第一篇：電壓比較器實(shí)驗(yàn)報(bào)告

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實(shí) 實(shí)習(xí)習(xí)報(bào) 報(bào) 告 告

單位：

姓名：

時(shí)間：

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1．了解電壓比較器與運(yùn)算放大器的性能區(qū)別； 2．掌握電壓比較器的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)； 3．掌握電壓比較器電壓傳輸特性的測(cè)試方法； 4．學(xué)習(xí)比較器在電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、處理與分析 ① ① 【 【 過(guò)零電壓比較器電路】

】

過(guò)零電壓比較器是電壓比較電路的基本結(jié)構(gòu)，它可將交流信號(hào)轉(zhuǎn)化為同頻率的雙極性矩形波。常用于測(cè)量正弦波的頻率相位等。當(dāng)輸入電壓

第二篇：電壓比較器仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告

電壓比較器

時(shí)間6月6日 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1)熟悉使用仿真軟件； 2)進(jìn)一步了解運(yùn)放的特性。

實(shí)驗(yàn)器材：

裝有Multisim仿真軟件的計(jì)算機(jī)一臺(tái)。實(shí)驗(yàn)原理：

通過(guò)一個(gè)開(kāi)環(huán)狀態(tài)的運(yùn)放將其正、反向輸入端作為電壓比較端，當(dāng)同相端電壓高于反相端時(shí)，輸出電壓為正最大值，當(dāng)同相端電壓低于反相端電壓時(shí)，輸出負(fù)最大值，下面通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)此功能，實(shí)驗(yàn)步驟：

1)打開(kāi)仿真軟件將以下電路連接好；

2)給運(yùn)放輸入正玄波后啟動(dòng)仿真； 3)打開(kāi)示波器調(diào)節(jié)各值后達(dá)到以下兩個(gè)波形

（紅色為輸入，藍(lán)色為輸出）實(shí)驗(yàn)結(jié)論（結(jié)果）：

通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)證明，理論值成立，電路將輸入的正玄波變成了輸出的正最大值和負(fù)最大值。

第三篇：電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告—實(shí)驗(yàn)10集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的電壓比較器

電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí) 驗(yàn) 名 稱(chēng)： 集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的電壓比較器 系 別： 班 號(hào)： 實(shí)驗(yàn)者姓名：

學(xué) 號(hào)：

實(shí) 驗(yàn) 日 期：

實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成日期：

目錄

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.......................................................3

二、實(shí)驗(yàn)原理........................................................3

1.集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的單限電壓比較器...........................3 2.集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的施密特電壓比較器.........................4

三、實(shí)驗(yàn)儀器........................................................4

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容........................................................5

1.單限電壓比較器...............................................5 2.施密特電壓比較器............................................10

五、實(shí)驗(yàn)小結(jié)與疑問(wèn).................................................1

3一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.掌握電壓比較器的模型及工作原理 2.掌握電壓比較器的應(yīng)用

二、實(shí)驗(yàn)原理

電壓比較器主要用于信號(hào)幅度檢測(cè)——鑒幅器；根據(jù)輸入信號(hào)幅度決定輸出信號(hào)為高電平或低電平；或波形變換；將緩慢變化的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為邊沿陡峭的矩形波信號(hào)。常用的電壓比較器為：?jiǎn)蜗揠妷罕容^器；施密特電壓比較器窗口電壓比較器；臺(tái)階電壓比較器。下面以集成運(yùn)放為例，說(shuō)明構(gòu)成各種電壓比較器的原理。

1.集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的單限電壓比較器

集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的單限電壓比較器電路如圖1（a）所示。由于理想集成運(yùn)放在開(kāi)環(huán)應(yīng)用時(shí)，AV→∞、Ri→∞、Ro→0；則當(dāng)ViER時(shí)，VO=VOL；由于輸出與輸入反相，故稱(chēng)之為反相單限電壓比較器；通過(guò)改變ER值，即可改變轉(zhuǎn)換電平VT（VT≈ER）；當(dāng)ER=0時(shí)，電路稱(chēng)為“過(guò)零比較器”。同理，將Vi與ER對(duì)調(diào)連接，則電路為同相單限電壓比較器。

2.集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的施密特電壓比較器

集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的施密特電壓比較器電路如圖2（a）所示。當(dāng)VO=VOH時(shí)，V+1=VT+=R當(dāng)VO=VOL時(shí)，V+2=VT?=R回差電平：△VT=VT+?VT?

R

22+R

3VOH+RVOL+R

R3

2+R3

ER；VT+稱(chēng)為上觸發(fā)電平；

R2

2+R3

R3

2+R3

ER；VT-稱(chēng)為下觸發(fā)電平；

當(dāng)Vi從足夠低往上升，若Vi>VT+時(shí)，則Vo由VOH翻轉(zhuǎn)為VOL； 當(dāng)Vi從足夠高往下降，若Vi

三、實(shí)驗(yàn)儀器

1.示波器1臺(tái)

2.函數(shù)信號(hào)發(fā)生器1臺(tái) 3.數(shù)字萬(wàn)用表1臺(tái) 4.多功能電路實(shí)驗(yàn)箱1臺(tái)

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.單限電壓比較器

（1）按圖1（a）搭接電路，其中R1=R2=10kΩ，ER由實(shí)驗(yàn)箱提供；

（2）觀察圖1（a）電路的電壓傳輸特性曲線(xiàn)；

電壓傳輸特性曲線(xiàn)的測(cè)量方法：用緩慢變化信號(hào)（正弦、三角）作Vi(Vip-p=15V、f=200Hz)，將Vi=接示波器X（CH1）輸入，VO接示波器Y（CH2）輸入，令示波器工作在外掃描方式（X-Y）；觀察電壓傳輸特性曲線(xiàn)。

