二階高通濾波器電路設計

1、課程設計任務書學生姓名：專業(yè)班級：電信班指導老師：工作單位：信息工程學院課程設計名稱：Protel應用課程設計課程設計題目：PROTEL應用實踐課程設計要求完成的主要任務：(包括課程設計工作量及其技術要求，以及說明書撰寫等具體要求)課程設計時間：1周；課程設計內容：根據(jù)指導老師給定的18套題目，按規(guī)定選擇其中1套完成；設計任務：二階高通濾波器設計要求：熟悉PR0TELDXP2004軟件及其應用環(huán)境，在電腦上安裝該軟件；完成電路圖設計；完成電路的仿真；完成網(wǎng)表的打??；完成自動布線印制版圖；對自動布線的結果進行手動布線；打印元器件清單；撰寫課程設計說明書。(打印稿)指導老師簽名：年月日系主任(或指

2、導老師簽名):年月日武漢理工大學Protel應用實踐課程設計說明書目錄TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark0 o Current Document protel簡介1 HYPERLINK l bookmark2 o Current Document Protel2004簡介1 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document ProtelDXP2004概述1 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document ProtelDXP2004的特點1 HYPERLINK l bookmark8 o Curr

3、ent Document DXP2004與SE99區(qū)別1 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document Protel電路設計2 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document Protel電路設計步驟2 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 原理圖設計3 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 2.2.1加載元件庫3 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 放置元件3 HYPERLINK

4、l bookmark20 o Current Document 輸出網(wǎng)絡報表4 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 輸出元件清單4 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 電路仿真52.3.1添加仿真信號源元件庫5添加仿真信號源5 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 仿真6 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document PCB設計7 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 繪

5、制電路板電氣邊界7 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 導入元器件7 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 排列元器件7 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 布線7 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 參考文獻9 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 附件10武漢理工大學Protel應用實踐課程設計說明書 1protel簡介Protel2004簡介ProtelD

6、XP2004概述DXP2004是一種EDA（ElectronicDesignAutomation，電子設計自動化）設計軟件，主要用于電路的設計、仿真及印刷電路板（PCB）的制作。它還提供超高速集成電路硬件描述語言的設計工具（VHDL）。ProtelDXP2004的特點（1）集成式的元件與元件庫。在ProtelDXP2004軟件中，采用了集成式的元件。一個元件包括了元件符號、元件封裝、SPICE元件模型（仿真時用）、SI元件模型（電路板信號分析時用）等。（2）復和式設計。ProtelDXP2004提供復合式設計，類似于重復階層式電路設計。只要設計了其中一部分電路圖，即可多層次使用該電路圖，就像有

7、多個電路圖一樣。這個功能也支持印刷電路板的設計。（3）超強的比較功能。ProtelDXP2004新增了超強的比較功能，能對兩個相同格式的工程文件進行比較，以得到其版本的差異性;也可以對不同格式的工程文件進行比較。（4）直接在電路板里分析。在ProtelDXP2004中，設計者可直接在PCB編輯器中進行信號分析。DXP2004與SE99區(qū)別（1）DXP的功能更強大.（2）DXP的操作尤其快捷鍵更接近于windows的基本操作，比如復制為ctrl+c,粘貼ctel+v刪除不在是trl+delete而是直接用delete.更方便的是dxp中有一個圖章可以像photshop中一樣方便的復制.（3）DX

8、P中的原理圖元件庫元件直接把他相對應的封裝帶上去了不用在去設置封裝，當然自己設計的元件庫就也要把封裝添加上.DXP設計東西是不在是先建立一個數(shù)據(jù)庫,而是可以單獨創(chuàng)建一個文件,想讓原理圖和PCB相關聯(lián)就必須建立一個PCB項目工程.DXP的PCB設計中,由原理圖轉換成PCB后不用再添加電源和地的輸入焊接焊盤,軟件會直接添加.(6)99SE體積只有幾十M,而DXP有600多M。這個首先要肯定一點就是多出來的東西不是白多的首先是DXP能夠用來設計CPLD,FPGA等，而99SE是不行的。然后在界面上DXP比99SE要友好得多,初學者用DXP要比用99SE上手容易得多。再次，時代在進步,用功能強大的DX

9、P的用戶越來越多,你在網(wǎng)上下載的很多SCHDOC文件和PCBDOC文件是99SE打不開的.2Protel電路設計2.1Protel電路設計步驟新建原理圖文件。首先確定所要設計電路的具體實現(xiàn)方式，然后在集成開發(fā)環(huán)境中新建原理圖設計文件，并進行原理圖設計。設置原理圖的工作環(huán)境。主要根據(jù)所設計電路的復雜程度，確定圖紙的大小，以及網(wǎng)絡、光標及系統(tǒng)參數(shù)的設置。放置元器件。主要從元件庫中選取所需要的元器件，放置在圖紙中，并進行合理的布局，然后根據(jù)需要修改元器件的名稱、封裝等。布線。根據(jù)實際電路，將圖紙中元器件的引腳用具有電氣意義的導線連接起來，構成一張完整的電路原理圖。生成網(wǎng)絡表。原理圖布線完成后，為了進

10、行后續(xù)設計，這里需要生成一個網(wǎng)絡表文件。網(wǎng)絡表文件時是聯(lián)系電路原理圖和PCB圖的主要文件。原理圖電氣規(guī)則檢查。對于建立的原理圖文件，Protel2004提供了原理圖電氣規(guī)則檢查功能，我們可以根據(jù)錯誤檢查報告信息來修改原理圖。（7）輸出報表。它提供了各種報表工具，可以生成網(wǎng)絡表，元件清單等，還可以進行原理圖的輸出及打印等操作。2.2原理圖設計2.2.1加載元件庫軟安裝完成后，可用元件庫只有Miscellaneousconnectors.IntLib,和MiscellaneousDevices.IntLib和一些FPGA相關的元件庫，可以通過操作把一些集成元件庫加到元件可列表中。2.2.2放置元件

