Protel课程设计模拟乘法器调幅电路

第一篇：Protel课程设计模拟乘法器调幅电路

《Protel软件训练》课程设计

目录 模拟乘法器电路的原理及设计................................................1 1.1 课程设计性质.......................................................1 1.2 课程设计目的.......................................................1 1.3 课程设计内容及要求.................................................1 1.4 课程设计基本原理...................................................1 1.4.1 基本原理：....................................................1 1.4.2 集成模拟乘法器MC1496.........................................2 1.4.3 幅度调制......................................................5 1.4.4 设计原理图说明................................................5 2 Protel绘制原理图.........................................................6 2.1 模拟乘法器调幅电路原理图的绘制.....................................6 2.2 Protel具体绘制步骤................................................6 2.3 模拟乘法器调幅电路元件布局........................................10 2.4 电路原理图........................................................10 3 模拟乘法器调幅电路PCB制作...............................................11 3.1 PCB简要说明......................................................12 3.2 封装..............................................................12 3.3 布局与自动布线....................................................13 3.4 自动布线结果：....................................................15 3.5 设置敷铜..........................................................16 4 总结体会.................................................................18 参考文献...................................................................19

《Protel软件训练》课程设计 模拟乘法器电路的原理及设计

1.1 课程设计性质

综合设计性试验，本课程设计涉及的主要学科分支为通信电子线路。

1.2 课程设计目的

1.掌握用集成模拟乘法器实现全载波 调幅、抑止载波双边带调幅的方法。研究已调波与调制信号以及载波信号的关系。

2.通过实验对比全载波调幅、抑止载波双边带调幅波形。

3.了解并掌握模拟乘法器（MC1496）的工作原理，掌握调整与测量其特性参数的方法

4.熟悉并巩固Protel软件画原理图，以及Multisum仿真软件进行仿真，独立完整地设计一定功能的电子电路，以及仿真和调试等的综合能力。

1.3 课程设计内容及要求

1.绘制具有一定规模、一定复杂程度的电路原理图*.sch（自选）。可以涉及模拟、数字、高频、单片机等等电路。

2.绘制电路原理图相应的双面印刷版图*.pcb。

本课设内容与要求：主要利用MC1496设计幅度调制器，在已知电源电压为 +12V和-12V下，工作频率f010MHzPO50mW，设计幅度调制器，要求输出功率：效率50%

1.4 课程设计基本原理

1.4.1 基本原理：

幅度调制就是载波的振幅（包络）随调制信号的参数变化而变化。本实验中载波是由实验箱的高频信号源产生的10MHz高频信号，利用DDS信号发生器输出1KHz的低频信号为调制信号。振幅调制器即为产生调幅信号的装置。

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1.4.2 集成模拟乘法器MC1496(1)内部结构以及图形

本次课程设计主要采用集成芯片MC1496来实现幅度调制器的设计。在本设计中采用集成模拟乘法器MC1496来完成调幅作用，图1.1为1496芯片内部电路图，它是一个四象限模拟乘法器的基本电路，电路采用了两组差动对由V1－V4组成，以反极性方式相连接，而且两组差分对的恒流源又组成一对差分电路，即V5与V6，因此恒流源的控制电压可正可负，以此实现了四象限工作。D、V7、V8为差动放大器V5与V6的恒流源。进行调幅时，载波信号加在V1－V4的输入端，即引脚的⑧、⑩之间；调制信号加在差动放大器V5、V6的输入端，即引脚的①、④之间，②、③脚外接1KΩ电位器，以扩大调制信号动态范围，已调制信号取自双差动放大器的两集电极（即引出脚⑹、⑿之间）输出。

图1.1 MC1496内部电路图

用MC1496集成电路构成的调幅器电路图如图1.1所示，图中VR8用来节引出脚①、④之间的平衡，VR7用来调节⑤脚的偏置。器件采用双电源供电方式（＋12V，－12V），电阻R29、R30、R31、R32、R52为器件提供静态偏置电压，保证器件内部的各个晶体管工作在放大状态。调幅波的解调是调幅的逆过程，即从调幅信号中取出调制信号，通常称之为检波。调幅波解调方法主要有二极管峰值包络检波器，同步检波器。本实验板上主要完成二极管包络检波。二极管包络检波器主要用于解调含有较大载波分量的大信号，它具有电路简单，易于实现的优点。实验电路如图所示，主要由二极管D7及RC低通滤波器

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组成，利用二极管的单向导电特性和检波负载RC的充放电过程实现检波.所以RC时间常数的选择很重要，RC时间常数过大，则会产生对角切割失真又称惰性失真。RC常数太小，高频分量会滤不干净.综合考虑要求满足下式：

RC1mamamax2

其中：ma为调幅系数，Ωmax为调制信号最高角频率。

当检波器的直流负载电阻R与交流音频负载电阻RΩ不相等，而且调幅度 又相当大时会产生负峰切割失真（又称底边切割失真），为了保证不产生负峰切割失真应满足：

maRRRgRaR

(2)模拟乘法器调幅电路原理

本设计采用双平衡四象限模拟乘法器电路进行振幅调制，电路参考了集成模拟芯片MC1496的内部电路（图1.2），其原理简单说明如下：Q1,Q2,Q3,Q4组成双差分放大器集电极电阻由外接电阻于JO6与JO12提供。Q5,Q6组成的单差分放大电路用于激励Q1~Q4。Q7,Q8及其偏置电路构成恒流源电路。JO8与JO10接输入电压Vx，JO1与JO4接另一输入电压Vy，输出电压Vo从JO6和JO12输出。JO2与JO3外接电阻RE，对差分放大器Q5，Q6产生电流负反馈，可调节乘法器的信号增益，扩展输入电压Vy的线性动态范围。JO14为负电源端（双电源供电）或接地端（单电源供电），JO5外接电阻R5用来调节偏置电流I5及镜像电流I0的值。

