目录
1.实习目的----------------------3
2.软件简介-------------------- 4~5
3.实习内容--------------------6~11
4.实习心得---------------------12
实习目的
电子线路实习是为了配合模拟电子技术基础课程的教学而开设的。首先采用EDA技术中的Multisim软件对模拟电路进行仿真运行,让学生完成EDA技术方面的初步训练,然后再搭接出实际电路。以计算机仿真为基础的电子设计自动化即EDA技术已经成为当代电子电路及集成电路设计中不可缺小的重要手段,Multisim 是一个优秀的电子技术训练工具,利用它可以以更灵活的方式进行电子电路实验,并在实验室难以达到的实验条件下进行模拟,从而提高学生设计、分析电路的能力。通过综合性电子线路实习,能使学生提高解决较为复杂的实际问题的能力,为其后续课程的学习和以后从事实际工作打下坚实基础。
软件简介
Multisim是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具,适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力。工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图,并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容,这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计,这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术,PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。NI Multisim 10用软件的方法虚拟电子与电工元器件,虚拟电子与电工仪器和仪表,实现了“软件即元器件”、“软件即仪器”。NI Multisim 10是一个原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。
NI Multisim 10的元器件库提供数千种电路元器件供实验选用,同时也可以新建或扩充已有的元器件库,而且建库所需的元器件参数可以从生产厂商的产品使用手册中查到,因此也很方便的在工程设计中使用。
NI Multisim 10的虚拟测试仪器仪表种类齐全,有一般实验用的通用仪器,如万用表、函数信号发生器、双踪示波器、直流电源;而且还有一般实验室少有或没有的仪器,如波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器、失真仪、频谱分析仪和网络分析仪等。
NI Multisim 10具有较为详细的电路分析功能,可以完成电路的瞬态分析和稳态分析、时域和频域分析、器件的线性和非线性分析、电路的噪声分析和失真分析、离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏度分析等电路分析方法,以帮助设计人员分析电路的性能。
利用NI Multisim 10可以实现计算机仿真设计与虚拟实验,与传统的电子电路设计与实验方法相比,具有如下特点:设计与实验可以同步进行,可以边设计边实验,修改调试方便;设计和实验用的元器件及测试仪器仪表齐全,可以完成各种类型的电路设计与实验;可方便地对电路参数进行测试和分析;可直接打印输出实验数据、测试参数、曲线和电路原理图;实验中不消耗实际的元器件,实验所需元器件的种类和数量不受限制,实验成本低,实验速度快,效率高;设计和实验成功的电路可以直接在产品中使用。
NI Multisim 10易学易用,便于电子信息、通信工程、自动化、电气控制类专业学生自学、便于开展综合性的设计和实验,有利于培养综合分析能力、开发和创新的能力。
实习内容
设计题目1:
设计一个基本共射极放大电路,设Ucc=12V,β=40,Ibq=40uA,Au≈-92。根据以上要求,设计并计算选取电路元件参数,使放大器能够不失真地放大常用的正弦波信号,要求对电路进行静态和动态分析。
所用元件:
解题思路:
Ueq= 0.25Ucc =3V
R1= Ueq / Ieq ≈ Ueq / Icq=5.1kΩ
Iq= 10Ibq (Iq为R2电阻流过的电流)
Re= Ubq / Iq = ( Ueq + Ubeq ) / 10Ibq = 3.6kΩ
R2= (Ucc – Ubq) / Iq =18.7kΩ
RB=300Ω + [26( 1 +β )/ Ieq] = 0.966kΩ
Au= [-β( Re // RL1 )] / RB
由以上式子算出RL1=5.1kΩ
一般来说C1、C2、C3越大,低频特性越好,但电容过大体积也大,既不经济又会加大分布电容,影响高频特性,再者,电容量大的电解电容漏电流也大,一般能满足放大器的下限频率即可。工程估算时C1、C2一般取10~50uF,C3取30~100uF。这里C1、C2取40uF,C3取50uF。
动态分析:
由示波器测得:
输出电压Uo=-1.250V Ui=14.100mV
Av=Uo/Ui ≈-85
设计题目2
设计一个积分运算电路,用以将方波信号转换成三角波。
技术要求:输入信号为Uip-p=±4V,周期T=1ms 的方波;要求输出波形与输入信号同相;幅度Uop-p≥ 2/3Uip-p; 输入电阻Ri≥ 10kΩ。
所用元件:
解题思路:
由动态分析得:
输出电压Uo=4V Ui=9.85V
Vi>=2/3Uo Ri>=10KΩ
设计题目3
设计一个运算电路,实现 U0= 3Ui1 - 2Ui2 运算关系。
所用元件:
解题思路:
交流:
根据公式;
Uo= R2/R1[R4/(R3+R4)]Ui1-R2/R1Ui2
直流:
满足表达式
U1= 3V1 - 2V2
符合题意。
实习心得
