Protel入门xg

Protel入门

Protel是电路CAD软件，具有电原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印制电路板设计、可编程逻辑器件设计等功能，是目前国内使用最广泛的电路CAD软件。若已学习了电路原理、计算机基础，能够阅读英文“Help”，那么，完全可以通过自学而熟练使用Protel。在学习中遇到的较多的困难往往不是如何使用软件，而是电路原理方面的问题。

以下给出一个使用Protel 99 se的例子，供初次使用时模仿。该例要求用OP07设计一个放大倍数为10倍的同相放大器。

点击桌面快捷符号

，进入该软件，出现图1所示窗口。点击File，再点击菜单

中的New，在窗口中可写入文件的名称，亦可选择默认名称Mydesign.ddb，然后点击Ok。出现图2所示窗口。

1． 绘制电路原理图（SCH）

点击File，在菜单中点击New，出现图3所示窗口。在窗口中点击Schematic Document ，出现图4。

点击Add/Remove，出现图5所示窗口。该窗口的元件只有Sim.ddb可做仿真，其余都不能做仿真。仿真用的是Spice。Sim.ddb库中的元件有Spice描述，而其余元件库中的元件没有Spice描述。在窗口中点击Sim.ddb，然后点击Add，再点击Ok，窗口中出现元件表，如图6。

放置元件

在本例中需要放置的元件有：运放OP07、电阻、直流电源、交流信号源和地。

在Library栏下选中OpAmp.Lib，在OpAmp.Lib列出的元件库中按英文字母顺序找到OP07，鼠标左键点击OP07，鼠标左击Place，这时出现一个运放符号，用鼠标将其拖到图纸的适当地方，左击鼠标，运放就被放到了图纸上。

在Library栏下选中Simulation Symbols.Lib，在Simulation Symbols. Lib 栏下找到RES，如上述过程就可将电阻放到图纸上。本例需要两个电阻。

点击Simulate，出现下拉菜单，如图7。选择Sourse +12V，将其拖到适当的地方放置。同理，可放置-12V和交流信号源。

在图7中点击“地”符号，可将“地”符号放到图纸上。

连线前先整理元件摆放的位置。将鼠标光标放在元件附近，按键盘的Page Up键，将元件放大。（按Page Down键是缩小）。将鼠标移至需要移动的元件，左击鼠标并按住，拖动鼠标就可以移动元件。将鼠标移至需要移动的元件，左击鼠标并按住，点击键盘“Y”，元件上下旋转180°；点击键盘“X”元件左右旋转180°；点击键盘“Space”，元件旋转90。

连线

在图7中鼠标左击，将出现一个大符号“十”，将其拖到需要连电线的起点，左击鼠标，然后将鼠标拖到电连线的终点，先左击鼠标，再右击鼠标，一条电连线就画好了。然后可开始画另一条线。线画完后右击鼠标就退出画电连线。

修改图纸大小

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由于本电路图较简单，而图纸过大，修改图纸大小。左击Design，在菜单中左击Options，在Sheet Options栏下修改Custom Width ，输入600，修改Custom Heigth，输入380，左击Ok，图纸就按要求变小了。若图不在图纸中间，左击，然后选择要移动的部分。左击Edit、Move、Move Selection， 用鼠标将电路图拖到希望的位置。再左击，去除选择，电路就被固定在新的位置了。这时的电路图如图8。

图1

图2

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图3

图4

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图5

图6

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图7

图8

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输入元件参数

双击运放，出现如图9左侧的窗口。在窗口中Footprint栏下输入DIP8，这表示运放的封装，这是为设计印刷电路板做准备。在“Designate”栏中输入“U1”，这是给运放一个编号，每一个元件都应有编号。左击Read-Only Fields，出现图9右侧所示窗口，该窗口所示内容是Spice 对OP07的描述。若在绘制电路原理图时用的元件不是从Sim.ddb中取出的，那么，该窗口中将没有内容，也就不能对电路做仿真。按同样的步骤，输入R1、R2的元件编号、参数和封装。其中，电阻的封装为axial0.4，这表示电阻两个引脚之间的距离为0.4英寸，约为1厘米。

双击信号源V？，出现如图10-1的窗口，在窗口“Footprint”栏中写入“MT6CON2V”，

图9

图10-1 图10-2

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图11 图12

表示为两芯插座，两芯间距为3.96毫米。在窗口“Designate”栏中写入“V1”。在窗口中 选择“Part Field”，出现如图10-2的窗口，在窗口“AC”栏中部写入“1”，表示输 入是交流；“Amplitude”栏中写入“100mV”，表示信号幅值；在“Frequency”栏中写入“1KHz”，表示频率。

