第10章电子线路计算机辅助设计CAD
电子线路第10章
图10.14高频谐振功率放大器电路
（2）双击图10.14中的信号源XFG2，对其进行参数设置： 频率设置为1.5MHz；幅值设置为1V；波形设置为正弦波。 （3）双击图10.14中的示波器XSC1，对其进行参数设置； 时标设置为500ns/DIV。A、B两个通道均设置为5V/DIV。 （4）打开仿真开关，就可以观察信号输入、输出波形了 （5）在图10.14中，双击三用表XMM1，对其进行设置， 便可以从中读出被测试点的直流电压值。 （6）双击图10.14中的XBP1为波特图仪，适当调整各处 的参数设置值，可以得到一个便于观察的高频谐振功率放 大器电路的幅频特性曲线图。
甲、乙、丙三种工作状态时的集电极电压、电流波形
下面我们讨论调谐功率放大器的工作过程。 设输入激励电压ub＝Ubmcosωct，则加在晶体管发射结两端 的电压为 uBE=−VBB+ub=−VBB+Ubmcosωct − − 只有当uBE大于Uth时，基极才出现电流iB。显然，iB为余弦脉 冲波，根据傅里叶级数的理论，电流iB可用式子表示如下。 iB＝IB0＋i1b＋ib2＋…＝IB0＋Ibm1cosωct+Ibm2cos2ωct+… ＝ 式中IB0为直流分量，Ibm1, Ibm2分别为基波、二次谐波的振幅。 晶体管导通时有集电极电流iC, iC与iB对应，也为余弦脉冲 波，也可用傅里叶级数分解为 iC＝IC0＋ic1＋ic2＋…＝IC0＋Icm1cosωct+Icm2cos2ωct+… ＝
电子电路CAD
电子电路CAD
随着电子技术的发展，电子电路的设计变得更加复杂和精确。在这样的背景下，电子电路CAD（Computer-Aided Design，计算机辅助设计）就应运而生，成为电子技术领域中一个不可或缺的工具。本文将介绍电子电路CAD的定义、功能、种类、使用方式以及未来发展趋势，让读者全面了解电子电路CAD在电子设计中的重要性和应用。
一、定义
电子电路CAD是指利用计算机软件进行电子电路的设计、仿真、分析等全过程，帮助设计者快速、准确地完成电子电路设计的过程。CAD可以使电子电路设计者减少大量的手工作业，提高设计的效率和精度，同时可以对电路进行各种仿真和计算，有效地提高电路设计的质量。
二、功能
电子电路CAD的功能非常多样化。它不仅可以帮助设计师进行电路原理图的绘制，还可以进行布局、自动联线、修改电路、仿真、优化电路、产生电路板绘制所需的文件，甚至根据需要输出电路板样板图等。下面详细介绍它的主要功能：
1. 电路绘制：CAD软件提供了丰富的元器件库和符号库，设计师可以通过鼠标拖动符号、连接器等元件进行电路绘制，极大地提高了绘制效率与准确性。
2. 电路设计优化：电子电路CAD可以通过仿真模拟电路
的运行过程，直接得出电路的性能并进行优化，优化后的电路可以更加符合设计要求。
3. 电路布局：可以根据不同元器件的要求自动安排它们
的位置。
4. 自动布线：可以根据元器件之间的连接关系自动布线，极大地提高了电路布线速度和效率。
5. 电路板绘制：可以将电路设计文件通过打印机等设备
输出到电路板上，实现电路板的设计。
电子线路计算机辅助设计
电子线路计算机辅助设计
北京大学通选课申请表
（教务部· 2001年3月修订）
开课单位电子学系课程编号
课程中文名称电子线路计算机辅助设计课程周学时 4 学时
课程英文名称Computer assistant design
for electronics circuit
课程学分 2 学分
授课对象理科类本科生（特别针对选修电子线路课程的学生）
先修课程电路分析、或与电子线路课程同时
教师姓名崔玉芹年龄 50 职称高工工资号50017
课程简介（为了便于学生选课，请不少于200字，可另附页）
计算机辅助设计是电子设计比较有效的手段,目前在国际上已经是流行的设计方法。从事电子设计、电路应用、及相关学科的学生需要很好的掌握这种设计手段，使其成为应用、设计、研究工作的有效工具。
本课程的目的是使学生了解电子设计软件orcad 的各种功能，学会使用该软件进行电子线路的设计与分析，为后续电子线路及数字逻辑电路的学习奠定有效的基础。
该软件是在wimdows环境下运行的CAD（Computer Aided Design），是可以在微机下使用的EDA软件，覆盖了电子设计中的三项核心任务：
❖ 1. Orcad/capture CIS 电路原理图设计软件
2. Orcad/PSpice A/D 模拟电路、数字电路、数/摸混合电路的仿真分析软件
Optimizer 模拟电路优化设计
3 .Orcad/Layout Plus _ ___ PCB设计软件
计算机辅助设计---orcad是由其Capture提供的电路图绘制功能将设计的电路图绘制到Capture页面上(代替在电路板上的焊接)，然后调用Pspice仿真分析功能，对设计电路的各种性能进行分析。如果相应的性能不满足设计要求，可直接更改 capture页面的设计电路，直到满意的结果。
