[摘 要]隨著計算機(jī)技術(shù)和電子電路技術(shù)的快速發(fā)展，電子線路的設(shè)計也已經(jīng)邁向電子設(shè)計自動化，對印刷電路板（PCB）而言，通過使用相應(yīng)的計算機(jī)仿真軟件對電子線路實驗中的電路、信號和系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的輔助分析，從而對電子線路的設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化，不斷提高產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)程和工作的效率。目前仿真技術(shù)在實驗教學(xué)和設(shè)計中得到了較為廣泛的應(yīng)用，尤其在電子線路實驗和設(shè)計中，Protel 99仿真軟件發(fā)揮著越來越重要的作用。通過對Protel 99仿真軟件的相關(guān)功能和特點進(jìn)行了介紹，分析了Protel 99仿真軟件在電子線路實驗和設(shè)計中的應(yīng)用，并介紹了Protel 99仿真軟件在電子線路設(shè)計中的具體方法。

[關(guān)鍵詞]Protel 99仿真軟件;電子線路;印刷電路板;實驗和設(shè)計

電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展促進(jìn)了印刷電路板生產(chǎn)制造的發(fā)展，其中的電子線路設(shè)計也逐漸向電子設(shè)計自動化發(fā)展，通過利用相應(yīng)的計算機(jī)仿真軟件，相關(guān)設(shè)計人員可以在計算機(jī)上完成相應(yīng)的電路的功能設(shè)計、邏輯設(shè)計以及進(jìn)行相應(yīng)的性能分析等，一直到對印刷電路板的自動設(shè)計，這也是未來發(fā)展的一種趨勢。傳統(tǒng)的手工電子線路設(shè)計都是以相關(guān)經(jīng)驗和成熟的電路數(shù)據(jù)為根據(jù)，進(jìn)而完成對電路參數(shù)的預(yù)定，之后通過制定相應(yīng)的實驗板，再用實際的元器件在實驗板上進(jìn)行相應(yīng)的試驗和調(diào)試，測得相應(yīng)的數(shù)據(jù)后再與原來的電路參數(shù)進(jìn)行比較，進(jìn)而對原來設(shè)計的電路參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的修改。但針對實驗室器材和相關(guān)設(shè)備有限的情況，在電子線路的實驗和設(shè)計中，通過使用相應(yīng)的電路設(shè)計仿真軟件，也能彌補(bǔ)電子線路實驗教學(xué)中存在的不足。

一、Protel 99仿真軟件的原理圖設(shè)計基礎(chǔ)

（一）電路原理圖相關(guān)概念

對電路原理圖編輯，就是使用相應(yīng)的電子元器件的電氣圖形符號，以及繪制電路原理圖所需要的導(dǎo)線、總線等繪圖工具，對電子線路系統(tǒng)中每個元器件之間的連接關(guān)系進(jìn)行相應(yīng)的描述，這是一種符號化、圖形化的語言。電阻、電容、三極管等組件，通過利用導(dǎo)線、電氣節(jié)點以及接地符號等將上述組件連接在一起。

（二）電路板設(shè)計的相關(guān)步驟

首先是對電路原理圖的設(shè)計，在這個環(huán)節(jié)中主要是使用Protel 99 SE仿真軟件的原理圖設(shè)計系統(tǒng)來繪制一張電路原理圖;接著生成相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)表，網(wǎng)絡(luò)表可以從電路原理圖中獲取，也可以從印刷電路板中進(jìn)行提取。然后對印刷電路板（PCB）的設(shè)計，利用Protel 99仿真軟件完成電路板的版面設(shè)計，進(jìn)而完成布線工作;最后生成相應(yīng)的印刷電路板報表，在生成相應(yīng)的印刷電路板的有關(guān)報表后，再打印出來相應(yīng)的印刷電路圖。

二、Protel 99 SE電路仿真

Protel 99 SE電路仿真分析方法Protel 99 SE提供如下仿真分析方法：百流工作點分析;瞬態(tài)/傅立葉分析;直流掃描分析;交流小信號分析;噪聲分析;參數(shù)掃描分析;溫度掃描分析;傳遞函數(shù)分析;蒙特卡羅分析。

Protel 99電路仿真步驟首先加載仿真元件庫，然后按照常規(guī)方法繪制電路原理圖，并添加電源和信號源，再設(shè)定電路中元件的參數(shù)以及電路的初始狀態(tài)，經(jīng)過ERC檢查無誤后就可以設(shè)置仿真分析的參數(shù)，進(jìn)行電路的仿真。

三、Protel 99 SE仿真軟件在電子線路設(shè)計中的應(yīng)用實例

我們以分壓式射極放大電路為例：

在電子線路實驗中，通過使用Protel 99仿真軟件對實驗中的一個共發(fā)射極單管放大電路進(jìn)行應(yīng)用分析。通過使用rotel99仿真軟件，對電路進(jìn)行相應(yīng)的波形觀察以及交直流分析。