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图1.2 MC1496原理图

(3)静态工作点设置

静态偏置电压的设置应保证各个晶体管工作在放大状态，即晶体管的集-基极间的电压应大于或等于2V，小于或等于最大允许工作电压。根据MC1496的特性参数，对于图1.1所示的内部电路，在应用时，静态偏置电压应满足下列关系：

V8 = V10

V1 = V4

V6 = V1

215V ≥(V6-V8)≥ 2V

15V ≥(V8-V1)≥ 2.7V

15V ≥(V1-V4)≥ 2.7V

一般情况下，晶体管的基极电流很小。对于图1.2，三对差分放大器的基极电流I8,I10,I1和I4可以忽略不计，因此器件的静态偏置电流主要由恒流源I0的值确定。当单电源供电时，引脚JO14接地，JO5通过一电阻接的正电源（典型值为+12V），由于I0是I5的镜像电流，所以改变电阻R5可以调节I0的大小。

当器件为双电源工作时，JO14接负电源（一般接-8V），JO5通过电阻R5接地，因此，改变R5也可以调节I0的大小，依据MC1496的性能参数，器件的静态电流小于4mA，一般取I0=I5=1mA左右。

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1.4.3 幅度调制

振幅调制就是使载波信号的振幅随信号的变化规律而变化的技术。通常载波信号为高频信号，调制信号为低频信号。幅度调制也是是正弦波或脉冲序列的幅度随调制信号线形变化的过程。调幅信号的表达式为：

SAM其中AC为外加直流，(t)[ACf(t)]cos ctm(t)cosct

f(t)表示调制信号

1.4.4 设计原理图说明

本设计采用图1.3的原理图，载波信号Um经高频耦合电容C2从JO10输入，C1为高频旁路电容，使JO8接地。调制信号Us经低频耦合电容C3从JO1输入，C5为低频旁路电容，使JO4接地。调幅信号Uo从JO12与JO6后经一电压跟随器变为单端信号后输出。器件采用双电源供电方式，所以JO5的偏置电阻R5接地，JO2与JO3之间接入负反馈电阻R14，以扩展调制信号的线性动态范围，R14增大，线性范围增大，但乘法器的增益随之减小。R11，R12与电位器R16组成平衡调节电路，改变R16可以使乘法器实现抑制载波的振幅调制或有载波的振幅调制。

图1.3设计原理图

《Protel软件训练》课程设计 Protel绘制原理图

2.1 模拟乘法器调幅电路原理图的绘制

Protel的原理图绘制是十分方便的，首先要新建一个工程，将所需的文件都保存在工程里，工程是在绘制完原理图后进行仿真以及pcb板制作的基础，否则会产生仿真错误以及无法由原理图将原件导入pcb中，新建工程的类型选择为PCB project。

Protel自带了丰富的元件库，可以很方便的绘制原理图，并且还提供了一些专门用于仿真的元件库，包括一些常用的元器件的仿真模型以及一些常用的信号源（包括正弦，方波，指数，受控源）和一些常用的数学运算电路，可以很方便的用于仿真。

2.2 Protel具体绘制步骤

1）打开protel然后依次选File→New→Project→PCB Project，然后将工程保存。2）新建原理图，在菜单中选File→New→Schematic或对工程右键选择给工程添加新的Schematic新建一张原理图，保存后便可开始绘制原理图。

图2.1 新建原理图

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3）网络交叉报表统计所需元器件，在Protel中Reports→Cross reference生成。

表 2.1 元件清单表

4）绘制原理图，首先要添加所需的元件库，具体做法是，打开右侧浮动面板中的Library，然后单击libraries，在弹出对话框中单击installs选择相应的元件库即可完成安装。

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图2.2 添加删除元件库对话框

5）在绘制原理图时元件的标号默认是加“？”的，绘制过程中需要修改，可以采用放置历史元件的方法对元件自动编号。将Designator后修改为所需的起始编号，放元件时会随元件数目增加，标号也会自动增加。

图2.3 查找元件

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图2.4 放置元件对话框

6）为增加原理图的可读性和方便仿真，一般要对关键的节点加网络标号，通过菜单中的Place→Net Label（也可用工具栏的快捷按钮）进行添加，双击相应的网络标号可对其做必要的修改。

7）MC1496中部分三极管采用反极性连接方式，需要如图双击元件勾选“镜像”。

图2.5 镜像设置

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2.3 模拟乘法器调幅电路元件布局

根据元件清单进行元件布局如图：

图2.6 模拟乘法器调幅电路元件布局图

2.4 电路原理图

载波信号Um经高频耦合电容C2从JO10输入，C1为高频旁路电容，使JO8接地。调制信号Us经低频耦合电容C3从JO1输入，C5为低频旁路电容，使JO4接地。调幅信号Uo从JO12与JO6后经一电压跟随器变为单端信号后输出。器件采用双电源供电方式，所以JO5的偏置电阻R5接地，JO2与JO3之间接入负反馈电阻R14，以扩展调制信号的线性动态范围，R14增大，线性范围增大，但乘法器的增益随之减小。R11，R12与电位器R16组成平衡调节电路，改变R16可以使乘法器实现抑制载波的振幅调制或有载波的振幅调制。