电子线路cad
将设计好的PCB图导出，制作实际的电子线路板。然后进 行元件焊接、组装和调试，验证设计的正确性和性能。
复杂电子系统设计与实现
1 2 3
系统级设计
针对复杂电子系统，首先进行系统级设计。通过 功能划分、模块划分等方式，将复杂系统分解为 相对简单的子系统或模块。
模块级设计与仿真
对各个子系统或模块进行详细设计，并利用电子 线路CAD工具进行仿真验证。确保每个模块的功 能和性能满足系统要求。
计不可或缺的工具。
电子线路CAD的应用范围
集成电路设计
电子线路CAD在集成电路设计中 发挥着重要作用，通过自动化布 局布线等功能，提高集成电路设
计的效率和质量。
电路板设计
电子线路CAD可用于电路板设计 ，包括原理图绘制、元件布局、 布线设计等，减少人工操作，提
高设计精度。
01
03
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通信系统设计
电子线路CAD发展历程
初期阶段
早期的电子线路CAD主要依赖于 简单的绘图工具，设计过程相对
繁琐，自动化程度较低。
发展阶段
随着计算机技术的不断进步，电 子线路CAD开始引入更多的自动 化设计功能，如电路分析、布局
优化等，提高设计效率。
成熟阶段
现阶段的电子线路CAD已经具备 了较为完善的功能体系，包括原 理图设计、电路仿真、布局布线 、生产输出等，成为电子线路设
计算机辅助设计cad
计算机辅助设计cad
计算机辅助设计CAD
随着科技的不断进步和发展，计算机辅助设计（CAD）成
为现代工程设计的重要技术手段。CAD技术可以提高工作效率、优化设计方案、降低设计成本、提高设计质量，越来越多的领域开始使用CAD技术进行设计和制图。
一、CAD的定义和概述
CAD，即计算机辅助设计，指利用计算机进行物体、结构
等的设计和绘图。CAD可以广泛应用于各种领域，如建筑设计、机械设计、电子电气设计、土木工程、动画制作等。
CAD的主要功能包括：
1.绘图
CAD能够实现高质量、高精度的绘图，包括各种平面、立体、曲面图形的绘制、修改和排版。CAD还可以根据设计要求
生成各种规格的尺寸标注，使绘制的图纸更加精确。
2.建模
建模是CAD设计中最为重要的环节之一。通过CAD软件
可以完成二维或三维建模，建立产品的数学模型。二维的建模方式是通过连续的线段、圆弧等来描述设计内容，而三维建模则需要将三维几何元素拼接成立体模型。
3.分析
CAD软件可以对所建模型进行各种仿真分析，以实现功能和结构的优化设计。比如，对于机械设计，可以进行自由度
分析、模态分析、强度分析等。
4.出图
CAD可以生成各种格式的图纸输出，包括PDF、DXF、DWG
等格式，以及图片和动画等。
二、CAD的历史
早期的CAD技术主要是利用计算机对一些基本的几何图
形进行处理和绘制，而结构设计和分析则还需要使用手工计算和图纸。20世纪60年代以后，计算机技术的快速发展极大地
促进了CAD技术的应用和发展。随着计算机性能和软件技术的逐步提升，CAD软件已成为工程设计中不可或缺的技术。
CAD电子线路设计详解
CAD电子线路设计详解
CAD（Computer-Aided Design，计算机辅助设计）是一种常见的设计工具，它在电子线路设计领域发挥着重要的作用。本文将详细介绍CAD电子线路设计的相关技巧和步骤，帮助读者更好地运用CAD软件进行线路设计。
首先，我们需要选择合适的CAD软件来进行电子线路设计。市面上有许多优秀的CAD软件，如Altium Designer、Eagle、KiCad等。根据自己的需求和经验，选择适合自己的软件进行设计。
接下来，我们需要收集电子线路设计所需的材料和信息。这包括电路图、原理图、元器件清单等。在进行设计之前，确保收集到的材料和信息准确无误，以避免出现设计错误。
在CAD软件中创建一个新项目并命名，开始进行线路设计。我们首先需要绘制电路图，用于表示电路中不同元器件之间的连接关系。在CAD软件中，选择合适的工具（如线条工具、元器件工具等）进行绘制。将每个元器件添加到电路图中，并使用合适的线条将它们连接在一起。记得使用标准化的符号和图形来表示各种元器件，以保证设计的准确性。
完成电路图之后，我们需要进行元器件布局的设计。布局设计是将电路中各个元器件放置在电路板上的过程。在CAD软件中，使用合适的工具将元器件放置在电路板上，并确保它们之间的连接正确无误。需要注意的是，合理的元器件布局能够提高电路的性能和可靠性。在
进行布局设计时，我们可以根据特定的要求和设计准则来选择合适的
布局方式。
完成元器件布局之后，我们需要进行连线布线的设计。连线布线是
将电路中各个元器件之间的连接线路进行设计的过程。在CAD软件中，使用合适的工具将连线进行绘制，并确保其符合设计要求，如信号完
