电子线路CAD课程设计报告

课 程 设 计

课程名称 电子线路CAD课程设计 题目名称 调音台电路的

Protel DXP设计

学生学院 材料与能源学院 专业班级 班

学 号 学生姓名 指导教师

2014年 6 月 20 日

广东工业大学课程设计任务书

一、课程设计的内容

1．用Protel DXP建立一PCB工程项目。 2．各基本模块的原理图设计。 3．层次原理图的总原理图设计。

4．生成原理图报表（元器件清单、网络表）。

5．印刷电路板图绘制（设置PCB环境参数，元器件布局规则设置，元器 件布局手工调整；按设计任务书要求完成指定网络的布线宽度设置、其它 布线规则、布线参数设置，自动布线，手工调整布线）。 6．按设计任务书要求对指定网络进行覆铜。 7．建立项目元件库。

二、课程设计的要求与数据

1．按题目要求，每一位学生独立完成设计全过程。 2．采用自底向上的层次原理图设计方法。

三、课程设计应完成的工作

1．层次原理图的总原理图设计。 2．各基本模块的原理图设计。 3．印刷电路板图绘制。 4．设计报告。

四、课程设计进程安排

五、应收集的资料及主要参考文献

[1] 王浩全、傅英明、洪华、龙怀冰.Protel DXP电路设计与制版实用教程[M].北京：人民邮电

出版社，2005.

[2] 赵建领.Protel电路设计与制版宝典[M].北京：电子工业出版社，2007.

[3] 唐俊翟、冯军勤、张曜.Protel DXP应用实例教程[M].北京：冶金工业出版社，2004. [4] 任富民.电子CAD-Protel DXP电路设计[M].北京：电子工业出版社，2007.

摘要

本课程设计是《电子线路CAD》的实践课程，其主要目的是使学生从整体上对Protel DXP 有更深入、更全面的了解，并对印刷电路板的正格设计过程有一个更为清晰的认识。通过本课程设计，进一步熟悉运用Protel DXP 设计印刷电路板的全过程。

本次课程设计，是设计调音台，即音频信号混合控制台，也称调声控制台。它是包括录

音、扩声音响系统的控制中心，是声音信号、格警示信号及监听信号的控制台。调音，的一个主要步骤是根据声源的特点对调音台进行操作。

课程设计任务书 摘要

目录

1、课程设计题目和方案

1.1 题目名称

1.2 设计方案简介 1.3 设计内容

2、设计过程

2.1元器件库的添加 2.2子原理图的绘制 2.2.1电源电路系统

2.2.2 多路拾音器信号输入处理系统 2.2.3 主信号输入通道处理系统

2.2.4主信号输出通道处理与LED电平指示系统 2.2.5监听输出通道处理系统 2.2.6辅助设备信号处理系统 2.2.7效果通道输出系统 2.3 总原理图的绘制

2.3.1 用Protel DXP 建立新的PCB工程项目 2.3.2建立总原理图

2.3.3添加子原理图

2.3.4生成子原理图的电路方块图 2.3.5 总的电路方块电路图绘制 2.4 生成原理图报表 2.4.1 生成网络表 2.4.2 生成元器件列表

2.4.3 生成元器件交叉参考列表 2.5 印刷电路板绘制 2.5.1 新建 PCB板

2.5.2 加载网络表与元器件封装 2.5.3 元器件布局 2.5.4 自动布线

2.5.5 规划电路板 2.6 对电路板进行敷铜 2.7建立项目元件库

3、设计总结 4、参考文献

1、课程设计题目和方案

1.1题目名称：

多通道调音器电路的Protel DXP设计

1.2设计方案简介：

本系统采用自底向上的层次原理图设计方法。首先先绘制各个子模块的原理图，再通过

各个子原理图的电路方块图，绘制构成各个子原理图之间关系的总原理图，通过输入\输出端口或网络标号建立起电气连接。采用层次化设计，具有原理图层次清晰，功能结构分明，便于布局和绘制，也便于检测、修改等特点。