①實(shí)驗(yàn)觀察到的波形圖：

②（X-Y）：

③仿真觀察到的波形圖：

可以看到波形中間出現(xiàn)了失真，推測(cè)是輸入電壓過(guò)大，超過(guò)了電路的允許范圍，將Vip-p改為12V后，波形正常。

（3）用直流電壓表測(cè)量參考電壓ER值，調(diào)節(jié)RW，觀察特性曲線(xiàn)的轉(zhuǎn)換電平VT隨ER的變化情況；當(dāng)VT=1V時(shí)，記下ER的值，定量記錄電壓傳輸特性曲線(xiàn)；

當(dāng)VT=1.00000V時(shí)，ER=1.1506V；

（4）當(dāng)VT=1V時(shí)，令示波器工作在內(nèi)掃描方式（V~t），同時(shí)觀察并畫(huà)出Vi、VO波形；根據(jù)電路工作原理，用示波器測(cè)量Vi的轉(zhuǎn)換電平VT值；改變RW，觀察ER減小時(shí)，VO正脈寬tu+的變化情況；當(dāng)ER=0時(shí)，觀察VO波形，說(shuō)明為什么當(dāng)Vi直流成分為0時(shí)，VO為對(duì)稱(chēng)方波？

①實(shí)驗(yàn)觀察到的波形圖：

②畫(huà)出的波形：

當(dāng)ER減小時(shí)，正脈沖的寬度逐漸變小。

當(dāng)ER=0時(shí)，VT=0，此時(shí)Vi>VT和Vi

（1）按圖2（a）搭接電路，其中R1=R3=10kΩ，R2為10kΩ電位器，ER由實(shí)驗(yàn)箱提供；

（2）用電壓傳輸特性曲線(xiàn)測(cè)量方法觀察圖2（a）電路的電壓傳輸特性曲線(xiàn)；

①實(shí)驗(yàn)觀察到的波形圖：

②仿真觀察到的波形圖（vip-p=13V）：

（3）調(diào)節(jié)R2電位器，觀察ΔVT變化情況；當(dāng)ΔVT=4V，調(diào)節(jié)RW，用直流電壓表測(cè)量ER的值，當(dāng)ER=2V，定量記錄電壓傳輸特性曲線(xiàn)；

ΔVT=4.02500V，ER=2.002V

（4）調(diào)節(jié)RW,觀察電壓傳輸特性曲線(xiàn)的變化情況，當(dāng)ER=0V時(shí)，測(cè)量VT-、VT+的值；

當(dāng)ER=0.002V時(shí)，VT+=1.99500V，VT-=-2.06500V（5）令示波器工作在內(nèi)掃描方式，同時(shí)觀察并畫(huà)出Vi、VO波形；根據(jù)電路工作原理，用示波器測(cè)量Vi的轉(zhuǎn)換電平VT-、VT+的值；改變RW,觀察ER減小時(shí)，Vo的正脈寬的變化情況。

①實(shí)驗(yàn)觀察到的波形：

②畫(huà)出的波形：

ER減小時(shí)，Vo的正脈寬變小。

五、實(shí)驗(yàn)小結(jié)與疑問(wèn)

實(shí)驗(yàn)小結(jié)：

1.在做運(yùn)放實(shí)驗(yàn)時(shí)，接線(xiàn)需要小心謹(jǐn)慎，特別是對(duì)于偏置電壓的接入，一定要判斷清楚恒壓源的正負(fù)極才能接入。否則一旦出現(xiàn)線(xiàn)路接錯(cuò)，很容易就會(huì)燒掉運(yùn)放。

2.對(duì)于集成運(yùn)放基本運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)，在做實(shí)驗(yàn)前先進(jìn)行軟件仿真了解其基本特性是一個(gè)很好的方法。這樣能夠使得自己在自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果有一定的預(yù)期，不但可以提高做實(shí)驗(yàn)的效率，而且也是減小實(shí)驗(yàn)失誤的有效方法之一。3.實(shí)驗(yàn)前應(yīng)檢驗(yàn)電路元器件，包括是否損壞，以及標(biāo)稱(chēng)值與實(shí)際值的差異。我們不能輕易相信電阻的色環(huán)等標(biāo)稱(chēng)值，有些元器件由于長(zhǎng)時(shí)間放置，老化，或者本身就具有較大的誤差，標(biāo)稱(chēng)值與實(shí)際值有很大的差別，元器件的實(shí)際值在實(shí)驗(yàn)前均需重新測(cè)定，否則直接做實(shí)驗(yàn)很容易出現(xiàn)較大誤差甚至錯(cuò)誤，而且不利于實(shí)驗(yàn)矯正。

4.施密特電壓比較器的特點(diǎn)

（1）有兩個(gè)閾值電壓，運(yùn)放工作非線(xiàn)性（2）遲滯比較器抗干擾能力強(qiáng) 疑問(wèn)：

做仿真時(shí)，當(dāng)輸入電壓峰峰值調(diào)到15V時(shí)，波形就會(huì)不正確，而真正做實(shí)驗(yàn)時(shí)，又沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題，為什么呢？

第四篇：比較器失調(diào)仿真總結(jié)

動(dòng)態(tài)比較器失調(diào)仿真

一、條件

1、需要在比較器后面加個(gè)理想的比較器和D觸發(fā)器

2、需要輸入vinn=constant，vinp為一個(gè)上升非常緩慢的斜坡。

3、時(shí)鐘速度也要慢一點(diǎn)

二、仿真參數(shù)設(shè)置

1、電路圖

2、輸入信號(hào)

