电子CAD(绪论).ppt

1、绪论:电子CAD应用,CAD: Computer Aided Design (计算机辅助设计) CAA: Computer Aided Analysis (计算机辅助分析) EDA : Electronic Design Automation （电子设计自动化）,在电子电路CAD领域中，电路仿真即电路的计算机辅助分析（CAA）是电子CAD的核心部分，如PSPICE 电路仿真 ，EWB电路仿真。 EDA技术是在电子CAD技术基础上发展起来的计算机软件系统，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、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。,一、学习电子CAD的重要性,

2、电子CAD应用能力是电子工程，信息工程，自动控制等相关领域中工程技术人员及高校师生必须具有的一种基本素质和能力，它的任务是：使学生掌握中级工程技术人员必须具备的电路CAD知识和基本技能；为学习专业知识，从事工程技术工作以及进一步提高技术水平打下一定基础；,国外一些技术先进的国家电子CAD的应用技术已相当成熟和普及，可以说，没有不懂CAD应用技术的的电路设计人员。国内，电子CAD技术的应用方兴未艾，在科研、工程及高校教学领域中正在普及。在相关行业，工程技术人员迅速掌握电子CAD应用技术是提高我国电子产品及工程设计质量，使之具有国际先进水平的一项重要手段。电子CAD是电子、通信、计算机等专业的重要

3、基础课。 恰逢时机，现市场对CAD高级技师的需求量较大，电子CAD技术现以成为衡量一名高级技师的最基本要素了。,二、电子CAD软件介绍,电子CAD软件很多，有Protel软件包（ Altium公司），还有OrCAD软件包(OrCAD与微软两公司合并) ，Tango软件包（美国Accel Technology公司）PSPICE软件包（先美国微软，后与OrCAD公司合并），Workbench软件包等。,1、PROTEL简介,PROTEL是Altium公司在20世纪80年代末推出的电路行业的CAD软件，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面，是电路设计者的首选软件。 能实现从电学概念设计到输出物理生产

4、数据，以及这之间的所有分析、验证和设计数据管理。,因而今天的Protel最新产品已不是单纯 的PCB（印制电路板）设计工具，而是一个系统工具，覆盖了以PCB为核心的整个物理设计。 最新版本的Protel软件可以毫无障碍地读Orcad、Pads、Accel(PCAD)等知名EDA公司设计文件，以便用户顺利过渡到新的EDA平台。,Protel主要由原理图设计系统、印制电路板设计系统两大部分组成。共分5个模块，分别是原理图设计、PCB设计（包含信号完整性分析）、自动布线器、原理图混合信号仿真、PLD设计。,与较早的版本Protel99相比，Protel DXP 2004不仅在外观上显得更加豪华、人性

5、化，而且极大地强化了电路设计的同步化，同时整合了HDL（硬件描述语言）和FPGA（现场可编程门阵列）设计系统，其功能大大加强了。,Protel DXP 2004新特点,1 整合式的元件与元件库 在Protel DXP 2004中采用整合式的元件,在一个元件里连结了元件符号(Symbol)、 元件包装(Footprint) 、SPICE元件模型(电路仿真所使用的)、 SI元件模型(电路板信号分析所使用的)。 2 版本控制 可直接由Protel设计管理器转换到其他设计系统，这样设计者可方便地将Protel DXP 2004中的设计与其他软件共享。如可以输入和输出DXP、DWG格式文件，实现和Aut

6、o CAD等软件的数据交换，也可以输出格式为Hyperlynx的文件，用于板级信号仿真。,3 多重组态的设计 Protel DXP 2004支持单一设计多重组态。对于同一个设计文件可指定要使用其中的某些元件或不使用其中的某些元件，然后产生网络表等文件。 4 重复式设计 Protel DXP 2004提供重复式设计，类似重复层次式电路设计，只要设计其中一部分电路图，即可以多次使用该电路图，就象有很多相同电路图一样。这项功能也支持电路板设计，包括由电路板反标注到电路图。,5 新的文件管理模式 Protel DXP 2004提供三种文件管理模式。可将各文件存入入单一数据库文件，即Protel 99S

7、E的ddb，也可以存为Windows文件，即一般的分离文件，而不需要数据库管理系统(ODBC) ，就可以存取该文件，此外新增了一个混合模式，也就是在数据库外存为独立的Windows文件。 6 多屏幕显示模式 对于同一个文件，设计者可打开多个窗口在不同的屏幕上显示。,7 设计整合 Protel DXP 2004强化了Schematic和PCB板的双向同步设计功能。 8 超强的比较功能 Protel DXP 2004新增了超强的比较功能，能对两个相同格式的文件进行比较，以得到其版本的差异性，也可以对不同格式的文件进行比较，例如电路板文件与网络报表文件等。 9 强化的变更设计功能 在Protel D