双电源V?，出现如图11的窗口，在窗口“Designate”栏中写入“VP”，表示正直流电源，“Part”栏中写入“+12V”，表示电源电压。双击+12V电源负端下面的符号，出现一个窗口。修改窗口的内容如图12。再双击+12V电源正端上面的符号，在出现的如图12的窗口中，将“Net”栏的内容改为“VCC”。用同样的方法将负电源的符号改为VN，上面的“Net”符号改为“VEE”。在做仿真时，程序将认为相同符号端是相连的。

2． 仿真

生成仿真使用的SPICE程序

左击“Simulate”，在下拉菜单中选“Create SPICE Netlist”，就出现了下列SPICE文件“Sheet1.nsx”。在仿真中若要修改元件参数，就可通过修改下列Netlist来实现。

*SPICE Netlist generated by Advanced Sim server on 03-8-30 9:37:32 *for: Sheet1.nsx

*Schematic Netlist:

R1 NetR2_1 OUTPUT 90k R2 NetR2_1 0 10k

XU1 INPUT NetR2_1 VCC VEE OUTPUT OP07 V1 INPUT 0 DC 0 SIN(0 100mV 1KHz 0 0) AC 1 VN VEE 0 -12V

VP VCC 0 +12V AC 0 0

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.SAVE 0 INPUT NetR2_1 OUTPUT VCC VEE V1#branch VN#branch VP#branch @V1[z] @VN[z]

.SAVE @VP[z] @R1[i] @R2[i] @R1[p] @R2[p] @V1[p] @VN[p] @VP[p]

*PLOT AC -1 1 A=INPUT *PLOT TRAN -1 1 A=INPUT

*Selected Circuit Analyses: .AC DEC 1000 1 1E7 .TRAN 2E-5 0.005 0 2E-5 .SET NFREQS=10

.FOUR 1000 VP#branch @VP[p] VN#branch @VN[p] VEE VCC V1#branch @V1[p] @R2[p] @R2[i]

+ @R1[p] @R1[i] OUTPUT NetR2_1 INPUT

*Models and Subcircuit: .SUBCKT OP07 3 2 7 4 6 * INPUT

RC1 7 80 8.842E+03 RC2 7 90 8.842E+03 Q1 80 102 10 QM1 Q2 90 103 11 QM2 RB1 2 102 5.000E+02 RB2 3 103 5.000E+02 DDM1 102 104 DM2 DDM3 104 103 DM2 DDM2 103 105 DM2 DDM4 105 102 DM2 C1 80 90 5.460E-12 RE1 10 12 1.948E+03 RE2 11 12 1.948E+03 IEE 12 4 7.502E-06 RE 12 0 2.666E+07 CE 12 0 1.579E-12 * INTERMEDIATE

GCM 0 8 12 0 5.668E-11 GA 8 0 80 90 1.131E-04 R2 8 0 1.000E+05 C2 1 8 3.000E-11 GB 1 0 8 0 1.294E+03 * OUTPUT

RO1 1 6 2.575E+01 RO2 1 0 3.425E+01 RC 17 0 6.634E-06

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GC 0 17 6 0 1.507E+05 D1 1 17 DM1 D2 17 1 DM1 D3 6 13 DM2 D4 14 6 DM2

VC 7 13 2.803E+00 VE 14 4 2.803E+00 IP 7 4 2.492E-03 DSUB 4 7 DM2 * MODELS

.MODEL QM1 NPN (IS=8.000E-16 BF=3.125E+03) .MODEL QM2 NPN (IS=8.009E-16 BF=4.688E+03) .MODEL DM1 D (IS=1.486E-08) .MODEL DM2 D (IS=8.000E-16) .ENDS OP07

.END

仿真设置

左击“Simulate”，在下拉菜单中选“Setup”，出现图13所示窗口。在“General”窗口下共有九种分析可供选择，本例选“Transient/Fourier Ana”和“AC Small Signal Ana”。 左击“Transient/Fourier”打开窗口如图14。选择“Transient Ana”，表示对电路的分析包含暂态。选择“Fourier Ana”，表示对电路做付立叶分析，这是一种稳态分析。选择“Default Parameters”“Always set def”，表示本例输出波形显示选择为“默认”，输出波形显示为5个周期，每个周期计算50个点。