輸入共模=700mV 1）Vinp為緩慢上升的斜坡

2）vinn=0 3）時(shí)鐘clk周期為20nS 4）MC仿真公式

在計(jì)算器里寫(xiě)仿真公式，寫(xiě)好后在ADE中的outputs—setup里點(diǎn)擊get expression即可 寫(xiě)好的公式如下

1e-08為10ns（時(shí)時(shí)鐘周期的一半）即輸出過(guò)0.5時(shí)的時(shí)間減去10nS 5）MC仿真設(shè)置

4、理想比較器、ADE和D觸發(fā)器內(nèi)部設(shè)置

5、CML比較器內(nèi)部電路圖

仿真結(jié)果

第五篇：protel 窗口比較器設(shè)計(jì)

武漢理工大學(xué)《PROTEL應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

學(xué)生姓名： 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 工作單位： 題 目: Protel的窗口比較器設(shè)計(jì) 初始條件：

1.Protel軟件；

2.先修課程：電路原理等；

要求完成的主要任務(wù)：（包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求，以及說(shuō)明書(shū)撰寫(xiě)等具體要求）

1、熟悉Protel軟件及其應(yīng)用環(huán)境，在電腦上安裝該軟件；

2、完成電路圖的設(shè)計(jì)、電路的仿真、網(wǎng)表的打印、自動(dòng)布線(xiàn)印制版圖、對(duì)自動(dòng)布線(xiàn)的結(jié)果進(jìn)行手動(dòng)布線(xiàn)、元器件清單的打?。?/p>

3、獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)按學(xué)校統(tǒng)一規(guī)范來(lái)撰寫(xiě)，具體包括：

(1)目錄；(2)理論分析；(3)程序運(yùn)行結(jié)果及圖表分析和總結(jié)；(4)課程設(shè)計(jì)的心得體會(huì)；(5)參考文獻(xiàn)（不少于5篇）。

時(shí)間安排：

周一、周二查閱資料，了解設(shè)計(jì)內(nèi)容；

周三、周四程序設(shè)計(jì)，上機(jī)調(diào)試程序； 周五、整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。

指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日

武漢理工大學(xué)《PROTEL應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

目 錄

摘要................................................................................................................................I Protel簡(jiǎn)介....................................................................................................1 2 電壓比較器..................................................................................................2 2.1 電壓比較器的功能...........................................................................................2

2.2 運(yùn)算放大器的工作狀態(tài).....................................................................2 2.3 電壓比較器的類(lèi)型.............................................................................2 2.4 電壓比較器的性能指標(biāo)...................................................................................2 3 窗口比較器................................................................................................................3 電路原理圖設(shè)計(jì)..........................................................................................5

4.1 創(chuàng)建新項(xiàng)目.......................................................................................................5

4.2 放置元件.............................................................................................6 4.3 原理圖布線(xiàn).........................................................................................7 4.4 編輯和調(diào)整.......................................................................................................8 4.5 ERC檢查（電氣規(guī)則檢查）.............................................................9 4.6 生成網(wǎng)絡(luò)表.......................................................................................10 4.7 元器件清單的生成.......................................................................................10 用Protel 進(jìn)行PCB印制版圖的制作......................................................11 5.1 創(chuàng)建PCB文件.................................................................................11 5.2 加載網(wǎng)絡(luò)表.....................................................................................................11 5.3 元器件布局.....................................................................................................12 5.4 自動(dòng)布線(xiàn).........................................................................................................12 5.5 編輯和調(diào)整.....................................................................................................13

5.6 鋪地...................................................................................................14 6 設(shè)計(jì)總結(jié)..................................................................................................................16 7 課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)..................................................................................................17 參考文獻(xiàn)......................................................................................................................18 附錄1...........................................................................................................................19

武漢理工大學(xué)《PROTEL應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

摘 要

本課設(shè)是基于的窗口比較器設(shè)計(jì)。理論部分，首先講述了Protel簡(jiǎn)介，再總的講解了電壓比較器的幾個(gè)相關(guān)問(wèn)題，最后主要詳細(xì)地進(jìn)行了窗口比較器的理論分析。對(duì)窗口比較器的Protel制作主要進(jìn)行了電路原理圖設(shè)計(jì)，網(wǎng)表的打印、PCB印制版圖的制作、元器件清單的打印這幾個(gè)流程。

關(guān)鍵詞：Protel 電壓比較器

窗口比較器

原理圖

網(wǎng)絡(luò)表

PCB 元器件清單

武漢理工大學(xué)《PROTEL應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) Protel簡(jiǎn)介

Protel是澳大利亞Protel Technology公司推出的一個(gè)全32位的電路板設(shè)計(jì)軟件。該軟件功能強(qiáng)大，人機(jī)界面友好，易學(xué)易用，使用該軟件的設(shè)計(jì)者可以容易地設(shè)計(jì)出電路原理圖和畫(huà)出元件設(shè)計(jì)電路板圖。而且由于其高度的集成性與擴(kuò)展性，一經(jīng)推出，立即為廣大用戶(hù)所接受，很快就成為世界PC平臺(tái)上最流行的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件，并成為新一代電氣原理圖工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

Protel主要有兩大部分組成，每一部分個(gè)有幾個(gè)模塊。第一部分是電路設(shè)計(jì)部分，主要有：原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)，包括用于設(shè)計(jì)原理圖的原理圖編輯器Sch，用于修改和生成原理圖元件的元件編輯器，以及各種報(bào)表的生成器Schlib。印刷電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)，包括用于設(shè)計(jì)電路板的電路板編輯器PCB以及用于修改，生成元件封裝的元件封裝編輯器PCBLib。第二部分是電路仿真與可編程邏輯器件設(shè)計(jì)，主要有：電路仿真系統(tǒng)，包括一個(gè)功能強(qiáng)大的數(shù)/?；旌闲盘?hào)電路仿真器，能在原理圖基礎(chǔ)上進(jìn)行連續(xù)的模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)仿真?？删幊踢壿嬈骷O(shè)計(jì)，包括一個(gè)文本編輯器，用于編譯和仿真設(shè)計(jì)結(jié)果的PLD設(shè)計(jì)以及觀察仿真結(jié)果的波形。

