阐述制版电子实训课程中运用Multisim10和ProtelDXP实现电路设计和制版

论文导读：
摘要：本文针对电子实训课程的特点以及学生掌握知识的需要，提出在实训中综合使用Multisim 10和Protel DXP软件辅助电路设计和版图制作，并通过一个实例来验证了该方法的可行性和实用性。
关键词：电子实训 Multisim 10 仿真 PCB设计
1007-9416（2013）05-0164-02
电子实训是电子类专业学生必修的一门实践课程，通过该课程的学习，使学生在电子元器件选用、电子电路分析设计、计算机仿真测试、电路板焊接与装配，电子产品调试以及编写技术文件等方面受到一次综合训练。我校在《模拟电子》、《数字电子》课程结束后都安排了电子专项实训，教师提出设计要求，让学生自己从设计到装配、调试都经历一遍，所以电子专项实训既巩固了学生的理论知识，又提高了他们的操作技能。
1 Multisim 10和Protel DXP软件的比较
在电子实训过程中使用较广的EDA软件是Multisim和Protel ，这两个软件都具有电路设计和仿真功能，但是Multisim软件的长处是电子仿真，而Protel软件的长处是PCB设计。美国NI公司推出的Multisim 10软件具有强大的仿真能力，既可对模拟电路或数字电路进行仿真，也可进行数模混合仿真，尤其新增了射频电路的仿真功能。Altium公司的Protel DXP软件具有强大的电路设计自动化功能，其印刷电路板设计模块的设计规则和检查工具比Protel 99 SE更加完善，为设计高质量的印刷电路板提供了可靠的保障。本文以设计一个模拟声响电路为例，论述Multisim 10和Protel DXP在电子实训课程中的综合运用。
2 电路设计和仿真

2.1 电路设计

电子实训中要求设计一个模拟声响的电路，这个电路主要是通过两片555定时器结合简单的器件来实现。按照设计要求，学生通过查阅资料可以设计出较多方案，模拟不同的声响，这样学生在电路设计中发挥的空间比较大，不局限于一个电路，电路初步设计好之后，通过Multisim 10来仿真。图1所示为其中一个电路，555定时器U1、U2分别构成一个多谐振荡器，元器件参数确定后，根据多谐振荡器的频率计算公式，U1的输出波形频率是680Hz，U2的输出波形频率是9.345KHz。由于U1的输出端接U2的复位端，故只有U1输出为高电平时，U2振荡器才振荡，U1输出为低电平时，U2停止振荡，通过U1的输出来控制电路最终的输出，使扬声器发出9.345KHz “呜呜”的间歇声响。

2.2 Multisim 10仿真分析

因为电子仿真是Multisim软件的长处，所以图1的电路在设计时，要求学生用Multisim 10软件来绘制，这样就把设计和仿真贯穿起来。电路绘制结束后，选择虚拟仪表双通道示波器来仿真U1、U2的输出波形。示波器的控制面板可以根据需要来调节，微调时间基准（time base），设定通道A（channel A）和通道B（channel B）的量程如图2所示，设置完毕后通过示波器观察到波形如图2所示。由于在设计时已经理论计算出波形频率，根据仿真波形图测算出的频率与理论值基本相等，设计得到验证。
3 网络表生成和PCB板设计

3.1 网络表生成和修改

根据实训要求，电路原理图设计好之后学生需进行电路板的布局布线设计，这就需要使用Protel DXP软件，而采用Multisim 10绘制的原理图的数据要导入PCB设计系统中需要一座桥梁——网络表。由于Multisim中选取的元件部分是虚拟元件，仿真所用仪器也是虚拟仪器，这就会出现和Protel不兼容的情况，所以在生成网络表之前要先去掉虚拟仪器，部分虚拟元件也要用连接器代替。在本例电路中，虚拟示波器XSC1需去除，5个虚拟电容也要用连接器代替。电路修改之后执行菜单“Traner/Export to PCB Layout”，在弹出的对话框中选择保存类型“Protel（*.net）”，输入文件名之后就生成了电路对应的网络表，如网络表无法生成，一般问题都在虚拟器件上，根据提示修改即可。
网络表生成后，运行Protel DXP软件，新建工程，调用网络表并把它添加入新建的工程中。考虑网络表中原有元器件封装与设计要求不符，需要修改封装，论文导读：富龙，连桂仁.Multisim10和ProtelDXP软件在电子产品研发中的应用.电子科技，2010，23（11）：19-2

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元器件封装的选取根据设计的实际情况来定。

3.2 PCB板设计

作为桥梁的网络表修改确定后，在工程中添加一个PCB文件并且设定电路板尺寸，执行菜单“Design/Import Changes From *.PriPCB”导入网络表，所有元自考论文www.7ctime.com
件就被更新到PCB板上，检查元件正确后，根据设计和工艺要求布局布线，从而完成PCB板的设计工作。图1中电路的PCB版图如图3所示。
4 结语
把Multisim仿真和Protel 制版的结合作为电子实训的辅助设计工具，既可以帮助学生高效进行方案选择和参数确定，又可以练习印刷电路板的制作。在电子实训中引入这种设计方法，大大丰富和优化了实训教学内容，使学生掌握更多新知识，得到更多锻炼。
参考文献
王连英.基于Multisim 10的电子仿真实验与设计[M].北京：北京邮电大学出版社，2009.8.
王正勇.Protel DXP实用教程[M].北京：高等教育出版社，2009.2.
[3]郑富龙，连桂仁. Multisim10和ProtelDXP软件在电子产品研发中的应用[J].电子科技，2010，23（11）：19-21.