《電子技術(shù)應(yīng)用》
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Protel 99 SE制板Multisim 8仿真電路
摘要: 在分析使用Multisim 8仿真功能和Protel 99 SE印制板設(shè)計功能的基礎(chǔ)上,,提出一種采用Multisim 8和Protel 99 SE相結(jié)合的電子產(chǎn)品設(shè)計方法,,該方法先采用Multisim 8設(shè)計電路原理圖,、仿真調(diào)試并生成網(wǎng)絡(luò)表文件,,再采用Protel 99 SE調(diào)用網(wǎng)絡(luò)表文件并進行相應(yīng)修改,,最后進行PCB設(shè)計,。
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  1 引言

  利用電子設(shè)計自動化EDA(Electronic Design Automa-tion)軟件設(shè)計電子電路是當(dāng)今電子設(shè)計的主流方法,。目前國內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的EDA 工具有Multisim,,Protel.Matlab,Spice,,MaxplusⅡ等,。其中,Protel 99 SE是運行于Windows環(huán)境的一款電路設(shè)計軟件,主要南原理圖設(shè)計,、PCB設(shè)計,、PLD(Programmable Logic Device)設(shè)計、電路仿真等多個組件組成,。而Multisim 8是一款專門用于電路仿真和設(shè)計的軟件,,具有易學(xué)易用、界面友好,、仿真功能強大等優(yōu)點,。

  在分析使用Multisim 8仿真功能和Protel 99 SE印制板設(shè)計功能的基礎(chǔ)上,提出一種采用Multisim 8和Protel 99 SE相結(jié)合的電子產(chǎn)品設(shè)計方法,,該方法先采用Multisim 8設(shè)計電路原理圖,、仿真調(diào)試并生成網(wǎng)絡(luò)表文件,再采用Protel 99 SE調(diào)用網(wǎng)絡(luò)表文件并進行相應(yīng)修改,,最后進行PCB設(shè)計,。

  2 Multisim 8和Protel 99 SE

  Multisim 8仿真分析包含19種仿真分析方法、功能強大的虛擬儀器和規(guī)模龐大的仿真器件庫,,可以設(shè)計仿真模擬電路,、數(shù)字電路、繼電器和PLC(Programmable Logic Controller)控制電路等多種電子電路,。

  Multisim 8提供多種電路仿真引擎,,包括Xspice、VHDL,、Verilog以及這3種方式相結(jié)合的仿真引擎,。制作PCB板的電路較適合采用Xspice仿真引擎;而復(fù)雜的數(shù)字電路一般則使用VHDL和Verilog仿真引擎,。Multisim 8提包括直流工作點分析,、瞬態(tài)分析、傅里葉分析,、噪聲分析,、失真分析、靈敏度分析,、溫度掃描分析,、蒙特卡羅分析和傳遞函數(shù)分析等電路分析方法,可幫助設(shè)計人員分析電路性能,。Multisim 8提供種類齊全的虛擬測試儀器,,以幫助設(shè)計人員了解電路運行狀態(tài)和結(jié)果。主要包括:常用的數(shù)字萬用表,、信號發(fā)生器,、雙通道示波器,、直流電源,以及不常用的波特圖示儀,、字信號發(fā)生器,、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換儀,、失真度測量儀,、頻譜分析儀和網(wǎng)絡(luò)分析儀等。Multisim 8還提供龐大的元器件庫和功能強大的元器件編輯器,,用戶可修改Master庫中元件的參數(shù),。也可創(chuàng)建新的元器件模型。Multisim 8提供的元件分為虛擬元件和實際元件兩類,,虛擬元件是非標準化的元件,,其參數(shù)可任意設(shè)置;而實際元件符合實際標準,。Multisim 8進行仿真分析的步驟如圖1所示,。圖2為Protel 99 SE制版的主要流程。

Multisim 8進行仿真分析的步驟

  3 應(yīng)用實例

  通過設(shè)計典型的RC文氏電橋電路來介紹Protel 99 SE制板Multisim 8仿真電路的基本流程與方法,。

  3.1 用Multisim 8中繪制仿真電路

  用Multisim 8設(shè)計一路可產(chǎn)生100 Hz,、0~500 mV(有效值)的正弦信號電路。啟動Multisim 8,,在其設(shè)計窗口中建立如圖3所示的仿真電路,。

仿真電路

  3.2 Multisim 8電路仿真與分析

  運行仿真電路,通過虛擬萬用表和示波器觀察輸出結(jié)果,。若結(jié)果不符合設(shè)計要求,,則需修改電路再進行仿真,直至輸出正確為止,。圖4為文氏電橋輸出的正弦波信號,,從圖4中可看出(通過游標1和游標2的讀數(shù)),該正弦波的周期為9.949 ms,,從而得出頻率為1 000/9.949=100.5 Hz,,通過探針測得該信號有效值為269 mV,符合設(shè)計要求,。

文氏電橋輸出的正弦波信號

  3.3 Multisim 8輸出網(wǎng)絡(luò)表

  Multisim 8中執(zhí)行菜單Transfer/Transfer to other PCB Lay-out,在彈出的對話框中文件保存類型選擇Protel PCB(*.net),,文件名為“文氏電橋.net”,,點擊確認按鈕,完成網(wǎng)絡(luò)表輸出,。

  3.4 Protel 99 SE輸入網(wǎng)絡(luò)表并修改

   啟動Protel 99 SE,,新建設(shè)計庫文件,,庫文件命名為“文氏電橋.ddb”,打開其Documents文件夾,,執(zhí)行File/Import命令,。對話框中找到 Multisim 8輸出的網(wǎng)絡(luò)表文件“文氏電橋.net”并打開,該網(wǎng)絡(luò)表盡管是Protel格式,,但其元件描述的封裝仍為Multisin 8形式,,需將其轉(zhuǎn)換為Protel形式的元件封裝描述,具體轉(zhuǎn)換過程如表1所示,。

具體轉(zhuǎn)換過程

  將網(wǎng)絡(luò)表按表1修改后保存,,其中三端穩(wěn)壓器的封裝TO-220未作修改,由于Multisim 8仿真圖中選用的變壓器為虛擬器件,,其封裝需在Protel中自制,。

  3.5 加載修改后的網(wǎng)絡(luò)表并設(shè)計PCB

  在“文氏電橋”設(shè)計庫中新建PCB文檔,命名為“文氏電橋.PCB”,,然后按照前面所述的PCB設(shè)計流程開始PCB設(shè)計,。其中,布局為手動布局,,主要布線規(guī)則為:布線為手動布線,,布線層面為單面布線,布線一般線寬為20 mil,,電源與接地線40 mil,。最后再增加必要的安裝孔和輸入輸出端,圖5為最終的PCB布線圖,,根據(jù)該布線圖制作印刷電路板,,并進行實物安裝與調(diào)試。

最終的PCB布線圖

 

  4 結(jié)束語

  Multisim 8和Protel 99都是常用的EDA設(shè)計工具,。其中,,Multisim 8具有強大的電路仿真設(shè)計功能,Protel 99是應(yīng)用普遍的PCB設(shè)計軟件,。本文通過一電路實例介紹從Multisim 8電路仿真到Protel99制版的基本流程與方法,,也給出一種結(jié)合這兩種EDA 工具軟件的電子電路設(shè)計方法,實現(xiàn)兩者優(yōu)勢互補,,該電路設(shè)計方法效率高且簡單實用,,具有一定的應(yīng)用前景。

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