電路設計軟件范文

時間:2023-03-28 07:56:13

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電路設計軟件

篇1

【關鍵詞】OrCAD電路仿真RLC串 并聯電路電路參數

1 引言

伴隨著大規模集成電路以及計算機技術的快速發展,特別是互聯網+提出之后,利用計算機軟件對電子電路進行分析與設計的方法越來越廣泛的應用。目前OrCAD/Pspice電路設計軟件是一個應用廣泛的對電子線路進行分析設計的軟件,它有強大的電路設計與仿真能力的能力,對電子線路進行直流、交流和瞬態分析,以及更為復雜的傅里葉分析、諧波失真分析操作簡單,易于得到仿真結果。本文借助OrCAD/Pspice電路設計軟件,通過分析RLC串、并聯電路的頻率響應對電路的頻率特性的影響,調整RLC電路的元器件參量,進而對電路進行優化。

2 OrCAD/Pspice在RLC電子線路仿真中的優勢作用

因為在RLC電路中有電容元件和電感元件,所以當給定得激勵源的頻率f發生改變時,RLC電路中的感抗和容抗相應的也會發生改變,進而影響電路的工作狀態。嚴重的時候,RLC電路將不能正常工作,并對其他電路模塊造成影響。例如當激勵源的頻率f的改變超過正常工作的范圍時,RLC電路將會偏離其應該正常的工作范圍,從而出現電路失效的狀況,甚至電路被損壞。因此通過對電路的頻率特性進行分析從而保證電路能正常工作就很重要。通過對OrCAD電路進行仿真,觀察仿真圖,對電路中的的重要功能和特性指標進行分析,這樣就能找到合適的L、C的值,進而保證電路能正常工作。

3 RLC串聯電路分析

3.1 RLC串聯電路的交流掃描分析

交流掃描分析的輸出波形圖橫縱軸分別表示的是激勵源的頻率和對應的電流大小。當電阻R=1Ω,感抗L=40mH,容抗C=0.25uF,交流電壓源Ui=1V時,首先通過理論分析,當電路的頻率f=f 0 =1.59 kHz時,RLC電路將會串聯諧振。利用Pspice軟件對電路進行交流分析,L、C值不變,改變電阻值R,得到電路在不同參數下的電流響應曲線。圖1、2分別是RLC串聯電路圖和它在不同的電阻值R下電流隨頻率變化的曲線圖,分析仿真圖可知,當改變電阻的阻值時,RLC電路中的電流I將會發生變化,但諧振頻率f不受影響。通過查閱資料知,RLC串聯電路的品質因數為Q=ωR0L,由公式知,當電阻的阻值越小,質因數Q值越大,通頻帶則變得越窄,電路選擇性越好,抑非能力越強。當RLC電路諧振時電感L和電容C上將會出現超過外加電壓Q倍的高電壓,它會對RLC串聯電路造成嚴重破壞,因此需要避免RLC串聯電路發生諧振。

3.2 RLC串聯電路的瞬態分析

在不同信號的影響下,對RLC串聯電路進行瞬態分析,圖3是RLC串聯電路,R1=2kΩ,L1=40mH ,C1=0.25uF,正弦電壓源的電壓為U=10V,電源頻率f1=1.59kHz。

通過對RLC串聯電路進行瞬態分析,觀察到電阻的電流與電源的電壓相位相同,如圖4所示。圖5為輸出電壓波形,當電路處于諧振狀態,電阻上的電壓等于電源的電壓,而且電容電壓與電感電壓在相同的時刻對應的數值相等、極性相反,說明當RLC電路發生諧振時電容C和電感L沒有從電源獲取能量,而是兩者之間發生了能量的相互傳遞。

4 RLC并聯電路分析

4.1 RLC并聯電路的交流掃描分析

RLC并聯電路如圖6所示,其中電阻R2=20kΩ,感抗L2=140mH,容抗C2=0.25uF,電流源I2=1A。當電路的頻率

f==f 0=1.59kHz時,

U(N1)=1×20×103=20kV ,電路發生并聯諧振。

圖7時RLC并聯電路發生諧振時電阻電流隨頻率變化的曲線,分析仿真圖可以看出,電感的電流和電容的電流在相同時刻數值大小相等,相位相反,兩者的和始終為0,電阻中流過的電流的最大值為I=1A。電流源的電壓的最大值為20kV,如圖8所示。

4.2 RLC并聯電路的參數分析

在其他元件的參數不變,通過改變電路中某個元件值或某個模型參數使得電路的效應發生改變,通過分析比較,選取最優的方案進行電路設計。PSpice有參數分析的功能,通過設置好想要改變的元件值或模型參數,然后進行仿真,就可得到結果然后與原始結果進行分析比較優劣。對RLC并聯電路的電阻值進行參數掃描分析容抗,選定感抗L2=1mH,C2=1000pF,恒流源的輸出電流I2=1mA,對電阻值R2分別為 20kΩ,50kΩ和100kΩ時進行仿真分析,電路圖如圖9所示。

利用OrCAD/Pspice電路設計軟件進行參數掃描分析,當電路的頻f=1.59 kHz時,RLC并聯電路發生并聯諧振,如圖 10所示。從圖10中可看出,RLC并聯電路的電阻值越大,品質因數Q(并聯電路的品質因數 Q =ω0CR)R值越大,通頻帶越窄,電路的選擇性越好。

5 結語

通過OrCAD/Pspice軟件對RLC串、并聯電路的頻率特性的分析可知,針對不僅的信號源,當信號源的內阻很小時選取RLC串聯諧振電路,這是選用的電阻的阻值越小,質因數Q值越大,電路選擇性越好,而當信號源的內阻較大時,選取RLC并聯電路,發生諧振時,選取的電阻阻值值越大,品質因數Q越大,通頻帶越窄,電路的選擇性越好。

參考文獻

[1]奕雄,吳浚浩,洪正濱.通信電子線路PSpice仿真的研究與實現[J].現代電子技術,2010(11):94-96.

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[3]閆穎良,王平,徐香.基于OrCADPSpice的電路故障建模方法研究[J].計算機測量與控制,2009(17).

[4]劉嵐,葉慶云.電路分析基礎[M].北京:高等教育出版社,2010.