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2電壓比較器

電壓比較器是用以比較兩個(gè)電壓大小、即輸入電壓信號(hào)和一個(gè)參考電壓大小，并用輸出高電平VOH和低電平VOL表示比較結(jié)果。電壓比較器常常用于將任意波形轉(zhuǎn)換成方波或者用于波形整形，在信號(hào)的測(cè)量、自動(dòng)控制系統(tǒng)、信號(hào)處理和波形產(chǎn)生中得到了廣泛的應(yīng)用。常用的電壓比較器有單門(mén)限電壓比較器、遲滯電壓比較器、窗口比較器等。這里主要介紹窗口比較器。

集成運(yùn)算放大器有線(xiàn)性工作區(qū)和非線(xiàn)性工作區(qū)兩個(gè)工作區(qū)。運(yùn)算電路使用的是運(yùn)算放大器的線(xiàn)性工作區(qū)，電壓比較器使用的是運(yùn)算放大器的非線(xiàn)性工作區(qū)。

2.1電壓比較器的功能

電壓比較器是用來(lái)比較兩個(gè)電壓大小的電路，它的輸入信號(hào)時(shí)模擬電壓，輸出信號(hào)一般只有高電平和低電平兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)的電壓。利用電壓比較器可以將各種周期信號(hào)轉(zhuǎn)換成矩形波。

2.2運(yùn)算放大器的工作狀態(tài)

電壓比較器電路中的運(yùn)算放大器一般在開(kāi)環(huán)或正反饋條件下工作，運(yùn)算放大器的輸出電壓只有正和負(fù)兩種飽和值，即運(yùn)算放大器工作在飛線(xiàn)性狀態(tài)下。這種情況下，運(yùn)算放大器輸入端“虛短”的結(jié)論不再適用，但是“虛斷”的結(jié)論依然適用（由于運(yùn)算放大器的輸入電阻很大）。

2.3電壓比較器的類(lèi)型

常用的電壓比較器有零電平比較器、非零電平比較器、遲滯比較器和窗口比較器等電路。零電平和非零電平比較器只有一個(gè)閥值電壓，稱(chēng)為單門(mén)限比較器。遲滯比較器和窗口比較器有兩個(gè)閥值電壓，稱(chēng)為多門(mén)限比較器。

2.4電壓比較器的性能指標(biāo)

（1）閥值電壓：比較器輸出發(fā)生跳變時(shí)的輸入電壓，稱(chēng)為閥值電或門(mén)限電平Vth。

（2）輸出電平：輸出電壓 為高電平VOH和低電平VOL。

（3）回差電壓：遲滯比較器兩個(gè)閥值電壓（正向閥值和反向閥值）之差?VT

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3窗口比較器

如果希望檢測(cè)vi是否在給定的兩個(gè)電壓之間時(shí)就可以采用窗口比較器。窗口比較器的特點(diǎn)是vi沿著一個(gè)方向變化時(shí)，可以使v0產(chǎn)生兩次跳變。

圖3-1 窗口比較器電路圖

圖3-2 窗口比較器的傳輸特性

窗口比較器的電路圖如圖3-1所示，電路由兩個(gè)幅度比較器和一些二極管與電阻構(gòu)成，D1和D2是輸入保護(hù)二極管，D3和D4的作用是防止電流回流損壞運(yùn)算放大器。將參考電壓VH加于放大器A1的反向端，VL加于放大器A2的反向端，且有

VH?VL?2VD

將輸入信號(hào)vi輸入到運(yùn)算放大器的同相輸入端，這是運(yùn)算放大器處于開(kāi)環(huán)工作狀態(tài)，具有很高的開(kāi)環(huán)增益。由于受到正相電源電壓、二極管和電阻的限制，輸出電壓為+Vom或者0。

設(shè)R1=R2，二極管的正向?qū)妷簽閂D,則有

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VL?(VCC?2VD)R2R1?R2?12(VCC?2VD)

VH?VL?2VD

電壓傳輸特性曲線(xiàn)是反映輸出電壓v0和輸入電壓vi之間關(guān)系的曲線(xiàn)。窗口比較器的電壓傳輸特性如圖3-2所示。輸入信號(hào)偏離參考電壓時(shí)，輸出電壓將發(fā)生躍變。由圖可見(jiàn)

當(dāng)vi>VH時(shí)，v01為高電平，D3導(dǎo)通，v02為低電平，D4截止，v0=v01；

當(dāng)vi

當(dāng)VL

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4電路原理圖設(shè)計(jì)

電路原理圖的設(shè)計(jì)是整個(gè)電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，因此電路原理圖要設(shè)計(jì)好，以免影響后面的設(shè)計(jì)工作。電路原理圖的設(shè)計(jì)包括創(chuàng)建新項(xiàng)目、放置元件、原理圖布線(xiàn)、編輯與調(diào)整、ERC檢查（電氣規(guī)則檢查）、生成網(wǎng)絡(luò)表。

4.1 創(chuàng)建新項(xiàng)目

進(jìn)入Protel界面，執(zhí)行菜單File命令創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目（項(xiàng)目中包含所要設(shè)計(jì)的文件），彈出如下對(duì)話(huà)框，在對(duì)話(huà)框的Design Storage Type選項(xiàng)中選擇默認(rèn)值，在Database file name

