电路辅助设计上
微电子第六章集成电路计算机辅助设计
(1)版图生成
对数字电路，目前已有不少版图白动设计软件。但是对模拟集成电路， 基本还要依靠手工设计，即调用版图设计软件中的版图绘制模块，由 设计人员以人机交互方式完成版图的绘制。
(2)版图校验
为了保证生成的版图“正确无误”，一般需要进行下述3方面校验工作。 (a)设计规则校验(DRC：Design Rules check)：检查版图几何尺寸是否
6.1.1 计算机辅助设计（CAD)和设计自动 化(DA)
1 设计自动化[DA]
如果计算机能根据集成电路的设计指标要求， 自动完成电路设计和版图设计任务，就称之为设 计自动化(Design Automation)。
2 计算机辅助设计[CAD]
目前在集成电路的设计领域内，只对个别的情况， 例如采用可编程逻辑阵列 (PLA)结构实现的集成 电路，做到了设计自动化。大部分集成电路设计 中，要由 “人”为主导，同时需借助于计算机帮 助入工迅速而准确地完成设计任务。
6.1.2 CAD技术的优点
(a)减轻人工劳动，缩短设计周期：在集成电路版图 设计中要绘制、修改版图并要处理大量数据。
(b)保证设计的正确性：用手工方法绘版图和统计坐 标数据时，在几十万甚至几百万个矩形图形和坐 标数据中山现个别错误几乎是不可避免的。
(c)提高设计质量、节省设计费用：采用CAD技术可 以不必经过投片，而在线路设计阶段可对不同方 案进行计算机模拟分析，选取出较好的方案，并 进而对择优选用的电路进行灵敏度分桥、容差分 析和中心值优化设计，在提高设计质量的同时又 节省了研制费用。
6.2.2 OrCAD／Capture CIS软件
1. Capture CIS软件的构成
6.2.2 OrCAD／Capture CIS软件
计算机辅助电路设计课件：集成元器件库的管理与使用
集成元器件库的管理与使用
2. 创建元器件库应注意的问题 出于以上考虑，学会建立一个属于自己的元器件库是非 常重要的，甚至是必需的。但用户在创建自己的元器件库时 需要注意以下几个问题： (1) 首先要保证软件自带元器件库的完整性，用户不要 对此随意进行修改或删除，但可参考或复制Altium Designer 自带的元器件库。 (2) 在自制元器件库时尽量生成集成元器件库，同时保 证元器件符号模型与PCB封装模型之间的对应关系，这样可 方便地使用同步器进行原理图与PCB图之间的更新。
集成元器件库的管理与使用
(1) 无法包含所有的电子元器件。 (2) 自带的元器件库有时并不好用，原理图中元器件符 号偏大，PCB中元器件封装和实际有差别，这样对原理图和 PCB图的绘制都会有很大影响。 (3) 自带的元器件库中有的元器件并没有对应的封装模 型，需要自制。 (4) 自带的元器件库中有可能会存在一些错误，如元器 件管脚的编号错误，这样会导致无法用同步器进行网络布线。 (5) 自带的元器件库中元器件数量非常大，有时查找并 不方便。
集成元器件库的管理与使用
3. 创建元器件库的步骤 创建元器件库的步骤如下： (1) 新建一个集成元器件库。 (2) 在集成元器件库中创建一个元器件符号库，并完成 各种元器件符号模型的创建。 (3) 在集成元器件库中创建一个PCB封装库，并完成各 种元器件封装模型的创建。 (4) 应保证符号模型与封装模型之间的对应关系，并对 整个集成元器件库进行编译。 (5) 生成Altium Designer集成元器件库。
关于常用元器件的封装模型可参考本书第4章第1节内容。
集Hale Waihona Puke 元器件库的管理与使用6.1.4 符号模型与封装模型的对应关系 在进行原理图设计时，用户需要选择元器件的符号模型。
电路中的计算机辅助设计与仿真
电路中的计算机辅助设计与仿真计算机在电路设计和仿真领域起着重要的作用。
借助计算机辅助设计（Computer-Aided Design，简称CAD）和计算机辅助仿真（Computer-Aided Simulation，简称CAS）技术，电路设计师能够更加高效地进行电路设计和验证。
本文将探讨电路中的计算机辅助设计与仿真技术的应用和优势。
一、CAD在电路设计中的应用计算机辅助设计技术在电路设计中发挥着关键作用。
通过CAD软件，电路设计师能够快速创建电路原理图，并进行电路布局和布线。
CAD软件还提供了丰富的元件库，其中包含各种电子元件，如电阻、电容、电感、晶体管等，使设计师能够方便地选择和配置元件。
此外，CAD软件还具备强大的性能分析功能。
它能够根据电路的特点进行稳态分析、瞬态分析和频率响应分析，帮助设计师评估电路的性能和稳定性。
并且，在设计过程中，CAD软件可以根据设计要求自动生成电路板的尺寸和布局规则，提高设计的准确度和可重复性。
二、CAS在电路仿真中的优势计算机辅助仿真技术在电路设计中也占据着重要地位。
通过CAS软件，设计师可以对电路进行仿真实验，以评估电路的性能和可靠性。
