電子系統(tǒng)實驗報告

1、重慶郵電大學通信與信息工程學院電子綜合設計與仿真實驗報告時間 2015上學年 教室 YF101 指導老師 陳莉 專業(yè) 電子信息工程 班級 0121209 學號 2012213314 姓名 胡曉玲 Multisim 設計應用1·實驗目的掌握軟件的基本操作，元器件查詢、選取，工具儀表的使用，簡單電路的繪制和仿真。2·重點和難點電路仿真及結果分析。3·內容及要求軟件的基本操作，元器件查詢、選取，工具儀表的使用，簡單電路的繪制和仿真，仿真結果。分析利用Multisim完成一個線性穩(wěn)壓電源的設計與仿真，要求輸入220AVC，輸出+5V（1A），+3.3V（800mA）直流電

2、壓，每路輸出電源帶指示燈；可選擴展功能：1）-5VDC（1A）；2）盡可能提高各路電源轉換效率。4·軟件簡介Multisim來源于加拿大圖像交互技術公司（Interactive Image Technologies簡稱IIT公司)推出的以Windows為基礎的仿真工具，原名EWB。IT公司于1988年推出一個用于電子電路仿真和設計的EDA工具軟件Electronics Work Bench（電子工作臺，簡稱EWB），以界面形象直觀、操作方便、分析功能強大、易學易用而得到迅速推廣使用。1996年IIT推出了EWB5.0版本，在EWB5.x版本之后，從EWB6.0版本開始，IIT對EWB

3、進行了較大變動，名稱改為Multisim(多功能仿真軟件)，專用于電路級仿真。T后被美國國家儀器（NI，National Instruments）公司收購，軟件更名為NI Multisim，已經有Multisim2001、 Multisim7、 Multisim8、Multisim9 、Multisim10。軟件模塊：Multisim（電路仿真設計模塊）；Ultiboard（PCB設計軟件）；Ultiroute（布線引擎）；Commsim（通信電路分析與設計模塊）軟件分增強專業(yè)版（Power Professional）、專業(yè)版（Professional）、個人版（Personal）、教育版（E

4、ducation）、學生版（Student）和演示版（Demo），各版本的功能和價格有明顯差異。元器件工具欄（圖1.1）圖1.15·電路設計（1） 選取元器件元件數據庫：主元件庫（Master Database）,用戶元件庫（User Database），合作元件庫（Corporate Database）,后兩個庫由用戶或合作人創(chuàng)建，新安裝的Multisim這兩個數據庫是空的。菜單Place Component；元件工具欄PlaceComponent；繪圖區(qū)右擊利用彈出菜單；快捷鍵Ctrl+W。1） 選取元器件（在元器件工具欄查找自己想要的器件）2） 放置元器件3） 連線4） 放置測

5、量儀表（在虛擬儀器工具欄里）5） 檢查（2）電路連接5v/3.3v電路連接圖（圖1.2）圖1.25v/3.3v/-5v電路連接圖（圖1.3）圖1.36·結果分析按照圖1.2,圖1.3連接連接電路圖，并對其進行電壓測試可得到圖中參數。對其添加示波器分析得到如下圖1.4結果。圖中可知電壓分別為4.995v，3.312v，-4.682v。5v和3.3v電壓很穩(wěn)定，近似為直線，-5v電壓趨于平穩(wěn)，波動幅度不大。圖1.47·實驗總結通過本次實驗，基本掌握了Multisim軟件的使用，繪制電路圖的方法?；就瓿闪藢嶒炓?。但是因為對軟件的不熟悉，在繪制電路圖過程中還是遇到了很多問題，主

6、要問題總結如下：1）對Multisim軟件不熟悉，所以功能元件的查找比較困難，要經過多次嘗試才能成功。2）在連線的期間，會遇到過線的問題，還有LM317，LM7805cv引腳的關系。會應用到公式V0=1,.25*(1+R2/R1)+Iadj*R2。過線的會出現(xiàn)交點，點擊點沿著線回拉。利用這個計算公式，在知道輸出電壓，可以知道R1R2的關系。3）-5v電壓原理圖設計時，不能得到平穩(wěn)的電壓，會上下波動，相比起5v和3.3v來電壓波動較大，且未能找到改進方法。Altium Designer 設計電路-SCH1·實訓目的初步掌握Altium Designer制圖軟件的使用，掌握原理圖和PCB

7、設計的流程和方法。2·重點和難點原理圖設計，元件封裝庫的制作和PCB布局布線。3·內容及要求要求通過Altium Designer軟件完成線性穩(wěn)壓電源的原理圖設計，元件封裝庫的制作，以及從原理圖導入網表數據到PCB，完成PCB的布局，布線。并掌握自動布線和手動布線的設計方法。v使用A4圖紙繪制上次Multisim仿真的電路，其中輸入電壓為DC9V，輸出為5.0V和3.3V（亦可以將3.3V這路為輸出電壓值可調）各個元器件的使用參考如下。1）DC-005 2）L7805CV 3）LM317 4）可調電阻 5）電容 6）輸出端子 7）指示燈4·軟件簡介傳統(tǒng)電子產品設計

