《电子线路CAD》实验指导书-光电

1、电子线路CAD实验指导书赵双琦编写目 录实验一 Multisim10界面设置及原理图绘制（2学时）实验二 Multisim10虚拟仪表使用（2学时）实验三 Multisim10模拟电路仿真分析（2学时）实验四 Multisim10数字电路仿真分析（2学时）实验五 Altium Designer原理图设计（2学时）实验六 Altium Designer层次原理图设计（2学时）实验七 Altium Designer PCB步线练习（4学时）实验一 Multisim10界面设置及原理图绘制（2学时，验证型）实验目的：1.熟悉Multisim10软件基本界面。2.学习原理图绘制的基本操作。3.学习Mu

2、ltisim10元件库的操作方法。实验内容：1.创建新的电路图设计工程2.新建原理图设计文档，设置设计环境3.元件库加载、放置元件、连接元件4.处理多个电源系统5.文字、图形注释6.编辑对象属性7.放置总线8.层次电路的设计实验步骤：1、熟悉界面设置：打开Multisim软件，创建新的电路图设计工程，新建原理图设计文档，用Options/Preferences、View及右键做下面的练习：显示/隐藏栅格、改变符号系统，改变背景颜色、元件颜色、连线颜色、纸张大小，显示/隐藏纸张边界，显示/隐藏/编辑标题栏，插入文本，显示/编辑文本描述框，显示/隐藏节点序号，元器件序号和参数值的显示和隐藏，设置自

3、动连线功能，设置元件移动时的自动连线功能，元件箱取用方式设置，元件放置方式设置，改变显示字体和大小，等等。2、熟悉原理图设计：在Multisim中作下述练习：1）双击元件，查看并理解电源元件、虚拟元件、真实元件属性窗口，了解Label、Display、Value、Analysis Setup、Fault标签页的含义。2）元器件操作：取用（包括从In User List取用）、查找、拷贝、删除、旋转、替换、插入。3.绘制单管放大电路：4.绘制发光二极管驱动电路，并验证电路功能：5.绘制光柱显示电路，并验证电路功能：6. 绘制四位加法器电路，并验证电路功能：7. 绘制交通灯控制电路，学习子电路设计

4、方法：、8总线绘制练习，并用字信号发生器对74LS138进行输入，观察数码管的变化：思考题：1. Multisim仿真软件的优点是什么？2. 简述绘制一张电路原理图的操作步骤。3. 虚拟元件和真实元件的区别是什么？使用时应该注意什么问题？实验二 Multisim10虚拟仪表使用（2学时，验证型）实验目的：1 熟悉元件库的使用2 熟悉虚拟仪表的使用实验内容：1. 信号发生器、万用表、示波器的使用2. 探测器、逻辑分析仪、逻辑转换仪、字信号发生器的使用3. 波特图仪的使用实验步骤：1. 信号发生与示波器观察。2. 观察李莎育图形。3. 验证欧姆定律。4使用示波器确定下图电路的放大倍数。5.电路如图

5、，J1位时间延迟开关，用示波器观察电容两端电压的波形情况，并绘制出曲线（观察到截止时间=1s）。6.试用示波器A、B通道同时测量信号源V(t)=10sin(21000t)(V)的信号，扫描方式分别为Y/T、A/B，观察显示波形的差异，思考其原因。7.元件ADC，当 VREF+ 接 +15V 电压，VREF- 接地，输入模拟电压为5.8V时，请写出输出的二进制码，并连接电路，用探测器和逻辑分析仪观察输出。8用逻辑分析仪观察字信号发生器的输出信号。试将字信号发生器设置成递增编码方式，在0000H 0100H范围内循环输出，频率为1kHz。试将如下地址设置为断点，0015H、0016H、0038H。

6、 9试设置字信号发生器，使得七段码管从0到F显示。10用逻辑转换仪将下列逻辑函数转换为真值表： Y=(ABC)D+(AB)CD+A(BC)D+A(CD)，并转换成与非电路。11用逻辑转换仪分析下图所示电路：12121212使用波特图仪确定下面电路的频率特性。思考题：1 李莎育图形有什么意义？2 逻辑转换仪有哪几种转换形式，分别如何操作？3 波特图仪的横纵坐标如何选择？实验三 Multisim10模拟电路仿真分析（2学时，验证型）实验目的：熟悉使用Multisim10的模拟电路仿真功能、主要分析方法和后处理功能。实验内容：1. Multisim10 RLC串联谐振电路仿真 2. Multisim

7、10占空比可调的矩形波发生电路仿真3. Multisim10电路分析方法应用实验步骤：1 RLC串联谐振电路仿真：1） 调节电源频率，使电路进入谐振状态（电抗等于0、电流与电源电压同相时），测量电路谐振时的电流I0、VR、VL、VC，计算电路Q值。填入表中。f(Hz)I0(mA)VR(V)VL(V)VC(V)Q2） 测量电路的谐振频率、幅频特性、相频特性。3） 改变电路参数，测量不同Q值时的I0、VR、VL、VC、幅频特性、相频特性。f(Hz)I0(mA)VR(V)VL(V)VC(V)Q2 占空比可调的矩形波发生电路仿真： 1）测量矩形波的频率、幅度及占空比。2）如果要得到占空比为40%的矩形