篇2

關鍵詞:電路分析;Delphi;多媒體教學

作者簡介:王勇(1984-),男,河南駐馬店人,軍械工程學院電氣工程系,講師;劉正春(1982-),女,四川內江人,軍械工程學院電氣工程系,講師。(河北石家莊050003)

中圖分類號:G642     文獻標識碼:A     文章編號:1007-0079(2012)14-0059-02

“電路分析”是研究電路的基本理論和分析方法的課程,[1]是軍械工程學院(以下簡稱“我院”)專業人才培養方案中的一門專業教育類學科專業基礎必修先導課程,該課程被評為2010年度總裝備部院校優質課程。教師同時也認識到教學過程中存在一些問題,比如課程資源雖然比較豐富,但較為分散,利用起來不方便;出于安全保密的需要,多媒體教室里的計算機安裝的應用軟件如MATLAB再次啟動時會自動卸載,而且MATLAB非常龐大,安裝攜帶都不方便,利用虛擬仿真技術促進授課質量受到限制;新形勢下第16次全軍院校會議精神對課程教學改革又提出了新的任務和要求。因此,進行“電路分析”課程多媒體教學資源整合與優化研究,開發出界面友好、功能強大、免安裝、使用方便的多媒體教學軟件系統是非常有必要的,必將為打造軍隊級優質課奠定良好的基礎。

一、“電路分析”課程多媒體教學軟件體系結構設計

“電路分析”課程多媒體教學軟件體系結構設計如圖1所示,由課程標準、知識雜燴、課程內容、測試考核、成果展示五大部分構成。

1.課程標準

針對生長干部學歷教育電類專業培養對象,制訂了“電路分析課程標準”,為教員開展課堂教學提供了重要參考依據。課程標準概述了課程的地位、性質、基本理念和設計思路,提出了課程總體目標與具體分目標,詳細規定了教學實施的內容、學時、難度等級、具體要求、教學建議等內容標準,對開設時間、考核評價、教學要求、保障條件、選編教材了提出了實施建議。根據人才培養方案的具體變化和要求,“電路分析”課程標準必須適應新的培養任務,不斷修訂和完善。

2.知識雜燴

為了培養學員獨立獲取知識的能力,增強“電路分析”課程學習過程中的知識性、趣味性,擬構建的多媒體教學軟件系統除了包含教學大綱、電子課件與教案等基本課程內容資源外,還應當提供這樣一個信息平臺:

(1)電學名人軼事與發展歷史。本部分給出了與電學相關的名人簡介,包括他們的肖像、國籍、生卒年月和主要貢獻,以及電學發展典型歷史事跡。制作本部分的目的是為了讓學員在學習理論知識的同時,也了解為本門課程的發展做出貢獻的科學家,使學生增長知識,激發學習興趣。

(2)學科發展動態。該信息模塊為用戶準備了內容豐富的公共信息,如有關電路分析課程的各種科技動態或相關熱門新聞,一些反映當前的最新成果及相關知識和相關技術,使師生能及時了解電路分析教學的最新走向和科學技術的最新發展,增強感性認識,擴大知識面,節省了瀏覽者查找信息的時間。

(3)計算機輔助分析工具。介紹常用的EWB、MATLAB、PSpice、Multisim等電路仿真軟件及其應用,為開展課程內容教學相關的虛擬仿真實驗打下良好的基礎。

(4)電路實驗縱覽。包含課程所涉及的實際電子元器件――電阻、電容、電感、二極管、運算放大器等相關的種類、型號、系列標稱值等內容介紹。此外,還對幾種常用的實驗儀器儀表進行了簡單說明,敘述了誤差分析理論與實驗數據處理。其目的在于使學員在實驗前對常用的電子器件和電子儀表有一個大致的了解。

3.課程內容

課程選用教材為邱關源主編的《電路》,高等教育出版社2006年第五版,該教材是國家、軍隊推薦使用的教材。如圖1所示,將課程內容劃分為電路基本模型、定律與定理,直流電阻電路,動態電路,正弦穩態電路等五部分,[1,2]使學員對“電路分析”課程的知識體系有一個宏觀的認識。每一章內容又具體包含以下幾部分:

(1)重點難點分析。該課程的概念多、定理多,開展教學過程中教員要引導學員掌握教學重點、突破教學難點,學員才能學好這門課程。此部分明確了本章教學的重點和難點,并進行了系統地總結和歸納,達到提綱挈領的目的,具有較高的概括性、全面性,易于理解及應用。

(2)學習方法指導。概括了本章分析求解電路問題的基本思路和方法,為學員利用本章知識點分析電路提供有力的指導。

(3)網絡課堂教學。由教學視頻、電子課件、電子教案三部分組成。教學視頻錄制了教員實施教學的情況;電子課件是教員課堂使用的多媒體課件PPT,其內容精簡而系統,融入例題和習題,突出了本講內容的重點和難點;電子教案本著精選經典、聯系前沿和突出應用的原則取舍教材內容,融入了教員多年的教學經驗,并進行了重新排版和總結,使之在結構上更有條理性、更清晰。以電子教案為指導,每一講教學視頻與其自播放電子課件實時對應,授課過程能實現圖、文、聲、像實時同步播放,授課內容可自行控制,能夠讓學員在課后真實體驗課堂教學。

(4)虛擬仿真實驗。在某些章節的教學過程中適時地利用計算機軟件進行教學及模擬實驗仿真,為學員提供了一個虛擬的實驗環境,可以提高學員的學習興趣,讓學員更直觀地掌握電路分析的基本理論,更有利于培養學員的實踐技能和創新能力。

EWB(電子學工作平臺)軟件不但提供了各種豐富的元器件,還提供了各種調試測量的虛擬儀器,如萬用表、電壓表、電流表等,給教學提供了一個實驗器具完備的綜合性電子實驗室,可以在任意組合的實驗環境中進行仿真實驗;MATLAB是一個異常龐大的軟件系統,它的矩陣計算功能強大,并且運用其Simulink工具中的PSB(Power Systems Blockset)模塊進行仿真分析,不用編寫程序,只需要繪制出電路圖,然后運行仿真,即可得出結果(包括幅值和相位甚至波形圖)。因此,選用EWB仿真軟件作為電路仿真工具,以MATLAB作為輔助電路計算工具。[3]

(5)典型例題剖析。這個單元里面收集了許多典型的例題及其詳細的解題過程。

(6)同步練習題集。大量的習題,讓學員自己檢測對本章內容的掌握情況,并加深對內容的理解。

(7)課后作業解答。對教材提供的練習題精篩細選,通過典型的習題讓學員鞏固掌握分析電路問題的基本方法,并給出詳細的解題過程以及多種靈活的求解電路問題的途徑。

4.測試考核

該課程的測試考核可由構建的“測試考核自動命題系統”來完成,主要由交互測試模塊、自動命題模塊以及試題庫管理模塊組成,能夠實現交互自我測試、試卷的自動生成以及題庫的維護功能。該系統既能使學生檢測自己的學習情況,又能輔助教師出具試卷,減輕教師的工作量。

在精選試題庫習題時采用分層次遞進的結構,按章節將習題分為3個層次:基本練習題,這是大多數學員必須會做的習題,這種層次的習題應在考試中占百分之七十左右;復習提高題,這種題應難做些,不必要求人人會做,是給學有余力的學員提供的,特別是要考研的同學;用計算機分析和仿真練習題,是供學員選用的,一般不要求。

5.成果展示

該欄目展示了有關電路課程的各種教學科研學術成果,如教學研究與教學改革課題成果、教學研究論文、科技創新小制作、學員學習體會與總結等。

二、基于Delphi的“電路分析”課程多媒體教學軟件系統開發

Delphi是強大而靈活且可視化的面向對象的編程語言,作為一種高效率的應用程序開發工具,在數據庫處理上的優越性使其成為開發者的首選工具。[4,5]