本次模拟乘法器调幅电路用到的MC1496集成电路在protel中并没有提供仿真模型，而MC1496的内部基本原理有较为简单，因而采用了依据其内部基本原理用分立元件搭建MC1496乘法器的方法设计的该调幅电路。在乘法器的输出采用了以受控电压源将双端输出信号转变为单端输出，具体电路如图2.6所示（图2.7同理）：

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图2.7 Protel设计原理图(1)

图2.8 Protel设计原理图(2)

《Protel软件训练》课程设计 模拟乘法器调幅电路PCB制作

3.1 PCB简要说明

Protel提供了非常强大的PCB电路板的绘制功能，可以通过原理图直接经网络报表生成PCB，Protel还提供了非常强大的自动布局与自动布线功能，并且用户有更多的选择余地，例如，在自动布局中有最短连线，最小板面积两种布局方式，并且每种方式还有其他的参数选择，在自动布线上，Protel提供了布线规则的设置，可以设置布线的宽度、方向，布线的优先级，布线速度与过孔数目之间的衡量等多种选项。

虽然通过Protel的自动布局和自动布线功能十分方便，但在自动布局方面有时人不十分理想，尤其是在涉及高频时，在对元件的摆放有特别的限制是，自动布局的效果往往不是很理想，因而一般以自动布局为参考，适当的手工更改某些元件的摆放位置的设计方式。

3.2 封装

在进行PCB的制作前，必须对原理图中的元器件进行封装。点击工具→封装管理器，对元件进行如图3.1所示封装。

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图3.1 封装设置

3.3 布局与自动布线

由于本次设计所涉及的元件数目较少，因而采用手动布局的方式(设计→Update)，对于板子形状选取，点击设计→重新定义板子外形，如图3.2，手动布局结果如图3.3所示：

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图3.2 定义板子外形

图3.3 手动布局结果

1）手动布局结束后，采用自动布线器进行布线。

2）设置自动布线规则，在菜单中选择Auto Route→All，在对话框中选择编辑规则，在弹出对话框（图3.4）中修改Width的布线规则完成布线。

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图3.4 布线规则设置对话框

3.4 自动布线结果：

图3.5 自动布线结果

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图3.6 自动布线顶层效果

图3.7 自动布线底层效果

3.5 设置敷铜

敷铜主要是为了提高电路板的抗干扰能力，由于电路板上的电路的工作频率较高，电磁干扰较强，如果不进行接地线敷铜操作，那么整个电路板的接地面积过小，将导致整个电路板的地电平不稳定，噪声很大，容易产生干扰信号，从而导致电路板无法正常工作。

在Protel中放置敷铜也非常简单，从菜单中的Place→Polygon Pour在弹出对话框中进行敷铜设置，将敷铜放在底层，与GND网路相连，去除死铜。

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图3.8 敷铜设置对话框

敷铜效果：

图3.9 敷铜效果图

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4总结体会

本次课程设计主要是针对于Protel软件进行的，与以往的课程设计有所不同，此次接到设计题目之后不仅要查相关的电路设计资料，还要学习Protel软件的操作，设计原理图的设计以及PCB板的制作，虽然之前也接触过一些相关工具，但是对于Protel并不是很了解，通过这次课设，我对Protel有了一定程度的了解，能够利用该软件进行一些电路的原理图的设计并利用它来绘制PCB板，从刚开始对于Protel几乎一无所知到现在能够利用该软件的基本功能，我在这个过程中收获很多。当然要想充分利用该软件的各种功能，我还需要不断地学习。

关于模拟乘法器，虽然之前在模电书上学过，并对其应用有简单的了解，但在此次设计中仍然遇到不少的问题，在设计电路上也遇到不少的问题，但通过查阅各种资源，最终确定了原理图，确定原理图之后，在原理图的绘制上遇到了一些问题，许多不常见的元件很难寻找，比如ESRC在simulation sources中，还有封装时MC1496应该选择dip-14。而仿真部分对于电源参数设置比较重要，一旦设置错误将会失败，但是由于部分原因并未进行仿真。通过不断地思考与查阅资料对于部分属性设置方面也有了一定的了解，比如设置镜像，只要双击元件勾选相应的镜像选项即可。

通过这次课程设计，我学会了Protel 的使用，完成了课程设计，收获颇多。

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参考文献

[1].王卫东.高频电子电路 电子工业出版社,2011年 [2].程昱.精通Protel 电路设计 清华大学出版社,2004年 [3].傅丰林.低频电子线路 高等教育出版社,2011年

[4].韩晓东.Protel 电路设计入门与应用 中国铁道出版社,2004年 [5].谷树忠,闫胜利.Protel 2004实用教程 电子工业出版社，2005年 [6].郝文化.Protel DXP电路原理图与PCB设计 机械工业出版社,2004年

第二篇：protel课程设计之555定时电路

武汉理工大学《protel应用实践》课程设计说明书 理论分析

今年的protel的课程设计，我选做的是555时基电路的绘制。我于是到图书馆里面找了一本555时基电路大全，经过仔细分析，选择了这个555时基电路，来用protel绘制电路图。首先来分析一下555集成块的内部结构的特点。

555集成定时器是模拟功能和数字逻辑功能相结合的一种双极型中规模集成器件。外加电阻、电容可以组成性能稳定而精确的多谐振荡器、单稳电路、施密特触发器等，应用十分广泛。

