变容二极管调频课程设计

1、成绩评定表学生姓名*班级学号1003060211专业通信工程课程设计题目变容二极管调频评语组长签字：成绩日期20 年月曰课程设计任务书学院信息科学与工程学院专业通信工程学生姓名*班级学号1003060211课程设计题目变容二极管调频实践教学要求与任务：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、单片机等等电路。2.绘制电路原理图相应的双面印刷版图*.pcb3.选做：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。工作计划与进度安排：第20周：1.安排任务2.绘图仿真设计3.完成（答辩，提交报告，演示）指导教师：

2、201 年月日专业负责人：201 年月日学院教学副院长：201 年月日目录摘要 41 弓 I 言 52 .Protel99SE 简介 63 .实验步骤 73.1 Protel99SE 绘图环境设置 73.1.1 新建一个设计库 73.1.2 添加元件库 103.2 绘制原理图 123.2.1 选取元件 123.2.2 摆放元件 133.2.3 元件连接 133.2.4 放置输入/输出点 143.2.5 更改元件属性 153.2.6 ERC（电气规则检查）163.3 PCB 制图 163.3.1 自动生成 PCB件 163.3.2 自动布线 183.4 仿真应用 204 .课设总结 225 .参

3、考文献 22摘要本次课设的要求和目的是掌握Protel的应用。本文以Protel99SE为例，详细具体地介绍这个软件的用法与应用。文章首先介绍了Protel99SE基本知识，然后提出需用该软件解决的实际问题，结合实际问题一步步介绍Protel99SE的用法，如：基础原理图设计，印制电路板基础，PCB元件的制作，电路仿真分析，综合案例演练等。接着分析应用Protel99SE软件的过程中可能遇到的问题及一些应对方法。课设最后进行总结，检查课设的完整性和彻底性，检验自己对Protel99SE软件的掌握程度及应用情况。Protel99SE应用课程设计变容二极管的调频电路1引言人类社会已进入到高度发达的

4、信息化社会，信息社会的发展离不开电子产品的进步。现代电子产品在性能提高、复杂度增大的同时，价格却一直呈下降趋势，而且产品更新换代的步伐也越来越快，实现这种进步的主要原因就是生产制造技术和电子设计技术的发展。前者以微细加工技术为代表，目前已进展到深亚微米阶段，可以在几平方厘米的芯片上集成数千万个晶体管；后者的核心就是EDA技术。EDA是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成的电子CAD通用软件包，主要能辅助进行三方面的设计工作：IC设计，电子电路设计以及PCB设计。其中最基本也是最常用的是以PCB设计为目的的电路设计、仿真和验证技术。PCB设计业界称为电

5、子装联设计。从最近两年的统计数据来看，中国大陆的电子装联产品占世界市场份额第一。Protel软件最成功的地方就是其PCB设计功能。其中Protel99SE版本在PCB设计方面已经比较成熟，价廉物美、容易上手、功能满足基本需求，这是用户选择它的真正原因。2-Protel99SE简介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，它较早就在国内开始使用，在国内的普及率也最高，有些高校的电子专业还专门开设了课程来学习它，几乎所有的电子公司都要用到它，许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要

6、求会使用PROTEL0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，具印制板自动布线的布通率也低，而现今的PROTEL已发展到PROTEL99（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/S

7、erver（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。在国内PROTEL软件较易买到，有关PROTEL软件和使用说明的书也有很多，这为它的普及提供了基础。Protel99SE是ProtelTechnology公司开发的基于Windows环境的印制电路板的设计软件。该版本的软件功能强大，人机界面友好，易学易用，仍然是大中专院校电子学专业的必学课程，同时也是业界人士首选的电路板设计工具。Protel99SE主要内容包括原理图设计环境、用工具画原理图、画元件图、原理图画图练习、

8、电路板设计环境、人工画电路板、画元件封装图、自动布线画电路板、设计规则与信号分析、电路仿真、仿真练习、人工布线画电路板练习、自动布线画电路板图练习、电路设计导引、完成电路板设计后的工作等。3-实验步骤本课程设计利用变容二极管的调频电路对Protel99SE的应用进行全面展示。从Protel99SE的绘图环境的设置开始，到对变容二极管的调频电路的原理图的绘制，PCB板的制作及对电路的仿真一步一步详细的介绍Protel99SE的应用。具体过程见以下内容。3.1 Protel99SE绘图环境设置3.1.1 新建一个设计库(1)启动Protel99SE,出现如图3-1的启动界面。启动后出现的窗口如图3