CAS软件提供了丰富的信号源和测量工具，能够模拟各种输入和输出条件，以及不同的工作环境。
CAS软件还支持参数化仿真，设计师可以通过调整电路中的元件参数，快速评估不同设计方案的性能差异。
此外，CAS还可以进行优化设计，自动搜索最佳参数组合，使得电路性能达到最优。
借助CAS技术，设计师能够避免耗时的实际搭建和测试过程，大大缩短了设计周期。
同时，仿真结果能够提供详尽的电路性能数据，帮助设计师进行有效的设计评估和优化。
三、CAD与CAS的结合应用CAD和CAS在电路设计中可以相互补充和结合，实现更高效的设计流程。
首先，设计师可以在CAD软件中创建电路原理图，并进行布局和布线。
然后，将设计导入CAS软件进行仿真实验，验证电路的性能。
如果发现问题，可以返回到CAD软件中进行修改和优化，再次进行仿真。
开关电源设计中的辅助电路和监控电路设计-自举供电设计分析
变换器启动以前没有控制电源，但你需要电源来启动变换器。
最简单办法是用一个自举电路（图7-1）。
它是用一个电阻和一个电容直接从输入直流母线获得控制电源，当主变换器运行以后，从主变压器上自举线圈获得连续供电。
图7-1方法适合于有欠压封锁功能的PWM芯片。
当加上Uin时，电容C通过电阻R充电，电容电压上升。
当达到PWM 芯片的欠压封锁（UVLO）门限电压时，PWM芯片开始工作。
由电容提供能量驱动晶体管。
变换器工作，由主变压器自举线圈向PWM芯片供电。
图7-1中稳压二极管D2避免电容上过高的电压损伤IC，典型采用12~18V稳压二极管。
从接通电源到PWM芯片工作，并驱动功率晶体管导通，直至主变压器自举线圈向PWM 芯片供电正常工作前，一直由电容C供电。
因此需要一个很大的电容才行。
用一个典型的例子来说明：PWM芯片UC3825需要电源提供33mA才能运行。
在加上10mA的栅极驱动电流，以及其它部分数mA，总共需要大约50mA。
假定变换器进入正常工作需要10ms。
由于在此之前，自举变压器线圈电压为其它线圈电压箝位，在进入主电路稳压前不能提供功率。
而
UC3825的迟滞环宽（回差）仅400mV，这就意味着如果电容上电压在10ms内降落比回差大，PWM将恢复到欠压锁定状态，随后又通过电阻R对电容充电，经过一定时间又达到欠压上门限。
在回差范围内循环振荡。
因此我们需要电容提供50mA×10ms=500μC（微库）电荷，
!
降落400mV就需要C=500μC/400mV＝1.25mF(1250μF)如此大的电容。
电路的计算机辅助设计--利用KCL与KVL求解有无受控源两种情形....。
课 程 设 计 任 务 书专 业 保密 班 级 保密 姓 名 保密设 计 起 止 日 期2014-12-22——2014-12-26设计题目：电路的计算机辅助设计 设计任务（主要技术参数）：1.无受控源情形：利用KCL 与KVL 求左图中I 。
20Ω180V 15Ω2A I 1+-a b 5Ω6Ωu s 4Ωi 1+-+-10V2.有受控源情形：求右图中的 与 。
要求：1.画出电路原理图 2.理论分析 3.电路仿真利用Multisim10进行原理图设计和仿真 4. 编制课程设计说明书指导教师评语：成绩： 签字：年 月 日一、课程设计的目的电路原理课程是电类专业的主要技术基础课。
通过本课程的学习，能够使学生掌握近代电路理论的基础知识、电路分析与计算的基本方法，具备进行试验的初步技能，并为后续课程的学习打下必要的基础。
利用一种电路分析软件，对电路进行分析、计算和仿真，通过查找资料，选择方案，设计电路，撰写报告，完成一个较完整的设计过程，将抽象的理论知识与实际电路设计联系在一起，使学生在掌握电路基本设计方法的同时，加深对课程知识的理解和综合应用，是将理论和实践结合起来的一种途径。
电路原理课程设计是理论教学之后的一个综合性实践教学环节，是对课程理论和课程实验的综合和补充。
学会并利用一种电路分析软件，对电路进行分析、计算和仿真，通过查找资料，选择方案，设计电路，撰写报告，完成一个较完整的设计过程，将抽象的理论知识与实际电路设计联系在一起，使学生在掌握电路基本设计方法的同时，加深对课程知识的理解和综合应用，培养学生综合运用基础理论知识和专业知识解决实际工程设计问题的能力，以及工程意识和创新能力。
二、课程设计选题1.利用KCL与KVL求解图1中I沈阳大学20Ω180V15Ω2AI1+-图1,无受控源情形电路图2.求图2中的 与 。
0.9i 1ab5Ω6Ωu s4Ωii 1+-+-10V 图2,有受控源情形电路图沈 阳 大 学三、电路的理论计算四、方案设计1.电路原理图如图1和图2。
上海电力学院电路计算机辅助设计2--二端口电路的设计
实验一：二端口电路的设计一、电路课程设计目的1、掌握二端口网络的基本概念和形成端口的条件。
2、熟练掌握二端口网络的Y 参数、Z 参数、T 参数方程，理解各组参数的物理意义，并进行参数计算。
3、了解二端口网络的联接方式及计算方法。
4、学会用multisim 分析二端口网络。
