自动化专业
《电子线路CAD训练》实训报告
专 业 学生姓名 班 级 学 号 完成日期
B自动化101 李昕一 101
1010603104 盐城工学院电气工程学院
《电子线路CAD训练》实训报告
内容提要
《电子线路CAD训练》是自动化专业教学计划中十分重要的实践性教学环节之一。在学生学完《模拟电子技术》 、《数字电子技术》 、《电力电子技术》和《微机原理与接口》等课程后，通过这一训练实习环节，可以进一步巩固学生所学的自动化专业中的基础知识，掌握构成自动化系统的电子线路设计方法，使学生了解和掌握所学专业的工作要求和特点，培养学生对本专业的学习兴趣，培养学生实际工作否认技巧和能力，使学生具有进行本专业的学习兴趣，培养学生实际工作的技巧和能力，使学生具有进行本专业电路的设计能力，为学生后续课程的学习奠定坚实基础。
《电子线路CAD训练》的主要任务是培养学生对电子线路设计的实践动手能力：
1. Altum Designer6 的安装和设置；
2. 电子线路原理图的设计
3. 原理图元件库的设计
4. 电子线路PCB电路板设计
5. PCB元件封装库的设计。
《电子线路CAD训练》实训报告
目 录
1 Altium Designer XX 软件介绍及安装 ..................................................................... 1
1.1 Altium Designer XX 软件介绍 ............................................................................. 1
1.2 ............................................................................................................................... 2
1.2 ............................................................................................................................... 3
2 电子线路图原理图设计 .......................................................................................... 4
2.1 ............................................................................................................................... 4
3 电路原理图元件库文件的设计 .............................................................................. 5
3.1 ............................................................................................................................... 5
4 电子线路PCB电路板设计 ...................................................................................... 6
4.1 ............................................................................................................................... 6
5 PCB元件封装库设计 ............................................................................................... 7
5.1 ............................................................................................................................... 7
实训体会 ........................................................................................................................ 8
参考文献 ........................................................................................................................ 9
《电子线路CAD训练》实训报告
1 Altium Designer XX 软件介绍及安装
1.1 Altium Designer XX 软件介绍