本著切實加強教學建設、提高教學質量的目的,利用現代化信息技術手段實現優質的教學資源共享為目的,遵循“全面、優質、改革”的原則對課程內容進行全面建設。由于“電路分析”課程內容多,所以在功能操作上力求簡單、層次分明。在這里就以軟件系統部分實際效果圖2和圖3為例,來說明擬開發“電路分析”課程多媒體教學軟件系統。

運行基于Delphi開發生成后的.exe可執行文件,首先播放前言滾動字幕,簡要介紹課程及軟件系統,然后進入到“電路分析”課程多媒體教學軟件系統主界面,如圖2所示;點擊“進入”,就來到如圖3所示的一級界面,其基本內容可參考圖1,有“課程標準”、“知識雜燴”、“課程內容”、“測試考核”、“成果展示”五大部分。每一部分當中的內容主要通過多級菜單界面形式來實現對所有內容的訪問,此外還設有導航按鈕,既可用來返回到主菜單,又可實現按主題對各知識點的直接檢索。

在“課程內容”部分以章節的形式來編排教學內容,點擊目錄就可進入各章節,每章都有“重點難點分析”、“學習方法指導”、“網絡課堂教學”、“典型例題剖析”、“同步練習題集”、“課后作業解答”6個模塊,部分章節還設有“虛擬仿真實驗”,如圖1所示。另外,除了開始界面外,任何一頁都設有超鏈接按鈕,能夠前進、后退、鏈接到各級目錄,以方便使用。

三、結論

基于Delphi開發“電路分析”課程多媒體教學軟件系統,充分發揮多媒體的優勢,把文本、圖形、圖像、聲音、動畫等多媒體手段有機地結合起來,既能完整地展現“電路分析”這門課程的方方面面,又能用動態、立體、全方位變化的視屏效果來彌補傳統教學的不足;把課程內容盡量表達得簡捷明了,而且又能適應網絡遠程教學的需要。同時,通過大量的信息儲備,多媒體教學系統可以為學員學習提供多種選擇的可能,打破了傳統教育的單一課堂教學模式,突出了多媒體輔助教學的多樣化和個性化。

Delphi在編好程序后自動轉換成.exe可執行文件,它運行速度非常快,編譯后不需要其他的支持庫就能運行,而且采用已有的Delphi與MATLAB的混合編程新方法,[6]使多媒體教學軟件系統能充分利用MATLAB的強大運算功能并脫離MATLAB環境獨立運行。因此,基于Delphi開發的多媒體教學軟件系統對計算機的運行環境要求比較低,使用更加方便。同時依托我院校園網電氣工程學科專業網站,在精品課程中增加該教學軟件系統,充分開發網絡資源,使用開放的教學手段,增設教學討論區,為教員組織網上教學和討論、課外輔導和答疑提供了快速、便捷的手段,為教員開展教學研究、課程改革提供了第一手資料,還為課程的可持續發展奠定了基礎。

參考文獻:

[1]邱關源,羅先覺.電路(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2006.

[2]劉崇新,羅先覺.電路學習指導與習題分析(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2006.

[3]胡建萍,王宛蘋,馬金龍.電路分析基礎CAI系統[J].杭州電子工業學院學報,2001,(4).

[4]Borland International,Inc.Delphi使用指南[M].北京:石油工業出版社,

1996.

篇3

關鍵詞:電路原理圖;protel 99SE;印制電路板

一塊設計精良且方便安裝的印制電路板,不但可以反映出設計者的水平,還為將來的使用以及維修帶來很大的方便。目前印制電路板設計軟件很多,對于初學者來說由澳大利亞protel公司開發的印制電路板設計軟件protel 99SE簡單易學,下面就為大家總結一些在使用該軟件時的一些實用的處理問題的方法與技巧。

一、繪制原理圖技巧

下面我們就繪制原理圖過程中常出現的問題總結如下:

進行原理圖編輯有直接連線和網絡連線兩種方式,一般簡單電路宜采用直接連線。有時對于初學者來說常會出現原理圖都連接上了,可是生成印制電路板圖時沒有對應的走線。例如:在原理圖上各連線畫得都很清楚,可是在進行電子規則檢查時總被提示出錯;或者在生成網絡表后有一些引腳在網絡表中并沒被連接上,由此造成在PCB中導入網絡表后使對應的焊盤沒有連上。出現這樣問題可以總結為以下幾個原因供大家參考:

(一)初學者經常把“Drawing Tools”工具箱里的“Polyline(直線)”工具當成“Wiring Tools”工具箱里的“Wire(導線)”來使用,這二種不同工具畫出來的線看起來是一樣,但是用“直線”繪制的元件之間卻沒有任何的電氣連接關系,而只有用“Wire(導線)”所繪制的直線才是真正具有電氣連接屬性的“導線”。

(二)也有一些人把“Bus(總線)”當成“Wire(導線)”來使用,這種圖紙看起來也好像該連接的都連上了只是線條有點粗,在其生成的網絡表中同樣也是一個網絡連接關系也沒有。這是因為“Bus(總線)”不能單獨使用,它必須結合“Bus Entry(總線入口)”、“Wire(導線)”以及“Net Label(網絡標號)”一同使用才能確定管腳的電氣連接關系。

(三)在用“Wire(導線)”連接引腳時,導線越過元件引腳端點與繪制引腳線重疊,這樣會造成導線與引腳“虛接”。避免這種現象可通過“ERC”功能可以檢查是否有“虛接”的線,或者是在連線時通過點擊元件使之顯示出外輪廓的虛線,這樣連線時注意不要連到虛線內部即可。

(四)柵格精度設置不當也會引起上述情況,例如將可視柵格(Visible)設為10,柵格捕捉精度(Snap)設為1,就容易在導線與引腳端點處留下難以察覺的細微間隙,因些在設置柵格時可將可視柵格(Visible)設為10,柵格捕捉精度(Snap)設為5。

(五)還有一種情況是自己繪制原理圖庫元件時,在放置引腳時將引腳的頭和尾弄反了,這樣在連接導線時實際上應該連接引腳的尾部卻連上了引腳的頭部,導致無法正常進行電氣連接。避免這種問題發生的方法是:在繪制元件時將引腳的“Show Name”項打開,顯示出各引腳的名字,由于每個引腳的名字肯定是在引腳的頭部,只要將帶名字的一端放在靠近元件這側即可。

二、生成網絡表技巧

完成原理圖設計之后,接下來是將原理圖轉化成網絡表。網絡表是描述電路元件的標號、封裝及元件引腳之間連接關系的列表。網絡表是生成PCB板的重要依據,它即可以從電路原理圖直接生成,也可以在PCB板中已經布好線的電路中獲得。在PCB板繪制過程中首先要導入生成的網絡表,但有時經常會出現網絡表提示出錯的信息,下面將幾種常見的網絡表錯誤信息總結一下:

(一)當在原理圖中定義元件的封裝時如果是PCB庫中沒有的封裝,就會提示如“FOOTPRINT *** NOT FOUND”的信息,其中“***”表示末找到的元件封裝名。出現這種錯誤解決辦法是:首先回到原理圖中檢查封裝的名字是否寫錯,要與PCB庫中的名稱保持一致,比如不要將字母“O”與數字“0”混淆等;如果排除了拼寫錯誤,則有可能是該封裝在PCB庫中不存在,確認所需的元件庫是否調入即可。