后添加項(xiàng)目的名稱(chēng)“劉小燕”.ddb，其擴(kuò)展名必須以ddb結(jié)尾。通過(guò)按Browse按鈕指出將文件存儲(chǔ)于E盤(pán)。最后點(diǎn)擊OK鍵，則建立了一個(gè)項(xiàng)目，彈出以下的對(duì)話(huà)框中選擇原理圖服務(wù)器（Schematic Document）圖標(biāo)，雙擊該圖標(biāo)建立原圖設(shè)計(jì)文件Sheet1.ddb。雙擊該圖標(biāo)進(jìn)入原理圖設(shè)計(jì)主界面。執(zhí)行菜單Design/OptionsTool/Preferences，設(shè)置圖紙大小、捕捉柵格、電氣柵格等。

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4.2 放置元件

在設(shè)計(jì)管理器中選擇Browse Sch頁(yè)面，如下圖所示，在Browse區(qū)域中的下拉框中選擇Library，然后單擊Add/Remove按鈕，在彈出的窗口中尋找Protel 子目錄，在該目錄中選擇Library/Sch路徑，在元件庫(kù)列表中選擇所需的元件庫(kù)，比如Miscellaneous Devices lib，TI Databook庫(kù)等，單擊Add按鈕，即可把元件庫(kù)增加到元件庫(kù)管理器中。

根據(jù)設(shè)計(jì)窗口比較器的需要，先從元件庫(kù)Miscellaneous Devices lib中找到OPAMP,從元件的外行可以看出這正是我們要找的放大器，然后用鼠標(biāo)點(diǎn)擊Place按鈕，即可將該元件移動(dòng)到設(shè)計(jì)圖紙中。按同樣的操作再移入另一個(gè)放大器。然后繼續(xù)在這個(gè)元件庫(kù)中找到DIODE，此即我們要找的二極管，然后用鼠標(biāo)點(diǎn)擊Place按鈕放入四個(gè)二極管。然后再在Digital Objects工具條中選擇3個(gè)電阻（單擊鼠標(biāo)左鍵即可得到元件，然后再在工作區(qū)中單擊鼠標(biāo)左鍵即可把元件放入設(shè)計(jì)圖紙。）。最后在電源實(shí)體Power Objects中選擇接地符號(hào)放入原理圖紙中，重復(fù)放入五個(gè)。

在擺放的過(guò)程中，可以通過(guò)鍵盤(pán)上的SPACE、X、Y三種鍵來(lái)改變?cè)姆胖梦恢?，其中SPACE鍵是讓元件作90°的旋轉(zhuǎn)，X鍵使元件左右對(duì)調(diào)，即以自光標(biāo)為軸作水平對(duì)調(diào)，Y鍵使元件上下對(duì)調(diào)，即以自光標(biāo)為軸作垂直對(duì)調(diào)，再根據(jù)元件之間的走線(xiàn)把元件調(diào)整好。

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4.3 原理圖布線(xiàn)

利用Protel提供的連線(xiàn)工具條中的連線(xiàn)工具

進(jìn)行連線(xiàn)（只有此線(xiàn)才是具有電氣性質(zhì)），當(dāng)預(yù)拉線(xiàn)的指針移動(dòng)到元件的引腳或者其他電氣特性線(xiàn)時(shí)，指針的中心就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)黑點(diǎn)，它提示我們?cè)诋?dāng)前的狀態(tài)下單擊鼠標(biāo)左鍵就會(huì)形成一個(gè)有效的電氣連接。這里需要注意的是，連線(xiàn)不能貫穿元件（若連線(xiàn)貫穿元件會(huì)造成PCB制作中元件也是短路的，仿真環(huán)節(jié)無(wú)法正確通過(guò)），連接線(xiàn)段不能重合（若連接線(xiàn)段重合會(huì)造成PCB制作環(huán)節(jié)中加載網(wǎng)絡(luò)表后出現(xiàn)短線(xiàn)），元件不能搭接（如果元件搭接點(diǎn)在元件端口之內(nèi)，程序無(wú)法識(shí)別也會(huì)造成PCB制作環(huán)節(jié)中加載網(wǎng)絡(luò)表后出現(xiàn)短線(xiàn)）。

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連接好后，再放置輸入/輸出端口。在Writing Tools中選擇放置在電路的輸入端口。雙擊輸入端口，則彈出以下對(duì)話(huà)框，在彈出的對(duì)話(huà)框中的Name中鍵入Vi，在Style 中選

擇Right，在I/O Type 中選擇Input，在Alianment中選擇Right，其他的選擇默認(rèn)，點(diǎn)擊OK鍵即設(shè)好了輸入端口的屬性。再在輸出放置一個(gè)輸出端口，雙擊該圖標(biāo)，在彈出的對(duì)話(huà)框中的Name中鍵入Vo，在Style 中選擇Right，在I/O Type 中選擇Output，在Alianment中選擇Right，其他的選擇默認(rèn)，點(diǎn)擊OK鍵即設(shè)好了輸出端口的屬性。

4.4編輯和調(diào)整

利用Protel 所提供的各種強(qiáng)大的功能對(duì)原理圖進(jìn)一步調(diào)整和修改，以保證原理圖的美觀和正確。同時(shí)對(duì)元件的編號(hào)、封裝進(jìn)行定義和設(shè)定，更改元件屬性等。

用鼠標(biāo)雙擊任何一個(gè)元件都會(huì)彈出元件的屬性對(duì)話(huà)框，如下圖為電阻R1的屬性對(duì)話(huà)框，其中Lib Ref：元件樣本，修改此項(xiàng)將直接替換原有的元件，元件樣本名不會(huì)顯示在元件圖上；Footprint：元件的封裝方式，元件的封裝是指設(shè)計(jì)PCB時(shí)，根據(jù)實(shí)際元件尺而定義的焊點(diǎn)，另外還附加一些屬性和元件外觀的符號(hào)，需要注意的是每個(gè)元件的Footprint必須要添上相應(yīng)的封裝號(hào)（這里電阻的封裝號(hào)：AXIAL0.3，二極管：DIODE0.4，放大器：