电子线路CAD试题及部分答案 苏州大学 吕建平
第二部分第4章 Protel 电路仿真
电子线路CAD复习题
1.什么是EDA？电子线路CAD的含义是什么？起什么作用？Protel、ORCAD、Allegro分别是哪家公司的产品？
答：EDA是电子设计自动化的英文简称，即电子系统设计自动化。所谓EDA技术是以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成的电子CAD通用软件包，主要用来辅助进行IC设计、电子电路设计以及电路板设计，包括仿真、电路图设计自动布局布线、版图设计及验证等功能。
CAD是计算机辅助设计的简称。作用包括专用集成电路ASIC设计、CPLD/FPGA等可编程器件设计和电路板设计等。
Protel是Altium公司，ORCAD、Allegro是Cadence公司。
2.什么是光绘？有何优点？光绘文件数据格式是什么？
答：光绘是利用光线直接在底片上绘制图形，然后经过显影、定影得到菲林底版。
优点：速度快，精度高，质量好，而且避免了在人工贴图或绘制底图时可能出现的人为错误，大大提高了工作效率，缩短了印制电路板的生产周期。
光绘文件数据格式是Gerber RS274X
3.什么是元件标号？绘制完电路图后标号发生混乱，如何处理？有哪两种处理方法？
答：元件标号是元件的标识，使用字母表示原件类别，后面的数字表示本元件在这个类别中的序号。（1）手工修正，仔细检查电路图，查出不规范的标注，然后逐一修改。
（2）利用Protrl DXP提供的原理图自动标注功能标注元件。
4.何谓多功能元件？
答：在某一类电子元件中，其一个元件体内具有多个功能完全相同的模块。
电子线路CAD课程设计报告
电子线路CAD课程设计报告
一、课程设计目的
以电子线路CAD软件设计原理为基础,重点在硬件设计领域中实用的电子线路设计软件的应用。掌握电子线路设计中使用CAD的方法。为后继课程和设计打下基础。通过电路设计，掌握硬件设计中原理图设计、功能仿真、器件布局、在线仿真、PCB设计等硬件设计的重要环节。
1．进一步熟悉Altium Designer 6.8软件
2．掌握所给电路原理图和PCB图的绘制。
3.学会上网查找元件尺寸、封装。
二、课程设计内容
(一)按照指导书画出原理图
(二)按照原理图画出PCB图
(三)掌握元件封装方法.
本次课程设计采用STC89C52RC单片机制作温度报警器，系统总体原理图如图1所示，由STC89C52RC单片机、时钟电路、复位电路、显示电路、电源电路、按键电路、报警电路和温度检测电路等组成。
图1 系统硬件电路
三、系统硬件电路设计及各模块电路
其中显示电路由LCD1602组成，温度传感器的作用是采集实时温度，
当实时温度值超过设定的上、下限值时，蜂鸣器发出蜂鸣声以达到报警的作
用；按键电路由按键key2、key3、key4组成，按键key2用于模式的选择，
每按一次按键key3温度值加1，每按一次按键key4温度值减1 1、单片机的最小系统
单片机的最小系统STC89C52RC单片机、时钟电路和复位电路组成，如图2
所示，在写课程设计报告时需查找添加STC89C52RC单片机资料。
图2 单片机最小系统
（1）时钟电路
单片机的TXAL1和TXAL2两个引脚，其主要作用是外接石英晶体和微调电容，构成时钟电路，其电路图如图3所示。
CAD电子线路设计的基本流程
CAD电子线路设计的基本流程CAD（Computer-Aided Design）电子线路设计是一种利用计算机辅
助设计技术来设计电子线路的方法。它可以提高设计效率，减少错误，同时为电子工程师提供了更多的创意空间。本文将介绍CAD电子线路
设计的基本流程，帮助读者快速上手并提高设计能力。
1. 确定设计需求：在进行CAD电子线路设计之前，首先需要明确
设计的需求。这包括确定电路的功能、性能指标、输入输出要求、电
源需求等。准确理解设计要求对于设计的成功至关重要。
2. 组织电路的功能模块：在进行CAD电子线路设计之前，将电路
分解为不同的功能模块是必要的。每个模块负责实现一个特定的功能，通过这种方式可以简化设计过程并提高可重用性。可以使用CAD软件
中提供的模块化设计工具来实现这一步骤。
3. 选择元器件：选择合适的元器件是电子线路设计的重要一步。根
据设计需求和功能模块的要求，选择符合规格和性能要求的元器件。
使用CAD软件的元器件库，可以快速搜索并选择所需元器件，并将其
添加到设计中。
4. 连接电路：一旦选择了合适的元器件，下一步是将它们连接起来。在CAD软件中，可以使用线段、导线、连接器等工具来进行电路的连接。确保连接正确、简洁，并避免产生干扰，这对于电路的正常运行
至关重要。
5. 进行仿真分析：完成电路连接后，可以使用CAD软件提供的仿真工具来验证电路的功能和性能。通过输入一系列的输入信号，仿真工具可以模拟电路的行为，在不同条件下分析其性能。通过仿真可以检测电路的潜在问题并进行优化。