555定时器的外引线排列图和内部原理框图如图6-

1、6-2所示，功能见表6-1。它是由上、下两个电压比较器、三个5kΩ电阻、一个RS触发器、一个放电三极管 T以及功率输出级组成。比较器 C1的反相输入端⑤接到由三个5 kΩ电阻组成的分压网络的2/3Vcc处（⑤也称控制电压端），同相输入端⑥为阀值电压输入端。比较器C2的同相输入端接到分压电阻网络的1/3Vcc处，反相输入端②为触发电压输入端，用来启动电路。两个比较器的输出端控制RS触发器。RS触发器设置有复位端RD④，当复位端处干低电平时，输出③为低电平。控制电压端⑤是比较器C1的基准电压端，通过外接元件或电压源可改变控制端的电压值，即可改变比较器C1、C2的参考电压。不用时可将它与地之间接一个O．01μF的电容，以防止干扰电压引入。555的电源电压范围是+4.5～+18V，输出电流可达100～200mA，能直接驱动小型电机、继电器和低阻抗扬声器。

图1.1 555模块

555时基电路最大的特点就是外加简单的RC电路后，可以构成精确的定时电路。电路结构简单，稳定性强，易于调整，是很多电子制作，电路基础，他的实用性很强的。

我希望通过我做本次的555时基电路，加深对555时基电路的认识与了解，为以后的更进一步学习使用NE555打下一定的基础，更希望通过这个课设学会用PROTEL绘制PCB板，为以后作只是储备。

武汉理工大学《protel应用实践》课程设计说明书 设计流程

新建Sch文件找元件，编辑元件属性，连线生成Sch文件导入网络报表，生成PCB文件进入PCB编辑环境输出元件清单，进行电气ERC检测布线并进行DRC检测生成PCB文件打印所需要的四张图形完成查看3D视图 图2.1 设计流程图

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2.1 sch文件设计

设计原理图的文件即SCH文件,我们能作到 设置原理图的相关信息 装载元件库 放置元器件 原理图布线 检查和修改 保存和打印与输出

我们通常在原理图编辑器里面对图形进行绘制,这样的好处是,由于导线能交叉,我们能够绘制出为复杂的曲线,这样在导入到PCB中的时候,可以比较合理地布局整个电路板.2.1.1 原理图设计步骤

如图2.2，本电路中需要用到NE555模块，则我们在Protel99SE中进行搜索，需要加入库TI Telecommunication。在其中模块在TIMER.LIB中就有该模块，加入库如图：

图2.3 添入库

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然后添入之后，按照原理图分别添入各个元件，进行封装（其中开关是我们自己制作的封装），其中以555模块为例，其封装号是DIP8，其他的如电阻是AXIAL0.3，电容的是RAD0.1，三极管的是TO-18：

图2.4 封装

然后放置工作电源12V，在工具箱power objects中可以直接找到+12V的工作电源，如图：

图2.5 放置工作电源

原理图绘制完毕，接下来便是生成PCB板，之前还需要生成元件清单与网络表，具体见2.1.3 元件清单和2.1.4网络表。

2.1.2 元件清单

绘制出原理后既可以绘制出各种格式的原理图的材料清单的文件。产生元件清单可以

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让我们知道我们用了多少元件，包括元件的参数，这样可以让我们在购买元器件的时候不至于漏掉我们所需要的。

在Reports下选择Bill Of Materials，即可生成元件清单，如表2.1：

表2.1 元件清单 2 3 4 5 6 7 A Part Type 2K 100U 330K NE555 NPN1

B C D

Designator Footprint Description AN R1 C1 R2 Q1

SW

AXIAL0.3 RAD0.1 VR1 555 DIP8

TO-18

Capacitor Potentiometer NPN Transistor 2.1.3 网络表

在SCH文件设计好了之后就可以生成网络报表了，网络报表是我们做整个流程的一个很重要的环节，我们所做的一切网络参数都会在途中得到反映，这得过程在下一阶段的生成PCB的环节的过程的用途很大，在生成PCB导入的就是这个网络表。

具体是的在Design里面选择Creat Netlist，即可生成我们所需要的，具体设置如图2.5：

图2.5 网络表生成设置 具体网络表如下： [ 555 DIP8 NE555

] [ AN SW

] [ C1 RAD0.1 100U

] [ Q1 TO-18 NPN1

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] [ R1 AXIAL0.3 2K

] [ R2 VR1 330K

](+12 555-4 555-8 AN-2 Q1-2)（Net555_3 555-3)(NetAN_1 AN-1 C1-1 Q1-1)(NetC1_2 555-1 C1-2 R2-2 R2-3)(NetR1_2 555-2 555-6 Q1-3 R1-2)(NetR2_1 R1-1 R2-1)

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2.2 PCB文件设计

在生成正确的网络报表后就可以新建PCB文件，然后导入到PCB文件中去，在Design中选择Load Netlist，然后选择网络表的路径，导入后没有错误就执行（Excute）如下组图：

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图2.6 PCB板生成设置

开始个元器件都挤在一起，这时要一个一个把他们分开，并设置合适的框图，以致让他们最大限度都分布在其中，并且占用的地方式最小的。一些都做完之后开始布线了。

2.2.1 排版及布线

首先进行排版。在PCB板刚生成的时候是在一块，如图：

图2.7 PCB板原图

然后对其进行排版即可。

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在Auto Route中选择All。在弹出的对话框中直接点击Route All即可。选择自动布线为：

图2.8 自动布线

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在另外的PCB板中，我们自己逐渐进行手动布线。线走不过去的时候则进行打孔。手动布线后为：

图2.9 手动布线

2.3 仿真

Protel99 SE的功能很强大，他可以对我们实际编辑的电路的仿真。也就是通过程序设置输入一定的电压，直接在电脑上就可以得到一定的输出，我们可以根据来模拟实际的电路的特点分析。在Simulate中选择Setup，具体设置如图：