二、电路课程设计原理U 2U1.开路阻抗参数［Z ］11122122Z Z Z Z Z ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦1111122U Z I Z I =+&&& 2211222U Z I Z I =+&&& 111112212222U I Z Z Z Z U I ⎛⎫⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭&&&& 211101I U Z I ==&&& 为'22:开路时，端口'11:处的输入阻抗（驱动点阻抗）；222101I U Z I ==&&& 为'11:端开路时，端口'22:与'11:之间的转移阻抗。
122202I U Z I ==&&& 为'11:端开路时，端口'11:与'22:之间的转移阻抗；111202I U Z I ==&&& 为'11:端开路时，端口'22:处的输入阻抗（驱动点阻抗）2.短路导纳参数［Y ］11122122Y Y Y Y Y ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦1111122I Y U Y U =+&&& 2211222I Y U Y U =+&&& 111112212222I U Y Y Y Y I U ⎛⎫⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭&&&& 211101U IY U ==&&& 为'22:端短路时，端口'11:处的输入导纳（驱动点导纳）；222101U I Y U ==&&& 为'22:端短路时，端口'22:与'11:之间的转移导纳。
计算机辅助电路设计教学方法研究与实践
计算机辅助电路设计教学方法研究与实践protel 99 se是目前国内最流行的通用电子设计自动化软件。
本文就如何在教学中让学生熟练地掌握protel 99 se作一探讨。
一、传统protel教学方法的不足学习protel的关键在于，灵活掌握每一个工作环境的使用。
protel的每一个工作环境虽然差异较大，但又相互联系，而且涉及电子专业知识较多，不易掌握。
传统的教学方法一般是按照教材的顺序给学生上课，老师每节课讲解几个知识点，然后让学生在计算机上练习，等完成一个单元的教学内容后，再进行综合练习，做一两个实例。
老师教得枯燥，学生学得无聊，根本达不到良好的教学效果。
这样教学使得知识点的讲解与练习都是单个进行的，没有及时与整体设计相结合，学生往往当时能听懂、会操作，但到要真正完整地完成一个设计时，却不能根据实际条件灵活运用已学过的知识，有的甚至学了后面忘了前面。
同时由于讲课时没有结合实例，学生听课的积极性不高，练习时也缺少兴趣，教学效果不是很理想。
因此，改革教学方法势在必行。
二、protel教学方法的研究与实践1.项目教学法在protel教学中的应用项目教学法打破以理论为中心的传统教学模式，以精选出的若干设计项目为中心，每个项目按设计任务顺序进行一体化教学，在每一个电路任务中贯穿相应的知识点，把学习的重点放在具体任务上，即“做中学”。
个别命令的使用尽量不单独讲解和单独练习，而是把要学习的“命令”融入到具体项目和任务中来讲解。
整个教学过程强调“做”，“做中学，做中教，教学相长”。
2.以任务驱动教学，在工作过程中学习在项目教学的基础上，教师结合学生的特点，把项目分解为不同的学习任务。
例如在学习“流水灯电路设计”项目时，首先明确学习目标：会识别元器件及使用画图工具绘制电路原理图，然后给出pcb的实物，布置根据实物，画出电路原理图的任务。
此任务中隐含着本章的几个知识点：（1）电路原理图设计步骤；（2）装载元件库；（3）放置元器件；（4）元件位置的调整；（5）使用原理图布线工具等。
电路设计之计算机辅助设计全
可编辑修改精选全文完整版电路设计之电子电路计算机辅助设计一、电子电路、计算机辅助设计在工程和产品设计中,计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。
在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较,以决定最优方案;各种设计信息,不论是数字的、文字的或图形的,都能存放在计算机里并能快速地进行检索;设计人员通常用草图开始设计,将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成;由计算机自动产生的设计结果,可以快速作出图形显示出来,使设计人员及时对设计作出判断和修改;利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。
用计算机辅助设计电子电路能够减轻设计人员的劳动,缩短设计周期和提高设计质量。
