《电子线路CAD》课件_第1章.ppt

第１章绪论1.1电子线路CAD的意义1.2常用电子线路CAD软件1.3本书主要内容和学习方法电子线路设计中采用CAD技术具有如下优点：

(1)缩短设计周期。采用CAD技术，用计算机模拟代替搭试验电路的方法，可以减轻设计方案验证阶段的工作量，大大加速设计进程。例如，在设计印刷电路板时，采用Protel中的自动布局布线和功能强大的后处理功能，可以很方便地完成印刷电路板的设计，将人们从繁琐的纯手工布线中解放出来。1.1电子线路CAD的意义(2)节省设计费用。搭试验电路费用高、效率低，采用计算机进行模拟验证则可以减少硬件的投资，节省研制费用。

(3)提高设计质量。CAD技术采用精确的模型来计算电路特性，可以很容易地实现灵敏度分析、容差分析、参数优化、成品率模拟和最坏情况分析等各种分析，在节省设计费用的同时也提高了设计质量。(4)共享设计资源。在CAD系统中，成熟的单元设计及各种模型和模型参数均存放在数据库文件中，用户可直接分享这些设计资源，特别是对数据库内容进行修改或增添新内容后，用户可及时利用这些最新的结果。

随着电子技术的发展，需设计的电路越来越复杂，规模也越来越大，在这种情况下，离开CAD技术几乎无法完成现代的电子电路设计任务。根据电子线路设计任务的需要，目前可用于设计过程的CAD软件包括如下几类：

(1)通用电路模拟软件：是对一般电子电路进行模拟验证的软件。该软件可根据给出的电路拓扑结构和电路中所用的元器件参数，模拟分析该电路的直流、交流和瞬态等各种特性，并进而进行灵敏度分析、成品率模拟和最坏情况分析等类型的分析。例如PSpice、EWB等就属于这种软件。

(2)专用电路设计软件：是指专门用于某些特定类型电路(例如由PLD和FPGA等可编程器件构成的电路)的设计软件。与通用模拟软件相比，这类软件适用面窄，但在其适用范围内功能则更强，往往还具有优化设计的功能。(3)印刷电路板布局布线软件：该类软件具有自动布局布线功能，一般只需用户进行少量的人工干预就可完成印刷电路板的设计任务。

随着计算机技术和电子线路设计技术的发展，CAD软件的功能越来越强大，一种软件往往包含以上各部分功能，例如Protel。在计算机上，利用电子线路CAD软件进行完整的电路设计的一般过程如下：

(1)编辑原理图。原理图编辑是电路CAD设计的前提，因此原理图编辑是电路CAD软件必备的功能。

(2)电路仿真。电路功能、性能主要由原理图决定，编辑好原理图后，在制作电路板前，一定要对电路的功能、性能指标进行仿真测试。(3)设计、编辑印制电路板(PCB)。PCB设计是电路CAD设计的最终目的，因此PCB功能的强弱(如自动布局、布线效果)是衡量电路CAD软件性能的指标之一。

本书主要介绍两种目前在电路设计领域广泛应用的CAD软件——PSpice和Protel。前者是经典的电路设计和仿真工具，后者不但可以完成常用的模拟和数字电路的分析设计，还是目前最主流的PCB板设计工具，具有强大的功能。1.2.1PSpice

PSpice是在SPICE的基础上发展起来的。最初的SPICE(SimulationProgramwithIntegratedCircuitEmphasis)是在20世纪70年代，由美国加利福尼亚大学伯克莱分校在模拟电子电路的研究中开发的一种用以分析、设计和测试复杂电子电路的软件工具。其后，美国的MicroSim公司进一步将其逐步完善，包装为一个能应用于不同领域的商品化版本。为了能在PC机上运行SPICE，MicroSim公司在1983年推出PSpice软件产品，PSpice与SPICE使用同样的运算规则和语法。1.2常用电子线路CAD软件自从这个程序问世以来，由于它的强大功能，在全世界的电工、电子工程界得到了广泛的应用。在大学里，它是工科类学生必会的分析与设计电路的工具；在科研开发部门，它是产品从设计、试验到定型过程中不可缺少的工具。此后PSpice的版本不断更新，功能不断完善，在1988年PSpice已被定为美国国家工业标准，目前大多数电子线路设计仿真软件都是以PSpice为基础实现的。20世纪80年代以来，采用自由格式语言的Pspice5.0版本在我国得到广泛应用。最初的PSpice是采用网单文件的方式输入的，用户需要编写待分析的电路系统源程序(网单文件)。?PSpice从6.0版本开始引入图形界面，此版本的PSpice不仅可以接收网单文件，还可以接收以图形方式输入，即只要按规则在输入窗口中绘制好电路原理图，就可以开始分析和仿真。它改变了之前版本输入电路必须采用文本方式的不便，设计者采用图形