（一） 創(chuàng)建相應(yīng)的實驗電路

通過使用Protel 99仿真軟件新建一個數(shù)據(jù)庫，在新建的數(shù)據(jù)庫中構(gòu)建相應(yīng)的原理圖。將電路圖中所有的元件從元件仿真庫調(diào)出來，進(jìn)行相應(yīng)的布局并設(shè)置好相應(yīng)的參數(shù)，接著再連接相應(yīng)的導(dǎo)線。電路所用的元件均取自于仿真庫，但在電路圖中需要觀察波形的地方必須添加網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號：ui、uo。電源需添加一個直流電壓源：VCC，其電壓為V。繪制好放大電路仿真電路圖，如圖1所示。

（二）印刷電路板PCB設(shè)計

啟動印刷電路板設(shè)計編輯器，在Protel 99 SE仿真軟件中創(chuàng)建一個新的PCB文件，執(zhí)行菜單命令，系統(tǒng)會顯示出新建文件對話框，選擇創(chuàng)建新的PCB文件，同時文件名的設(shè)置可以被更改。接著規(guī)劃好相應(yīng)的電路板，根據(jù)電路的設(shè)計要求確定好電路板的尺寸，在確定好相應(yīng)的尺寸后，在禁止布線層繪制相應(yīng)的電路板。

共發(fā)射極單管放大電路PCB，如圖2所示。

（三）電路的仿真分析

首先是針對靜態(tài)工作點的分析，在Protel 99仿真軟件中執(zhí)行相應(yīng)的菜單，在彈出的相應(yīng)設(shè)置窗口頁面選擇Operating Point Analysis，這時就會得到電路的靜態(tài)工作點分析表，其分析表如圖3所示，通過對分析表的數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察，可以發(fā)現(xiàn)靜態(tài)工作點正確，并且電路處于放大的狀態(tài)。

對電路的交流小信號進(jìn)行分析，通過執(zhí)行相應(yīng)的菜單，在彈出的相應(yīng)設(shè)置窗口頁面選擇AC Small Signal Analysis，這時就可以得到電路的交流信號分析表，可以發(fā)現(xiàn)該共射放大電路的放大倍數(shù)。

（四）電路的動態(tài)分析仿真

此電路為放大電路，欲找出在定時元件RB1和RB2的不同取值時，電路的輸出波形。為此在仿真分析類別選項中，設(shè)置了“動態(tài)分析”（nsientAnalysis）。如圖4所示，RB1和RB2的不同取值Uo的輸出信號出現(xiàn)的不同波形。

通過上述一些實例，可以看出運用Protel 99SE能將實驗過程中難以實現(xiàn)的一些實驗現(xiàn)象反映得淋漓盡致，有助于對難點的理解。使用Protel 99 SE仿真軟件進(jìn)行印刷電路板的設(shè)計，在這個過程中，Protel 99 SE仿真軟件提供了豐富的設(shè)計規(guī)則，與傳統(tǒng)的設(shè)計相比較，使用Protel 99 SE仿真軟件這種開放的仿真電子實驗平臺，用戶可以通過操縱相應(yīng)的程序就可以進(jìn)行電路板相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，以及控制自動布線的過程，減少了實現(xiàn)布線后的手動修改工作。使用該軟件能進(jìn)行各種類型、不同程度的電子線路設(shè)計，從而對相關(guān)電子線路進(jìn)行優(yōu)化。通過在電子線路設(shè)計中使用Protel 99 SE仿真軟件，可以大大提高PCB的設(shè)計效率，極大地減輕用戶的設(shè)計工作量。在電子線路實驗和設(shè)計中，使用計算機(jī)仿真教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計思想，在計算機(jī)仿真教學(xué)中，也能為學(xué)生進(jìn)行電子線路設(shè)計提供更好地手段。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬中秋，楊芳.Protel 99SE軟件在電子線路實驗中的應(yīng)用[N].長江大學(xué)學(xué)報（自科版），2006（4）：529-530.

[2]邱紅.Protel 99仿真軟件在電子線路實驗與設(shè)計中的應(yīng)用[N].大連大學(xué)學(xué)報，2005（2）：11-13.

[3]及力.Prote l99 SE原理圖與PCB設(shè)計教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.

[4]梁恩主，梁恩維.Plntel99sE電路設(shè)計與仿真應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社.

[作者簡介]

王風(fēng)（1981—），女，江西景德鎮(zhèn)人，漢族，本科，中一，研究方向：電子信息方向。

[作者單位]

廣東省中山市港口理工學(xué)校

（編輯：王潔雅）