电路的计算机辅助设计及仿真课程设计.doc

电路的计算机辅助设计及仿真 1.课程设计的目的 电路原理课程设计是理论学习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，使自己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，培养自己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。所以我们应该熟练掌握对protel DXp [2][4]的应用，应用其对电路进行分析和仿真。这样我们才能理论与实际相结合，知识与能力齐提升。也只有这样的课程设计才能提高我们的创新能力和思维能力，所以这个电路原理课程设计是十分重要的。我们必须认真完成，才能真正体会电路在实践当中的作用[5]。 2.课程设计的基本要求 课程设计的选题可以参考已给出的选题，也可以自选题。无论哪种选题都必须完成设计任务要求的内容。应用Protel DXP等软件画出完整的电路原理图。，最后撰写总结报告。 3、课程设计内容 3.1 仿真软件的选择 Protel DXP是Altium公司在发布的基于Microsoft Windows平台的电子设计自动化(EDA)软件, 它是将电路原理图设计、PCB板图设计、电路仿真和PLD设计等多个实用工具软件组合后构成的EDA工作平台，该软件因其功能强大、易于使用等特点而深受用户喜爱。 软件的功能：该软件在Protel DXP环境可以简单地输入能够用到的任意一个自己想要的电路元件，然后用线将各个元件连在一起，最后组合成一个完整的电路图，在给出的各个元件的值确定后，运行结果，如果没有错误将直接得出结果，如有错误系统将提示出错误所在，然后再进行改正。直到解决错误后会出现一个完整的结果。 软件的任务：该软件的任务就是在Protel DXP环境下画出一个完整的电路图，然后根据所给的数值运行出结果，然后比较仿真结果 仿真方案的确定在菜单栏有Design选项，其中有Simulate （仿真）单击选择，然后再选择Mix Sim即能得到仿真图。 采用结点电压法或支路电流法或网孔电流法，计算出图1各支路电流及电压U3、U7 ，并进行相应电流、电压的仿真。 图1原理图 3.2.1.赋值并对电路进行仿真 在protel DXP中的libraries[3]中找到各种元件和激励源，放置元件，设置参数连接原理图： R1=30Ω，R2=10Ω，R3=20Ω，R4=260Ω，R5=240Ω，R6=120Ω，R7=120Ω，电压源U1=50V 电路图的连结 电路图的设计所用的电路元件有电阻和直流电压源，打开软件，点击Find找到Simulation Symbols.Lib元件库，其中有电阻（RES 1），电源（USRC），还有一个接地源，按原理图用导线连接。即找到（USRC）之后双击该名称便可将该元件选中，然后在右面的表格的适当位置点下鼠标的左键将电源放入其中；再选中（RES 1）后同样双击该名称，然后按空格键可以改变电阻丝的放置方向。放置好电路元件后开始连结电路图，在Protel DXP 环境下的右上方有一个专门画线的工具，双击该图标后在各个结点处点下鼠标左键进行连结。连结好电路之后选中接地的元件双击该元件后连入电路。在Place中单击Net Label，然后单击结点，改名称要双击结点，然后改名为Ua,Ub。 仿真结果如下： 图3结点电压与各电阻电流值 图4仿真出的支路电流及R3和R7电压 仿真出的支路电流及R3和R7电压I1、I2、I3、I4、I5、I6、I7、U3、U7分别为：381.7mA、381.7mA、248.1 mA、-133.6mA、-122.4mA、-122.4 mA、122.4 mA。 3.2.2.实际计算 1.结点电压法： 对a结点 对b结点 解得： Ua =34.73V ； Ub =29.77V； 故：U3=Ua-Ub=4.96V ；U7=14.88V 2.网孔电流法： 设三个网孔的电流分别是I1、I2、I3 ( 解得：IR1 = IR2 = 381.7 mA ; IR3 = 248.1 mA; IR4 = -133.6mA IR5 = IR6 = -122.4mA IR7 = 122.4 mA 结论：观察 protel DXP的仿真结果和实际计算结果，我们可以很直