6. 调整和优化设计：基于仿真结果，可以对设计进行调整和优化。这可能涉及更换元器件、调整连接、优化电源和地线设计等。通过反复迭代这一步骤，可以进一步提高电路的性能。
电子线路cad实验报告
电子线路cad实验报告
电子线路CAD实验报告
引言：
电子线路CAD（Computer-Aided Design）是一种利用计算机辅助设计的技术，可以提高电子线路设计的效率和精度。本实验旨在通过使用电子线路CAD软件进行实际设计和仿真，来加深对电子线路原理和设计方法的理解。
实验目的：
1. 了解电子线路CAD软件的基本操作和功能；
2. 掌握电子线路CAD软件的使用技巧；
3. 进行电子线路的设计和仿真实验；
4. 分析实验结果，验证电子线路设计的正确性。
实验内容：
1. 实验前准备：
在开始实验之前，首先需要下载和安装一款电子线路CAD软件。市面上有很
多种选择，如Multisim、Proteus等。根据实验要求和个人喜好，选择一款适合
自己的软件。
2. 电子线路设计：
在软件中选择一个合适的电子线路设计，可以是简单的放大电路、滤波电路等。根据实验要求，选择合适的元器件，进行电路的布局和连线。
3. 电子线路仿真：
在设计完成后，使用软件提供的仿真功能进行电路的仿真。通过输入适当的
信号，观察电路的输出波形和各个节点的电压、电流等参数。根据仿真结果，
分析电路的性能和特点。
4. 实验结果分析：
根据仿真结果，对电路的性能进行分析和评估。可以通过改变元器件的参数
或拓扑结构，来观察电路性能的变化。同时，可以比较仿真结果与理论计算结
果的差异，找出可能的原因。
5. 实验总结：
在实验结束后，对整个实验过程进行总结和归纳。总结电子线路CAD软件的
使用经验和技巧，分析实验中遇到的问题和解决方法。同时，对电子线路设计
和仿真的意义和应用进行思考。
电子线路CAD实习指导书
电子线路CAD实习指导书电子线路CAD实习指导书
一、实习目的
本实习致力于让学生深入了解电子线路CAD设计的基础知识和操作技巧，为学生提供一个实践锻炼的机会，培养学生的实际应用能力和团队合作精神。
二、实习时间
本次实习时间为两周，每天8个小时，共计80个学时。具体时间根据实习计划安排。
三、实习内容
1.电子线路CAD基础知识介绍1.1 电子线路CAD定义电子线路CAD，即电子线路计算机辅助设计，是一种利用计算机进行电路布局、连线计算、设计仿真和电路分析的过程。其使用CAD软件绘制电路图，并对电路进行仿真和分析。
1.2 电子线路CAD软件目前市面上常见的电子线路CAD软件有Protel，Pad2Pad，EasyEDA，Altium Designer，OrCAD等。可以根据实际需求选择软件进行学习。
2.电子线路CAD操作技巧2.1 电子元件的选择在进行电路设计时，需要选择合适的电子元件进行连接。需要根据电路的要求、元件特性、使用环境等因素来选择元件。同时，要保证
元件的互不干扰，不发生短路等问题，避免影响整个电路的稳定性。
2.2 电路的连接布局在连接电子元件时需要考虑布局的合
理性，保证电路的结构简洁明了、有序、美观，避免线路交叉、交叉点重叠等问题。
2.3 仿真与分析在进行电路设计时需要进行仿真测试，验
证电路的功能是否符合要求。同时可以对电路进行分析，优化电路结构，提高电路效率和稳定性。
3.电子线路CAD实践项目本次实习将提供两个电子线路CAD实践项目，具体如下：
3.1 LED灯控制电路设计该项目旨在让学生了解LED灯的工作原理和控制方式，培养学生使用电子线路CAD软件进行电路设计和仿真的能力。
电子电路CAD技术》课件 [自动保存的
计算机辅助设计(CAD)由设计者根据要求进 行总体设计，提出具体方案，利用计算机存储 容量大、运行速度快的特点，由人用电子电路 CAD软件对设计方案进行模拟评价，设计检验 和数据处理等，如有错误或不理想，再重复上 述过程。由人(主导地位)和计算机通过CAD软 件来共同完成电子电路的设计任务。
电子设计自动化EDA（Electronic Design Automation)技术是从计算机辅助设计（CAD）、 计 算 机 辅 助 制 造 （ CAM ） 、 计 算 机 辅 助 测 试 （CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展 而来的。
电子电路CAD技术
主讲教师：余 淼
光电工程学院光电信息专业
本课程是为 “测控技术与仪器”、“光电信息工程”、“电子科学与技术” 及相关专业的本科生开设的一门专业选修课程。本课程的目的和任务是使学 生通过本课程的学习，了解电子电路CAD的基本概念，掌握一些基本的电子电 路CAD软件的使用方法，为后续学习以及从事电子电路设计工作打好基础。
PSpice软件的发展
Berkley: Circuit