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DIP8）Designator：設(shè)置元件的序號(hào)；Part Type：設(shè)置元件參數(shù)值如電阻的大小，電容的電容值等(這里R1：1K，R2：1K，RL：2K)。

4.5 ERC檢查（電氣規(guī)則檢查）

當(dāng)整個(gè)電路設(shè)計(jì)完成后，可以進(jìn)行ERC檢查。主要是檢查電路圖中是否有電氣性質(zhì)不一致的情況（如元件的序列號(hào)重復(fù)，出現(xiàn)兩個(gè)RL），ERC檢查檢查依據(jù)問(wèn)題的嚴(yán)重性分別以錯(cuò)誤（Error）或者警告(Warning)信息來(lái)提醒用戶(hù)，下圖為窗口比較器的ERC檢查。選擇TOOLS菜單下的ERC項(xiàng)在彈出的對(duì)話(huà)框中直接點(diǎn)擊OK鍵即可進(jìn)行ERC檢查，如果有錯(cuò)誤則要返回原理圖中進(jìn)行修改，修改完成后在進(jìn)行ERC檢查，直至沒(méi)有錯(cuò)誤為止。

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4.6生成網(wǎng)絡(luò)表

網(wǎng)絡(luò)表是電路原理圖設(shè)計(jì)和印刷電路板設(shè)計(jì)之間的橋梁，是PCB中自動(dòng)布線(xiàn)的靈魂。所以必須生成網(wǎng)絡(luò)表。

選取Design設(shè)計(jì)菜單下的Create Netlist選項(xiàng)則會(huì)彈出一對(duì)話(huà)框，在對(duì)話(huà)框中點(diǎn)擊OK就可生成網(wǎng)絡(luò)表文件Sheet1.NET，附件1所示為所做窗口比較器的網(wǎng)絡(luò)表。

網(wǎng)絡(luò)表文件包含兩種內(nèi)容：一對(duì)方括號(hào)之間表示一個(gè)元件的屬性，有序號(hào)、封裝號(hào)和參數(shù)；一對(duì)圓括號(hào)之間是通過(guò)一個(gè)點(diǎn)的連接線(xiàn)，包括從哪點(diǎn)出發(fā)，接到哪里。

4.7元器件清單的生成

執(zhí)行Report/Bill of Material命令，則可生成附件2中的元器件清單

至此，電路圖Sheet1.Sch全部完成。圖4-1為此次設(shè)計(jì)的窗口比較器的最終原理圖。

圖4-1窗口比較器的原理圖

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5用Protel進(jìn)行PCB印制版圖的制作

電路設(shè)計(jì)的最終目的是為了設(shè)計(jì)出電子產(chǎn)品，而電子產(chǎn)品的物理結(jié)構(gòu)是通過(guò)印刷電路板來(lái)實(shí)現(xiàn)的。Protel為設(shè)計(jì)者提供了一個(gè)完整的電路板設(shè)計(jì)環(huán)境，使電路設(shè)計(jì)更加方便有效。應(yīng)用Protel設(shè)計(jì)印刷電路板過(guò)程如下：

5.1創(chuàng)建PCB文件

執(zhí)行菜單File/New命令，在彈出的對(duì)話(huà)框中選擇PCB設(shè)計(jì)服務(wù)器（PCB Document）圖標(biāo)，雙擊該圖標(biāo)，建立PCB設(shè)計(jì)文檔。雙擊文檔圖標(biāo)，進(jìn)入PCB設(shè)計(jì)服務(wù)器界面。

此界面同Sch設(shè)計(jì)主界面相似，但增加了板層標(biāo)簽，用來(lái)在設(shè)計(jì)時(shí)快速地選擇板層。板層就是電路文件中可分層顯示的電路板結(jié)構(gòu)圖，不同類(lèi)板層尤其專(zhuān)用的使用意義。如有些板層可以進(jìn)行實(shí)體銅膜走線(xiàn)，有的板層沒(méi)有電氣性質(zhì)，純粹是為了在電路板上標(biāo)注說(shuō)明文字。板層的概念很重要，制作PCB時(shí)一定要對(duì)所用的板層有個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。

下面再介紹一些與PCB相關(guān)的名詞。板框：就是規(guī)范自動(dòng)放置和自動(dòng)布線(xiàn)功能的合法區(qū)域，在此規(guī)定的區(qū)域內(nèi)放置元件和布線(xiàn)。飛線(xiàn)：常稱(chēng)之為預(yù)拉線(xiàn)，是引入網(wǎng)絡(luò)表后，布線(xiàn)之前，系統(tǒng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系生成的一種虛擬的線(xiàn)，只表示一種連接關(guān)系。銅膜走線(xiàn)：簡(jiǎn)稱(chēng)導(dǎo)線(xiàn)，是實(shí)際存在的，用來(lái)連接各個(gè)焊點(diǎn)，是印刷電路板較重要的部分，印刷電路板的設(shè)計(jì)都是如何布置導(dǎo)線(xiàn)來(lái)進(jìn)行的。焊點(diǎn)：用來(lái)放置焊錫、連接導(dǎo)線(xiàn)和零件的引腳。導(dǎo)孔：連接不同板層間的導(dǎo)線(xiàn)孔。