短暂的一周实训已经过去了,对于我来说这一周的实训赋予了我太多实用的东西了,不仅让我更深层次的对课本的理论知识深入了理解,而且还让我对分析事物的逻辑思维能力得到了锻炼,提高了实际动手能力,下面谈一下就这一周实训中我自己的一些心得体会。
通过实习让我们认识并熟悉了Multisim这个软件,随着实习程序的推进,我们的操作也越来越熟练,与此同时,我们也对电子线路的设置有了非常深刻的理解认识。
在实习过程中,老师一共留给我们3道作业题,制作三个电路并仿真,观察数据结果,在做题过程中遇到了很多问题,都在老师和同学的帮助下解决了,最开始对实验元件的操作,对软件的不熟悉,由于复杂的线路,给我们带来了压力,但是在我们的努力下都被克服了。
我觉得这次实习对我最大的收获就是通过这次实习,我掌握了很多在理论课上没有掌握好,认识不深刻的知识,也大大提高了我的动手能力,只有自己动手解决问题,才能将知识融会贯通。也感谢老师在一周实习期间对我们的耐心指导和帮助,谢谢老师。
测控12-1班32号王怡
2013/12/23
电子线路CAD实习报告
学 生 姓 名 曹磊
所 在 系 部 自动化学院
专 业 数控技术
班 级 数控卓越111
学 号 203110805
指 导 教 师 潘清明
设 计 地 点基础实验中心B302
一、实习目的
通过这次电子线路CAD实习能够掌握和会使用电子CAD常用软件PROTEL DXP,掌握电子CAD的设计步骤和电路原理图的绘制。注意到一些常见的问题并能够独立解决这些问题,了解一些画图技巧和步骤,能够正确使用软件,熟悉常用的电子器件的类别,型号,规格,性能及其使用范围,能够熟练的绘制电路原理图。
二、具体实习内容
1、绘制原理图:
(1)创建项目开始→启动Protel DXP→创建项目文件→创建原理图
图1 创建好的项目
(2)设置纸张类型:依次点击“设计→文档选项→标准类型A4”
(3)装入所需要元件库观察电路图布局,了解电路图中所用的元件。从原件库查找所要的元件。一般元件都在miscellaneous Device .IntLib库中,有些元件库中没有,需要使用查找功能。若库中没有所需的元件,我们可以自己画出该元件,具体方法参照下文。
(4)放置元件将所要的元件,按照电路图的布局,放在原理图上的大致位置。在摆放元件的过程中可以按“Tab”键编辑元件属性,为元件添加合适的标号以及封装。
(5)将事先放好的元器件用具有电气意义的导线,网络标号等连接起来,使各元件间具有连接关系。注意:绘制导线时,需要用具有电气意义的导线,不能利用绘图工具栏的画线功能画线,否则在印制电路板时,导线不能生成。
图2 元件的连接
2、创建新的SCH元件库:
若库中没有所需要的元件,需要制作元件,步骤为:新建SCH元件库→工具→创建新元件→绘制元件外形→重命名并保存→放置引脚→设置封装形式→结束。具体操作如下:
(1)绘制元件体:利用各种绘图工具,在工作区绘制元件主体图;
(2)放置元件管脚,在元件体上合适的地方放置管脚,可编辑管脚标号可见性及图形;
(3)调整元件大小及管脚位置;
(4)绘制完毕,进行封装;在模型对话框内单击追加,选择Footprint,按确定。在出现的对话框内,选择封装库,在库内选择合适的封装形式。若没有合适的,可创建新的元件封装。
图3 绘制好的74HC595
图4 添加封装
3、创建新的PCB元件库:
(1)新建一个PCB库文件切换到元件封装库编辑器,生成相应的库文件。
(2)设置元件的参数及尺寸,将工作层切换到顶层印丝层,绘制元件外形轮廓。
(3)创建后,重新命名新的封装。新封装可导入所需要的元件中。
图5 DIP-16的封装
4、对电路图进行编译。当一切做好后,对文件进行编译。在Message中查看是否有错误和必要的警告。确定无误后,进行下一步制作印制电路板。
5、导入原理图,在设计下选择“Update PCB Document….PcbDoc”,在弹出的对话框内选择使变化生效,检查成效的项目中是否有打红叉的(有误的一项),排除错误,然后单击使变化生效。
图6 编译正确的窗口
6、布局:将元件按照封装的尺寸排列到PCB板上,应尽量保持元件之间的紧凑,布局要均匀。在摆放完成后,点击“规则→板子形状→重新定义板子形状”切出最小的板子形状。注意避免两个器件的重叠。
7、布线:
(1)布电源线以及地线,电源线以及地线的宽度为30mil
图7 VCC的宽度为30mil
(2)其它回路的布线要短,要流畅,宽度为10mil。一般布线的调整不会一步到位,会有反复。
图8 其余导线的宽度设置为10mil
三、问题及解决办法
1、原理图中常见错误:
(1)管脚的连线出现重叠,会导致信号无法正确输入;
(2)元件跑到图纸界外;
(3)网络标号标注的两元件不能正常连接。
解决办法:
(1) 注意连线的规范,避免连线的重叠;
(2) 在图纸的中央绘制元件;
(3) 在进行网络标号的标注时注意在左下角出现红色小叉时才说明标注成功。
2、PCB中常见错误
(1)原理图中元件使用了PCB库中没有的封装;
(2)原理图中元件使用了PCB库中名称不一致的封装;
解决办法:
(1) 给元件添加合适的封装;
(2) 将SCH库中的引脚标号改正确。
四、心得体会:
为期两周的电子线路CAD实习很快就结束了。实习的目的就是要锻炼我们的实际动手能力。当然这次实习是为了让我们更加了解Protel DXP这款软件。
虽然之前实习的时候使用过这个软件,但是我了解的还只是一点皮毛,要学的东西还有很多。直到实习的最后一天,这款软件的一些功能还没了解到,实习的时间太短了,还想多学一些。真心希望以后还有这种实习,再丰富我们理论知识的同时,又能增强我们的动手能力。
千里之堤溃于蚁穴。通过这次实习使我深深的知道,在工作中的任何环节都不能马虎,任何一点小小的差错都可能造成最终的失败。我们一定要养成细心的习惯,做事要心细,不能五大三粗的。事实证明,只要有心,用心,就一定会成功的。
最后衷心感谢老师的耐心教导和帮助!
附1:原理图
附2:最终的PCB图
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