(二)有時原理圖庫中的元件引腳的名稱和對應的PCB庫中封裝定義的引腳名稱不一致,這樣也會導致在PCB中導入網絡表后這些引腳的電氣連接關系丟失。例如在原理圖中二極管的引腳名稱為“12”,但是在PCB中對應的二極管封裝焊盤號為“AK”,這時就需要將這二個名稱統一起來,可以將其中一個更改為和另一個名稱一致即可避免引腳的電氣連接關系丟失。

三、PCB設計

在印制電路板圖設計環節導入完整的網絡表后, 就需要對元器件的位置進

行布局。初學者一般會利用自動布局, 但是這樣布局出來的結果一般不符合實際電路的要求! 因些要按照原理圖中的元器件連接方式手動進行布局。遵循規范的設計原則, 就近排放元件,這樣可以使元器件連線最短, 整體布線簡潔。而且, 這樣做的最大好處是產生的干擾信號較少, 為將來電路調試帶來方便。一般而言,對于元器件較多的電路應該首先進行自動布局。在自動布局后再手動進行調整,合理的布局很大程度上取決于設計者的實踐經驗。

如果 PCB 圖元器件的布置合理, 布線就相對簡單了, 可以采用自動布線然后局部手動調整的方法完成,把手動布線和自動布線結合起來。PCB 制圖中自動布線的布通率依賴于良好

的布局,但有時由于考慮到電源及地線等因素引起的干擾也會影響到布線。可以通過以下方法對布線進行改進:

(一)電源線和地線要盡量畫的粗一些,一般是地線粗于電源線,電源線粗于信號線。同時盡量在電源線和地線間加上去藕電容;

(二)導線盡可能橫平豎直,焊盤盡可能間距寬一些;

(三)要考慮大功率器件的安裝位置,使其散熱良好;

(四)可以將接地部分進行大面積敷銅操作。

將設計好的PCB圖進行打印輸出時,由于此圖是從印制板的頂面觀察得到的圖,如果想通過復寫紙將該圖轉印到敷銅板上務必要用“鏡像”打印方式來輸出,否則會出現某些元器件方向出錯的情況:例如集成芯片由于其引腳都有各自的順序,如果不是按鏡像方式打印就會造成整個芯片反個,只能從電路板反面插入進行安裝。

Protel軟件發展迅速,內容也不斷更新。以上都是根據日常的使用過程中總結的一些經驗和技巧,只要在掌握Protel設計的技巧同時注意一些常見的問題,會使大家的工作事半功倍,學以致用。

參考文獻:

篇4

【關鍵詞】 Proteus 仿真軟件 電子電路設計

隨著社會科技的不斷發展,Proteus仿真軟件在電子電路設計中的應用也得到了一定的發展。Proteus仿真軟件是現代計算機應用技術發展中的重要成果之一,Proteus仿真軟件具有模擬電路仿真、數字電路仿真以及電路等部分組成的仿真系統,其自身帶有先進的虛擬器,其中包括示波器、邏輯分析儀以及信號發生器等等。為了更好的研究Proteus仿真軟件在電子電路設計中應用,需要在Proteus仿真軟件環境下,明確的分析各個階段的電路設計,包括各個部位的元件,為進行深入的設計做好準備。

1 關于Proteus仿真軟件的簡要分析

Proteus仿真軟件是LabeenterElectronics公司出品的一種集電路設計和仿真的工具軟件,其軟件自身系統包含ISIS、ARES軟件部分,這兩部分軟件在實際的電路設計中分擔著不同的職責。通常情況下,ARES軟件部分是用來輔助PCB的設計工作,而ISIS軟件部分則是在軟件環境下用來進行電路原理以及仿真的設計工作。從目前的研究結果分析,Proteus以其豐富的資源,自身系統中帶有的元器件庫就有幾十個,可以在正常的軟件工作環境中,提供至少27000左右個仿真元器件,以便其自身系統可以順利實現仿真電路以及其他電路的仿真設計。同時,其系統內的示波器、虛擬終端、仿真儀器等儀表資源,可以將電路設計中發生變化的信號,以圖形的方式輸出,這方面的突出功能,甚至強于示波器,再利用虛擬儀器的理想指標進行參照、研究,最終最大化的降低相關測量儀器對測量結果的誤差,提高了仿真研究的水平,也因此逐漸引起科研人員的關注。

2 Proteus仿真軟件進行仿真電路設計的相關分析

在實際的電子電路實驗中,Proteus仿真軟件進行仿真電路設計需要在Proteus編輯界面中,實現按照研究的思路,設計出完整的電子電路原理圖,再通過一系列的仿真測算與計算,經過不斷的修正程序發現的問題指數,力求在最短的時間內完成重要參數指標的設計與研究要求,最終敲定設計方案,利用程序的系統功能,輸出自動生成的圖像。不斷的實驗經驗表明,我們可以利用如下的設計與操作流程,確保順利完成Proteus仿真軟件進行仿真電路設計的相關工作,具體環節如圖1所示:

3 Proteus仿真軟件進行仿真電路設計與調試

通常情況下,我們會利用Proteus ISIS編輯窗口,再一次對電子電路的原理圖進行一次慎重的選擇與修改。在實際的Proteus仿真軟件設計的實驗中,實驗之前應選好信號源的放置位置與及虛擬儀器、測試點布置的情況。工作人員應及時的檢查測量儀表的輸入端是否與被測量點處于良好的連接狀態以及信號源的接地情況,包括示波器是否與地線處于連接的狀態。同時,明確測量結果是相對GND的波形,以便于后續的研究。在進行實驗的過程中,觀察實時工具中電壓、電流的探針變化,在仿真執行時,時刻觀察串聯電路中電流探針的指數,并及時的在相應的操作執行菜單,通過網絡的手段,選擇適當的電壓后,進行仿真的調試,進一步促進Proteus仿真軟件應用的水平。

4 Proteus仿真軟件應用的實用電路分析

在未來的實際工作中,我們應在發展 Proteus仿真軟件的同時,更加注重通過科學的手段研究 Proteus仿真軟件未來發展的趨勢,Proteus仿真軟件應用需要在傳感器電路、正弦、方波電路的實用電路中,進行不斷的實驗與研究,才能夠真正的落實到實際電子產品的生產環節中。因此,在進行Proteus仿真軟件應用的實用電路分析的相關環節中,我們應重點傳感器電路、正弦、方波電路的實用性以及適用性,以更好的滿足Proteus仿真軟件應用的具體流程。以便可以更好的開發其系統的強大功能,為更好的探究電子系統的發展打下堅實的基礎。

5 總結

綜上所述,現階段 Proteus仿真軟件的實際功能非常強大,在電子電路設計的工作環節中,為進一步研究電路的運行狀態以及相關電路參數的調整,我們應進一步研究 Proteus仿真軟件的操作規范,以其自身系統具備的功能,來完成對重要電路參數的調整。同時,可以有效的改善傳統電子電路實驗與檢測工作,能夠在有效的時間段里,高效的完成研究的目標,為進一步減少電子電路實驗成本、提高電子電路實驗的有效性以及不斷的縮短實驗周期等方面,都具有積極的現實意義。