整个系统由电源电路模块、接收器电路系统模块、信号输入信道系统模块（8条通道）、

信号输出信道与LED电平指示系统模块（2条通道）、监控器电路系统模块、混频器电路系统模块及带滤波器电路系统功能模块实现。

重复的电路采用多通道设计的方法。就是对同一个通道的多次引用，可以大大提高设计效率，节省重复画图和布线的时间。

1.3设计内容

①用protel DXP 建立PCB工程项目 ②各个基本模块的原理图设计 ③层次原理图的总设计原理图设计

④生成原理图报表（元器件清单、网络报表）

⑤印刷电路板图绘制（设置pcb环境参数，元器件布局规则设置，元器件布局手工调整；

按设计任务书要求完成指定网络的布线宽度设置、其他布线规则、布线参数设置，自动布线，手工调整布线）

⑥电路检测

⑦对电路板进行敷铜 ⑧建立项目元件库

2、设计过程

2.1 元器件库的添加

在绘制系统各个子图前，先根据绘图时需要的元器件，除了两个基本的元器件库，还需要装载他的元器件库，如图2.1-2中的库。

2.1.1加载元器件库时，先点击“Library”，弹出如图2.1-1所示的元器件库编辑对话

框，

图2.1-1 元器件库编辑对话框

2.1.2点击“install”进行元器件库查找，找到需要的元器件，点击“打开”，元器件库

即加载到库中。如图2.1-2所示；

图2.1-2 查找元器件库对话框

2.2 子原理图的绘制

2.2.1电源电路模块

图2.1-1电源电路模块原理图

从元件库中调出所需要的元器件，（如图2.1-1所示），然后修改属性，使其符合设计的要求，在原理图上按顺序排列好，然后进行布线。电路板工作电压为直流+15伏和-15伏得到电源电路系统的原理图如图所示。

2.2.2接收器电路系统模块

图2.2-2 接收器电路系统模块原理图

从元件库中调出所需要的元器件，然后修改属性，使其符合设计的要求，在原理图上按顺序排列好，然后进行布线。得到多路拾音器信号输入处理系统的原理图（图2.2-2）。多路拾音器信号输入处理系统由一级集成运算放大电路和一级功率放大电路组成。

2.2.3 信号输入信道系统模块

图2.2.3信号输入信道系统模块原理图

从元件库中调出所需要的元器件，然后修改属性，使其符合设计的要求，在原理图上按顺序排列好，然后进行布线。得到主信号输入通道处理系统的原理图（图2.2-3）。

输入信号经过电阻衰减后才进入差动放大器。通过它可改变放大器的负反馈，对输入信号增益进行控制。放大后的信号经集电极输出后进入双运算放大器，放大后输出给由另一边的三段均衡电路。经放大和均衡后的信号由通道误差推子控制后分配给各母线送往后级。

2.2.4 信号输出信道与LED电平指示系统模块

图 2.2.4信号输出信道与LED电平指示系统模块原理图

从元件库中调出所需要的元器件，然后修改属性，使其符合设计的要求，在原理图上按顺序排列好，然后进行布线。得到主信号输出通道处理与LED电平指示系统的原理图（图2.2-4）。

母线的信号经放大后通过主音量电位器（主推子）控制主输出信号电平，再经另一半运放缓冲后进入由多个运放组成的七段频率均衡电路。经对不同频率的信号进行提升或衰减，最后由主输出插座输出给配接的功率放大器。发光二极管电平表上边是强信号削顶指示。

图 2.2.5监控器电路系统模块原理图

从元件库中调出所需要的元器件，然后修改属性，使其符合设计的要求，在原理图上按顺序排列好，然后进行布线。得到监听输出通道处理系统的原理图（图2.2-5）。由母线送来的信号经放大并通过音量电位器衰减后缓冲输出。

图 2.2.6混频器电路系统模块模块图

从元件库中调出所需要的元器件，然后修改属性，使其符合设计的要求，在原理图上按顺序排列好，然后进行布线。得到辅助设备信号处理系统的原理图（图2.2-6）。

2.2.7 带滤波器电路系统功能模块

图 2.2.7 带滤波器电路系统功能模块原理图

从元件库中调出所需要的元器件，然后修改属性，使其符合设计的要求，在原理图上按顺序排列好，然后进行布线。得到效果通道信号输出系统的原理图（图2.2-7）。

母线的信号经效果母线送至效果输出口进入效果通道信号输出系统电路电路，信号经放大并通过音量电位器衰减后缓冲输出，最后再返回至母线。

2.3 总原理图的绘制

2.3.1 用Protel DXP 建立新的PCB工程项目

打开Protel DXP 软件，点击“file”，选择“new—project—PCB project”，新建PCB工程项目，命名为Mixer后保存。如图2.3-1所示；