8、XP 2004中，进行比较后，所产生的报表文件可作为变更设计的依据，让设计完全同步。,10 可定义电路板设计规则 在原理图设计时，定义电路板设计规则是非常实际的。虽在先前版本的Schematic中就已提供定义电路板的功能，可是都没有实际的作用。而在Protel DXP中落实了这项功能，让用户能在画电路图时就定义设计规则。 11 强化设计验证 在Protel DXP 2004中强化了设计验证的功能，让电路图与电路板之间的转换更准确，同时对交互参考的操作也更容易。 12 设计者可定义元件与参数 Protel DXP 2004提供了无限制的设计者定义元件及元件引脚参数，所定义的参数能存入元件及原理图

9、里。,13 尺寸线工具 Protel DXP 2004提供了一组超强的画尺寸线工具，在移动时会自动修正尺寸，这对于PCB中一些层的定义有很大的帮助。 14 改善加强板层分割功能 Protel DXP 2004提供了加强的板层分割功能，对于板层的分割自动以不同颜色来表示，让设计者更容易辨别与管理。 15 加强焊点堆栈的定义 Protel DXP 2004板增强了焊点堆栈的定义与管理，设计者可以存储所定义的焊点堆栈以供日后再使用。,16 改良焊点连接线 Protel DXP 2004提供自动修剪焊点连接线的功能，使自动布线后焊点连接更恰当。 17 波形资料的输出与输入 在Protel DXP 20

10、04中可将仿真波形上各种资料输出为电子表格格式，以供其他程序的使用，也可以输入其他程序所产生的波形资料。 18 加强绘图功能 Protel DXP 2004增强了波形窗口的绘图功能，例如放置标题栏、标记画线等，同时Windows的编辑功能在此也可以应用。,19 不同波形的重叠 设计者可以将不同的波形放置在一起，也可以同时使用多个不同的Y轴坐标。 20 直接在电路板里分析 设计者可以直接在PCB编辑器里进行信号分析，这样信号分析更加方便。 21 强化模型整合 在Protel DXP 2004中提供了高速整合的元件，元件包括信号分析的模型（SI Model），设计者不必再为元件问题而烦恼了。,*

11、什么是PCB,印刷电路板（Printed circuit board，PCB）几乎会出现在每一种电子设备当中。如果在某样设备中有电子零件，那么它们也都是镶在大小各异的PCB上。除了固定各种小零件外，PCB的主要功能是提供上头各项零件的相互电气连接。随着电子设备越来越复杂，需要的零件越来越多，PCB上头的线路与零件也越来越密集了。,标准的PCB长得就像这样。裸板（上头没有零件）也常被称为印刷线路板Printed Wiring Board（PWB）。,2、PSPICE简介,PSPICE 电路仿真 （Simulation Program with Integrated Circuit Emphasi

12、s） 是由美国加州大学推出的电路分析仿真软件，是20世纪80年代世界上应用最广的电路设计软件，1998年被定为美国国家标准。1984年，美国MicroSim公司推出了基于SPICE的微机版PSPICE （Personal SPICE）。,可以说在同类产品中，它是功能最为强大的模拟和数字电路混合仿真EDA软件，在国内普遍使用。最新推出了SPICE9.1版本。它可以进行各种各样的电路仿真、激励建立、温度与噪声分析、模拟控制、波形输出、数据输出、并在同一窗口内同时显示模拟与数字的仿真结果。无论对哪种器件哪些电路进行仿真，都可以得到精确的仿真结果，并可以自行建立元器件及元器件库。,3、PSPICE功能

13、,PSPICE是当今世界上著名的电路仿真标准工具之一，MicroSim公司出版的基于Windows平台的PSPICE可以对电路进行以下一些工作：1.制作实际电路之前，仿真该电路的电性能，如计算直流工作点（Bias Point），进行直流扫描（DC Sweep）与交流扫描（AC Sweep），显示检测点的电压电流波形等。,2.估计元器件变化（Parametric）对电路造成的影响。 3.分析一些较难测量的电路特性，如进行噪声（Noise）、频谱（Fourier）、器件灵敏度（Sensitivity）、温度（Temperature）分析等。 4.优化设计。,PSPICE主要包括Schematics

14、、Pspice、Probe、Stmed（Stimulus Editor）、Parts等5个软件包。其中：(1)Schematics是一个电路模拟器。它可以直接绘制电路图，自动生成电路描述文件；并可对电路进行直流分析、交流分析、瞬态分析、傅立叶分析、环境温度分析、蒙特卡罗分析和灵敏度分析等多种分析；而且还可以对元件进行修改和编辑。(2)Pspice是一个数据处理器。它可以对在Schematics中所绘制的电路进行模拟分析，运算出结果并自动生成输出文件和数据文件。,(3)Probe是后处理器，相当于一个示波器。它可以将在Pspice运算的结果在屏幕或打印设备上显示出来。模拟结果还可以接受由基本参量组成的任意表达式。(4)Stmed是产生信号源的工具。它在设定各种激励信号时非常方便直观，而且容易查对。(5)Parts是对器件建模的工具。它可以半自动地将来自厂家的器件数据信息或用户自定义的器件数据转换为Pspice中所用的模拟数据，并提供它们之间的关系曲线及相互作用，确定元件的精确度。,2.估计元器件变化