电子电路的计算机辅助分析与设计

如何利用CAD进行电路板设计和分析电路板是电子产品的核心组成部分之一，设计和分析电路板是电子工程师的重要任务。

在现代工业中，借助计算机辅助设计（CAD）软件可以更高效、准确地完成电路板设计和分析工作。

本文将介绍如何利用CAD软件进行电路板设计和分析的基本步骤和技巧。

首先，选择适合的CAD软件是设计和分析电路板的关键。

市场上有许多CAD软件可供选择，其中一些较为流行的软件包括EAGLE、Altium Designer、OrCAD等。

根据个人需求和预算，选择一款功能强大且易于使用的软件。

一般而言，电路板设计和分析包括原理图设计、布局布线以及电气规则检查（ERC）等步骤。

首先，在CAD软件中创建电路板的原理图。

原理图是电路板设计的基础，它表示了电路的连接关系和信号流动方向。

在原理图中，使用CAD软件提供的功能绘制电路元件（如电阻、电容和晶体管等），并将它们连接起来形成电路。

完成原理图设计后，接下来的步骤是布局布线。

布局布线是将电路元件在电路板上适当地摆放并进行线路连接的过程。

在CAD软件中，可以选择并拖拽电路元件，调整它们的位置，确保电路元件之间的连接路径尽可能短且不相互干扰。

布局布线时，还需考虑电路板的大小、形状以及与外部元件的接口等因素。

布局完成后，进行电气规则检查（ERC）是至关重要的一步。

ERC可以帮助检测电路中可能存在的错误和冲突。

在CAD软件中，进行ERC操作后，软件会自动检查电路中的连接规则与约束是否符合设计要求，如电路间隔太近、电源连接是否正确等。

如果存在错误或冲突，软件将会提示并标记出来，方便用户及时纠正。

在完成电路板设计后，CAD软件可以进行电路板分析。

电路板分析是评估电路板性能、信号传输质量以及可能的干扰问题的过程。

在CAD软件中，可以通过添加仿真模型、信号电路分析和功率分析等功能来进行电路板分析。

在进行电路板仿真模拟分析时，可以通过添加合适的仿真模型来模拟电路元件的行为。

CAD软件可提供各种仿真模型，如传输线模型、放大器模型、滤波器模型等。

电子电路计算机辅助分析设计——实验指导（EWB平台）第一章EWB概述1.1EWB简介1.2EWB主要组成1.3EWB基本界面1.4EWB基本操作1.4.1电路的输入与运行1.4.2子电路的创建和使用1.4.3文件格式的变换第二章元器件库及虚拟仪器2.1元器件库介绍及参数设置2.1.1信号源库（Sources）2.1.2基本元件库2.1.3二极管库2.1.4模拟集成电路库2.1.5混合集成电路库2.1.6数字集成电路库2.1.7逻辑门电路库2.1.8数字器件库2.1.9指示部件库2.1.10控制部件库2.1.11其他部件库2.2虚拟仪器的功能与使用2.2.1数字万用表2.2.2函数信号发生器2.2.3示波器2.2.4字信号发生器2.2.5逻辑分析仪2.2.6逻辑转换仪第三章EWB分析方法3.1EWB仿真的基本过程3.2分析方法的参数设置3.3分析方法第四章EWB应用实例目录第一章绪论--------------------------------------------------------------------------------------1 第二章元器件库及虚拟仪器------------------------------------------------------------------11 第三章EWB分析方法--------------------------------------------------------------------------26 第四章EWB应用实例--------------------------------------------------------------------------35 实验一场效应管放大电路----------------------------------------------------------------------40 实验二共射—共集放大电路-------------------------------------------------------------------41 实验三差动放大电路----------------------------------------------------------------------------43 实验四负反馈放大电路-------------------------------------------------------------------------45 实验五低频功率放大电路设计----------------------------------------------------------------46实验六数字电路基本实验----------------------------------------------------------------------49 实验七数字电路综合实验—数字钟设计-------------------------------------------------52第一章EWB 概述1.1EWB简介EWB是一种电子电路计算机仿真设计软件，被称为电子设计工作平台或虚拟电子实验室，英文全称Electronic Workbench。