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图2.10 仿真设置

下图是在元件替换为sim.ddb库文件中的元件后进行的分析：

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图2.11 仿真曲线图

武汉理工大学《protel应用实践》课程设计说明书 心得体会

本学期我们开设了《电子技术基础（模拟部分）》课，这门学科属于电子电路范畴，与我们的专业有着密切的联系，且是理论方面的指示。正所谓“纸上谈兵终觉浅，觉知此事要躬行。”学习任何知识，仅从理论上去求知，而不去实践、探索是不够的，所以在本学期暨电路刚学完之际，紧接着来一次protel课程设计是很及时、很必要的。这样不仅能加深我们对电子电路的任职，而且还及时、真正的做到了学以致用。

生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。通过这次课程设计，我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义，才真正意识到我们只有通过勤奋的努力，才能够真正体会到科技带给人类的幸福。

在整个电路课程设计过程中，我们不断地在遇到问题和解决问题之中盘旋。例如在进行手动布线的时候，自己一根一根地布线，眼睛都盯着电脑酸了，但是看着自己的元件一个个连接了起来，自己的心里面像吃了蜜一样的甜。终于就这样，像爱迪生发明电灯泡的时候一样，历经千万次的猜想与实验，终于使得这个问题得到了圆满的解决。成功的我高兴地无以复加，只是感觉到劳动最光荣，劳动人民最高尚。

历时这一个星期的课程设计即将在这次的答辩中画上圆满的句号。回头看看，不禁感慨众多，没有想到我们的科学家，哪怕是我们身边的老师，原来也是如此这般的努力才能够换来今天的幸福生活；离不开你们这些辛勤的工作者，我们的身边这一切才能够如此快捷方便；没有了这一切，我不敢想象社会会如何发展，难道是倒退到那种封建社会，还是奴隶时代？并且通过了这次电路课程设计，我才了解到我们所学的只是原来是如此地贴近我们，其实他们就在我们身边，就在我们身边或大或小的地方，甚至是我们不能发现的地方，而并不是我原先所想象的那样遥不可及，总是好像在那种大房子里面的大机器才会用到这些东西，感觉那些是科学家做的事情，对于我们来说是天方夜谭。而如今，我才知道了这一切。我才会，并有这样的动力将我所学的知识来赋予实践。

武汉理工大学《protel应用实践》课程设计说明书 参考文献

[1] 曹丙霞.protel原理图PCB设计.北京:电子工业出版社,2006 [2] 王正谋.protel 99 se 电路设计与电路仿真.福州,福州科学技术出版社,2003 [3] 杜刚.电路设计与制版.北京;清华大学出版社,2006 [4] 肖玲妮.protel 99 SE印刷电路板设计教程.北京.清华大学出版社

[5] 曾峰, 印刷电路板(PCB)设计与制作;北京电子工业出版社.武汉理工大学《protel应用实践》课程设计说明书

附录：PCB板层次图

图1 Top Layer

图2 Bottom Layer

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图3 Top Overlay

图4 全图

第三篇：实验十一模拟乘法器调幅（AM、DSB、SSB）实验

实验十一 模拟乘法器调幅（AM、DSB、SSB）一、实验目的 1.掌握用集成模拟乘法器实现全载波调幅、抑止载波双边带调幅和单边带调幅的方法。

2.研究已调波与调制信号以及载波信号的关系。

3.掌握调幅系数的测量与计算方法。

4.通过实验对比全载波调幅、抑止载波双边带调幅和单边带调幅的波形。

5.了解模拟乘法器（MC1496）的工作原理，掌握调整与测量其特性参数的方法。

二、实验内容 1.调测模拟乘法器MC1496正常工作时的静态值。

2.实现全载波调幅，改变调幅度，观察波形变化并计算调幅度。

3.实现抑止载波的双边带调幅波。

4.实现单边带调幅。

三、实验原理及实验电路说明 幅度调制就是载波的振幅（包络）随调制信号的参数变化而变化。本实验中载波是由晶体振荡产生的465KHz高频信号，1KHz的低频信号为调制信号。振幅调制器即为产生调幅信号的装置。

1．集成模拟乘法器的内部结构 集成模拟乘法器是完成两个模拟量（电压或电流）相乘的电子器件。在高频电子线路中，振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频、鉴相等调制与解调的过程，均可视为两个信号相乘或包含相乘的过程。采用集成模拟乘法器实现上述功能比采用分离器件如二极管和三极管要简单得多，而且性能优越。所以目前无线通信、广播电视等方面应用较多。集成模拟乘法器常见产品有BG314、F1595、F1596、MC1495、MC1496、LM1595、LM1596等。

(1)MC1496的内部结构 在本实验中采用集成模拟乘法器MC1496来完成调幅作用。MC1496是四象限模拟乘法器，其内部电路图和引脚图如图11-1所示。其中V1、V2与V3、V4组成双差分放大器，以反极性方式相连接，而且两组差分对的恒流源V5与V6又组成一对差分电路，因此恒流源的控制电压可正可负，以此实现了四象限工作。V7、V8为差分放大器V5与V6的恒流源。

图11-1 MC1496的内部电路及引脚图 2）静态工作点的设定(1)静态偏置电压的设置 静态偏置电压的设置应保证各个晶体管工作在放大状态，即晶体管的集-基极间的电压应大于或等于2V，小于或等于最大允许工作电压。根据MC1496的特性参数，对于图11-1所示的内部电路，应用时，静态偏置电压（输入电压为0时）应满足下列关系，即 ν8=ν10　, ν1=ν4　, ν6=ν12 15V≥ν6(ν12)-ν8(ν10)≥2V 15V≥ν8(ν10)-ν1(ν4)≥2V 15V≥ν1(ν4)-ν5≥2V(2)静态偏置电流的确定 静态偏置电流主要由恒流源I0的值来确定。