图2.3-1 新建PCB工程工程项目图

2.3.2建立总原理图。

右击“Mixer.prjPCB”，选择“Add New to Project”，选择“Schematic”，命名为Mixer后保存。如图2.3.2 所示；

图 2.3-2 建立总原理图步骤图

2.3.3添加子原理图。

右击“Mixer.prjPCB”，选择“Add Existing to Project”，弹出图2.3-3所示的对话框增，选择所需的子原理图，点击打开。如图2.3-3所示；

图2.3-3 增加子原理图步骤图

2.3.4生成子原理图的电路方块图。

点击“Design”，选择“Create Sheet Symbol From Sheet Or HDL”,弹出所要生成的子原理图的选择对话框，选择所需原理图，点击OK。如图2.3-4所示；

图 2.3-4 生成子原理图的电路方块图的步骤图

2.3.5 总的电路方块电路图绘制

①电路方块图的调整。点击所需调整的电路方块图，如图2.3-6所示，即可进行电路方块图的调整；

图 2.3-6 电路方块图调整图

②电路方块图的输出\输入端口调整。选择所需要的端口，点击并按住左键，出现如图2.3-7所示的十字光标，进行端口位置的调整；

图 2.3-7电路方块图的输出\输入端口调整图

③多通道设计。双击需要多通道设计的电路方块图，弹出如图2.3-8所示的电路方块图

的属性设置框，修改这个Symbol的属性，标志符为： Repeat(原理图元件标志符，第一个通道，最后一个通道)；

图 2.3-8 电路方块图的属性设置框

⑤放置电气连接标号。点击工具栏上的“Net”按钮，放置各条电气连接的标号。如图2.3-10所示；

2.4 生成原理图报表

2.4.1 生成网络表

打开总原理图，点击“Design”，执行“Netlist--Protel”命令，生产如图2.4-1所示的网络表；

图2.4-1（1）中，为元器件的描述，包括元器件序号、元器件封装形式和元器件的文本注释。如C1为元器件序号，RAD-0.3为元器件的封装形式，cap为元器件的文本注释。

图2.4-2（2）中，为元器件的网络连接描述，以“（”为开始标志，接着为元器件名称，接下来为与该元器件相连的元器件引脚，最后以“）”结束。例如，“C46-1”、“D4-1”、“D6-2”和“U11-1”的引脚是连接在一起的。

图 2.4-1（1）网络表中的元器件的描述图

图 2.4-1（2）网络表中的元器件的网络连接描述图

2.4.2 生成元器件列表

点击菜单栏的“Repert”，执行“Bill of Materials”命令，生成电路原理图的元器件报表，如图2.4-2所示；

图 2.4-2 原理图报表的部分图

其中，Description为元器件的描述，Designator为元器件的序号，Footprint为元器件的封装形式，LibRef为元器件库中元件的定义，Quantity为元器件的数量。

2.4.3 生成元器件交叉参考列表

点击菜单栏的“Report”，执行“Component Cross Reference”命令，生成元器件交叉参考列表，如图2.4-3所示。

图 2.4-3 元器件交叉参考列表

2.5 印刷电路板绘制

2.5.1 新建 PCB板

点击菜单栏中的“file”，执行“New--PCB”命令，新建PCB板。

2.5.2 加载网络表与元器件封装

①点击菜单栏的“Design”，执行“Import Changes From MIXER.PRJPCB”命令，如图2.5-2

（1）所示，弹出如图2.5-2（2）所示的工程网络变化对话框。

图 2.5-2（1）加载网络表步骤图

图 2.5-2（2）工程网络变化对话框

按钮后，弹出如图2.5-2（3）所示的对话框，在状态栏“Check”