电子电路计算机辅助设计综述【摘要】该文对电子电路以及计算机设计与辅助问题展开了一系列的剖析。

对计算机辅助设备、电子电路的概念以及如何利用计算机辅助设计电子电路进行了系统的讲解，并阐述了计算机辅助技术在电子电路设计领域的发展潜力。

【关键词】电子电路设计与辅助传统电子电路的设计问题计算机电子电路技术对于各行各业来说，起到的作用是非常明显，不仅能提高相关人员的工作效率和质量，还能对设计的电子电路进行仿真分析实验，以方便解决实际电路搭建中所遇到的各种困难。

该文就电子电路的具体原理以及计算机辅助系统中一系列环节出现的问题进行分析，明确电子电路的具体原理，对计算机的辅助设计进行一系列的分析，以满足我们的日常工作需求。

下文，将对电子电路对计算机辅助设计的联系展开铺设，以解决难题。

1 电子电路原理以及计算机的辅助设计电子电路的基本原理相对来说是比较容易理解的，在电子基础中，电就像是水一样，电路类似于俗称的水路，将各种电子元件连接成相应的通路，以实现特定的功能。

任何电子产品都是由电子元件组成的，所以为了更加深入的了解电子电路的原理，需要对电子元件进行一系列的辨析，也就因此掌握了电子应用。

对电子电路的原则基本认识之后，能够应用一系列的电子工具，进行一系列的产品设计。

电场这个概念对于电子电路来说并不陌生。

电场通常是指电产生作用力的一个范围。

磁场就是磁产生作用力的一个范围，其他类似。

导体就是电容易通过的物体。

绝缘体，就是电比较难通过的物体。

导体与绝缘体在实际生活中并没有决定化的定义，这两者的导电能力相差好几倍。

有些物体，在不同的外界环境下，比如电场，磁场，温度，光照等方面的影响下会呈现出不同的导电状态，我们称这类物体为半导体。

对导体、绝缘体以及半导体的具体应用就能组成各种的电子元件，我们就能对电能进行方便简单的检测与利用，开关是一个类似短路器与开路器系列的东西，电阻在零欧姆与无穷大的两个阻值上相互变化的元件，它与自来水开关的效果原理类似。

可编辑修改精选全文完整版电路设计之电子电路计算机辅助设计一、电子电路、计算机辅助设计在工程和产品设计中,计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。

在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较,以决定最优方案;各种设计信息,不论是数字的、文字的或图形的,都能存放在计算机里并能快速地进行检索;设计人员通常用草图开始设计,将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成;由计算机自动产生的设计结果,可以快速作出图形显示出来,使设计人员及时对设计作出判断和修改;利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。

用计算机辅助设计电子电路能够减轻设计人员的劳动,缩短设计周期和提高设计质量。

二、计算机系统的组成用于电子电路辅助设计的计算机通常以具有图形功能的交互计算机系统为基础,主要设备有:计算机主机、图形显示终端、图形输入板、绘图仪、扫描仪、打印机、磁带机以及各类软件。