SPICE (Simulation Program with Integrated Emphasis)
使用。
1972 首次推出SPICE 1975 SPICE实用版(博士论文), 免费推广 1982 发展为电路模拟的“ 标准”软件。
计算机辅助设计(电路CAD)
课程名称：计算机辅助设计（电路CAD）
课程代码：4300
第一部分课程性质与目标
一、课程的性质与特点
计算机辅助设计（电路CAD）是高等教育自学考试计算机及软件技术应用专业的一门选修实践课程，它是一门实践性很强的课程。通过对本课程的学习，能够使学生学会利用Protel 99 SE在PC机进行电路计算机辅助设计，培养学生分析问题和解决问题的能力，为学习后继课程打下良好的基础。
二、课程目标与基本要求
本课程的设置目标是使考生通过学习，掌握Protel 99 SE的使用方法，并能利用Protel 99 SE进行电路计算机辅助设计。培养学生进行工业电子产品设计开发工作的技能。
本课程的基本要求：
1、了解Protel 99 SE的基本使用方法
2、掌握Protel 99 SE软件在计算机上进行设计并绘制出有实际意义的原理图和印刷电路板PCB图的方法
3、掌握一定的电子工艺和印刷电路板的排板知识。
三、与本专业其他课程的关系
本课程的先修课程为《计算机应用基础》。
第二部分考试内容与考试目标
第一章Protel 99 SE使用基础
一、学习目的与要求
通过本章学习，了解Protel 99 SE的运行环境、安装和启动。重点介绍Protel 99 SE中的文件形式，设计数据库文件的建立、打开，设计数据库文件的界面，设计数据库内的文件管理和窗口管理。
本章总的要求：识记Protel 99 SE软件的基本使用方法并进行简单应用。
二、考核知识点与考核目标
（一）Protel 99 SE的安装和启动。（一般）
识记：Protel 99 SE的安装和启动方法。
CAD在电子电路设计中的原理和布线设计
CAD在电子电路设计中的原理和布线设计电子电路设计是现代电子技术中的重要环节，而计算机辅助设计（CAD）在电子电路设计中的应用早已成为行业的常态。本文将介绍CAD在电子电路设计中的原理和布线设计的相关内容。
一、CAD在电子电路设计中的原理
计算机辅助设计（CAD）是一种利用计算机软件辅助进行设计的方法。在电子电路设计中，CAD的原理主要包括以下几个方面：
1. 图形输入：CAD可以通过鼠标、键盘等输入设备将电路设计图形输入到计算机中，实现电路的可视化。
2. 数据库管理：CAD系统通过建立电路元器件的数据库，实现对电路元器件的管理和分类。设计人员可以通过查询数据库，快速找到需要的元器件，并将其添加到电路图中。
3. 仿真与分析：CAD系统可以对电路进行仿真与分析，通过计算机模拟电路运行情况，检测电路的性能和稳定性，为设计人员提供参考意见。
4. 快速布线：CAD系统可以根据设计要求自动进行布线，通过算法和优化方法，尽可能减少布线的长度和电路的复杂度。
二、布线设计
在电子电路设计中，布线是将电路中的各个元器件之间合理连线的
过程。布线设计的好坏直接影响到电路的性能和稳定性。CAD在电子
电路布线设计中发挥了重要作用，具体包括以下几个方面：
1. 信号传输路径：CAD系统可以根据信号传输的要求和约束条件，自动规划信号传输的路径。同时考虑信号的传输时间和衰减等因素，
选择合适的传输路径。
2. 电源和地线布线：CAD系统可以根据电源和地线的设计要求，自动规划电源和地线的布线路径。确保电源和地线的稳定性和可靠性，
电子行业电子线路CAD设计
电子行业电子线路CAD设计
1. 介绍
电子行业是现代社会中一个多元化且不断发展的行业。在电子产品的制造过程中，电子线路CAD（计算机辅助设计）起着至关重要的作用。本文将介绍电子行业中电子线路CAD设计的基本概念、流程以及其在电子产品设计中的重要性。
2. 基本概念
2.1 电子线路CAD的定义
电子线路CAD是指通过计算机软件辅助设计电子线路的过程。它利用CAD软件将电子线路图纸进行绘制、分析、仿真和优化等操作，从而提高电子产品的设计质量和生产效率。
2.2 电子线路CAD设计工具
常用的电子线路CAD设计工具包括Altium Designer、OrCAD、Eagle等。这些软件提供丰富的元器件库、可视化的线路设计界面以及强大的
仿真和分析功能，满足了不同级别的电子产品设计需求。
3. 设计流程
电子线路CAD设计的流程通常包括以下几个主要步骤：
3.1 确定设计需求
首先要明确电子产品的功能和性能需求，包括输入输出接口、功耗要求、尺寸限制等。
3.2 选取元器件
根据设计需求，从元器件库中选取适合的元器件，包括芯片、电容、电阻、电感等。选取的元器件应满足电路设计的要求，并且具备良好的性能和可靠性。
3.3 绘制电路图
利用CAD软件绘制电路图，包括电源电路、信号处理电路、功放电路等。在绘制电路图的过程中，需要合理布局元器件，确保信号传输的准确性和可靠性。