參考文獻

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篇5

關鍵詞:輸電線路;智能監控;嵌入式;軟件框架

作者簡介:唐洪良(1980-),男,江蘇徐州人,浙江省杭州余杭供電局,工程師;孫磊(1983-),男,山東聊城人,浙江省杭州余杭供電局,助理工程師。(浙江?杭州?311106)

中圖分類號:TM726?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)21-0141-03

隨著本地經濟的繁榮發展,工業與民用建筑、市政設施與建設在空間上不可避免地與輸電線路發生接觸,近年來通道隱患突出,外力破壞事件頻繁發生,嚴重影響杭州余杭供電局的供電可靠性和電網的安全穩定。傳統的線路通道危險點監管主要是“人防”為主,在當前輸電線路里程不斷增加、網架日益復雜、線路運行管理部門人員緊張、運維工作繁重的矛盾面前,采用提高通道巡視頻率或人員現場蹲守已經困難重重,即便采用無線視頻監控,人員也難以做到實時查看監視影像,加之沒有預警告警機制,仍然無法有效解決防外破問題。

鑒于以上視頻監控方案存在的不足,采用基于計算機視覺技術的智能視頻監控,替代人員工作對輸電線路本體及通道進行監控預警。該智能監控前端采用嵌入式軟硬件系統,本文對涉及的軟件框架進行了研究設計,經實際系統應用測試,證明功能完備、可靠性高。

一、嵌入式軟件設計方案

嵌入式系統是將先進的計算機技術、半導體技術以及電子技術和各個行業的具體應用相結合后的產物,必須根據應用需求對軟硬件進行裁剪,滿足應用系統的功能、可靠性、成本、體積等要求。本文所述嵌入式平臺下的程序功能是實現輸電線路視頻智能監控前端對攝像機模擬視頻輸入的采集、RGB格式的轉換、圖像的壓縮和傳輸,以便服務器接收圖片后存儲并提供給用戶顯示,同時可以通過對客戶端網頁進行操作,實現與監控節點控制命令傳輸、云臺控制和攝像機調整等功能。監控前端程序包括三部分線程程序:圖像處理線程capture_video()、音頻報警線程audio_play()和控制命令消息線程message_rec()。圖像處理線程capture_video()是嵌入式平臺的主線程程序,包括圖像采集和格式轉換程序、JPEG編碼與傳輸程序,該部分軟件是在配置好的嵌入式內核環境下,基于視頻圖像采集相關函數進行集成開發實現,圖像處理線程程序流程如圖1所示。消息線程程序包含控制命令傳輸與解析、云臺控制和看門狗程序,音頻報警線程實現聲音報警。

1.嵌入式開發環境

開發環境主要包括一臺安裝有Linux操作系統的宿主機和DVS357開發板,宿主機操作系統是Windows XP,通過VMware Workstation 7安裝openSUSE 11.0 Linux操作系統,開發板與宿主機直連至一個交換機,處于同一網絡中[1],如圖2所示。在Linux 服務器上安裝工具鏈,建立交叉編譯環境,Windows工作臺通過串口和JTAG與DVS357 開發平臺連接,可以在Windows 操作系統進行界面交互和在Linux 服務器上進行程序開發[2],最終將交叉編譯后的可執行文件下載至目標機啟動運行。本系統通過SDK安裝與配置、NFS掛載文件系統、TFTP的配置、BootLoader燒錄、內核編譯和嵌入式自啟動腳本程序修改六個步驟完成軟件開發環境的搭建。

2.圖像采集與格式轉換

(1)圖像采集。DVS357的圖像采集模塊實現將模擬視頻信號轉換成數字視頻信號的功能。圖像采集程序的流程圖如圖3所示。

主要函數實現過程如下:

先創建設備實例,對設備輸入指針進行賦值Capture_Attrs.videoInput= CaptureEnv ->videoInput,保存視頻輸入指針信息至數據結構,然后系統調用Venc_create(hEngine,envp->videoEncoder)創建視頻編碼模塊準備進行視頻流采集;

調用Capture_detectVideoStd(NULL,&videoStd,&cAttrs)函數檢測輸入視頻流的標準,videoStd中記錄了相應視頻格式NTSC或PAL,通過判斷然后設置相應的格式;

然后通過調用envp->imageWidth = dim.width,envp->imageHeight = dim.height,對圖像寬和高等基本信息進行配置;

接著調用Buffer_getUserPtr(hCapBuf)函數獲取一個緩沖區用于存放圖像采集數據;

最后調用Capture_create(NULL,&cAttrs)函數,返回該實例的句柄,如果句柄為空則提示創建采集設備失敗,跳轉至出錯線程進行處理,如果成功則開始啟動圖像采集。

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關鍵詞:電子CAD;PCB;教學方法

作者簡介:袁紅星(1980-),男,安徽安慶人,寧波工程學院電子與信息工程學院,高級工程師;吳少群(1981-),女,安徽安慶人,寧波工程學院電子與信息工程學院,講師。(浙江 寧波 315016)

中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)08-0029-02

“電子CAD”課程的教學目標是要求學生掌握PCB設計軟件的基本功能和應用,包括原理圖設計、繪制、PCB板設計、繪制、集成元件庫制作等內容。國內大多數高校都開設了這門課程,并普遍采用Protel這一軟件工具。勞文薇等人將項目驅動教學法引入“電子CAD”課程,探討了項目選擇、情景設計和教學過程中項目的實施等問題。[1]王鵬探討了Protel軟件在EDA課程中的整合作用。[2]李珍等人從建立設計理念、規范設計操作、抓好上機實踐環節三個方面探討如何提高Protel軟件的教學效果。[3]這些教學方法的探索和實踐有效改善了“電子CAD”的教學效果。但現有研究主要針對這門課程本身,對于“電子CAD”和其他課程間互動和關聯的探討較少。“電子CAD”是一門集理論知識與實際技能于一體的實踐課程,讓學生建立正確的設計理念,熟練掌握PCB設計軟件的基本功能,離不開電路設計理論。因而講授這門課程時和電路設計剝離開來只就軟件使用本身講這門課將會導致很多學生不知道學完這門課可以干什么或應該掌握到什么程度。其結果是大部分同學學完這門課之后仍不能獨立進行PCB設計。這門課程是學生后續進行課程設計、畢業設計和電子競賽的基礎,對于學生就業也有很大幫助。如何在短短的一學期內讓學生熟練掌握PCB設計軟件的使用方法,培養學生的設計理念和工程素養是“電子CAD”課程需要探討的課題。為了改革目前“電子CAD”課程的教學方法,下面探索將電路設計引入PCB設計軟件進行講解和實踐的教學方法。

一、內容選擇

電路設計內容廣泛,需要精心選擇適合電子CAD課程的部分。考慮到這門課程主要面向低年級學生,教師選擇了以STC單片機為核心的應用系統。這是因為STC單片機是以51內核為主的單片機,指令代碼完全兼容傳統8051,具有ISP在線程序下載功能,便于調試,而相關的元器件大多數學校實驗室已配備,不需另行購買。另外,51單片機的設計資料網絡上非常豐富,學習容易入門,學生可獲取海量學習資源,可在較短時間內熟悉和掌握其基本開發方法。