9、-2DesignExplorerDesignExplorer% %IncludesServicePak2图32(2)选取菜单“File文件”，“New.新建”新建一个设计库，如图3-3DatabaseFileName”处改设计库存盘文件名，点击“Browse.”改变存盘目录。NewDesignDatabaseLocationPasswoLocationPasswordrdProtel99SEstoresalldesigndocumentsinanintegrateddesigndatabase.Protel99SEstoresalldesigndocumentsinanintegratedde

10、signdatabase.Dependinguponthestoragetype,documentsareeitherstoredinasingledesigndatabaseorasstaDependinguponthestoragetype,documentsareeitherstoredinasingledesigndatabaseorasstand-alonefilesandfoldersonyourdisknd-alonefilesandfoldersonyourdiskDesignStorageTMSAccessDatabaseDesignStorageTMSAccessDatab

11、ase刁MSAccesstypestoresalldesigndocumentsinasingleMSAccessdatabase.MSAccesstypestoresalldesigndocumentsinasingleMSAccessdatabase.DatabaseFileDatabaseFileNaNa变容二极管调频电路QdtQdtDatabaseLocationDatabaseLocation口：ProtelExampProtelExampI I心ss闫东梅OKCancelHelpOKCancelHelp点击。侬钮后，出现如图34的窗口刑Design即匕rerfileEditView

12、WindowHelp惜言婿跑、?ExplorerExplorer雪DesignDesktopi-磐ActiveDe&ignStationsS6变容_慢苣调版电第Qdb图3-4(3)选取“File文件”，“New.新建文件”，如图35,选取“SchematicDocument建立一个新的原理图文档。SI第D DPptPpt，l l让XHEpkXHEpk刈闫东1 1与苣国二板告凋或里圃,DdbDdb-J-J变容二极管调频电路mdhmdhTeamTeam图3-5点击OK按钮后，出现如图3-6的窗口。将“sheet1”重命名为“变容二极管的调频电路”废DtProteKExamplDdb变容二极

13、管调频电路QdbDesignRecycleBinDocurnent5爱喜二极管!Teami遇频电路5dli看中土：Ff图36双击”变容二极管的调频电路.Sch”后进入如图3-7原理图设计图删DesignExplorerfileEdhViertPlaceDesignToolsSimulatePLDReport?WindowHelpHelp惜浮丽多月_回_auau/ /ExpkrcrBrowseSchExpkrcrBrowseSch力DesignDesktop5车型ActiveDesignStation?&6变宫二极皆做电理,Ddb用场DesignTeampRecycleEinj_Dccu

14、ments场受客二板售摩电珞,S图373.1.2 添加元件库(1)选取如图38中“Browse.Sch”中的“Libraries”。1W|DesignExplorerFileEd证ViewPlaceDe-signToolsSimulatePLDReportsWiindcwPlaceDe-signToolsSimulatePLDReportsWiindcwHelp图38ExplorerExplorerHrow&eSchHrow&eSchWD:ProtelExamplWD:ProtelExampl一闫乐容二极言b bBrowseBrowse| |LibrariesLibraries

15、MizcQlla门巴ciu鼎Duvicc.lib变容二极管调频电路.口曲铺变容二极管调频电路占的|DrangToolsDrangTools/的白几丁国口口 o 白nSSnSSWiririgToolsWiririgToolsFiltefFiltef1 12 23 34 4/ /S SLJLJ+ +3 3我寸卜卯即出 CE?城D:炉向叫ExEx舒mplemple吼闰乐愕段鸳二横苣=名踣qdb变容二极管调频电路.口此蒂变容二极管调频电路，S$(2)点击Add/Remove钮，出现图3-9所示“元件库添加、删除”对话框图39(3)选取元件库文件，双击鼠标，此元件库就会出现在“SelectedFiles