再左击“AC Small Signal”打开窗口如图15。选择“AC Analy”，表示对电路输入输出做频率特性分析，即绘制电路的Bode 图。

至此，仿真的设置已完成。

仿真

在图15下方左击“Run Analyses”，窗口显示“Sheet1.sim”，这是对电路中有关量的付立叶谐波分析的数值表述。左击“Sheet1.sdf”出现图16所示窗口，但只有输入，这是对信号的付立叶谐波分析的波形表述。在“Waveforms”栏下选“output”，再选“Show”，就出现了输出的波形。若要仔细观测输出时，可双击“output”，这时出现一个粗线方框，选“View Single”，就出现了图17所示的波形。由图17可知，输出的基波是0dB，这表示其时域正弦波的幅值为1V（dB数=20Log(V/Vref)，Vref=1Vp），由此可知，电路的放大倍数是10；直流分量为－68dB，这表示电路输出中存在漂移，约为0.4mV；还存在高次谐波，二次谐波约为－110dB，很小。应该说，输出波形的质量是很好的。

左击图17下方的“Transient Analysis”，出现图18所示窗口。若要仔细观察输出的时域波形，可用选择图17窗口的方法得到图19。

在图19窗口的下方左击“AC Analysis”，会出现一个新的窗口。在窗口中右击鼠标，会弹出一个小窗口，选“Scaling…”，会出现另一个窗口，将该窗口修改如图20，可得到如图21所示的Bode图，即电路的幅频特性和相频特性。由图可见，电路约在(0,11000)Hz的增益是20dB，即10倍，频率超过11kHz后，电路的增益随频率增大而减小；电路在频

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率超过1kHz后有明显的相移，其相移曲线与典型的二阶线性系统相似。这些主要是由运放的频率特性引起的。

若实际运放的参数与Protel中的参数不一致，这时可通过修改“Sheet1.nsx”文件中运放的参数。例如，修改运放的输入电容，在*Models and Subcircuit: SUBCKT OP07 3 2 7 4 6子程序中，将C2 1 8 3.000E-11改为C2 1 8 3.000E-10，则电路的频率特性曲线如图22。将其与图21相比，可见两者相差较大。

Protel仿真的内容很多，这里仅仅是通过举例给出了部分最基本的使用方法。进一步的学习应依靠学习者结合对具体电路的设计、仿真，借助“Help”，不断地自学。

图13

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图14

图15

图16

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图17

图18

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图19

图20

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图21

图22

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3． 绘制印刷电路板图（PCB）

产生NET文件

在图23所示的Sheet1.Sch窗口下选“Design”，在下拉菜单中选“Great Netlist”，这时会出现另一个窗口，左击“OK”，就产生了“Sheet1.NET”文件。该文件将Sch图中的电连线信息和元件封装信息传送到PCB文件中去。阅读“Sheet.NET”，可以检查Sch图的连线情况和封装情况。

进入PCB窗口

在“Sheet1.NET”窗口下，左击“File”，在下拉菜单中选“New”，出现图24所示窗口。在该窗口中选“PCB Document”，就出现了图25所示的PCB窗口。

元件装载与布局

在PCB窗口中选“Design”，在下拉菜单中选“Load Nets”，出现图26所示窗口。在该窗口中选“Browse”，出现图27所示窗口。在该窗口中选“Sheet NET”，产生图28所示窗口。左击该窗口下方的“Execute”，就产生了图29所示的窗口。至此，“Sheet1.Sch”，中的元件已被放置到了PCB窗口中去了。

移动元件到所需要的地方。将两个直流电源合并为一个，双击“VP +12V”插座的过孔3，出现图31，选“Advance”,将其Net改为“VEE”，然后再删除“VN –12V”，这时PCB窗口如图30。

选“KeepOutLayer”，绘制PCB板的外框，这对以后的自动布线是必须的。

在PCB图中还少一个输出插座。在PCB窗口中左击“Browse”栏下的下拉菜单中选“Libraries”，再左击“Add/Remove”，出现如图32所示窗口，在该窗口中选“3.96 Connector.ddb”、“Add”、“OK”，返回PCB窗口。在PCB窗口的“Libraries”、“3.96mm Connectors.Lib”中选“MT6CON2V”、“Place”，就出现了一个插座，将其放到需要的地方，如图33。将过孔1“Pad”1定义为“Output”，如图34；同理将过孔定义为“GND”。

图23

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/jox3.html