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1、项目四,主编,图4-2 多功能信号发生器原理图,一、任务描述,本任务要求新建PCB项目文件“多功能信号发生器.PrjPcb”和原理图文件“原理图.SchDoc”，根据图4-2所示的原理图内容和表4-1所示的元件清单内容来绘制原理图,一、任务描述,表4-1 多功能信号发生器原理图元件清单,一、任务描述,表4-1 多功能信号发生器原理图元件清单,一、任务描述,表4-1 多功能信号发生器原理图元件清单,二、任务目标,使用Protel 2004软件绘制多功能信号发生器的电路原理图，为下一个任务做好准备。通过完成本任务，掌握根据订单要求绘制电路原理图和原理图仿真的操作方法，并进一步熟练根据原理图编译的提
2、示信息来修改原理图中错误的操作方法，实现本项目能力目标中有关原理图部分的能力目标。,三、任务实施过程,1.新建并保存PCB项目文件“多功能信号发生器.PcbPrj” 2. 在当前项目中新建原理图文件“原理图.SchDoc” 3. 按要求设置原理图的图纸、标题栏、边框、网格形式 4.绘制电路原理图并设置元件仿真参数 5.编译并修改当前原理图文件夹 6.生成原理图元件清单和网络表文件,4.绘制电路原理图并设置元件仿真参数,(1)设定电阻R0的仿真模型参数 双击电阻R0，弹出其属性对话框，设置如下元件属性：元件标注Designator：R0；器件注释Comment：选择复选框“=Value”，并取消
3、后面的Visible(可视)选框中的，避免与Parameters选项区中的Value数值重复显示，如图所示；双击Models for R0-Res2选项区中的Simulation选项，在弹出的对话框中的Parameters选项中的Value中填入“22”，如图4-4所示，仿真模型参数设置完毕，关闭对话框。,图4-3 “电阻R0元件属性”对话框,图4-4 “电阻R0仿真模型”对话框,(2)设定电容元件C1仿真模型参数 双击C1，弹出其属性对话框，设置如下元件属性：元件标号Designator:C1；元件注释Comment：选择复选框“=Value”，并取消后面的Visible(可视)选框中的；双
4、击Models for C1-Cap选项区中的Simulation选项，在打开的对话框中的Parameters选项区中的Value选项中填入“104”，如图4-5所示。,图4-5 “电容C1元件属性”对话框,(3)设定双运算放大器TL082的仿真模型参数 双击TL082，弹出如图4-6所示的“双运算放大器(TL082)U1元件属性”对话框。,图4-6 “双运算放大器(TL082)U1元件属性”对话框,图4-7 “双运算放大器(TL082)U1仿真模型”对话框,图4-8 电路仿真的基本步骤,四、任务学习指导,(一)仿真元件 对电路原理图进行仿真操作时，要求原理图中的元件都应该是仿真元件，系统的仿
5、真元件通常收录在仿真源器件库Sim Sources.IntLib和基本元件库Miscellaneous Devices.IntLib中。对元件的仿真参数的设置，是在把所有的元件都看做是理想元件的前提,1.分离元件,(1)电阻 系统提供了两种类型的电阻，如图4-9所示为仿真元件的电阻类型。,图4-9 仿真元件的电阻类型 a)固定电阻 b)半导体电阻,1.分离元件,图4-10 电阻仿真设置 a)“电阻属性”对话框 b)“电阻仿真参数设置”对话框,1.分离元件,图4-11 “半导体电阻属性”对话框,图4-12 “半导体电阻仿真参数设置”对话框,1.分离元件,(2)电容 系统提供了如图4-13所示的三