二、內容設計

原理圖的設計、繪制、PCB的設計、繪制以及集成元件庫的制作都緊緊圍繞STC單片機應用系統展開。

對于簡單原理圖設計,下面對STC單片機最小應用系統進行介紹。該系統只包含了電源、復位、串口和LED燈驅動等基本模塊,整個系統便于理解和設計。課程導論時以該系統為藍本,講述如何根據設計任務進行電路設計,再到Protel軟件的原理圖繪制、PCB繪制和廠家制板,直到最后電路板焊接,并要求學生用面包板搭建出該系統,增強學生對實物的認識。在此基礎上要求學生用Protel軟件繪制出該系統的原理圖,并生成PCB板,使學生了解Protel軟件設計電路板的整個流程和基本操作方法。進一步為增強學生將設計文件轉換成實際產品的工程素養,從學生作品中挑選出最好的作為代表,并用教師個人科研經費將該作品送到制板廠進行實物制作。電路板返回后,利用周末時間將學生召集到一起進行焊接培訓,將元器件焊接到電路板上,形成一個實際可用的STC最小應用系統。對51單片機軟件Keil C51使用方法進行簡單介紹,讓學生了解如何在Keil C51中進行程序編寫、編譯、調試,并下載到單片機中。最后,用一個簡單的流水燈實驗在制作的電路板上進行演示。這一完整流程極大激發了學生學習的熱情,并使他們真正懂得自己的設計如何影響到實際產品,如何從工程角度深入學習Protel軟件的原理圖繪制和PCB設計。

后面的課程則逐個向該系統添加功能模塊,如數碼管、鍵盤、EEPROM、繼電器等,逐步開展復雜原理圖繪制、層次原理圖繪制、復雜PCB設計和元件原理圖庫及PCB封裝庫繪制的課程講授。由于結合實物進行軟件講解激發了學生學習這門軟件的熱情,也使得他們認識到這門軟件可以用來干什么,自己需要掌握到什么程度。

三、結合電路板實物進行PCB設計規則和布局、布線的講解

對PCB設計規則的理解以及PCB布局、布線的掌握是學習PCB設計軟件的核心和關鍵。如果脫離實際電路板進行這些內容的傳授,則學生會覺得抽象而難以理解和掌握。為此,下面圍繞前面制作的電路板逐個進行講解。

1.PCB布局

首先,以STC單片機為核心進行布局,使學生掌握“先難后易、先大后小”的布局原則。對于最重要的單元電路和核心元器件要優先進行放置。

其次,對照電路板說明為什么要參照原理圖的信號流向進行主要元器件的布局,使學生理解布局對電路調試、測試的影響。

再次,結合電路板制作成本和可靠性說明布局時要盡量滿足以下原則: 關鍵信號線最短,總的連線盡可能短,模擬信號與數字信號分開。并從單片機工作時序著手,說明在控制器和處理器等數字器件上加上去耦電容的必要性。

最后,從生產和檢驗的角度說明布局需注意的事項。為便于串口調試和程序加載,應該將串口電路放置在靠近電路板邊緣的位置;而為了便于電源端子的插拔,也需要將電源電路放置在電路板邊緣位置。

2.PCB布線

布線是PCB設計中最重要的部分,直接決定了電路板性能的好壞。為此,結合實際電路板,從三個層次上逐步加強學生的設計能力,即:布通、滿足電氣性能和美觀。布通是最基本的要求,這里主要通過Protel軟件的自動布線功能對學生進行實訓。為了使自動布線能夠達到基本要求,結合實際電路板說明為什么在布線前要設置布線寬度規則,對地線和電源線加寬。另外,給學生講解如何根據DRC檢查對布線結果進行檢查,看是否達到預定要求。掌握布通技巧后結合電路板電氣性能、可靠性說明如何對布線進行優化。這部分內容對應教科書的PCB后期設計章節。為保證電氣性能,要求學生在布線時盡量加寬電源線和地線的寬度,滿足的要求是:地線>電源線>信號線;相鄰電路層布線要相互垂直,避免平行的情況發生;時鐘線要盡量短,對關鍵信號點預留測試點,以便系統不能工作時判斷是否因為時鐘信號未能滿足要求;對未布線區域進行敷銅。在掌握滿足電氣性能的基礎上進一步要求學生布線盡可能美觀。

四、通過大學生科創項目爭取經費支持

由于制作實物涉及到費用問題,雖然51應用系統成本很低,但對于學生而言也是一個負擔,完全由授課教師承擔制作費用也不現實。考慮到這些情況,要積極組織學生申報省級和校級大學生科創項目,爭取經費的支持。并鼓勵學生組建項目組,進行資源共享,并分攤成本。

五、教學效果

通過這些嘗試后明顯激發了學生的學習積極性,提高了學生使用PCB設計軟件的熟練程度。在所授電子科學與技術兩個新生班級76個學生中產生較大影響,一個項目組申報的省級大學生科創項目成功立項,獲4000元經費資助;一個項目組申報的校級大學生科創項目獲2000元經費資助;兩個班有40%的學生主動報名參加學校電子協會,學習焊接工藝。雖然這兩個班是剛入學的新生班,但在這門課的帶動下,他們充分利用課余時間開始自學單片機、C語言編程、數字電路和模擬電路。對于他們后續學習無疑是極大的推動。

六、結束語

“電子CAD”課程是電子類專業重要的基礎課程,其中講授的PCB軟件使用技巧是學生進行后續課程設計、畢業設計和參與電子競賽所必須掌握的基本技能。圍繞該軟件在電路設計中的實際應用逐步進行簡單原理圖、復雜原理圖、層次原理圖、簡單PCB、復雜PCB以及元件集成庫繪制方法的授課。經過近一學期的教學實踐表明,通過這種教學方法學生能很快掌握使用PCB軟件進行電路板設計的技能。同時,這一講授方法對于培養學生的工程素養也有較大幫助。由于授課中挑選出部分優秀作品進行了實物制作,使他們深刻體會到設計對產品的影響以及如何根據產品的要求進行電路設計的規劃和實施。今后,教師們將積極向學校和上級部門申請教改項目,為這一教學方法的實施爭取經費支持。

參考文獻:

[1]勞文薇,劉俊.項目驅動教學法在“電子CAD”課程教學中的應用[J].機械職業教育,2011,(3).