当器件为单电源工作时，引脚14接地，5脚通过一电阻VR接正电源+VCC由于I0是I5的镜像电流，所以改变VR可以调节I0的大小，即 当器件为双电源工作时，引脚14接负电源-Vee，5脚通过一电阻VR接地，所以改变VR可以调节I0的大小，即 根据MC1496的性能参数，器件的静态电流应小于4mA，一般取。在本实验电路中VR用6.8K的电阻R15代替.2．实验电路说明 用MC1496集成电路构成的调幅器电路图如图11-2（见P.61）所示。

图中W1用来调节引出脚1、4之间的平衡，器件采用双电源方式供电（＋12V，－8V），所以5脚偏置电阻R15接地。电阻R1、R2、R4、R5、R6为器件提供静态偏置电压，保证器件内部的各个晶体管工作在放大状态。载波信号加在V1－V4的输入端，即引脚8、10之间；

载波信号Vc经高频耦合电容C1从10脚输入，C2为高频旁路电容，使8脚交流接地。调制信号加在差动放大器V5、V6的输入端，即引脚1、4之间，调制信号VΩ经低频偶合电容E1从1脚输入。2、3脚外接1KΩ电阻，以扩大调制信号动态范围。当电阻增大，线性范围增大，但乘法器的增益随之减小。已调制信号取自双差动放大器的两集电极（即引出脚6、12之间）输出。

四、实验步骤 1.静态工作点调测：使调制信号VΩ=0,载波VC=0，调节W1使各引脚偏置电压接近下列参考值：

管脚 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 电压（V）0-0.74-0.74 0-7.16 8.7 0 5.93 0 5.93 0 8.7 0-8.2 R11、R12、R13、R14与电位器W1组成平衡调节电路，改变W1可以使乘法器实现抑止载波的振幅调制或有载波的振幅调制和单边带调幅波。

为了使MCl496各管脚的电压接近上表，只需要调节W1使1、4脚的电压差接近0V即可，方法是用万用表表笔分别接1、4脚，使得万用表读数接近于0V。

2.抑止载波振幅调制：J1端输入载波信号VC(t),其频率fC=465KHz,峰－峰值VCP－P＝500mV。J5端输入调制信号VΩ(t)，其频率fΩ＝1KHz，先使峰－峰值VΩP－P＝0，调节W1，使输出VO=0(此时ν4＝ν1)，再逐渐增加VΩP－P，则输出信号VO（t）的幅度逐渐增大，最后出现如图11-3所示的抑止载波的调幅信号。

由于器件内部参数不可能完全对称，致使输出出现漏信号。脚1和4分别接电阻R12和R14，可以较好地抑止载波漏信号和改善温度性能。

3.全载波振幅调制，J1端输入载波信 号Vc(t), fc=465KHz, VCP－P＝500mV，调节平衡电位器W1，使输出信号VO（t）中有载波输出（此时V1与V4不相等）。再从J2端输入调制信号，其fΩ＝1KHz，当VΩP－P由零逐渐增大时，则输出信号VO（t）的幅度发生变化，最后出现如图13-4所示的有载波调幅信号的波形，记下AM波对应Vmmax和Vmmin，并计算调幅度m。

4.步骤同3，从J6处观察输出波形。

5.加大VΩ，观察波形变化，比较全载波调幅、抑止载波双边带调幅和单边带调幅的波形.五、实验报告要求 管脚 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 电压（V）1． 整理实验数据，写出实测MC1496各引脚的实测数据。

2．画出调幅实验中m＝30％、m＝100％、m > 100% 的调幅波形,分析过调幅的原因。

3．画出当改变W1时能得到几种调幅波形，分析其原因。

4.画出全载波调幅波形、抑止载波双边带调幅波形及单边带调幅波形，比较三者区别。

六、实验仪器 1． 高频实验箱 1台 2． 双踪示波器 1台 3． 万用表　 1块 图11-2 AM DSB SSB(465KHz)

第四篇：protel课程设计

目录

目录............................................................1

一、课程设计的目的..............................................2

二、Protel 99SE简介............................................2

三、简易收音机电路图与原理......................................2

四、原理图（SCH）设计系统.......................................3

（一）原理图的设计步骤......................................3

（二）绘制电路原理图........................................4

（三）绘制电路图如下........................................5

五、原理图元件库编辑............................................5

六、印制电路板（PCB）设计系统...................................5

（一）印制电路板（PCB）的布线流程...........................5

（二）电路板信息报表生成....................................6

（三）绘制的PCB图形........................................7

七、印制电路板元件库编辑........................................8

八、原件封装属性................................................8

九、课程设计总结................................................8

十、参考文献....................................................8

一、课程设计的目的

通过本课程的实习，使学生掌握设计电路原理图、制作电路原理图元器件库、电气法则测试、管理设计文件、制作各种符合国家标准的印制电路板、制作印制板封装库的方法和实际应用技巧。主要包括以下内容：