6、种类型电容。,图4-13 仿真元件电容类型图,1)Cap(fixed，non-polarized capacitor)：无极性电容，例如磁片电容。,1.分离元件,图4-14 “电容仿真参数设置”对话框,2)Cap Pol(fixed，polarized capacitor)：有极性的固定值电容，例如电解电容。Cap和Cap Pol仿真参数设置相同，如图4-14所示。,1.分离元件,图4-15 “半导体电容仿真参数设置”对话框,3)Cap Semi(semiconductor capacitor)：半导体电容，仿真参数与半导体电阻设定参数相同，只有Value参数不同，该项在这里应是电容的容量值，
7、如图4-15所示，主要参数的功能如下：,1.分离元件,(3)电感 系统提供了多种不同类型的电感， 如Inductor(普通电感)、Inductor Iron(铁心电感)等，如图4-16所示。,图4-16 仿真元件电感类型,1.分离元件,图4-17 “电感仿真参数设置”对话框,1.分离元件,图4-18 “晶体振荡器仿真参数设置”对话框,(4)晶体振荡器,1.分离元件,图4-19 “熔丝仿真参数设置”对话框,(5)熔丝 熔丝可以防止芯片以及其他元件在过电流工作时受到损坏,1.分离元件,图4-20 “普通变压器仿真参数设置”对话框,(6)变压器 系统提供了多种变压器，它们彼此的仿真参数也不尽相同。,
8、1.分离元件,图4-21 “二极管仿真参数设置”对话框,(7)二极管,1.分离元件,图4-22 “晶体管仿真参数设置”对话框,(8)晶体管,2.集成芯片的仿真参数,图4-23 “DM74LS33M仿真参数设置”对话框,1)Comment:元器件名称。,2.集成芯片的仿真参数,2)Propagation：器件传输延迟时间。 3)Loading：输入特性参数。 4)Drive：输出特性参数取值。 5)Current：电源电流。 6)PWR Value：电源电压。 7)GND Value：地。 8)VIL Value：输入低电平电压的最大值。 9)VIH Value：输入高电平电压的最小值。 10)
9、VOL Value：输出低电平电压。 11)VOH Value：输出高电平电压。 12)WARN：警告信息。,3.特殊元件的参数设置,图4-24 节点电压 初始值元件IC,(1)节点电压初始值元件IC 图4-24所示的是节点电压初始值元件IC，它是存放在Simulation Sources.IntLib元件库内的特殊元件，通常将这个元件放置在电路中，即为电路设置一个电压初始值，以便于进行电路的瞬态特性分析。,3.特殊元件的参数设置,图4-25 “初始值元件IC仿真参数设置”对话框,3.特殊元件的参数设置,图4-26 节点电压 设置元件NS,(2)节点电压设置元件NS 在对双稳态或单稳态电路进行
10、瞬态特性分析时，节点电压设置元件NS用来定义某个节点的电压预收敛值，仿真器按此节点电压取直流或者瞬态的初始值，如图4-26所示，一般情况下可不设此项。,3.特殊元件的参数设置,图4-27 “元件NS仿真参数设置”对话框,(二)仿真信号激励源,1)Simulation Sources.IntLib是仿真激励源库，其中包括电流源、电压源等。 2)Simulation Transmission Line.IntLib是特殊传输线库。 3)Simulation Voltage Sources.IntLib是电压激励源库。 1.直流源 2.正弦仿真源 3.周期脉冲源 4.可调频率信号源 5.指数激励源,
11、1.直流源,图4-28 直流电压源和直流电流源,1)Value：直流源信号幅值，以伏特(V)为单位。 2)AC Magnitude：基于此电压源进行交流小信号分析，需设置此项。 3)AC Phase：交流小信号分析初始相位，以度()为单位。,直流源包括两种，即：VSRC(直流电压激励源)和ISRC(直流电流激励源)，如图4-28所示。直流电压源和直流电流源仿真参数设置相同，如图4-29所示，主要选项的功能如下：,1.直流源,图4-29 “直流源仿真参数设置”对话框,1.直流源,图4-30 正弦电压激励源和 正弦电流激励源,图4-31 “正弦仿真源仿真参数设置”对话框,2.正弦仿真源,1)DC