3.4 电路仿真与优化
通过CAD软件提供的仿真工具，对绘制的电路图进行仿真分析。主要包括信号传输、功耗、噪声干扰等方面的仿真。在仿真过程中，可对电路进行调试，优化其性能。
电子线路CAD技术(第二版)课件：自动布局与自动布线
自动布局与自动布线
9.3 规划印刷电路板
设置工作层和布局范围。该PCB板采用双面板，需要加 载的板层如图9-1所示，板层至少有顶层、底层、顶层丝印 层、多层和禁止布线层。
元件布局范围属于PCB大小，在机械层绘制物理边界， 禁止布线层设置电气边界。设置相对坐标原点，在禁止布线 层绘制一个长1700 mil、宽1200 mil的矩形框。
图9-1 双面板层所加层显示
自动布局与自动布线
9.4 装载元件封装库
按照8.1.2节加载Advpcb.ddb元件封装库。 需要注意的是，不同的电路中组成元件不同，需要的封 装形式有所区别，根据实际电路加载不同的封装库，所加载 的元件封装库一定要包括电路原理图中所有元件封装形式， 否则在加载网络表时将会出错。
直接装入网络表文件的操作步骤如下： (1) 选择主菜单Design→Load Nets…，如图9-2所示。
自动布局与自动布线 图9-2 加载网络表命令
自动布局与自动布线
(2) 弹出如图9-3所示的加载网络表对话框。若选中 Delete components not in netlist，表示系统将自动删除没有在 网络表中的元件，即没有连接的元件；若选中Updata footprints，表示如果调入的网络表文件中的元件封装和已经 存在的元件封装不同，则采用新的元件封装形式，如果不选， 则采用原来的封装形式。
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第10章电子线路计算机辅助设计 CAD
•图 10 - 1 仿真程序的构成与流程图
第10章电子线路计算机辅助设计 CAD
第10章电子线路计算机辅助设计 CAD
• Pspice 规定了一系列输入、输出语句，用这些语句对电路 仿真的标题， 电路连接方式，组成电路元器件的名称、 参数、 模型， 以及分析类型、 输出变量等进行描述。下面结合一个简 单实例对程序组成进行概要介绍。
• 需要提醒读者注意的是，在建立电路的文本网表文件之前， 首先要对电路的节点进行编号。 Pspice 规定地节点号为0，其余 编号任意， 但不允许有悬浮节点，即每个节点对地有直流通路。 如不满足则可用大电阻（例如1 GΩ）代替。每个节点应至少接 两个元器件，不允许悬空。
第10章电子线路计算机辅助设计 CAD
•图10 - 3 晶体管放大电路
第10章电子线路计算机辅助设计 CAD
第10章电子线路计算机辅助设计 CAD
• 2. 电路的描述语句
• 该语句用以描述电路的拓扑结构和元器件参数，它由元器 件描述语句（如例10 - 1中的标注（2B））、 器件模型描述语句 （如例10 - 1中的标注（2C））、电源语句（如例10 - 1中的标注 （2A））三部分构成。
第10章电子线路计算机辅助设计 CAD
• 3) • 电源种类可以是直流源、 交流源、 独立源、 受控源， 波 形可以为正弦波、脉冲、指数、分段函数等等。 电源语句由源 名称、 连接关系、 数值大小组成。 其格式为 • <源名称><正节点><负节点><源值与参数> • 又如：
•VI 5 0 DC 1.5 AC 1 •VI1 3 0 SIN (0 2 10KHZ)
第10章电子线路计算机辅助设计 CAD
• 3. 分析类型描述语句 • 分析类型描述语句由定义电路分析类型的描述语句和一些 控制语句构成， 如直流分析（.OP），交流小信号分析（.AC）， 瞬态分析（.TRAN）等。 这类语句以一个“.”开头，因此也经 常称之为点语句。其位置可以放在标题与结束语句之间的任何 地方， 但通常置于电路描述语句之后。参见例题10-1中的标注 （3）。
第10章电子线路计算机辅助设计 CAD
• 1. 电路的标题语句
• 该语句为输入文件的第一行（注释语句外），必须设置。 它由任意字母或字符串组成，用以说明文件内容等， 如例10 - 1 中标注（1）。
• 【例10 - 1】 如图10 - 3所示是简单的晶体管放大电路，计算 该 电 路 的 静 态 工 作 点 。 晶 体 管 参 数 为 ： IS=1×10-14A ， ΒF=80 ， RBB=100 Ω，UA=100 V。要求：写出输入文本文件，打出分析结 果。RL两端的电压为Uo。
• 当然，用户也可以直接用文本输入的方式直接输入网表文件。
该输入方式要求设计者对输入语言比较熟悉，但文本输入方式通用
性、可读性强，不受软件界面变化和软件升级的影响，为早期也是
最基本的一种输入方式。
第10章电子线路计算机辅助设计 CAD