Altium Designer 6软件是随着电子制造技术的飞速发展，各种电子器件不断推旧出新，电子器件日益大规模化、高密度化和小型化。电子产品对于速度、容量、体积和重量等技术指标的要求不断提高，传统的手工设计越来越难以适应市场发展的需求，因此，越来越多的设计人员使用一些快速、高效的CAD设计软件来进行辅助电路原理图PCB图的设计，打印各种报表，控制电路板的生产，电路设计在方法和手段上发生了革命性的变化。 20xx年初，原始Protel软件的开发商Altium公司推出了Protel系列的高端版本Altium Designer 6.0，目前其最新版本为6.9。Altium Designer 6.x是一体化的电子产品开发系统，是目前唯一一款能实现所有电路板级设计功能的软件。Altium Designer 6将设计流程、集成化PCB设计、可编程器件（如FPGA）设计和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能整合在一起，具备同时进行PCB和FPGA设计以及嵌入式设计的能力，能实现将设计方案从概念转变为最终成品所需的全部功能。 Altium Designer 6除了全面继承包括Protel 99SE，Protel DXP在内的先前的一系列版本功能和优点以外，还增加了许多改进和很多高端功能。该平台拓宽了板级设计的传统界限，全面集成了FPGA设计功能和SOPC设计实现功能，从而允许工程师能将系统设计中的FPGA与PCB设计以及嵌入式设计集成在一起。 Altium Designer 6以强大的设计输入功能为特点，在FPGA和板级设计中，同时支持原理图输入和HDL硬件描述输入模式；同时支持基于VHDL的设计仿真，混合信号电路仿真、布局前／后信号完整性分析。Altium Designer 6的布局布线采用完全规则驱动模式，并且在PCB布线中采用了无网格的SitusTM拓展逻辑自动布线功能，将完整的CAM输出功能编辑结合在一起。 Altium Designer 6.0极大地增强了对高密板设计的支持，可用于高速数
字信号设计，提供大量新功能和改进，改善了对复杂多层板卡的管理和导航，可将器件放置在PCB板的正反两面，处理高密度封装技术，如高密度引脚数量的球型网格阵列 (BGAs)。 首先，在PCB部分，除了Protel2004中的多通道复制；实时的、阻抗控制布线功能；SitusTM自动布线器等新功能以外，Altium Designer 6.0还着重在： 差分对布线，FPGA器件差分对管脚的动态分配， PCB和FPGA之间的全面集成，从而实现了自动引脚优化和非凡的布线效果 ,总线布线功能，器件精确移动，快速铺铜等功能。PCB文件切片，PCB多个器件集体操作，支持多国语言（中文、英文、德文、法文、日文）,任意字体和大小的汉字字符输入，光标跟随在线信息显示功能，光标点可选器件列表，复杂BGA器件的多层自动扇出，提供了对高密度封装（如BGA）的交互布线功能 。 其次，在原理图部分，新增加“灵巧粘帖”可以将一些不同的对象拷贝到原理图当中，比如一些网络标号， 一页图纸的BOM表，都可以拷贝粘帖到原理图当中。原理图文件切片，多个器件集体操作，文本筐的直接编辑，箭头的添加，器 1
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件精确移动，总线走线，自动网标选择等， 强大的前端将多层次、多通道的原理图输入、混合信号仿真、VHDL开发和功能仿真及布线前信号完整性分析结合起来在混合信号仿真部分， 提供完善的混合信号仿真、布线前后的信号完整性分析功能,在XSPICE 标准的支持之外，还支持对Pspice模型和电路的仿真。 第三，在嵌入式设计部分，增强了JTAG器件的实时显示功能，增强型基于FPGA的逻辑分析仪，可以支持32位或64位的信号输入。增强了对更多的32位微处理器的支持，可以使嵌入式软件设计在软处理器，FPGA内部嵌入的硬处理器，分立处理器之间无缝的迁移。使用了Wisgbone 开放总线连接器允许在FPGA上实现的逻辑模块可以透明的连接到各种处理器上。Altium Designer 6.0支持 Xilinx MicroBlaze，TSK3000 等32位软处理器，PowerPC 405 硬核，并且支持AMCC 405和Sharp BlueStreak ARM7 系列分立的处理器。对每一种处理器都提供完备的开发调试工具。 在器件库方面支持基于ODBC和ADO的数据库，可以使用OrCAD的器件库，完全兼容Protel98/Protel99/Protel99se/ProtelDXP，并提供对Protel99se下创建的DDB文件导入功能还增加了P-CAD schematic and PCB designs and ibraries导入,OrCAD schematic and PCB designs and libraries导入,PADS PCB designs and libraries导入， OrCad®、PADS、AutoCAD和其它软件的文件导入和导出功能。完整的ODB++ / Gerber CAM-系统使得用户可以重新设计原有有的设计，弥补设计和制造之间的差异。 Altium Designer 6.0中的Board Insight? 系统把设计师的鼠标变成了交互式的数据挖掘工具。 Board Insight 集成了“警示”显示功能，可毫不费力地浏览和编辑设计中叠放的对象。工程师可以专注于其目前的编辑任务，也可以完全进入目标区域内的任何其他对象，这增加了在密集、多层设计环境中的编辑速度。 Altium Designer 6.0 引入了强大的‘逃逸布线’引擎，尝试将每个定义的焊盘通过布线刚好引到BGA边界，这令对密集BGA类型封装的布线变的非常简单。 显著的节省了设计时