5.2加載網(wǎng)絡(luò)表

在設(shè)計(jì)工作區(qū)的板層標(biāo)簽上選擇KeepOutLayer（這是一個(gè)在閉合板框內(nèi)支持自動(dòng)布線(xiàn)的層），然后選擇工具條Placement Tools上的按鈕，畫(huà)邊框（邊框按系統(tǒng)設(shè)定的顏色應(yīng)是紫色）。此時(shí)畫(huà)的只是一個(gè)粗略的邊框，雖然沒(méi)必要太精確，但不能太大。待到布線(xiàn)完成后，再來(lái)畫(huà)精確的邊框。

執(zhí)行菜單Design/Load Nets命令，彈出對(duì)話(huà)窗口，在窗口單擊Browse按鈕，再在彈出的窗口中選擇電路原理圖設(shè)計(jì)生成的網(wǎng)絡(luò)表文件窗口比較器.Net，點(diǎn)擊OK鍵，彈出下一級(jí)對(duì)話(huà)框，若對(duì)話(huà)框中顯示有封裝錯(cuò)誤，則必須返回原理圖改正元件的屬性，再重新生成網(wǎng)絡(luò)表，重新加載網(wǎng)絡(luò)表，才能從根本上解決問(wèn)題。若沒(méi)有錯(cuò)誤，單擊Execute鍵，元件就會(huì)加載到工作區(qū)上。如果圖中元件重疊到一起，就呈現(xiàn)綠色，這是系統(tǒng)默認(rèn)的警告顏色。

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5.3元器件布局

Protel 既可以進(jìn)行自動(dòng)布局也可以進(jìn)行手工布局，執(zhí)行菜單命令Tools/Auto Placement/Auto Placer可以自動(dòng)布局。布局是布線(xiàn)關(guān)鍵性的一步，為了使布局更加合理，多數(shù)設(shè)計(jì)者都采用手工布局方式。

先把重疊的元件拖開(kāi)（當(dāng)用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)中任何重疊元件時(shí)，將彈出小的對(duì)話(huà)框，表示當(dāng)前點(diǎn)中的地方重疊了幾個(gè)元件，選擇其中的一個(gè)元件進(jìn)行移動(dòng)）：當(dāng)移動(dòng)鼠標(biāo)到相應(yīng)的字體上，字體全部變藍(lán)，單擊鼠標(biāo)左鍵，便可獲取一個(gè)元件，然后再將其拖走。依據(jù)電路的功能及元件的大小，適當(dāng)?shù)臄[放元件。

5.4自動(dòng)布線(xiàn)

Protel PCB采用世界最先進(jìn)的無(wú)網(wǎng)格、基于形狀的對(duì)角線(xiàn)自動(dòng)布線(xiàn)技術(shù)，能自動(dòng)地設(shè)計(jì)出最佳的自動(dòng)布線(xiàn)策略。執(zhí)行菜單命令A(yù)uto Routing/All，在彈出的窗口中單擊Route all 按鈕，程序即對(duì)印刷電路板進(jìn)行自動(dòng)布線(xiàn)。只要設(shè)置有關(guān)參數(shù)，元件布局合理，自動(dòng)布線(xiàn)的成功率幾乎是100%。自動(dòng)布線(xiàn)完成后，將彈出布線(xiàn)信息對(duì)話(huà)框，如下圖所示，它指出了布線(xiàn)的相關(guān)信息，如布線(xiàn)完成的程度、布了多少線(xiàn)、還有幾條沒(méi)布完、布線(xiàn)所用的時(shí)間。

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點(diǎn)擊OK，則布線(xiàn)完成。若對(duì)布線(xiàn)不滿(mǎn)意，可在工具下拉菜單上選“撤銷(xiāo)布線(xiàn)”，恢復(fù)飛線(xiàn)狀態(tài)后可重新布線(xiàn)。

5.5編輯和調(diào)整

邊框的修改一定要在KeepOutLayer來(lái)修改。自動(dòng)布線(xiàn)結(jié)束后，可能存在一些令人不滿(mǎn)意的地方，可以手工調(diào)整，把電路板設(shè)計(jì)得盡善盡美。首先，刪除不理想的布線(xiàn)，點(diǎn)擊Edit/Delete選項(xiàng)，光標(biāo)變成十字光標(biāo)，左鍵點(diǎn)擊要?jiǎng)h除的導(dǎo)線(xiàn)即可刪除。刪除導(dǎo)線(xiàn)后，焊點(diǎn)間以飛線(xiàn)連接，然后選取不同的層如top layer(紅線(xiàn))、bottom layer(藍(lán)線(xiàn))，選擇

來(lái)畫(huà)飛線(xiàn)之間連接的導(dǎo)線(xiàn)，注意同一層內(nèi)的導(dǎo)線(xiàn)不能交叉，直到將不滿(mǎn)意的導(dǎo)線(xiàn)改到滿(mǎn)意為止。布線(xiàn)結(jié)束后可適當(dāng)?shù)匦薷脑?shù)的位置，使布局看起來(lái)更加美觀。最后可得到圖5-1，從圖紙中可以看出導(dǎo)線(xiàn)分為兩種顏色，系統(tǒng)默認(rèn)上層板的布線(xiàn)為紅線(xiàn)，底層線(xiàn)的布線(xiàn)為藍(lán)色。

圖5-1 窗口比較器PCB印制版圖

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5.6 鋪地

將設(shè)計(jì)工作區(qū)的板層標(biāo)簽上由KeepOutLayer轉(zhuǎn)至TopLayer，再選擇工具欄上的按鈕，將會(huì)彈出一對(duì)話(huà)框，在對(duì)話(huà)框中的Connect to Net中選擇GND,點(diǎn)擊OK，鼠標(biāo)將變成光標(biāo)，用光標(biāo)將邊框再畫(huà)一遍，則會(huì)得到如圖6-2所示的PCB的頂層