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一、Protel軟件簡介

Protel是Altium公司在20世紀80年代末推出的EDA軟件,是電子設計者的首選輔助設計軟件,許多電子公司在招聘時,通常要求面試者熟練掌握Protel。2005年年底,Protel軟件的最新版本AltiumDesigner6.0誕生,它是將設計流程、集成化PCB設計、可編程器件(如FPGA)設計和基于處理器設計的嵌入式軟件開發功能整合在一起的產品,一種同時進行PCB和FPGA設計以及嵌入式設計的解決方案,具有將設計方案從概念轉變為最終成品所需的全部功能。

二、引入Protel軟件到應電專業畢業設計的優勢

1.繪制原理圖Protel收集了超過6萬種電子元器件,有利于學生熟悉元件的型號及其性能,了解元件的引腳編號和封裝形式,方便繪制原理圖。利用繪圖中的總線、網絡標號、注釋等工具能讓設計出來的原理圖清晰規范,增加可讀性。2.電路仿真軟件提供多種仿真模塊,包括交流小信號分析、瞬態特性分析、噪聲分析、直流分析等,方便使用者更直觀更迅速地驗證設計的可行性。3.PCB板設計軟件自動布線功能極大地方便了布線規則的設計。軟件的自動布線系統利用了人工智能技術,即使對于很復雜的電路板,其布線結果也能達到專家級的水平,大大有助于缺乏實踐經驗的學生進行電路設計。4.生成PCB加工文件軟件完全支持制版輸出和電路板數控加工代碼文件生成,可用來控制雕刻機自動完成雕刻、鉆孔、切邊等工作,自動、快速、精確地制作單、雙面印刷線路板。

三、Protel軟件輔助電子技術專業畢業設計的流程和具體實例

在畢業設計中引入Protel軟件,一般可按圖1所示流程進行。1.確定設計方案學生根據課題設計的要求,結合應用電子技術專業知識,提出實現設計的幾個參考方案,通過在電路成本、可靠性、電路性能等方面對各方案進行比較論證,確定最佳的電路設計方案。2.使用軟件繪制原理圖根據設計方案,進入Protel原理圖編輯器,設置元器件參數,查找或制作元件,合理擺放和布局。然后進行電路連線、放置網絡標號,生成材料清單、網絡表。最后,對電路進行編譯ERC校驗,確保電路正確。3.仿真電路性能在Protel的仿真環境中選擇相應分析方法,設置數據節點,進行電路仿真,生成sdf文件,分析仿真結果。如果仿真不符合電路設計要求,重新修改電路參數。重復上述步驟,直到達到設計要求。4.設計電路印制進入PCB編輯環境,定義PCB尺寸,從原理圖導入網絡表信息;合理布局元件封裝;然后按實際需要設置布線規則,最后自動布線,手動調整,覆銅。5.生成加工文件打開PCBDOC文件,執行“文件/輸出制造文件/GerberFiles”命令,設置Gerber文件的精度和輸入板層等參數,生成各層的Gerber文件,執行“文件/輸出制造文件/NCDrillFiles”命令,輸出鉆孔加工文件。最后規范操作雕刻機,加工完成設計好的電路板。6.電路裝配焊接按照電子裝配工藝規范插接元器件到電路板,用電烙鐵等工具對元器件進行焊接,注意焊接工藝,杜絕出現虛焊、假焊和漏焊現象,盡量做到焊點表面完整、連續和圓滑。完成裝配。7.電路調試對裝配好的電路板進行系統調試,驗證電路各功能模塊。假如出現故障,利用萬用表、示波器等工具檢測相關參數,找出并排除故障點,直到電路正常。

四、Protel軟件在應用電子技術專業畢業設計的實踐效果

1.節約畢業設計的成本學生設計電路前,先運用軟件進行原理圖繪制,電路仿真成功后,再進行實際硬件的設計、元件選購、焊接、調試等。減少了由于前期設計錯誤而造成的元器件或儀器儀表的損壞;減少了購買元器件的費用支出和時間精力的浪費。2.增強學生完成畢業設計的決心和信心在實際電路搭建過程中,大部分學生由于實踐經驗不足,往往在系統調試時遇到問題,就會對自己的設計產生懷疑,對完成畢業設計缺乏信心。引入Protel軟件,可以暫時拋開實際電路,在軟件上繪制電路、模擬制版、仿真分析,最終呈現設計效果,方便快捷,從而大大增強了學生的專業信心和完成畢業設計的決心。3.提供師生溝通交流的便捷平臺利用Protel軟件原理圖的規范性和仿真的可視化,畢業設計指導老師可以在系統功能層面和學生探討整體設計問題,而不受具體電路的制約,使得指導教師和學生的溝通變得清晰流暢。4.鍛煉學生綜合能力在畢業設計過程中,當學生遇到陌生元器件時,可能對其引腳參數和功能不熟悉,需要查找資料手冊,從而提高了學生的自學能力;在電路布線過程中,學生對布線規則和要求缺乏經驗時,需要請教指導老師或者行業專家,提升了學生的溝通能力;在電路設計、電路仿真過程中,可能會出現參數誤差,需要反復修正和調整,培養了學生堅持不懈和精益求精的工匠精神。更重要的是,學生熟練掌握Protel軟件,對工業制版工藝要求、具體流程的熟悉程度越高,就更有利于畢業后應聘電子繪圖員、制板工等相關職位。

五、小結

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電子電路教學的開展,為計算機軟件和電路設計應用的結合提供了發展前提,這也為我國電子電路技術的發展奠定了基礎。

2電子電路設計教學中軟件應用意義探討

在電子電路的實際設計與開發中,電路結構的軟件設計仿真測試已成為當下最具有效性的技術,加之越來越多的電子電路設計者選擇運用計算機軟件對電子電路設計進行研究,這就使計算機軟件應用在電子電路的設計中具有十分重要的意義。計算機軟件提供的軟件仿真功能為電子電路的方案設計提供了有力的參考,學生能夠利用軟件進行對預先設計好的電路方案進行仿真,并通過對比方案設計與當真結果對具體內容進行改進,這在幫助學生完善仿真方案的同時,也進一步鞏固了其對知識的掌握,提升了電路設計中發現問題和處理問題的能力。與傳統形式的電路測量檢驗方式不同,計算機軟件的應用僅需要將電路接口連接到實驗箱,通過程序調試模擬實際應用環境,以更為高效率的檢測出電路系統的設計錯誤。軟件應用在為電子電路設計提供仿真環境的同時,也能夠在學生的電子理論學習中起到極大的輔助作用。在電子電路教學開展過程中,課程理論和實驗設計的有機結合能夠進一步加深學生對電路知識的理性認知,而在電路的設計和應用檢測過程中,由于校園客觀環境的限制,電路的檢驗與應用通常無法得到充分開展,而利用計算機軟件設計則能夠有效實現對電路設計的檢驗和校正,使得學生能夠在真正意義上掌握電子電路設計課程中的研究方法。

3各類軟件在電子電路教學中的具體運用

3.1CAD軟件在電子電路教學中的應用

CAD軟件系統是當下電路設計軟件中圖形設計功能作為全面的應用軟件,其在電子電路設計教學中的應用也十分廣泛。在電路設計教學的開展中,CAD軟件為課程開展提供了繪圖,幾何造型以及特征計算等功能,在進行電路設計過程中,教師能夠通過帶領學生進行元件設計,是學生進一步掌握不同電路元件的功能,并以此為基礎,使學生利用不同元件的特性進行電路的功能設計。CAD軟件在為電路教學設置元件設計功能的同時,也自帶有元件庫,電路的實際設計可以直接對元件進行調用,這也能夠有效節約電路原理圖設計時間。在利用該軟件開展教學時,教師還要強調實際元件和虛擬元件的區別,并通過在教學過程中著重強調,以保證學生實際電路連接的準確性和安全性。