8、工具更多的關注電路原理圖設計和PCB設計，Altium Designer還包含了基于FPGA/CPLD的電路設計和面向FPGA的嵌入式智能設計。 Altium Designer安裝Altium Designer按照通常的軟件安裝步驟進行安裝，破解?；ㄙM的時間較長。Altium Designer算是一個綠色軟件，第一次安裝并破解后，可以拷貝到其他硬盤上運行?；ㄙM的時間較短。Altium Designer對電腦配置的要求比較高。在設計比較簡單的2層/4層電路時更多人愿意使用Protel 99 se，軟件響應速度快。5·電路設計原理圖設計準備（1）電路的復雜度分析（元器件數量、元器件封裝密

9、度），確定圖紙結構、紙張。1) 元器件數量較少，采用單張圖紙繪制，無需階層模塊電路圖。2) 只有1個集成電路，且3個引腳，無需使用復合元件。3) 選用A4紙。（2）元器件的收集1）元器件的下載；2) 打開Datasheet，找到對應的封裝信息；3) 找到引腳信息。（3）原理圖設計1）建立工程，并規(guī)范命名（非常重要）。文件夾、工程名稱：DC_5V3.3V、DC_5V3.3V.PrjPCB（每做好一個文檔，就要保存一下工程）。（圖2.1）2）添加原理圖。 文件名稱：DC_5V3.3V.SchDoc。保存SchDoc文檔，命名為DC_5V-3V.SchDOC,在保存一下工程DC_5V-3V.PrjP

10、CB。圖2.13）填寫圖紙信息（非常重要）。項目名稱、圖紙名稱、版本、序號、作者。（圖2.2）圖2.24）元器件繪制。創(chuàng)建元件庫：DC_5V.SchLib 。在SchLib文檔中繪制元器件：LM7805。完善元器件屬性（點擊SCH Libarary）。第一步點擊Edit ，第二完善信息，第三點擊add，然后設置為footprint，再完善信息。修改元器件名字，同一個庫中增加其他元器件，點擊add。填寫添加器件的名字然后保存schlib，保存工程。打開原理圖庫管理標簽，然后重新打開schlib，重復前面的步驟，畫LM317,電源PwR2.5，然后保存schlib，保存工程。（圖2.3） 圖2.3

11、5）元器件放置。（在schdoc文件中，進行畫圖）。在最右邊上，點擊Libraries，查找器件（找到后拖到圖紙上）。修改元器件值，連接好電路，然后進行元器件編號（Tools/Annotate Schematics Quietly）。完成圖紙。（圖2.4） 1) 集成電路。 2) 電源。 3) 其他元器件。 4）按草圖放置。 5）連線。圖2.46）最后生成Bom表6·實驗總結通過本次實驗，學會了使用Altium Designer繪制簡單電路圖。但是在過程中到許多問題，比如工程名字出錯，上下不一致等，經過多次修改嘗試才成功。電路圖連接的時候，沒用用電源代替VCC，導致后面制作PCB板的

12、時候不成功，在老師的幫助下修改了電源。在繪制元件的時候，不能掌握大小，導致后面電路圖的連接不協(xié)調，引腳鎖定也多次出現(xiàn)失誤。在電路設計時比較茫然，有的元件庫里面找不到需要的元件不知道應該用什么代替。在Altium Designer的常用命令為：1) 放大（PageUp）2) 縮?。≒ageDown）3) 移動（鼠標右鍵拖動）4) 元器件旋轉（空格）5) 復制（Ctrl+C） 6) 粘貼（Ctrl+V）。PCB制作1·實驗目的初步掌握Altium Designer制圖軟件的使用，掌握原理圖和PCB設計的流程和方法。 2·重點和難點原理圖設計，元件封裝庫的制作和PCB布局布線。3

13、·Altium Designer簡介Altium Designer是一個功能強大的電路設計軟件。經歷如下的版本演進：1.1985年-TANGO2.1988年-Protel for DOS3.1998年-Protel 984.1999年-Protel 995.2000年-Protel 99 se6.2001年-Protel DXP7.2004年-Protel DXP 20048.2006年-Altium Designer 6.09.2009年-Altium Designer Winter 09（8.3）傳統(tǒng)電子產品設計工具更多的關注電路原理圖設計和PCB設計，Altium Design