说明装入的元器件正确，若出现

说明有错误，需要进行原理图的修改；

②单击

一栏中出现

图 2.5-2（3）元器件的工程网络变化对话框

按钮，把SPICE netlist（网络）和元器件

③确认所有元器件正确后，点击

封装加载到PCB文件中，如图2.5-2（4）所示；

图 2.5-2（4）未布局的PCB版图

2.5.3 元器件布局

将每个room如power拖到布线区域，然后将属于这个room的元件布局到这个room中，

如图2.5-3所示。

图 2.5-3 布局后的PCB版图

2.5.4 自动布线

点击“Auto Route”下的“all”，弹出如图2.5-4所示的对话框。在该对话框中添加和

设置自动布线规则。

图 2.5-4 自动布线步骤图

2.5.5 规划电路板

①点击菜单栏中的“Design”，执行“Board Shape—Redefine Board Shap”,如图2.5-5

所示。这时出现十字光标，可以规划合适的电路板大小。

如图2.5-5重新定义电路板大小。

②单击PCB编辑窗口下方的“Keep-Out Layer”（ ）。选择禁止布线层。点

击菜单栏中的“Place”，执行“Keep--Track”命令，如图2.5-6所示，出现十字光标，即可绘制禁止布线层的边缘线。

图2.5-6 设置禁止布线层

2.6 对电路板进行敷铜

如图2.6-1所示，点击菜单栏中的“Place”，执行“Polygon Pour”命令，出现如图2.6-2

所示的敷铜设置对话框，点击 “OK”按钮，对PCB板进行敷铜。

图2.6-1 执行敷铜命令图

图2.6-2 敷铜设置对话框

图2.6-3 顶部敷铜

图2.6-3 底部敷铜

2.7建立项目元件库

执行Design-Make PCB Library命令，如图38所示，得到PCB元器件库。如图39所示。

图38 菜单命令

图39 PCB元器件库

3、设计总结

在这次课程设计中，了解了调音台的设计过程，更加深入了解dxp这个软件的操作，同

时也尝试用了自底而上的设计方法，比较与自顶而下的设计方法，自底而上更容易得到电路

总图。但是，这个是建立在电路图已经设计出来的情况下，对于一个刚开始的设计，采用自顶而下，会比自底而上更加好。

而且通过这次CAD课程设计，让我了解了制作与编辑元件电路原理图元器件库的方法和设计电路原理图的方法。最大限度地了解Protel的各功能设计功用，本来很多不清楚的功能也得到了挖掘，特别是PCB板的制作方面。如何生成PCB板，要做的步骤，本来看书本挺乱的，现在已经很清晰、很熟练的把PCB的很多功能给用上了。只有不断的学习才能更加完善自我，掌握更多的知识，为以后的工作学习奠定基础。我了解到了很多以前在课堂上没有学到的知识以及在上机实验课中没有遇到过的各种困难 ，并且掌握起来。刚开始课程设计的时候，很多东西都不懂，所以经常请教别人，并且很多时候就利用网络来充实自己的知识面，解决一些遇到的难题。通过课程设计，我学会了层次原理图自顶向下的设计方法和步骤，懂得了如何利用Protel DXP来制作一个多通道的电路图，懂得了利用“Room”这个Protel DXP所具有的方便，快捷的功能来创作一个多通道的电路，并且学会了从层次原理图导入进行PCB板设计，还学会了各种PCB布线的规则以及布线的方法。

同时通过多通道混频器电路的设计，让我了解了关于多通道混频器电路的原理与设计理

念。在做程序设计时要先形成一个整体的框架思路，如何来设计这个程序，需要些什么，需要完成什么功能，要怎么做，元器件应该如何选择。这都要经过深思熟虑，然后进行实际设计验证，这样做有利于形成一个整体目标，在设计中就不会多走弯路。

4、应收集的资料及主要参考文献

5.参考文献

[1] 王浩全、傅英明、洪华、龙怀冰.Protel DXP电路设计与制版实用教程[M].北京：人民邮电

出版社，2005.

[2] 赵建领.Protel电路设计与制版宝典[M].北京：电子工业出版社，2007.

[3] 唐俊翟、冯军勤、张曜.Protel DXP应用实例教程[M].北京：冶金工业出版社，2004. [4] 任富民.电子CAD-Protel DXP电路设计[M].北京：电子工业出版社，2007. [5] 微电子材料与工程系编写的《课程设计指导书》。 [6] 百度上发布的上届的师兄完成的课程设计报告书。

[7] 班上多个同学的作品。

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