圖5-2 頂層PCB圖

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將設(shè)計(jì)工作區(qū)的板層標(biāo)簽上由KeepOutLayer轉(zhuǎn)至BottomLayer，再選擇工具欄上的按鈕，將會(huì)彈出一對(duì)話(huà)框，在對(duì)話(huà)框中的Connect to Net中選擇GND,點(diǎn)擊OK，鼠標(biāo)將變成光標(biāo)，用光標(biāo)將邊框再畫(huà)一遍，則會(huì)得到如圖6-3所示的PCB的頂層

圖5-3 底層PCB圖

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隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展，電路設(shè)計(jì)越來(lái)越復(fù)雜，手工設(shè)計(jì)越來(lái)越難以適應(yīng)形勢(shì)發(fā)展的需要，Protel以其強(qiáng)大的功能、快捷實(shí)用的操作界面及良好的開(kāi)放性，為設(shè)計(jì)者提供了現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)手段，使設(shè)計(jì)者能快捷、準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)出滿(mǎn)意的電路原理圖和印刷電路板，不愧是從事電路設(shè)計(jì)的一個(gè)良好的工具。

通過(guò)這次Protel電路設(shè)計(jì)與制版實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)，讓我了解了制作與編輯元件電路原理圖元器件庫(kù)的方法—設(shè)計(jì)電路原理圖的方法—對(duì)該電路原理圖進(jìn)行電氣規(guī)則測(cè)試的方法—生成該電路原理圖的網(wǎng)絡(luò)表文件的方法—生成該電路原理圖的元器件材料清單列表的方法—制作與修改PCB元件封裝的方法—設(shè)計(jì)PCB圖的方法及電路原理圖仿真的方法。

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7課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)

時(shí)間很緊，這一周又在忙碌的基調(diào)中過(guò)去了，經(jīng)過(guò)這周的Protel課程設(shè)計(jì)，我從原先對(duì)Protel的一無(wú)所知到現(xiàn)在能夠利用它進(jìn)行一些基本電路的原理圖設(shè)計(jì)和PCB的制作，并且實(shí)現(xiàn)電路的仿真，之間的巨大變化著實(shí)令人吃驚。但是這種進(jìn)步來(lái)之不易，因?yàn)檫@期間我遇到了很多的困難，發(fā)現(xiàn)了很多的問(wèn)題，正是在解決問(wèn)題的期間我才慢慢地熟悉了Protel，才慢慢地學(xué)會(huì)了如何使用這種軟件。

通過(guò)這次Protel電路設(shè)計(jì)與制版實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)，讓我了解了制作與編輯元件電路原理圖元器件庫(kù)的方法—設(shè)計(jì)電路原理圖的方法—對(duì)該電路原理圖進(jìn)行電氣規(guī)則測(cè)試的方法—生成該電路原理圖的網(wǎng)絡(luò)表文件的方法—生成該電路原理圖的元器件材料清單列表的方法—制作與修改PCB元件封裝的方法—設(shè)計(jì)PCB圖的方法及電路原理圖仿真的方法。

課程設(shè)計(jì)是我這學(xué)期最忙的日子，期間面臨著繁重的考試，這段時(shí)間的任務(wù)對(duì)我來(lái)說(shuō)實(shí)在是繁重，因?yàn)闆](méi)有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，更沒(méi)有Protel的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，我只能自己一個(gè)人慢慢地摸索，慢慢找到路子，遇到不懂的就大家一起討論，正是在不斷的摸索與探討中我才在實(shí)踐中學(xué)到了很多東西。

課設(shè)的這段日子真的是給我留下了很深的印象。我總結(jié)出，在每次課設(shè)中，遇到問(wèn)題最好的辦法就是請(qǐng)教別人，因?yàn)槊總€(gè)人掌握的情況都不一樣，一個(gè)人不可能做到處處都懂，必須發(fā)揮群眾的力量，復(fù)雜的事情才能夠簡(jiǎn)單化。這一點(diǎn)我深有體會(huì)，在很多時(shí)候，我遇到的困難或許別人之前就遇到過(guò)，向他們請(qǐng)教遠(yuǎn)比自己在那邊摸索來(lái)得簡(jiǎn)單，來(lái)得快。

雖然我現(xiàn)在已經(jīng)初步學(xué)會(huì)了如何使用Protel的使用方法了，但是離真正掌握它還有一段的距離。課設(shè)的這段時(shí)間我確實(shí)受益匪淺，不僅是因?yàn)樗l(fā)生在特別的實(shí)踐，更重要的是我的專(zhuān)業(yè)知識(shí)又有了很大的進(jìn)步，進(jìn)步總是讓人快樂(lè)的。

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參考文獻(xiàn)

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附錄1：

網(wǎng)絡(luò)表

[ A1 DIP8 OPAMP

] [ A2 DIP8 OPAMP

] [ D1 DIODE0.4 IN4001

] [ D2 DIODE0.4 IN4001

] [ D3 DIODE0.4 IN4001

] [ D4

武漢理工大學(xué)《PROTEL應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

DIODE0.4 IN4001

] [ R1 AXIAL0.3 1K

] [ R2 AXIAL0.3 1K

] [ RL AXIAL0.3 2K

](GND R2-1 RL-1)(NetA1_3 A1-3 D3-A)(NetA2_3 A2-3 D4-A)

武漢理工大學(xué)《PROTEL應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

(NetD1_K A1-2 A2-1 D1-K D2-A)(NetD3_K D3-K D4-K RL-2)(VCC R1-2)(VH A1-1 D1-A R1-1)(VL A2-2 D2-K R2-2)24

武漢理工大學(xué)《PROTEL應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

附錄2：

元器件清單