·原理图（SCH）设计系统。·原理图元件库编辑。

·印制电路板（PCB）设计系统。·印制电路板元件库编辑。

二、Protel 99SE简介

Protel 99SE是ProklTechnology公司基于Windows环境下开发的电路板设计软件。该软件功能强大，人机界面友好，易学易用，是大中专院校电学专业必学课程，同时也是业界人士首选的电路板设计工具。Protel 99SE 由两大部分组成：电路原理图设计（Advanced Schematic）和多层印刷电路板设计（Advanced PCB）。其中Advanced Schematic由两部分组成：电路图编辑器（Schematic）和元件库编辑器（Schematic Library）。

三、简易收音机电路图与原理

收音机原理就是把从天线接收到的高频信号经检波（解调）还原成音频信号，送到耳机变成音波。由于广播事业发展，天空中有了很多不同频率的无线电波。如果把这许多电波全都接收下来，音频信号就会象处于闹市之中一样，许多声音混杂在一起，结果什么也听不清了。为了设法选择所需要的节目，在接收天线后，有一个选择性电路，它的作用是把所需的信号（电台）挑选出来，并把不要的信号滤掉，以免产生干扰，这就是我们收听广播时，所使用的选台按钮。选择性电路的输出是选出某个电台的高频调幅信号，利用它直接推动耳机（电声器）是不行的，还必须把它恢复成原来的音频信号，这种还原电 路称为解调，把解调的音频信号送到耳机，就可以收到广播。

上面所讲的是最简单收音机称为直接检波机，但从接收天线得到的高频天线电信号一般非常微弱，直接把它送到检波器不太合适，最好在选择电路和检波器之间插入一个高频放大器，把高频信号放大。即使已经增加高频放大器，检波输出的功率通常也只有几毫瓦，用耳机听还可以，但要用扬声器就嫌太小，因此在检波输出后增加音频放大器来推动 扬声器。

高放式收音机比直接检波式收音机灵敏度高、功率大，但是选择性还较差，调谐也比较复杂。把从天线接收到的高频信号放大几百甚至几万倍，一般要有几级的高频放大，每一级电路都有一个谐振回路，当被接收的频率改变时，谐振电路都要重新调整，而且每次调整后的选择性和通带很难保证完全一样，为了克服这些缺点，现在的收音机几乎都采用超外差式电路。

超外差的特点是：被选择的高频信号的载波频率，变为较低的固定不变的中频(465KHz)，再利用中频放大器放大，满足检波的要求，然后才进行检波。在超

外差接收机中，为了产生变频作用，还要有一个外加的正弦信号，这个信号通常叫外差信号，产生外差信号的电路，习惯叫本地振荡。在收音机本振频率和被接收信号的频率相差一个中频，因此在混频器之前的选择电路，和本振采用统一调谐线，如用同轴的双联电容器(PVC)进行调谐，使之差保持固定的中频数值。由于中频固定，且频率比高频已调信号低，中放的增益可以做得较大，工作也比较稳定，通频带特性也可做得比较理想，这样可以使检波器获得足够大的信号，从而使整机输出音质较好的音频信号

四、原理图（SCH）设计系统

（一）原理图的设计步骤

1.启动原理图设计服务器

进入Protel99 SE,创建一个数据库，执行菜单File/New命令，从框中选择原理图服务器（Schematic Document）图标，双击该图标，建立原理设计文档。双击文档图标，进入原理设计服务器界面。

2.设置原理图设计环境

执行菜单Design/Option和Tool/Preferences，设置图纸大小，捕捉栅格，电器栅格等。

3.创建自己的元件库

先进入Protel 99 SE的原理图编辑器，新建一个元件，绘制SCH元件以及放入元件的管脚，给新建的元件改名，绘制制元件的外形以及放入说明文字并保存好，画原理图的时候,就可以调用这些元件了。

4.装入所需的元件库

在设计管理器中选择Browse区域中的下拉框中选择Library,然后单击ADD/Remove按钮，在弹出的窗口中寻找Protel99 SE子目录，在该目录中选择LibrarySCH路径，在元件库列表中选择所需的元件库，单击ADD按钮，即可把元件库增加到元件库管理器中。

5.放置元件

根据实际电路的需要，到元件库中找出所需的元件。我们要找到电容，电阻，正弦信号发生器，运算放大器，直流电源等元器件。然后用元件管理

器的Place按钮将原件放置在工作平面上，再根据与按键之间的走线把元件调整好。

6.原理图布线

利用Protel99 SE所提供的各种工具，指令进行布线，将工作平面上的器件用具有点其意义的导线，符号连接起来，构成一个完整的电路原理图。

7.编辑和调整

利用Protel99 SE所提供的各种强大的功能对原理图进一步调整和修改，以保证原理图的美观和正确。同时对元件的编号，封装进行定义和设定等。

8.检查原理图

使用Protel99 SE的电器规则，及执行菜单命令Tool/ERC对画好的电路原理图进行电气规则检查，若有错误，根据错误情况进行改正。

9.生成网络表

网络表是电路原理图设计和印刷电路板设计之间的桥梁，执行菜单命令Design/Create Netlist 可以生成具有元件名，元件封装，参数及元件之间连接关系的网络表。

（二）绘制电路原理图

    文件管理；

生成网络表文件； 层次原理图的设计。

基本要求：掌握原理图的设计步骤，会绘制电路原理图，利用原理图生产网络表，以达到检查原理图的正确性的目的；熟悉文件管理的方法和层次原理图的设计方法。

（三）绘制电路图如下

五、原理图元件库编辑

    原理图元件库编辑器；

原理图元件库绘图工具和命令； 制作自己的元件库。

基本要求：熟悉原理图元件库的编辑环境，熟练使用元件库的常用工具和命令，会制自己的元件库。

六、印制电路板（PCB）设计系统

（一）印制电路板（PCB）的布线流程

1.启动印刷电路板设计服务器 执行菜单File/New命令，从框中选择PCB设计服务器（PCB Document）图标，双击该图标，建立PCB设计文档。双击文档图标，进入设计服务器界面。2.规划电路板