• 2. 激励源编辑程序Stimulus Editor • 该程序用于帮助用户快速建立输入信号源的波形，Pspice 中信号源的种类很多，如正弦波、 脉冲波， 分段线性波形等。
第10章电子线路计算机辅助设计 CAD
• 模拟电路仿真工具是以电路理论、数值计算方法和计算机 技术为基础实现的。它采用数学模型和仿真算法，利用计算机 的计算、 存储和图形处理的高速和高效率，以电路理论为依据， 无须任何元器件，用预先设计出的各种功能的应用程序， 取代 大量的仪器仪表。电路设计人员可以利用这些应用程序对电路 进行各种分析与验证。一个好的电路CAD工具就是一个现代化 的电子线路实验室，可以对整个电路系统设计进行全方位、 全 过程的逼真模拟，它为设计人员提供了一个创造性的开发环境， 不仅能使设计者的设计达到高质量、高可靠性，而且降低了成 本，缩短了开发周期，同时使设计者有更多的时间和精力去更 充分地发挥创造性，以求设计精益求精。
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•图10 - 2 电路分析流程图
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•10.2.2 Pspice的输入输出方式概述 • Pspice 是一个通用电路分析程序，在给定元器件参数和电 路结构的条件下，它可以模拟和计算电路的各项性能。 用Pspice 分析一个电路的一般要求是： • （1） 给定电路结构和元器件参数； • （2） 确定分析电路所需要的分析内容和分析类型； • （3） 定义电路的输出信息和变量。
• MicroSim 公司的Pspice 为众多模拟仿真软件中较为出色的 一个。它在保持spice 原有功能的基础上，在输入输出图形处理、 算法的可靠性和收敛性、仿真速度、模拟功能扩展和模型参数库 以及宏模型参数库等方面都有改善与扩充。
第10章电子Hale Waihona Puke Baidu路计算机辅助设计 CAD
• 1. 电原理图输入程序Schematics
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• 常用的一些分析类型描述语句及意义为 • .OP • .DC • .TF • .AC • .TRAN • .TEMP • .SENS • .STEP • （其余限于篇幅略）
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•
.MODEL <模型名称><模型类型><一组参数>
• 例如以下两组模型语句分别描述二极管、 三极管模型。
D1 4 2 DMOD •Q2 3 5 1 QMOD •.MODEL DMOD D IS=3E-14 RS=60 N=1 M=0.35 TT=1E-7 •.MODEL QMOD PNP IS=2E-15 BF=80 RB=15 CJC=2P CJE=2P •+VAF=100 TF=1E-10
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• 本章鉴于篇幅，不再系统讲解CAD工具Pspice的原理和算 法，而是把重点放在Pspice、Hspice等软件的应用上。 结合模拟 电路课程内容， 在介绍Pspice的功能时，尤其侧重于模拟单级、 多级电路的各项主要参数的模拟验证，以此可以代替电子线路 部分实验，解决电子线路理论教学往往与实验脱节的问题。鉴 于篇幅有限，本章并未涵盖Pspice软件的所有功能，因为毕竟 Pspice功能十分强大， 感兴趣的同学可进一步参考有关资料。
• 4. 输出结果绘图工具Probe • Probe 程序是Pspice的输出图形后处理软件包。它通过接受 仿真程序输出的绘图文件（*.DAT），在屏幕上绘出仿真结果 的曲线、 波形， 还可以打印输出。
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• 5. 模型参数提取程序Parts • 电路仿真工具的精度、可靠性和实用性在很大程度上取决 于电路元器件模型及模型参数的精度。目前主要是依靠模型参 数库提供。由于模拟电路的种类繁多，而Pspice的模型参数库 规模有限，因此Pspice提供了一个从器件中提取模型参数的软 件包Parts。
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• ② 元件值可以用整数或标准浮点数表示， 或用整数、 浮 点数加比例因子的形式表示。 比例因子有
•T=1012
G=109 MEG=106 K=103 M=10-3
•MIL=25.4×10-6 U=10-6 N=10-9
P=10-12 F= 10-15
• 比例因子可以大写， 也可以小写。 其后度量单位可以省略