11、（1）選取元件先從元件庫中把各個元件找到，放在設計圖紙中。先找到電阻，在Miscellaneousconnectors.IntLib庫中找到Resl，然后用鼠標點元件外欄上邊的Place按鍵，即可將元件移入當前工作區(qū)。按同樣操作移入4個電阻。按同樣的方法找到2個電容和1運算放大器。在放置元件時，按Tab鍵，彈出“元件屬性對話框，也可在以放置的元件上雙擊打開屬性“對話框”。（2）擺放元件移動元件：用鼠標左鍵點中元件，并按住不放，然后移動元件。元件的旋轉：就是改變元件的方向。用鼠標點中元件后，按住不放此時可用功能鍵實現(xiàn)元件的旋轉。SPACE鍵：讓元件90度旋轉。X鍵：是元件左右對調，即是以自光標為

12、軸水平對調。Y鍵：是元件上下對調，即是以自光標為軸垂直對調。（3）元件連線啟動放置導線命令后，光標變成十字狀，將它移到放置的起點位置，單擊或按Enter鍵確定第一個端點，移到終點，單擊或按Enter鍵即可確定導線的第二個端點。每次轉折都要單擊或按Enter鍵。軟件提供四種導線模式，即是90、45、任意角度及自動布線模式。在畫導線過程中按住Shift鍵+空格鍵可以切換到各種模式。完成導線布置后單擊右鍵或按Esc鍵，即可退出畫導線狀態(tài)。（4）放置電源端口啟動放置電源端口命令后，即可放置并設置電源端口屬性。結果如圖：GND|ONDIOk-VWt?(.4:IfiLLfIMnf.1【和GND0VWOUT

13、PUTUND十4.7nLINPUTt?63vccvccUNDPIGNDGND圖1.二階高通濾波器原理圖2.2.3輸出網(wǎng)絡報表執(zhí)行DesignfNetlistfProtel命令生成網(wǎng)絡報表。（打印附于最后）2.2.4輸出元件清單執(zhí)行ReportsfBillofMaterials在彈出對話框中單擊Export輸出元件清單。2.3電路仿真2.3.1添加仿真信號源元件庫在原理圖編輯面板中的Libraries面板中，單機Libraries”彈出加載元件庫(AddRemoveLibraries)對話框。單擊AddLibraries彈出Open對話窗執(zhí)行LibrariesfSimulationfSimula

14、tionSource.IntLib命令，單擊Open，返回AddRemoveLibraries對話框，單擊Close，完成對仿真信號元件庫的添加。2.3.2添加仿真信號源在Libraries中選擇SimulationSource.IntLib庫，在其中選擇信號源。本次設計計劃使用交流小信號分析，選用分段現(xiàn)行電壓源(VPWL)。利用仿真元快速選擇工具為運算放大器加上工作電壓。在信號源輸入端及運放輸出端分別加入網(wǎng)絡節(jié)int和out，得到如下電路：圖2.二階高通濾波器仿真原理圖2.3.3仿真執(zhí)行DesignfSimulatefMixedSim命令，彈出AnalysesSetup對話框。在Analys

15、es/Options對話框中勾選ACSmallSignalAnalysis，選中ACSmallSignalAnalysis在右側欄中將startfrequency與stopfrequency分別設置為1.000與120.0K；在SheettoNetlist列表中選擇Activeproject；將AvailableSignal中的int與out導入ActiveSignal中，單擊OK,得到如下圖3.仿真輸出曲線2.4PCB設計2.4.1繪制電路板電氣邊界在PCB設計工作區(qū)的下面，單擊“Keep-outLayer”，進入布線層。選擇“放置”一“直線”命令，在適當?shù)奈恢米銎鹗键c，最后單擊左鍵結束，然

16、后以同樣的方法繪制整個電路板的邊界。2.4.2導入元器件自動更新生成的PCB設計文檔中，執(zhí)行DesignfImportchangesfrom命令將元件導入PCB圖中。2.4.3排列元器件單擊需要移動的元件，然后單擊工具欄中的“+”按鈕，再選中該元件即可將它移到合適的位置。按照以上的步驟逐一移動各個元件，最后得到元件的布局。2.4.4布線自動布線：執(zhí)行AutoRoutefAll命令，彈出SitusRoutingStrategies對話框，單擊RouteAll。得到下圖1：手動修改：在Toplayer和Bottomlayer利用導線繪制工具進行修改，得到下圖2：圖4.自動布線結果圖5.手動修改結果

17、參考文獻1.ProtelDXP電路設計與制版2.PCB電流與信號完整性設計主編：王浩全作者：道格拉斯布魯克斯作者：陸敏技3.高質量PCB設計附件原件報表：ReportGeneratedFromAltiumDesignerCommBntDescripttonDesignatorFootprintLibRefQuantityCompDrient1*11PA69DComoorent111OP656ThermistorD6-0805NResThermal133KThermistor116-DBDSlNResThermal11ResThermalThermistorWk.33K6-0005NResThermal2CapPol3PolarizedCapacitorrSurfac已MountlC1,C2SC3hC4:C5;06C0BD5CapPol36Header3Hieader:玉PinP1HDR1X3Header311SS1,S2SMACornpo