二、计算机系统的组成用于电子电路辅助设计的计算机通常以具有图形功能的交互计算机系统为基础,主要设备有:计算机主机、图形显示终端、图形输入板、绘图仪、扫描仪、打印机、磁带机以及各类软件。
工程工作站一般指具有超级小型机功能和三维图形处理能力的一种单用户交互式计算机系统。
它有较强的计算能力,用规范的图形软件,有高分辨率的显示终端,可以联在资源共享的局域网上工作,已形成最流行的CAD系统。
图形输入输出设备除了计算机主机和一般的外围设备外,计算机辅助设计主要使用图形输入输出设备。
图形输入设备的一般作用是把平面上点的坐标送入计算机。
图形输出设备分为软拷贝和硬拷贝两大类。
软拷贝设备指各种图形显示设备,是人机交互必不可少的;硬拷贝设备常用作图形显示的附属设备,它把屏幕上的图像复印出来,以便保存。
CAD软件除计算机本身的软件如操作系统、编译程序外,CAD主要使用交互式图形显示软件、CAD应用软件和数据管理软件3类软件。
交互式图形显示软件用于图形显示的开窗、剪辑、观看,图形的变换、修改,以及相应的人机交互。
CAD应用软件提供几何造型、特征计算、绘图等功能,以完成面向各专业领域的各种专门设计。
什么是计算机辅助设计软件它在电路设计中的应用有哪些
什么是计算机辅助设计软件它在电路设计中的应用有哪些计算机辅助设计软件在电路设计中的应用计算机辅助设计软件（CAD）是指通过计算机程序辅助完成设计、绘图和模拟等工作的软件。
它在各个领域中都有广泛的应用，其中包括电路设计。
本文将介绍计算机辅助设计软件在电路设计中的应用，并探讨其优势和局限性。
一、CAD软件在电路设计中的基本功能计算机辅助设计软件在电路设计中提供了以下基本功能：1.原理图绘制：CAD软件提供了电路原理图的绘制工具，可以方便地绘制各种电路图形，包括电源、电线和元器件等。
2.元器件库管理：CAD软件内置了庞大的元器件库，用户可以方便地选择和添加元器件，并进行属性设置。
3.电路仿真：CAD软件提供了电路仿真功能，用户可以对设计的电路进行模拟运行和性能分析，以验证电路的正确性和性能优化。
4.布局设计：CAD软件还提供了电路布局设计功能，用户可以通过拖拽和调整元器件位置来实现电路布局，以满足实际应用需求。
5.自动布线：CAD软件还可以自动进行电路布线，通过算法和规则优化电路的布线结构，提高布线效率和质量。
二、CAD软件在电路设计中的应用1.集成电路设计：CAD软件在集成电路设计中发挥着重要的作用。
它可以对集成电路进行细致的布局和设计，以满足电路的性能、功耗和面积等要求。
2.模拟电路设计：CAD软件可以用于设计和仿真各种模拟电路，如放大器、滤波器和混频器等。
通过仿真和分析，可以优化电路的性能指标。
3.数字电路设计：CAD软件也可以应用于数字电路设计，如计算机芯片和逻辑电路等。
它可以对电路进行逻辑设计、仿真和验证，以实现功能需求。
4.电源电路设计：CAD软件还可以辅助设计各种电源电路，如开关电源和直流稳压电源等。
它可以对电路进行可靠性分析和功耗优化，提高电源的效果和效率。
三、CAD软件在电路设计中的优势1.提高设计效率：CAD软件提供了丰富的工具和功能，可以大大提高电路设计的效率。
通过自动化和智能化的设计流程，节省了设计师大量的时间和精力。
分拣物品控制系统电气控制主电路及其辅助电路设计
分拣物品控制系统电气控制主电路及其辅助电路设计特木其乐(内蒙古华电辉腾锡勒风力发电有限公司) 摘 要:随着现代科技的发展,生产设备越来越机械化、自动化,在很多企业生产线都采用了输送机进行自动分拣物品,本文简述了输送机进行自动分拣物品系统的工作原理,并对其各步骤工作方式与原理做了说明,绘制了电气原理图。
关键词: 中图分类号:T H691.5 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)12—0082—02 随着现代科技的发展,生产设备越来越机械化、自动化,在很多企业生产线都采用了输送机进行自动分拣物品,并传输到相应生产工位。
输送机的工作台上由人工或机械装置载入货物,当检测装置检测到此货物为成品时,则输送机把此物品传到相应的装配工位停留2分钟,此货物在卸完后输送机硬自动返回原点,等待传送下一货物;当检测装置检测到此货物为原料时,则输送机把此物品传到相应的加工工位停留2分钟,如此往复。
控制要求:输送机由电动机带动皮带链进行传动工作,此电动机功率为7.5kw;并为全压起动,双向运行;控制系统分手动和自动两种方式,自动方式时输送机必须在原点方可进行传送货物;电机在输送货物和返回时有相应指示;电机应有相应的保护措施及总停控制;系统应设有超行程保护,若超行程时应有报警指示;系统要求有电源指示,电流指示及电压指示。
1 控制方案的确定1.1 工艺流程当检测装置检测到此货物为成品时,则输送机把此物品传到相应的装配工位停留2分钟,此货物在卸完后输送机应自动返回原点,等待传送下一货物;当检测装置检测到此货物为原料时,则输送机把此物品传到相应的加工工位停留2分钟,如此往复。
