在不同层之间形成自环。
在多层板设计中容易发生此类问题,自环将引起辐射干扰,如图5所示:Protel电路设计技术应用于研究图5 走线闭环检查规则(7)防止走线谐振:如图6所示,在PCB布线时,布线长度不得与其波长成整数倍关系,以免产生谐振。
图6 防止走线谐振1.3 PCB上走线间的串扰“串扰”主要来自两相邻导体间之间所形成的互感和互容。
串扰会随着PCB的导线布局密度增加而越显严重,尤其是长距离总线的布局,更容易发生串扰现象。
这是经由互容与互感将能量由一个传输线耦合到相邻的传输线上而产生的。
减小PCB上串扰的主要措施是:(1)通过合理布线使各种连线尽可能地短。
(2)尽可能增加施绕线与受绕线之间的距离,而且避免他们平行。
(3)减少布线层与地的距离。
2 跳线广西师范学院2014届本科毕业论文跳线实际就是连接电路板(PCB)两需求点的金属连接线﹐因产品设计不同其跳线使用材料,粗细都不一样﹗大部分跳线是用于:同等电势电压传输;用于保护电路的参考电压;方便测试时断开电路;预留电路的连接;单面板底层走不了线,采用跳线;PCB铜箔宽度不够,在原走线上增加跳线来增加过电流能力。
对于要求有精密电压的,一点点的金属跳线所产生的压降也会使产品性能产生很大影响,所以不建议使用,因此在PCB设计中往往会被忽略。
但是当面板出现过多的交叉线的时候,才可使用。
2.1 没有应用跳线的电路板布线(1)NE556警铃电路原理图,如图7所示。
但是在图8当中布线出现交叉线,这种情况在电路设计中是布线不成功的,所以要用到布线技术。
图7 NE556警铃电路原理图Protel电路设计技术应用于研究图8 布线不成功的PCB图2.2 应用跳线布线的电路板布线图9 跳线为导线的PCB板广西师范学院2014届本科毕业论文 先底层添加2个焊盘,1个添加到集成电路U1(NE556) 3脚旁边,另1只焊盘添加到C1上方的焊盘并连接好,然后转换到顶层把刚才添加的2个焊盘连接起来。
优点:减小布线困难,减短布线长度,使电路板布线更加科学美观。
(1)用零欧姆的电阻器(R6)做跳线。
用零欧姆的电阻器(R6)做跳线,由图7所示的NE556警铃电路电路修改,修改完成后如图10: TRIG 6Q 5R 4C V o l t 3THR 2DIS 1V C C 14G N D 7U1ANE556TRIG 8Q9R 10C V o l t 11THR 12DIS 13U1B NE556R110K R210K R310K R45.1KR522K C1103C2104+C3100uF +C4100uF D11N4148LS1+5VGND 12J1DC-INGND+5VR6图10 用电阻器R6做跳线的原理图图11 R6跳线的PCB 图Protel电路设计技术应用于研究用零欧姆电阻器做跳线的优点是电路板上看不到跳线,使电路板显得更美观,更具有技术性。
4 PCB的叠层设计在设计多层PCB(印制电路板)之前,设计者首先根据电路的规模、电路板的尺寸和电磁兼容(EMC)的要求来确定所采用的电路板结构,决定采用4层,6层,还是更多层数的电路板,就是实现电路要求的功能,需要多少个布线层、接地平面和电源平面。
确定层数之后,再确定内电层的放置位置以及如何在这些层上分布不同的信号。
4.1 PCB叠层设计的一般原则(1)分层在多层PCB中,通常包含信号层(S)、电源层(P)平面和接地(GND)平面。
电源平面和接地平面通常是没有分割的实体平面,它们将为相邻信号线走线的电流提供一个好的低阻抗的电流回路(2)确定单电源参考平面使用去耦合电容是解决电源完整性的一个重要措施。
去耦合电容只能放置在PCB 的顶层和地层。
去耦合电容的走线线路、焊盘设计,以及过孔严重影响去耦合电容的效果,这就要求设计时必须考虑连接去耦电容的走线尽量短而宽,连接到过孔的导线也应尽量短。
(3)电路中的高速信号传输层应该是信号中间层,并且夹在两个内电层之间。
这样两个内电层的铜膜可以为高速信号传输提供电磁屏蔽,同时也能有效地将高速信号的辐射限制在两个内电层之间,不对外造成干扰。
(4)避免两个信号层直接相邻。
相邻的信号层之间容易引入串扰,从而导致电路功能失效。
在两信号层之间加入地平面可以有效地避免串扰。
(5)多个接地的内电层可以有效地降低接地阻抗。
例如,A 信号层和 B 信号层采用各自单独的地平面,可以有效地降低共模干扰。
4.2 PCB电路及电路抗干扰措施(1)电源线的设计。
尽量加粗电源线的宽度,减少环路电阻,尤其要注意使电源线、地线的供电方向与数据、信号的传递方向相反,有助于增强抗噪声能力。
(2)地线的设计。
用作数字地与模拟地分开;低频电路的地应尽量采用单点并联接地,实际布线有困难时可部分串联后再并联接地;高频电路宜采用多点串联接地,地线应短而粗,高频元件周围尽量用栅格状进行大面积地敷铜;尽量加宽电源和地线宽度,最好是地线要比电源线宽一些,它们的宽度关系是,地线>电源线>信号线。