工程工作站一般指具有超级小型机功能和三维图形处理能力的一种单用户交互式计算机系统。

它有较强的计算能力,用规范的图形软件,有高分辨率的显示终端,可以联在资源共享的局域网上工作,已形成最流行的CAD系统。

图形输入输出设备除了计算机主机和一般的外围设备外,计算机辅助设计主要使用图形输入输出设备。

图形输入设备的一般作用是把平面上点的坐标送入计算机。

图形输出设备分为软拷贝和硬拷贝两大类。

软拷贝设备指各种图形显示设备,是人机交互必不可少的;硬拷贝设备常用作图形显示的附属设备,它把屏幕上的图像复印出来,以便保存。

CAD软件除计算机本身的软件如操作系统、编译程序外,CAD主要使用交互式图形显示软件、CAD应用软件和数据管理软件3类软件。

交互式图形显示软件用于图形显示的开窗、剪辑、观看,图形的变换、修改,以及相应的人机交互。

CAD应用软件提供几何造型、特征计算、绘图等功能,以完成面向各专业领域的各种专门设计。

EDA技术设计电路的设计流程EDA（Electronic Design Automation）技术是指通过计算机软件工具辅助进行电子电路设计、分析和验证的技术。

它可以提高设计师的效率和设计质量，并减少设计周期。

本文将详细描述使用EDA技术设计电路的设计流程，包括以下步骤：1. 需求分析在进行电路设计之前，首先需要明确电路的需求和要求。

这包括功能需求、性能指标、电源和环境条件等。

设计人员需要与客户或系统工程师进行充分的沟通和交流，确保对电路设计目标的共识。

2. 架构设计在需求分析的基础上，设计人员需要进行电路的架构设计。

在这一阶段，设计人员需要选择合适的电路拓扑结构、制定电路通信方式、确定信号处理算法等。

架构设计的目标是在满足需求的前提下，最大程度地降低功耗、电路面积和成本。

3. 电路原理图设计电路原理图是电路设计的基础，它描述了各个元件和电子器件之间的连接关系。

在EDA工具中，设计人员可以通过拖拽符号、连接引脚等方式来完成电路原理图的设计。

在这一阶段，设计人员需要根据架构设计的要求选择合适的元件，并进行连接。

此外，还需要进行信号的调节和滤波等处理。

4. 电路仿真电路仿真是验证电路设计的关键步骤之一。

通过仿真，设计人员可以预测电路的性能、稳定性和可靠性。

在EDA工具中，设计人员可以通过输入电路的参数和信号来进行仿真，并通过仿真结果进行分析。

常用的电路仿真工具有SPICE、Verilog等。

4.1 直流分析直流分析可以得到电路的稳态工作状态，包括电流、电压和功率等。

设计人员需要根据设计要求设置电路的直流电源和参数，并进行仿真分析。

4.2 交流分析交流分析可以得到电路在不同频率下的频率响应和滤波效果。

设计人员需要设置交流源和参数，并进行交流仿真分析。

4.3 时序分析时序分析可以得到电路在不同时钟频率下的时序性能，包括时钟延迟、数据到达时间和时序安全裕度等。

设计人员需要设置时钟源和时钟参数，并进行时序仿真分析。

课程名称：计算机辅助设计（电路CAD）课程代码：4300第一部分课程性质与目标一、课程的性质与特点计算机辅助设计（电路CAD）是高等教育自学考试计算机及软件技术应用专业的一门选修实践课程，它是一门实践性很强的课程。

通过对本课程的学习，能够使学生学会利用Protel 99 SE在PC机进行电路计算机辅助设计，培养学生分析问题和解决问题的能力，为学习后继课程打下良好的基础。

二、课程目标与基本要求本课程的设置目标是使考生通过学习，掌握Protel 99 SE的使用方法，并能利用Protel 99 SE进行电路计算机辅助设计。

培养学生进行工业电子产品设计开发工作的技能。

本课程的基本要求：1、了解Protel 99 SE的基本使用方法2、掌握Protel 99 SE软件在计算机上进行设计并绘制出有实际意义的原理图和印刷电路板PCB图的方法3、掌握一定的电子工艺和印刷电路板的排板知识。

三、与本专业其他课程的关系本课程的先修课程为《计算机应用基础》。

第二部分考试内容与考试目标第一章Protel 99 SE使用基础一、学习目的与要求通过本章学习，了解Protel 99 SE的运行环境、安装和启动。

重点介绍Protel 99 SE中的文件形式，设计数据库文件的建立、打开，设计数据库文件的界面，设计数据库内的文件管理和窗口管理。

本章总的要求：识记Protel 99 SE软件的基本使用方法并进行简单应用。

二、考核知识点与考核目标（一）Protel 99 SE的安装和启动。

（一般）识记：Protel 99 SE的安装和启动方法。

（二）Protel 99 SE集成开发环境。

（重点）应用：设计数据库文件的建立、打开。

设计数据库内的文件管理和窗口管理。

第二章电路原理图设计基础一、学习目的与要求通过本章学习，掌握图纸的设置、光标的设置、系统显示字体和对话框字体的设置方法。

本章总的要求：识记电路原理图设计的一般步骤，能够对原理图的建立和打开以及图纸和有关工作环境的设置进行操作。