14、er還包了基于FPGA/CPLD的電路設計和面向FPGA的嵌入式智能設計。 Altium Designer安裝Altium Designer按照通常的軟件安裝步驟進行安裝，破解?；ㄙM的時間較長。Altium Designer算是一個綠色軟件，第一次安裝并破解后，可以拷貝到其他硬盤上運行。花費的時間較短。Altium Designer對電腦配置的要求比較高。在設計比較簡單的2層/4層電路時更多人愿意使用Protel 99 se，軟件響應速度快。4·內容及要求要求通過Altium Designer軟件完成線性穩(wěn)壓電源的原理圖設計，元件封裝庫的制作，以及從原理圖導入網表數據到PCB，完成P

15、CB的布局，布線。并掌握自動布線和手動布線的設計方法。在上一次完成的電路原理圖的基礎上繪制對應電路的PCB圖。 各個元器件的使用參考如下。 各個元器件的使用參考如下。 1）DC-005 2）L7805CV 3）LM317 4）可調電阻 5）電解電容 6）輸出端子2.54mm 7）指示燈Ø3mm5·電路PCB圖的設計(1)在制作了SchDoc基礎上創(chuàng)建PCB封裝文件（DC_5_3.3V.Pcblib）（圖3.1）圖3.1(2)創(chuàng)建PCB封裝1) 選擇PCB Library標簽。2) 創(chuàng)建PCB封裝。 3) 選擇手動繪制或向導繪制。、 4) 填寫封裝信息。5) 從原點開始，放置

16、焊盤：4個. 6) 修改焊盤尺寸：形狀、內徑、外徑、鍍錫。第一個引腳方形、內徑大0.2mm，外徑大0.4mm（經驗值）。 7) 調整焊盤位置。8) 繪制輪廓線（絲?。哼x擇Top Overlay9) 添加散熱焊盤。然后保存PCB封裝,其它器件的PCB封裝重復上述步驟.(圖3.2)圖3.2(3)創(chuàng)建PCB圖保存PCB并改名字，圖層介紹。（圖3.3） 1）Toplayer:頂層走線層（默認紅色）； 2）Bottomlayer:底層走線層（默認藍色）； 3）TopOverlayer:頂層絲印層，用于字符的絲?。J黃色）； 4）BottomOverlayer:底層絲印層（黃綠色）； 5）KeepOu

17、tlayer:禁止層，用于定義PCB板框（粉紅色）； 6）Multilayer:穿透層（焊盤鍍錫層）；7）MechanicalLayer14:機械層，用于尺寸標注等。繪制板型：選擇Keep-Out Layer，調整格點、重新定位原點、繪制輪廓線。圖3.3（5）繪制PCB圖導入元器件（注意在電路圖Shcdoc界面進行），按照電路原理圖擺放元器件。（如果器件變?yōu)榫G色，說明器件挨得太緊湊了，調整一下距離）。PCB 圖（盡量要緊湊些）在擺放電源時應該插頭的方向一定要向外)。走線：底層走線：Bottom Layer，處理全部與拉線。調整絲印加板名稱，點擊A。然后修改名字。調整線寬為50mm。（點擊Des

18、ign 然后Rules）然后連接電路（一定要擺好才連接圖不然就要重新再來，看是否在連接是有沒有交叉的線，如果有就重新調整一下，直到沒有交叉了）。 繪制完整的PCB圖（如果器件變?yōu)榫G色，說明器件挨得太緊湊了，調整一下距離）。規(guī)則檢查：Tools/Design Rule Check。排除錯誤。檢查電路無誤，PCB圖就完成了。（圖3.4）。圖3.46·實驗總結本次實驗是第二次實驗的后續(xù)，所以必須保證前一項的準確無誤才能正確完成本實驗。本次實驗相對前面更加困難，主要遇到的問題有如下幾個：1）在創(chuàng)建PCB時，Shcdoc和pcb封裝沒有取相同的名字。2）封裝時沒有對應封裝信息，導致PCB圖導入

19、的時候不成功。3）PCB封裝對應的尺寸大小不對。4）在擺放電源時，插孔朝里擺放了。5）在擺放元器件時，太過緊湊，而且在沒有確定是否有沒有交叉線時，就開始走線，到最后還是重新再來擺放，然后走線。6）第一次擺放電路圖是距離過寬，造成浪費。7）走線的時候沒有修改線寬，導致線寬太小。8）沒有添加輸出端口。制作PCB實物板1·實驗目的了解PCB制作流程，熟悉PCB板的注意事項，在遇到問題時，怎樣解決問題。2·實驗步驟：首先用熱轉硬質進行PCB圖打印，再根據圖紙的尺寸鋸板。先磨掉板上的氧化層，用圖紙將板包住，將圖紙上的電路圖都印在板上。檢查是否有路線沒有完全印上去，如果有，就用油筆涂抹一下，檢查板子上的電路完整后，將板子放進熱水，加入環(huán)保蝕刻劑，過程中慢慢搖晃，待板上