16、”框中(4)点击OK按钮，完成该元件库的添加3.2 绘制原理图变容二极管的调频电路图如图3-10所示:图3-10变容二极管调频电路电路图图中，晶体管Q1接成共基组态西勒振荡器，C4为基极耦合电容。振荡电路的静态工作点由R2、VR2、R1与R5决定。变容二极管的直流偏置电路由R6、与VR1构成。只要静态偏置调整合适，就可实现线性调频。L1为扼流电感，R7为限流电阻，调制电压经C1耦合电容加到变容二极管。C7为振荡回路与变频回路的耦合电容，采用部分接入。C8为调制信号输出耦合电容，经Q2射随放大器后输出，调整VR3可改变输出信号幅度。3.2.1 选取元件先从元件库中把各个元件找到，放在设计图纸中，

17、先找到二极管，在BrowseSch中选中4portserialinterfaceschematiclibrary.lib,它将呈深蓝色，表示选中状态，再在下面的当前元件库列表中找到DIODE,从下面的元件外形中可以看出它正是要找的二极管。然后用鼠标点元件外形栏上边的Place按钮，即可将元件移入当前工作区。如图3-11所示。出DesignExplorerDesignExplorer3.2.2 摆放元件移动元件：用鼠标左键点中元件，并按住不方，然后移动元件。元件的旋转：就是改变元件的放置方向。用鼠标左键点中元件后，按住不放,此时可用一下功能键，就可以实现元件的旋转。SPACE键：让元件作90度的

18、旋转。X键：使元件左右对调，即以是自光标为轴作水平对调。Y键：使元件上下对调，即以是自光标为轴作垂直对调。注意：要执行元件的旋转操作时，输入法一定要处于CH状态。3.2.3 元件连接此时一定要选择七上则*力口因四十/因工具条中的；进行连线,因为只有此线才是具有电气性质的，当预拉线的指针移动到元件的引脚或其它电气特性时，指针的中心将会出现一个黑点，它提示我们在当前状态下单击鼠标左键就会形成一个有效的电气连接。下图所示：FikEditViewPlaceDesignToolsSimulatePLDReportsWindowHelpFikEditViewPlaceDesignToolsSimulate

19、PLDReportsWindowHelp怙甘凰昌坦白画嫄,小不+1皆丫如闻CONGOCONGOCONNECTORCENT36CONNECTORCENT36CONNECTORCOAXCONNECTORCOAXCONNECTORCONNECTOR皿XFCONNECTORCDAX-XFCONNECTORCDAX-M MCONNECTOREDGE22CONNECTOREDGE22CONNECTOREDGE44CONNECTOREDGE44图3-11注意：画电气连接线时有三种常见的错误，都必须改正的。分别是：1.连接线贯穿元件。会造成PCB制作中元件也是短路的，仿真环节无法正确通过。2.连接线段重合。会

20、造成PCB制作环节中加载网络表后出现断线。3.元件搭接。如果搭接点在元件端口之内，程序无法识别也会造成PCB制作环节中加载网络表后出现断线。3.2.4 放置输入/输出点连线接好后，再放置输入/输出端口。在心上九口当。口区回十 K 回端口。双击图标，在弹出A,B,C,D,V-IN,V-OUT等。注意:端口不能使用相同的名字。工具条中选择密项加在电路的输入和输出对话框的Name项中填写所要表示的内容，如3.2.5 更改元件属性用鼠标双击任一个元件都会弹出此元件的属性对话框。如图3-12是二极管的属性对话其中：Libref:元件样本，修改此项将直接替换原有元件，元件样本名不会显示在元件图中。Foot

21、print:元件的封装号。元件的封装是指设计PCB时，根据实际元件尺而定义的焊点,另外还附一些属性和元件外观的符号。Designator：设置元件的序号。Parttype设置元件的数值。注意：每个元件的Footprint必须要填上相应的封装号。输入和输出端口不用填写。图3-12D3.2.6 ERC(电气规则检查)当整个电路设计完成后，可以进行ERC检查。主要是检查电路图中是否有电气特性不一致的情况(如元件序列号重复，出现两个R1),ERC检查依据问题的严重性分别以错误(Error)或警告(Warning)信息来提示用户。选才？Tools菜单下的ERC项，则弹出如下对话框，直接点击OK键即可进行

22、ERC检查。ERC检查报告sheet1.ERC文件，如果有问题出现将用坐标标注重名元件位置。返回电原理图，改正错误的元件属性后，再次进行ERC检查，直到完全正确为止。3.3PCB 制图3.3.1 自动生成 PC 玳件1 1.变容二极管调频电路.Sch完成后，ERC检查正确后，在变容二极管调频电路.Sch文件状态下，点击design中的updatePCB,如下图3-13所示:EHEHF FA AJ JI IFFFFUHEAIUHEAIEFEF5PMZFWSfiPw5PMZFWSfiPwZ4Ft4Z4Ft4WFTJMlljJUlTEWFTJMlljJUlTEHHAHHAEEIJL|HEEIJL|H