1.2 基本思路首先需要说明一下,我们用两个按钮的动作来代替检测到的是成品还是原料,即检测到成品按下SB 按钮,检测到原料按下SB 按钮。
大体思路是通过辅助电路控制两台接触器的动作来控制一台电动机的正反转带动小车把货物运送到相应的生产工位。
计算机辅助电路设计方法研究
计算机辅助电路设计方法研究作者：王付华来源：《数字化用户》2013年第28期【摘要】随着社会科学技术的不断进步和发展，之前那种传统的电路设计方法已经不能满足社会发展的需求。
所以采用计算机辅助电路设计已经成为了现在社会发展的趋势，本文主要就是对计算机辅助电路设计的方法进行了一定的分析和研究。
【关键词】计算机电路设计辅助方法之前在进行电路设计的时候，主要就是靠人工将一些电子元件通过导线然后连接起来，对于一些比较简单的电路，这样的方法还是可行的，但是现在的电路设计越来越复杂，在进行人工连接电路的时候就显得无从下手。
所以人们才开始采用印制电路板的方式来进行电路的连接，传统的手工方式制作的话，工作量是比较的大，而且制作的周期也比较的长，往往很小的电路板也需要很长的时间才能够经过很多人制作出来，而且在后期如果要进行修改的话也比较的麻烦。
随着计算机技术的应用，就能够很好的去解决这些问题。
在通过计算机进行辅助电路设计的时候，往往之前需要很多人才能完成的工作，现在也只需要一个人就可以完成，而且在进行电路设计的时候，时间的周期也缩短了很多。
一、计算机辅助电路设计的一些优点在采用计算机辅助电路设计的时候，主要就是利用了计算机模拟代替了之前的通过搭接来对电路进行试验的方法，这样的话在电路的设计阶段，就可以减少很多去验证电路的工作量，使得在进行电路设计的过程当中，进程会比之间快了很多。
现在很多的专业软件上面都有很多的参数数据库和图形数据库，在设计当中需要用到的电子元件基本上这些数据库当中都能够提供，如果有些电子元件在数据库当中没有的话，那么也可以在设计之间先设计好这样一个电子元件的模型放入到相应的数据库当中，在设计当中如果需要的话那么也就可以很方便的直接拿出来用。
同时在进行印刷电路板设计的时候，也可以采用相应的印刷电路板设计的专业软件，而这些专业的软件是可以进行自动布线布局以及后期处理的作用。
而在进行图纸的绘制时，也可以采用相应的软件来进行制版。
电路计算机辅助设计课件
目录
• 电路计算机辅助设计简介 • 电路计算机辅助设计基础知识 • 电路计算机辅助设计软件介绍 • 电路计算机辅助设计案例分析 • 电路计算机辅助设计未来展望
01
电路计算机辅助设计 简介
定义与特点
定义
电路计算机辅助设计（Circuit Computer-Aided Design，简称 CCAD）是指利用计算机软件辅助工 程师进行电路设计的过程。
案例二：模拟电路设计
总结词
详细描述
模拟电路设计是电路计算机辅助设计 的又一重要应用，有助于提高设计的 可靠性和效率。
模拟电路设计是电路计算机辅助设计 的另一个关键应用。在模拟电路设计 中，设计师可以使用电路计算机辅助 设计软件进行原理图设计和仿真。这 有助于设计师更好地理解电路的行为 ，预测潜在的问题，并优化设计方案 。通过使用电路计算机辅助设计软件 ，设计师可以减少设计错误，提高设 计的可靠性和效率。
详细描述
数字电路设计是电路计算机辅助设计的重要应用之一。通过使用专业的电路设计软件，设 计师可以快速地创建和修改数字电路，并进行仿真和优化。这大大提高了设计效率和准确 性，缩短了产品上市时间。
案例细节
以一个简单的数字钟表电路设计为例，设计师可以使用电路计算机辅助设计软件进行原理 图设计和PCB布局。通过软件内置的仿真工具，设计师可以验证电路的功能和性能，确保 设计的正确性。
Synopsys
Synopsys是另一家知名的EDA软件供应商，其 产品线包括原理图编辑、电路仿真、版图设计等 。
EDA软件使用技巧与经验分享
掌握基础操作
在使用EDA软件前，需要先 了解其基本操作，如打开文 件、保存文件、撤销/重做等 。
计算机辅助电路设计中的参数和容差确定
ｕｉｇＣＡ ｏｔ ｒ ｄｒｓｏ ｓ ｌｎ ｔｏ ．Ｔ ｉ ｓｏ ｓｔａ ａａ ｔｒ ｎ ｌｒ ｃ ａ ｅｏ ｔｉｅ ｒｉ ｒｖｎ ｈ ｕ ｉ ｆ ｓｎ Ｄ ｓｆ ｅａ ｐ ｎｅｐａ ｅｍｅｈ ｗａ ｎ ｅ ｄ ｈｓ ｈ ｗ ｈ ｔｐｒｍｅｅｓａ ｄｔ ｅａ ｅＣ ｂ ｂａｎ ｄｆ ｏ ｎ ｎ ｏ ｍｐｏ ｉｇｔｅｑ ａ ｔ ｏ ｌ ｙ
Ｊ ｎ ．０ ６ ｕ ．２０
Ｖ０ ． Ｏ Ｎｏ ２ １２ ．
第２卷 Ｏ
第２ 期
计 算机 辅 助 电路设 计 中的参数 和容 差确 定
张立东 徐洪福 ，
（．嘉昭科技（ １ 深圳） 有限公司 ５８３ ；． １０３２ 南昌广播电视网络传输中心 ３００ ） ３０９
［ 关键词］ 计算机辅助电路设计 ， 参数设计 。 容差设计， 响应平面法
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电子电路计算机辅助设计综述