根据要设计的电路确定电路板的尺寸。选取Keep Out Layer复选框，执行菜单命令Place/Track,绘制电路板的边框。执行菜单Design/Options，在“ Signal Lager”中选择Bottom Lager,把电路板定义为单面板。3.设置参数

（1）参数设置是电路板设计的非常重要的步骤，执行菜单命令Design/Rules,左键单击Routing按钮，根据设计要求，在规则类(Rules Classes)中设置参数。

（2）选择Routing Layer,对布线工作层进行设置：左键单击Properties,在“布线工作层面设置”对话框的“Pule Attributes”选项中设置Tod Layer为“Not Used”，设置Bottom Layer为“Any”。4.装入元件封装库

执行菜单命令Design/Add/Remove Library,在“添加、删除元件库“对话框中所选取所有元件所对应的元件封装库。5.装入网络表

执行菜单Design/Load Nets命令，然后在弹出的窗口中单击Browse按钮，再在弹出的窗口中选择地电路原理图生成的网络表文件（扩展名为Net），如果没有错误，单击Execute。若出现错误提示，必须更改错误。

6.Protel99 SE既可以进行自动布局也可以进行手工布局，执行菜单命令Tools/Auto Placement/Auto Placer可以自动布局。布局是布线关键性的一步，为了式布局更加合理，最好采用手工布局的方式。7.自动布线

Protel99 SE采用世界最先静的无网络，基于形式的对角线自动布线技术。执行菜单命令Auto Routing/All，并在弹出的窗口中单击Route all按钮，程序即对印刷电路板进行自动布线。只要设置有关参数，元件布局合理，自动布线的成功率几乎为100%。

8.手工数调整自动布线结束后，可能存在一些令人不满意的地方，手工调整，把电路板设计得尽善尽美。

（二）电路板信息报表生成

基本要求：熟悉PCB布线的流程，熟练设置电路板的工作层面和参数，根据实际情况，规范的对元件进行布局。掌握自动布线和手动布线的方法，并会对布线后生成的信息报表进行检查，以达到修改完善PCB的目的。

（三）绘制的PCB图形

如下：

3D视图为：

七、印制电路板元件库编辑

    PCB元件库编辑器；

PCB元件库绘图工具和命令； 制作自己的PCB元件库

基本要求：熟悉印制电路元件库的编辑环境，熟练使用元件库的常用工具和命令，会制作自己的元件库。

八、原件封装属性

    电阻——AXIAL0.3 电容——RADI0.4 放大器——SIPP3 三极管——TO-

3、TO-92A

九、课程设计总结

通过对protel的学习，比较全面地了解和掌握了绘制、编辑电路原理图和印制电路图的方法和技巧，并能处理一些常见问题。在对protel软件的学习中，我有不少心得体会。在课程的学习中，也遇见了许多问题，如：元件的筛选与寻找，还有就是，元件的图形表示。通过寻找解决问题的过程，我对Protel这款软件有了更加深刻的了解。

通过这次课程设计的练习，我对电路知识有了进一步的了解，让我增加了软件学习的兴趣，开阔了视野。

十、参考文献

1.赵月飞 郭会平胡仁喜等编著《Protel99 SE基础与实例教程》 机械工业出版社 2010版

2.老虎工作室 编著《Protel99入门与提高（修订版）》 人民邮电出版社

2008版

第五篇：protel课程设计说明书

北京理工大学珠海学院

课程设计说明书

题目: 用PROTEL绘制原理图电路及PCB板

学 院： 专业班级： 学 号：

学生姓名：

指导教师：

2011年 12月 24日

课程设计任务书

2011～2012

学年第 1 学期

学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作部门：

一、课程设计题目 用PROTEL绘制原理图电路及PCB板

二、课程设计内容（含技术指标）

用PROTEL绘制一个单片机最小系统原理图电路及PCB板。

三、进度安排

1、用PROTEL设计电子电路讲授 4学时。

2、练习画原理图6学时。

3、练习画PCB图6学时。

4、验收和答辩4学时。

四、基本要求

1、理解用PROTEL设计电子电路的基本思想。

2、掌握用PROTEL绘制电子电路原理图的基本方法。

3、掌握用PROTEL绘制电子电路PCB板的基本方法。

教研室主任签名：

2011年 12 月

日2

开始手写

用PROTEL绘制原理图电路及PCB板

摘 要。。。200字

关键词：protel 绘制 电路 PCB板

目 录

1.课程设计的目的............................................................................................第1页 2.课程设计用到的仪器和器件......................................................................第1页 3.课程设计电路结构及基本工作原理.......................................................第1页 4.课程设计电路的组装与调试.................................................................第1页 5.课程设计发生的问题和心得体会.........................................................第2页 6.附图...............................................................................................................第X页

1.课程设计的目的

1、理解用PROTEL设计电子电路的基本思想。

2、掌握用PROTEL绘制电子电路原理图的基本方法。

3、掌握用PROTEL绘制电子电路PCB板的基本方法。

2.课程设计用到的仪器和器件

装有protel软件的电脑计算机一台

3.课程设计电路结构及基本工作原理百度

4.课程设计电路的组装与调试百度 5.课程设计发生的问题和心得体会

6，附图（打印）：4个元件 6个封装 1个原理图 1个布线图 1个铺地图（最终的图）

1个网络表（自己去调整好那个网络表的里面内容）