23、 （ ：（ ：=R=R a3E1a3E1X5IfX5IfY Y：76D76Dl lFyndiwiizqFyndiwiizq5 5出boardboarddqiabomdqiabom图3-13FhFh：EdeWewEdeWewR RMBMB前口料|TodsPLDRfnsWrrie-HdpTodsPLDRfnsWrrie-HdpDiDiId/HtrriDytId/HtrriDytUmnUmnFilm*Film*Updiu-PCB.Updiu-PCB.El,即盅EE?2 2.然后会生出如下所示图3-14:图3-143 3.点击yes,则如下图3-15所示:岛DesignExplorer-酬限施I，印r

24、i口叫济舞,算二疆黯醛男可* *file*fileEckViewEckViewPIPIKCKCDKignDKignToolsAiftoRouteToolsAiftoRouteReportsWinds#ReportsWinds#HelpHelpL La a叩ccccp p9fl9flcccc- -6 6c c乙C55C55+A+AC356C3560 0口UR3RES4RES4UR2葭UQLL2LIRES马日。仁-九7uH63uH7uH63uH 1 1仁与/午7 7，咻1 1通匚二R7R7西齐臼HR3HR3200k-RES2RE92RE.S2RES24 4.然后点击View中的FitBoard,则

25、将显示如图3-16所示:3.3.2 自动布线1 .摆放元件先把重叠的元件拖开，如图3-17所示。当用鼠标左键点中任何重叠元件时，将弹出小的对话框，表示当前点中的地方重叠了几个元件，当移动鼠标到相应的字体上，字将全部变蓝，单击鼠标左键，便可获取一个元件，然后将其拖走。其中黄色的代表元件的实际封装，蓝线就是飞线，无论怎样拖动元件，飞线不会断开,它表示不同元件引脚的连接关系。Q2Q2QLCU2CUIC2ClUDLCUIC2ClUDLPNPPNP1S站5,2p5Q2pCielPDQDEQ2QLQ2QLPNPPNPPNPLPNPLCU2CIOC9caCU2CIOC9ca- -C7C6CSC+C3C2Cl

26、C7C6CSC+C3C2Cl5,2p5,2p5 5斐i iCAPCAPCftPCftP- -WaSa-MQp-6Qp_WaSa-MQp-6Qp_白沪-560P50Sp560P50SpCAPCAP图3-16RReRReRw0Rw0k kU5*U5*国3ECUDL2sE2sE*c*cP9k k10110129kL29kLW W图3-172 .定义边框在设计工作区的板层标签选择keepOutlayerT0-ABolWmL日yerAMeehmnic；311XMvItiLdyer/然后选择工具条上的r按钮，画边框。注意：一定要用Keepoutlayer这一层。这是一个在闭合板框内支持自动布线的层。3 .

27、完成自动布线ProtelPCB内集成了一个功能强大而品质高超的布线程序，能自动地设计出最佳的自动布线策略。其操作也简单，只要选择AutoRoeteAll选项，则弓M出如图3-18所示的对话框：RoutingPossesRoutingPossesRouterPassesRouterPasses歹MemoryMemoryvFanOutUsedSMDPinsvFanOutUsedSMDPinsvPatternvPatternVShapeRouter-PushAndVShapeRouter-PushAndQ QShapeRoutShapeRouterer- -RipUpRipUpRoutingGrid

28、RoutingGridSetthepreferredroutinggridtosuitthetrackandclearancerequirements.AdvancedRoutewilSetthepreferredroutinggridtosuitthetrackandclearancerequirements.AdvancedRoutewillanalyzetheboardandadviselanalyzetheboardandadviseN Nthisgridisinappropriate.thisgridisinappropriate.EBVaS-fkOOOOMilfkOOOOMilRouteAllOKCancelHelpRouteAllOKCancelHelp图3-18ManufacturinqPassesManufacturinqPassesvCleanDuringRoutirivCleanDuringRoutirivCleanAfterRoutingvCleanAfterRoutingEvenlySpaceTrackEvenlySpaceTrackAddTestpointsAddTestp