电子电路计算机辅助设计综述计算机技术的应用对于电子电路设计行业的发展是一大飞跃式突破，无论是电子产品种类的开发，还是电子电路设计性能的提高，都离不开计算机技术的帮助。
在电子电路设计环节融入计算机技术手段能够实现产品的仿真性模拟实验，并根据实验效果对产品性能做出进一步改善。
文章对于计算机技术在电子电路设计中的应用展开了全面论述，希望能够进一步提高计算机技术的应用范围，不断完善其技术水平。
标签：设计原理介绍；辅助设计；仿真测试电子电路技术的发展与计算机技术具有相辅相成的关系，一方面电子电路技术的研发和应用需要计算机技术加以支持，另一方面，在计算机技术的演变过程中，电子电路设计也起到了不小的推动作用。
将计算机辅助设计技术与电子电路技术有机结合能够有效发挥其实际功效，不仅可以有效应对技术开发中所遇到的技术性难题，同时也可以实现较好的产品实验效果，通过对电路设计的仿真模拟和调试省去不必要的技术开发环节，提高设计工作的效能。
1 电子电路设计原理介绍电子电路设计原理主要是指将一定数量的电子原件按照使用需求通过导线进行连接，以实现电流流通的过程。
其中电子原件包括开关和用电设备两类，而用电设备由于其内部电阻不同，又可以划分为导电体，半导体和绝缘体，控制电路是否接通以及改变电流大小的任务则由电源开关来完成。
电路原理的理论基础主要涵盖了物理学，电磁学等相关知识，是将实际生活中的电路系统通过模拟设计的方法表现出来。
导体和绝缘体的划分标准是依据物体的导电能力强弱来划分的，导体的电流传递功能较强，电阻相对偏低，其导电性能通常与物质材料有关，较为常见的导体物质为金属材料。
绝缘体则是指导电能力相对较弱或根本不具备导电条件的物质，这些物质的电阻极高，电流几乎不能够通过，常见的绝缘材料主要包括玻璃，塑料，一些具有特殊性质的液态物质和气态物质。
半导体的性能介于导体和绝缘体之间，主要为硅材料，其导电性能不稳定，可以随条件的变化而发生较大改变。
电气工程领域的计算机辅助设计教程
电气工程领域的计算机辅助设计教程电气工程是一个关于电力系统、电气设备和电路的学科领域，计算机辅助设计（CAD）在电气工程中扮演着重要的角色。
这项技术利用计算机软件和硬件辅助进行电路设计、系统分析和模拟，以提高效率和准确性。
本文将探讨电气工程领域的计算机辅助设计教程，旨在帮助读者更好地掌握这一技术，并应用于实践中。
计算机辅助设计教程的开展离不开一个基本的前提，即读者具备一定的电气相关知识。
因此，在开始学习计算机辅助设计之前，建议读者先了解基础的电气知识，如电路理论、电机控制、电力系统等。
这将为学习计算机辅助设计打下坚实的基础。
接下来，我们将介绍关键的教程步骤。
首先，学习电气设计软件的基本操作是必不可少的。
目前市场上有许多广泛使用的电气设计软件，如AutoCAD Electrical, Zuken的E3.series, Mentor Graphics的PADS等。
在选择学习软件时，需要根据自己的实际需求和使用习惯做出选择。
可以从官方网站或其他途径获取软件安装包，并按照指引进行安装。
学习软件操作的过程中，可以查阅软件的用户手册和在线教程，了解软件界面和功能的基本概念。
学习如何创建电气图纸、导入导出文件、添加元件和线路、定义电器符号等常见操作。
熟悉软件的菜单栏、工具栏和快捷键，能够提高设计的效率和准确性。
其次，掌握电气图符号和标准是进行电气设计的基础。
不同的国家和行业有不同的电气标准，如美国标准 ANSI/IEEE，国际电工委员会标准 IEC 等。
在设计过程中，需要了解并应用相应的标准，以确保设计的可靠性和合规性。
学习电气图符号的方法可以通过参考电气标准中的符号表，或者直接在电气设计软件中查找符号库。
了解不同元件的符号表示和功能特点，能够帮助设计者在绘制电气图纸时准确地表示电路的结构和特性。
第三，学习电路的建模和模拟分析是进行电气设计的关键。
电路建模是将实际电气系统抽象为数学模型的过程，模拟分析则是通过计算机进行电路性能和行为的模拟。
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实验一：功率的测定以及仿真1.仿真实验目的（1）验证各电阻的功率和电压源的功率，并且验证整个电路输出功率和吸收功率相等，即整个电路功率守恒；（2）、学习利用仿真仪表分析检验各电阻功率和对电压表电流表的运用。
2.实验原理及说明A. 本次实验的电路图以及连接方式如图1.1所示：利用环路电流法可列出方程B.)(36_)(31234232131=⨯-⨯++=⨯⨯+R R R R V R R R i i i i l l i l图1.1C ．电路连接好之后，按照电流表和电压表的示数，根据I U P ⨯=可以算出电压源的功率，再根据连接在各电阻上的功率表，读出各电阻的功率321,,P P P ，根据4321P +++=P P P P 吸收可以算出电路吸收的功率；根据I U P P ⨯==电源释放可以算出电路释放的功率。