12、Magnitude：直流参数，此项通常被忽略，默认为0。 2)AC Magnitude：基于此电压源进行交流小信号分析，需设置此项。 3)AC Phase：交流小信号初始相位，以度()为单位。 4)Offset：正弦电压(电流)的直流偏移量。 5)Amplitude ：正弦交流电源的振幅，以伏特(V)为单位。 6)Frequency：正弦交流电源的频率，以赫兹(Hz)为单位。 7)Delay：电源延迟时间，以秒(s)为单位。 8)Damping Factor：阻尼系数，正弦波每秒减小的幅值。 9)Phase：正弦波的初始相位，以度()为单位。,2.正弦仿真源,图4-32 脉冲电压激励源和脉冲电
13、流激励源,3.周期脉冲源,图4-33 周期脉冲源仿真参数设置,3.周期脉冲源,1)DC Magnitude：直流参数，此项通常被忽略，默认为0。 2)AC Magnitude：基于此电压源进行交流小信号分析，需设置此项。 3)AC Phase：交流小信号初始相位，以度()为单位。 4)Initial Value：初始幅值，以伏特(V)为单位。 5)Pulsed Value：脉冲幅值，以伏特(V)为单位。 6)Time Delay：延迟时间，即脉冲源从初始状态到激发状态的时间。 7)Rise Time：脉冲源从初始幅值到脉冲幅值延迟时间，此值必须大于0。 8)Full Time：脉冲源从脉冲幅值
14、到初始幅值延迟时间，此值必须大于0。 9)Pulse Width：脉冲宽度，以秒(s)为单位。 10)Period：信号周期，以秒(s)为单位。,3.周期脉冲源,图4-34 电压调频波和电流调频波信号源,4.可调频率信号源,图4-35 “可调频率信号源仿真参数设置”对话框,4.可调频率信号源,1)DC Magnitude：直流参数，此项通常被忽略，默认为0。 2)AC Magnitude：基于此电压源进行交流小信号分析，需设置此项。 3)AC Phase：交流小信号初始相位，以度()为单位。 4)Offset：直流偏移量，以伏特(V)为单位。 5)Amplitude：输出电压或电流的峰值，以伏
15、特(V)为单位。 6)Carrier Frequency：载波频率，以赫兹(Hz)为单位。 7)Modulation Index：调制系数。 8)Signal Frequency：调制信号频率，以赫兹(Hz)为单位。,4.可调频率信号源,图4-36 指数函数电压源和 指数函数电流源,5.指数激励源,1)DC Magnitude：直流参数，此项通常被忽略，默认为0。 2)AC Magnitude：基于此电压源进行交流小信号分析，需设置此项。 3)AC Phase：交流小信号初始相位，以度()为单位。 4)Initial Value：初始幅值，以伏特(V)为单位。 5)Pulsed Value：最
16、大振幅，以伏特(V)为单位。 6)Rise Delay Time：输出振幅从初始幅值变换到最大幅值的时间延迟，以秒(s)为单位。 7)Rise Time Constant：上升时间常数，以秒(s)为单位。 8)Fall Delay Time：输出振幅从最大幅值变换到初始幅值的时间延迟，以秒(s)为单位。 9)Fall Time Constant：下降时间常数，以秒(s)为单位。,(三)设置仿真分析方法,1.工作点分析(Operating Point Analysis) 2.瞬态特性分析和傅里叶分析(Transient/Fourier Analysis) 3.直流扫描分析(DC Sweep Analysis) 4.交流小信号分析(AC Small Signal Analysis) 5.噪声分析(Noise Analysis) 6.零-极点分析(Pole-Zero Analysis) 7.传递函数分析(Transfer Function Analysis) 8.温度扫描分析(Temperature Sweep Analysis) 9.参数扫描分析(Parameter Ana