间，设计师无需手动就可以完成在一大堆焊盘间将线连接这些器件的内部管脚。 Altium Designer 6.0极大减少了带有大量管脚的器件封装在高密度板卡上设计的时间，简化了复杂板卡的设计导航功能，设计师可以有效处理高速差分信号，尤其对大规模可编程器件上的大量LVDS资源。Altium Designer 6.0 充分利用可得到的板卡空间和现代封装技术，以更有效的设计流程和更低的制造成本缩短上市时间。
1.2 Altium Designer 6软件的安装软件的安装软件的安装软件的安装
Altium公司推荐的系统配置为：
(1) Windows XP （专业版或家庭版）、Windows 2000 专业版。
(2) 至少1.8GHz 处理器。
(3) 至少 1GB 内存。
(4) 至少 2GB 硬盘空间。
(5) 显示器至少1024×768屏幕分辨率，32位真彩色，32M 显存。
2
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1：打开安装目录下面的install.exe 进行安装 2：按照软件的默认路径，点击下一步进行安装 3：导入破解文件，进行破解。
4：打开软件，检查是否安装完成
1.2
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2 电子线路图原理图设计
2.1
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3 电路原理图元件库文件的设计
3.1
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4 电子线路PCB电路板设计
4.1
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5 PCB元件封装库设计
5.1
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实训体会
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参考文献
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第二篇：模电实训报告(信号源)
桂林电子科技大学信息科技学院 《模拟电子技术》实训报告
学 号 1251100719
姓 名 盘祝杉
指导教师： 齐庆堃 游骏
月日
实训题目：简易函数信号发生器
1 整机设计
1.1 设计任务及要求
结合所学的模拟电子技术知识，设计并制作完成一简易函数信号发生器。 （1）频率范围：100Hz~10kHz可调；
（2）幅度范围：方波upp≤12V，三角波upp≤8V且幅度可调，正弦波upp≥1V； （3）自行设计电路所需电源电路。
1.2 整机实现的基本原理及框图
函数信号发生器能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形。其电路中使用的器件可以是分立器件，也可以是集成电路。本课题需要完成一个能产生方波、三角波和正弦波的简易函数信号发生器。
产生正弦波、方波、三角波的方案有很多种，本方案采用先产生三角波—方波，再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波的方案（图一）。
电源部分：变压器{降压}→整流电路{交流变直流}→滤波电路→稳压电路（图二）。
图一 函数信号发生器原理框图
图二 直流稳压电源原理框图
2 硬件电路设计
2.1电源部分：
220V交流电通过变压器转换成双15V交流电，双15V交流电从J5输入，经过四个二极管整流（桥式整流）成脉动直流电源，再由2200UF大电容滤波、0.33UF电容减小纹波电压后输入7812与7912。7812与7912输出+12V与-12V电压提供给波形产生部分。
电源部分原理图
在做稳压电源的时候需要用到7812和7912两个芯片输出±12V电压，通过资料了解7812管脚为：
1脚输入 2脚接地 3脚输出
通过资料了解7912管脚为：
1脚接地2脚输入 3脚输出
2.2波形产生
2.21方波：
运算放大器U3A与R1、R2及R12、R13组成一个电压比较器，电压比较器Ui(被比较信号)取自积分器的输出，通过R2接运放的反相输入端，R1为平衡电阻；电压比较器的Ur（参考信号）接地，电压比较器的输出端通过R1接运放端的同相输入端。UO1高电平等于+12V电源输入过限流电阻R3后的电压，低电平等于-12V电源输入经过限流电阻R3后的电压。 当U+<=U-时，输出UO1从高电平翻转到低电平；当U+>=U-时，输出UO1从低电平翻转到高电平。
稳压二极管D1、D2将方波的输出电压稳定在10V。
电压比较器电路原理图
2.22三角波：
运算放大器U3B与电容C1、C2组成积分器，通过积分器对输入信号进行处理，就可以得到三角波。通过积分器，方波的波形变成了三角波，但是积分器并不改变输入信号的频率。
方波—三角波的频率
F=（R12+R13）/4(R4+R5)R2C1
通过开关S1选择电容C1和C2,来改变输出信号的频率。还可以用滑动变阻器R13和R5来改变。为了满足输出信号的幅度要求，在积分器后面再加了一个反相比例运算电路，R8用来改变输出三角波的幅度。由于在实际设计中所采用的运放是型号为NE5532的双运放。在电路中只给U3B这个运放供直流电源±
12V.