.若释放吸收P P =，则说明整个电路吸收与释放的功率相等。
3.仿真实验的步骤与内容按照原理图1.1所示，连接电路，如下图1.2所示 读数，如下图1.3所示我们可以得到：U=36.0V,I=9.0A,又由0)(36_)(31234232131=⨯-⨯++=⨯⨯+R R R R V R R R i i i i l l i l 计算出实验一致。
36V I U =⨯=释放P ;4321P +++=P P P P 吸收=424323222121I R I R I R I R +++=162+18+108+36=324W由上可得，释放吸收P P =，所以整个电路是功率守恒的R12ΩXMM1R22ΩV136 VXWM1VIXWM2V IXWM3VIR33ΩXWM4VIR44ΩU1DC 1e-009Ohm0.000A+-图1.2图1.34.实验注意事项A.要注意功率表的连接方法，即电流部分是串联在要测量的元件之中的，电压部分是并联在要测量的元件上的；B.注意功率表和电流、电压表的正负极，反接的话，会造成示数为正确值的负值；C.整个电路至少有一点是要接地的。
5.仿真实验报告总结A.在此次试验中，我采用了电阻的串并联以及串联共同存在的混连电路。
通过对B.功率表的读数我们可以知道，在同一条支路的串联电路中，电阻的功率与电阻的阻值成正比，即阻值越大功率越大。
并联在同一条支路上的电阻，每条支路的总功率与此条支路上的总电阻成反比，即总电阻越大，功率就越小。
C.在此次试验中，主要出现的问题就是功率表的连接问题，很多时候功率表的读数与理论测量值不相符合。
通过反复检查和改接发现，主要问题出在功率表的串联与并联上，没能够正确的连接与理解电流表串联、电压表并联的含义。
实验二：电路的叠加定理以及仿真1.仿真实验目的A.知道叠加定理的原理B.通过仿真观察叠加电路的电压以及电流大小C.验证叠加定理的正确性2.实验原理与说明在由几个独立电源作用的线性电路中，任一支路的电压(或电流）等于各独立电源单独作用而其他独立电源为零（即其他独立电压源短路，独立电流源开路）时，在该支路产生的电压（或电流）的代数和。
3.仿真实验内容及步骤此次实验只要测的是图2.1中电流源的电压既Uao的大小。
（1）.按照图2.1所示，连接电路，在检查电路连接正确之后，如图2.2所示，开始仿真运行电路，并把所需的电压电流读出来，示数以及结果如图2.3所示。
图2.1图2.2（2).按照叠加原理的方法，把电压源单独作用时候的电路画出来如图2.4所示，然后按照电路原理图连接仿真电路，在检查连接正确的时候，开始运行仿真电路，示数及连接图如图2.5。
图2.3图2.4（3）.按照叠加原理的方法，把电流源单独作用时的电路图画出来如图2.6，再按照电路原理图，连接仿真电路，在检查连接正确的时候，开始运行仿真电路，示数及连接图如图2.5。
图2.5由电路的仿真结果可以看出，当电流与电压源共同作用时，Uao=7.2V，当只有电压源作用时，Uao1=6，当只有电压源作用时，Uao2=1.2V。
因为Uao=Uao1+Uao2=6+1.2.我们可以看出ao两端电压等于两电源单独作用是电压叠加，既叠加定理得到验证。
4.仿真实验注意事项A.叠加定理仅适用于线性电路求电压与电流，不适用于非线性电路；B.叠加时，要注意电压（或电流）的参考方向，若电压（或电流）各分量的参考方向与原电路电压（或电流）的参考方向一致取正号，相反时取负号；C.由于功率不是电压与电流的一次函数，故不能直接用叠加定理计算功率；D.也可将独立源分成几组，按组计算电压（或电流）分量后再叠加；E.某个（组）独立作用，同时意味着其他独立源不作用，不作用的电压源短路，不作用的电流源开路。
受控源应始终保留在各分路中。
5.仿真实验报告总结通过这个实验，我形象生动的了解到了叠加原理的实质与特点。
在此次试验中，主要注意的是电流表与电压表的连接要注意电流流动的方向，否则测出来的值将是正确值的相反数。
实验三：含有受控源的电路辅助分析以及仿真1.仿真实验目的A.通过这次实验知道受控源作用原理；B.通过改变输入部分的电压值，观察受控电压源的电压大小。
2.实验原理与说明受控源是一种电路模型，实际存在的一种器件，如晶体管、运算放大器、变压器等等，它们的特性可用受控源的电路模型来模拟，晶体管的集电极电流受基极电流控制，运算放大器的输出电压受输入电压的控制，类似器件的电路模型中要用到受控源。
受控源的电压、电流受其他支路的电压、电流控制，由于这种电源是在受控状态下工作的，因此称受控源为非独立源。
根据受控的是电压源或电流源，受控量是电压还是电流，受控源可分为以下四类：A.电压控制电压源B.电压控制电流源C.电流控制电压源D.电流控制电流源为与独立电源相区别，用菱形符号表示其电源部分。