8、波，应如何实现？调试并得到占空比40%的矩形波，记录波形。3）调节电位器Rp1将出现什么结果？分别将它调成30%和70%，观察并测量、记录电路波形的振荡频率、幅值和占空比（注：Rp2设置为60%）。3 多级放大电路分析1）直流工作点分析：选择所有变量，写出分析结果。2） 交流分析：对R10上端输出节点进行分析，画出幅频和相频曲线。3） 瞬态分析：求出电压放大倍数。4） 参数扫描分析：对电阻R2=35k，R2=45k，R2=55k进行分析，画出幅频曲线。5） 温度扫描分析：对温度-250C，250C，500C进行分析，画出瞬态波形曲线。6） 容差分析：分析三极管2N5224的模型参数Cje的容差

9、，相对误差为80%，分析该容差对电路频率特性的影响，画出曲线。7） 将上述分析作成批处理分析，写出设置步骤。思考题：1在RLC串联谐振电路仿真实验中需要用到哪些虚拟仪器仪表？2简要说明矩形波发生电路的工作原理。3简要说明实验中两级放大电路的工作原理。实验四 Multisim10电路特性仿真及分析功能（2学时，验证型）实验目的：熟悉使用Multisim10的数字电路仿真功能、主要分析方法和后处理功能。实验内容：1. Multisim10六十进制计数器仿真2. Multisim10 A/D转换电路仿真3. Multisim10彩灯循环控制器的设计与仿真分析实验步骤：1. 六十进制计数器仿真：连线后

10、运行正确即可。2. A/D转换电路仿真：4） 调节Input的百分比进行仿真实验，并将指示灯表示的输入电压的二进制数和输入的实际电压值填入下表。电位器Input百分比输入二进制数实际输入电压值5） 计算本实验A/D转换器的分辨率。6） 分析实验中两个电位器的作用。3. 彩灯循环控制器的设计与仿真分析1） 测量LM555CM输出波的频率、占空比。2） 估算LM555CM电路振荡频率、占空比。3） 如何实现彩灯循环频率快慢调节。思考题：1简要说明74LS90D的工作原理。2简要说明A/D转换电路的工作原理。3简要说明实验中彩灯循环控制器的工作原理。实验五 Altium Designer原理图设计（

11、2学时，设计型）实验目的：3 熟悉Altium Designer10操作环境4 掌握电子线路原理图设计步骤及方法实验内容：4. 设计单片机最小应用系统5. 画出单片机最小应用系统原理图6. 输出元件报表文件及网络报表文件实验步骤：1. 新建原理图文件绘制如下电路图在这个过程中，熟练掌握对器件库的操作、对器件放置的操作、对器件之间连接的操作（导线、总线、网络标号）2. 元件编号管理，自动分配元件标号3 对原理图进行电气检测及编译4 输出元件报表及网络报表思考题a) 列出此电路的所有器件库b) 元件属性都有哪些？如何编辑？c) 报表文件有何意义？d) 项目编译有何意义？实验六 Altium Des

12、igner层次原理图设计（2学时，设计型）实验目的：5 进一步熟练原理图设计的技巧，熟练原理图绘制过程2 掌握AD层次原理图的基本设计方法 实验内容：7. 自顶向下设计单片机应用系统的层次原理图8. 画出单片机应用系统的层次原理图9. 输出元件报表文件及网络报表文件实验步骤：2. 新建原理图文件绘制如下电路图 图1 母原理图 图2 子原理图单片机系统电路 图3 子原理图扩展存储器电路 图4 子原理图扩展显示及键盘电路在这个过程中，熟练掌握对器件库的操作、对器件放置的操作、对器件之间连接的操作（导线、总线、网络标号）2. 元件编号管理，自动分配元件标号3 对原理图进行电气检测及编译4 输出元件报

13、表及网络报表思考题a) 大型系统为什么要采用层次化设计？b) 层次原理图由哪两部分构成？层次原理图的设计主要有哪两种设计方法？c) 如何在母原理图和子原理图之间进行切换？d) 如何由子原理图文件生成母原理图中的图纸符号？实验七 Altium Designer10 PCB设计（4学时，设计型）实验目的：6 掌握Altium Designer10 PCB设计步骤及方法7 掌握PCB设计规则的设置及元件封装技术8 学会运用各种布线方法设计PCB板实验内容：10. 元器件在Altium Designer中的验证11. 设计单片机最小应用系统PCB板图12. 输出完整布线后的PCB图及3D效果图实验步骤：3. 创建PCB文件，对电路板进行规划及参