方波转化为三角波原理图
反相比例运算电路原理图
2.23正弦波：
根据理论分析，如果差分电路的差模输入信号是三角波，则IC1和IC2的波形近似为正弦波。因此，单端输出的电压也近似于正弦波。电位器R9用于调节输入的三角波的幅度，R16用于调节差分电路的对称性，电容C3、C5、C6作用是隔断直流信号，C4为滤波电容，除去谐波分量，改善输出波形。
为了更好的使波形幅度达到要求，因此在最后加上了一个反相比例运算电路。
三角波转正弦波原理图
在设计电路中的所有的运放都是NE5532,这就需要了解此运放的管脚图，上网查询知
NE5532将两个运放集成在一起。
3 制作与调试过程
3.1制作
通过老师给的原理图在Protel 99SE上画出电路原理图，检查没有错误、认真修改之后导入PCB，从PCB里自己布局布线，其中要注意的是 三极管、电位器的管脚要和PCB中的器件的封装相对应，导线宽度要大于1mm以免腐蚀断导线，焊盘建议2.5mm以上方便焊接，然后去板房打印出电路装配图、原理图和电路板印制图，再将电路板印制图用制板机印在铜板上，铜板要事先用砂纸打磨掉表面的污物，印制完成后如果有断线要用油性笔把断掉的地方补上，再腐蚀电路板，腐蚀完之后用清水清洗。再用打孔机把焊盘孔打通，打完孔后一边冲洗一边把铜线上的墨用砂纸擦掉，再擦干水并涂上一层松香防止氧化。最后按照电路装配图将元器件焊在电路板的指定的位置。
3．2调试
1、使用万用表测量NE5532的4脚和8脚，观察是否符合标准，符合标准说明电源部分工作正常，如果电压正常在用示波器测出方波三角波和正弦波。
4 电路测试
4.1 测试仪器与设备
1、数字万用表——1台;
2、双踪示波器——1台。
4.2 性能指标测试
测试结果如下:
电源：
正电压：11.9V负电压：12.02V；
在1KHz频率下测得：
方波upp为10V，三角波幅度可调，正弦波upp为4.5V；
频率调节范围：70Hz~16KHz。
4.3 测试结果分析
我的测试结果比较好，与要求相同。 元件排布、焊接，pcb的走线都会对结果产生影响。
5 实训心得体会
在大一的时候我们学习过电子技能基础实训，在上次实训中我们练习过电子元件的识别，并动手组装过一台收音机，这次实训我们要自己画图自己制板，难度比上次增加了不少。因为原理图已经给出，不用自己设计，因此节约了不少时间。我很快便将将原理图画进Protel里，在封装的时候我发现了很多细节上的问题，在原理图中电位器的可调端是3脚，而封装库里可调端2脚，需要自己改动。
还有些元件需要自己测量并画出封装比如7812和7912测量散热片的长度和宽度之后画封装以预留出散热片的安装位置。0.33UF的非极性电容，老师给的原理图上建议用RAD0.1封装，经过我测量发现实际器件的引脚比RAD0.1的引脚间距要大，因此改用RAD0.3封装，LED的引脚间距与SIP2封装一致，因此LED改用SIP2封装。
布线方面，虽然自动布线方便简单快捷，但布出来的线较多也比较乱，因此我采用自动布线与手动布线相结合的方式，在自动的基础上进行手动改线来减少线路的直角和绕线，做到布线简洁。
在焊接时要注意，元件引脚要与原理图上的一致，不要接错。三极管的焊盘间距比较小，焊接时要小心不要将焊锡接到其他线上。
从这次实训中我得到了许多经验，提高了我的动手能力和对课本所学知识的理解，实际运用了比较器、积分器、差分放大电路，使我对理论知识有了直观的认识，同时增长了我学习模电的兴趣，也提高了我发现问题和解决问题的能力。
最后，感谢我的指导教师齐庆堃和游骏。
6 参考文献
[1]邓奕.电子线路CAD实用教程 . 武汉：华中科技大学出版社,2011.12
[2]李长俊.模拟电子技术(第二版).北京：科学出版社2013
附录
附录2:电路原理图
附录3：PCB图