3.仿真实验内容与步骤（1）.按照如下图3.1所示，连接仿真电路，如图3.2所示；图3.1图3.2（2）连接好电路后打开开关，运行电路，可以看到（3）调节可变电阻即R1的阻值(其中R1最大为10Ω)，第一次为50%（即为5Ω），得到相对应的输入电压以及受控电压源的电压，如图3.3所示；图3.3列出回路电流方程可解出(5)U;=)i -(i R (4) 0.1U;=其中i (3) 0=10I -R -i ）R +R （(2) 0;=U +I 10+R -R1(1) 20;=R -i R1-)R +R +(R l3l14l214l345l11l2342l1541⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯l l i i i i i 受控解得A I A I 5.2,5.0 1.5A,I 21=-==（4）调节可变电阻阻值，第二次为100%（即为10Ω），得到另一组相对应的输入电压以及受控源的电压，如图3.4（5）有回路电流法可列出方程;(5)U;=)i -(i R (4) 0.1U;=il2其中(3) 0=10I -R -i ）R +R （(2)0;=U +I 10+R -R1(1) 20;=R -i R1-)R +R +(R l3l1414l345l11l2342l1541⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯l l i i i i i 受控图3.4（6）当电阻为50%（即为5Ω）时，输入电压为-5V 输入电流为1.5A ，当电阻为100%时（即为10Ω）时，输入电压为-3.33V 输入电流为1A ，所以我们可以看出，受控电压源的电压大小是与输入电流的大小成正比，受控电流源的电压大小是与输入电流的大小成正比，并切受控电流源为输入电压的10倍受控电流源为输入电压源的0.1倍，经过计算可得这些测量值都与计算值完全吻合，满足此种情况下受控电压源与输入电压之间的关系。
4.仿真实验的注意事项A.我们要选定一个参量为变量，我们才能更直接的观察受控源与输入电压之间的关系；B.电路中必须要有一个地方接地；C.记得最好把受控源受输入电压控制的参量改为非1:1的关系，否则实验现象不够明显 5.仿真实验报告总结通过这次试验，我形象生动的的观察到了受控源受输入电压之间的受控关系。
在此次试验中，出现的问题就是，忘了把电路接地，以及把电阻选择为可变状态也很重要。
在列KCL 的时候，注意选择的参考方向上的电压源的取值正负，以及减去受另一条电路的电流影响的电阻的取值。
实验四、研究RLC 串并联谐振电路以及仿真1．仿真实验目的（1）认识串并联谐振电路，验证RLC 并联谐振条件及其特点。
（2）学习使用仿真软件对RLC 并联谐振电路模拟。
2．实验原理与说明RLC 并联谐振电路如下图 4.1所示其中W=100；0.001C 10R 100m H L 111=Ω==，，因为图4.1当电路发生谐振时，WLWC 1=或L C X X =。
3．电路课程设计内容与步骤（1）电路谐振条件验证方法：利用电流表测量电感元件和电容元件的各自的电流值，若二者的电流值相等，则电路发生并联谐振。
串联时利用电压表测量电感元件和电容元件的各自的电压测量电感元件和电容元件的各自的电压值，若二者的电压值相等，则电路发生串联谐振。
（2）RLC 并联谐振电路的特点：A.谐振时，电路为电阻性，导纳最小。
B.谐振时，电阻中的电流达到最大，且与外施电流相等。
C.振时，电感电流和电容电流大小相等，方向相反。
D.此时外施电流Is 的电压最大，且与外施电流同向。
（3）RLC 串联谐振电路的特点：A.谐振时，电路为电阻性，阻抗最小。
B.谐振时，电阻中的电压达到最大，且与外施电压相等。
C.谐振时，电感电流和电容电压大小相等，方向相反。
D.此时外施电压Us 的电压最大，且与外施电压同向。
（4）按照原理图4.1所示，我们设计一个谐振电路如下图4.2所示。
由公式WLWC 1=或LC X X =可以知道，若发生并联谐振，LCW 11=9236.1521002W1f W 2=÷÷==T =÷=T πππ，电源周期，LCW 10=。
由于（5）我通过改变电流源的频率，我们可以观察在不同频率下的各元件的电流值大小以及电流源两边的电压值大小。
1 当电流源频率为10.9236Hz 时，各表示数如下图4.2图4.22 当电流源频率为20.9236Hz 时，各表示数如下图4.33当电流源频率为15,9236Hz时的各表示数如下图4.4所图4.4通过上图4.4的结果我们可以看出，在并联谐振时，流经电容与电感的电流大小相等方向相反；在串联谐振时，电容与电感的电压大小相等方向相反；通过图4.3、图4.4与图4.2的对比我们可以看出，只有在谐振的时候，电阻两边的电压最大，并且电压方向与电流源的方向相同，此时，流经电容元件、电感元件、电阻元件的电流也是最大的。
4.实验注意事项（1）注意电压表和电流表是否已经调整为交流模式；（2）注意该电路要进行接地处理；（3）注意电路的电感元件及电容元件的参数，这将直接影响电流源的频率选择。