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• 6. 元器件模型参数库LIB • Pspice提供的元器件参数库都以*.LIB的文件形式放于LIB 目录中供仿真程序调用。元器件参数库除了包括分立元件参数 库之外， 还包括集成电路的宏模型库，以及国际上一些著名元 器 件 和 IC 生 产 厂 商 的 专 有 元 器 件 参 数 库 。 例 如 ， 二 极 管 库 DIODE.LIB ， 双 极 型 晶 体 管 库 BIPOLAR.LIB ， 美 国 Analog Device公司专用IC宏模型库等等几十个。 随着Pspice版本的不 断更新，参数库的规模还将不断扩大， 充实。
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• 模拟电路的仿真工具是众多EDA工具中的一种。由于模拟 电路在性能上的复杂性及结构上的多样性，对仿真工具的精度、 可靠性、 收敛性以及速度等都有相当高的要求。 国际上公认的 模拟电路仿真工具是美国加利福尼亚大学伯克利分校开发的 spice程序，目前享有盛誉的模拟电路仿真工具都是以spice为基 础 实 现 的 。 其 中 以 美 国 原 Meta Software 公 司 的 Hspice 和 MicroSim 公司的Pspice 最为流行。两者程序由于收敛性强，适 于作系统和电路级仿真，现在两者均有微机版本，在世界范围 内用户广泛。
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2020/11/25
第10章电子线路计算机辅助设计 CAD
•10.1 电子线路CAD与电子线路CAD工具概述
• 随着集成电路和计算机技术的迅速发展，以计算机辅助设 计（CAD）为基础的电子设计自动化（EDA）技术已经渗透到 电子系统和集成电路设计的各个环节。大多数电路设计者需要对 电路的系统级或电路级进行功能仿真，本章就简明概要地介绍电 路仿真工具Pspice等的应用，使读者尽快掌握并应用到电路设计 中去，从而架起一座由电子线路到电子线路CAD的桥梁，以便今 后进一步遨游于电子设计自动化的王国。
不写。在没有比例因子和度量单位的情况下， 缺省的电阻、电
容、 电感、 频率、 电压、 电流和角度等的单位均为基本国际
标准单位：Ω、F、H、Hz、V、A、° 等。 如网表中1000=1
k=1E3=1000 Hz=1 kHz。
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• 2) 器件模型描述语句
• 许多元器件均用器件模型描述语句定义其参数。 该语句格 式区别于元器件描述语句，其以“.”开头，由关键字MODEL、 模型名称、 模型类型和一组参数构成。
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•10.2 电子线路仿真工具Pspice
•10.2.1 Pspice的基本组成
• 用于模拟电路仿真的spice程序，由美国加利福尼亚大学伯 克利分校1972年首次推出，1975年正式推出实用版。1988年spice 被定为美国国家工业标准。目前许多模拟电路仿真工具都是以 spice为内核， 在spice的基础上作了许多实用工作。
• Pspice的输入基本上是电路原理图输入和网表文本输入两种方 式。 电路原理图输入方式比较简单、直观。 Pspice的电路元器件库 中备有大量的绘制电路图所需的各种元器件符号，如电阻、电容、 电感、二极管、三极管、电源等电路级器件，以及运放、比较器等 宏模型级器件，还有数字电路仿真用的各种寄存器与门级电路。 用 户可以直接调用元器件进行原理图绘制，由原理图编辑器自动将原 理图转换为网表文件，并标上节点号以供仿真工具调用。
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• 3. 电路仿真程序 Pspice A/D
• 该程序为Pspice的核心部分。它的仿真功能包括：直流工作 点分析、 直流传输函数计算、交流小信号分析、交流噪声分析、 瞬态分析、 傅里叶分析、 灵敏度分析、 最坏情况分析、 蒙特卡 罗统计分析等。在近期的版本中， Pspice还具备模数混合电路的 混合仿真能力。一般情况下，Pspice还是主要用于模拟电路的仿 真， 因为它的优势主要还是在模拟电路的仿真上。
• 1)
• 元器件描述语句格式为
•
<元器件名称><节点1><节点2><器件值>
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• 关于该语句格式有两点说明： • ① 元器件的名称必须以规定的字母开头，其后可以是任意 的数字或字母，整个名称限8位长度。Pspice中规定的元器件首字 母见表10.1。 •表10.1 电路元器件的首字母规定