3.2EWB軟件在教學中的具體應用分析

EWB計算機軟件是一種用于電路設計與仿真的EDA工具軟件,與CAD軟件不同,EWB軟件中包含更多的高品質模擬電路元件和組件模型。教師在開展電子電路設計教學時能夠在元件調用的基礎上,引導學生利用軟件進行多種功能仿真,如對以連接的電路結構進行交流頻率特性分析,靜態分析和參數掃描分析等。EWB軟件主要結構包括函數信號發生器和仿真電路模板等,學生能夠在課程設計中通過元件調用和參數整合,完成電路設計,并通過將電路系統調用與仿真模板中,對其進行功能測試。在電路仿真教學過程中,教師應首先開展信號發生器教學,使得學生能夠依據實際電路結構設計選定對應的激勵信號,以此保證電子電路結構仿真結構的準確性和有效性。

3.3PSPICE仿真軟件在電路設計教學中的應用

作為現階段不同類型電路分析與設計仿真軟件之一,PSPICE軟件具有十分優越的實用性能。該軟件主要包括電子線路仿真,圖形方式輸出,模擬計算電路功能和網表生成等功能,不僅能夠對模擬電子線路進行仿真與模式實驗,也能夠與實體電路結構進行連接并開展模擬仿真。在電子電路的設計教學中,教師要將課程演示重點放在利用PSPICE軟件模擬連接電路上,使學生能夠在掌握元件參數的基礎上,更為全面的掌握電路波形和電壓電流值的檢測方法。PSPICE仿真軟件的應用,也為電路設計教學中元件參數的優化提供了科學有效的途經,教師通過對比軟件中不同模擬元件的功能,以選擇靈敏度高和容差關系穩定的軟件開展教學,這能夠極大的優化電路設計中的元件參數,并使得電子電路設計的教學質量得到有效提升。

4結束語

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我自認為無愧于技校中專三年,剛入學時,我曾為身為技校中專生而懊喪過。但很快,我選擇了坦然面對。因為我深信,是金子在任何地方都會發光。所以我確信,技校中專生的前途也會有光明、輝煌的一天。

通過這三年的學習使我懂得了很多。

專業知識方面:具備扎實的理論基礎,較為精通專業知識,有較強的領悟能力和自學能力,能使用各種儀表,(電工電子專業)能進行電路分析,通過與課程相關的各類實踐與實習的鍛煉和課余常制作各種電路和維修電器,具有了一定的經驗和動手能力,能動手對計算機系統進行維護和管理,對各種網絡體系結構有一定了解,能進行windows9x/XX局域網的維護和管理。對單片機編程有一定的讀寫能力,熟練使用各種軟件,例如:office系列的辦公軟件和電路設計和protel電路設計軟件,dreamweaver網頁設計軟件等;并能對電力系統進行維護和管理,已通過了電工考核并拿到電工證。

工作能力方面:一直擔任班中的班干部工作,有較強的責任心和集體榮譽感,工作認真細致,受到老師和同學的認可。

行為思想方面:作風正派,待人誠懇,能較好處理人際關系,處事冷靜穩健,對生活有敏銳的洞察力和較強的邏輯分析能力,能合理地統籌安排生活和工作中的事務,有良好的生活規律和習慣。

其他方面:愛好廣泛、喜歡社交活動、打球、搞制作等,在做球類裁判有一定的興趣和能力。

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關鍵詞:Protel 99se;Cadence;ADS;工具欄按鈕功能;軟件間的配合使用

二、多種EDA軟件簡介及其對照

1、Protel

目前主要EDA軟件有Protel 、Cadence、ADS、EWB、PSpice等電路設計軟件,其中以Protel 、PSpice和EW較為簡單基礎、容易上手,而以Cadence、ADS更適用于從事大規模、高精度的電路系統設計。在中國最為常用的軟件是Protel,這當然也是中國大陸的電子工程師們已經形成了一種習慣所決定的,而在國外就不一定了。Protel系列軟件的最大特點是簡單、適合教學的,其系統性能也很穩定。

2、Cadence

Cadence 在仿真、電路圖設計、自動布局布線、版圖設計及驗證等方面有著絕對的優勢。Cadence 包含的工具較多幾乎包括了EDA 設計的方方面面。Cadence軟件在中國應用比較晚;

3、ADS

ADS軟件在射頻電路設計、通信系統中的高頻電路設計和電磁輻射和電磁屏蔽等方面有很多的應用。在新版的ADS2008軟件中還具有增強的圖形化使用者操作界面的功能,可以使得系統的設計速度加快。另外。ADS2008軟件還將3D技術應用到電磁分析等方面,使得ADS2008軟件功能愈顯強大。

三、Protel 99se軟件的相關配置及其特點

1、Protel 99se 軟件的基本配置及其功能

a、SCH5.0 的特點:主要用于原理圖的設計,其具有集成性高、支持層次化自動設計、元件庫強大擴充功能、任意的繪圖頁尺寸、兼容性高、提供基本的設計驗證工具、為印制電路板設計提供網絡表等特點。還具有分層組織設計功能、設計同步器等功能。

b、PCB5.0的特點:自動化布線功能、智能化的覆銅技術、與電氣原理設計系統的動態連接、面向生產工藝的設計功能。可以進行多達32層信號層、16層內部電源/接地層的布線設計,交互式的元件布置工具極大地減少了印制板設計的時間。

2、Protel 99se 軟件的完整配置

Protel 99se 軟件的完整配置包括SCH5.0、PCB5.0、ROUTE5.0、PLD5.0、SIM5.0;其中ROUTE5.0是一個集成的無網格自動布線系統,布線效率高;在該完整配置中集成了PLD開發環境,可使用原理圖或CUPL硬件描述語言作為設計前端,能提供工業標準JEDEC輸出;該配置還包含一個基于最新Spice3.5標準的仿真器,可為用戶設計前端提供了完整、直觀的解決方案;

四、對Protel 99se的文件分類、字體設置

1、Protel 99SE可以的文件類型

Protel 99SE可以建立十種文件類型。我們在講課的時候需要指出:Schmatic Docment文件對應的庫函數是Schmatic Library;而PCB Docment文件對應的庫函數是PCB Library。

2、字體設置

第一步:選擇Preferences命令后,在圖1對話框所示的自動備份參數設置;

第二步:單擊Protel 99SE 中的Change System Font按鈕,屏幕彈出圖2所示的字體設置對話框,可以進行字體、字體式樣、字號大小、字體顏色等設置;

圖1  自動備份參數設置                    圖2  字體參數設置

五、工具欄按鈕功能以及常見封裝形式的記憶

1、形象直觀工具欄按鈕的講解與記憶

Protel99SE提供形象直觀的工具欄,可以通過對工具按鈕中常用的命令進行形象、聯想等方式進行記憶,這在開始學習Protel的過程中必須的過程:

2、常見的封裝形式記憶

參考文獻: