一、设计的内容
1．用Protel DXP建立一PCB工程项目。
2．层次原理图的总原理图设计。
3．各基本模块的原理图设计。
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。
这次课设的设计题目是 : 多通道调音器电路的 Protel DXP 设计。
本次设计的方案是置顶向下的设计方法。即先进行顶层电路的设计，然后再设计子图。设计的调音台电路，有8个输入通道、2个输出通道，利用多通道设计方法，子图上建立一个输入通道,一个输出通道，就可以完成。整个系统主要由电源电路系统模块、多路路拾音器信号输入处理系统、主信号输入通道处理系统模块（8条通道）、主信号输出通道处理与LED电平指示系统模块（2条通道）、监控器输出通道处理系统模块、辅助设备信号处理系统模块、带通滤波器电路系统模块这7个部分组成。另外在设计的方法上还需加上一个主图的设计。由于进行的是层次化设计，我首先设计主图即层次方块图，接着逐一设计各个子模块并最终实现PCB的转化。
目录
1. Protel DXP的简要介绍 1
2.多通道调音器电路的基本组成和工作原理 1
2.1多通道调音器电路的基本组成 1
2.2 混频器的原理 1
2.3多通道调音器电路各个功能模块工作原理 2
2.4电路原理图的设计 3
2.5设计各个原理图所用到的各个元件库 9
2.6原理图参数的调整 11
2.7进行ERC测试 12
2.8生成网络报表 12
2.9生成元件元器件列表 13
2.10生成元器件交叉列表 14
3.用Protel DXP进行PCB版图的制作 15
3.1用向导创建新的 PCB 15
3.2导入PCB网络表,加载元器件 17
3.3手工布局 17
3.4安置过孔 18
3.5自动布线 19
3.5覆铜 19
3.6生成PCB报表 21
4. 心得感想 22
Protel DXP在前版本的基础上增加了许多新的功能。新的可定制设计环境功能包括双显示器支持，可固定、浮动以及弹出面板，强大的过滤和对象定位功能及增强的用户界面等。Protel DXP是第一个将所有设计工具集于一身的板级设计系统，电子设计者从最初的项目模块规划到最终形成生产数据都可以按照自己的设计方式实现。Protel DXP运行在优化的设计浏览器平台上，并且具备当今所有先进的设计特点，能够处理各种复杂的PCB设计过程。通过设计输入仿真、PCB绘制编辑、拓扑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术融合，Protel DXP提供了全面的设计解决方案。 2.多通道调音器电路的基本组成和工作原理 2.1多通道调音器电路的基本组成 整个电路系统由七个功能模块组成：（1）电源电路系统模块；（2）接收器电路系统模块；（3）信号输入信号通道系统模块（8条通道）；（4）信号输出信号通道与 LED电平指示系统模块（2条通道）；（5）监控器电路系统模块；（6）混频器电路系统模块；（7）带通滤波器电路系统模块。
2.2 混频器的原理 混频是指将信号从一个频率变换到另外一个频率的过程 ,其实质是频谱线性搬移的过程 。 在超外差接收机中 ,混频的目的是保证接收机获得较高的灵敏度 ,足够的放大量和适当的通频带 ,同时又能稳定地工作 。混频电路包括三个组成部分 : 本机振荡器 、非线性器件 、带通滤波器。
2.3多通道调音器电路各个功能模块工作原理
2.3.1电源电路系统 整个电源模块是由桥式整流电路和滤波电路组成， 首先交流电 U1通过电源变压器变为合适的交流电U2，然后交流电再通过由四个二极管组成的整流桥， 将交流电U2变为脉动的直流电压U3，最后通过滤波电路和稳压电路将脉动的直流电压 U3转换为平滑、稳定的直流电压U4，这就是实现了将交流电压转换为直流电压的功能。
2.3.2 接收器电路系统模块 接收器的功能是接受外来信号，再将信号传送到耳机或扬声器。首先外来信号通过一个12路的选择器，将所有信号中的某一个频率的信号输入到接收器里，这个信号在通过一个集成运放将信号放大，再传送到耳机或扬声器里。由于在信号放大的过程中可能会产生失真，这样就会使接收器接收到的信号不准确，因此本设计在集成运放后在添加了OCL电路，增大输入阻抗，尽量消除交越失真，以完善其功能。
2.3.3 信号输入通道系统模块 信号输入通道系统主要由多级集成运算放大电路组成。通过输入信号，信号先由第一级的集成运算放大器进行信号放大，然后分成两路进行再次放大，第一路通过两个积分放大电路形成的反相放大器将信号进行放大再输出，第二路通过同相放大电路将信号放大再由另一个端口输出，从而实现将声音信号转化为电信号。
2.3.4信号输出信号通道与LED电平指示系统模块 信号输出通道与 LED电平指示系统模块由三级集成运算放大电路和显示电路组成，将信号输入通道系统模块输出来的信号进行三级放大，由LED显示模块显示出是哪个信道的信号输出。
2.3.5监控器电路系统模块 监控器电路系统模块由一级电压跟随器和一级集成运算放大电路组成，其中电压跟随器增大了电路的输入阻抗，从而增强了电路的信号抗干扰能力。
2.3.6混频器电路系统模块 混频器电路系统模块由两级集成运算放大电路组成，通过两个积分放大电路将输出的音乐信号与电子混响后的声音信号混合进行放大。
2.3.7带通滤波器电路系统模块 带通滤波器电路系统是由两级集成运算放大电路组成，其中一级为低通滤波电路，另一级则为高通滤波电路，可以只让一定范围频率的信号通过，而其它频率的信号则不能通过。
2.4电路原理图的设计 电路原理图设计是整个电路板设计的基础，它设计的好坏直接决定后面PCB设计的效果，电路原理图的设计过程可分为以下步骤：1.启动Protel DXP原理图编辑器；2.设置电路原理图的大小和版面；3.从元器件库取出所需元器件放置在工作平面；4.根据设计需要连接元器件；5.对布线后的元器件进行调整；6.保存已设计好的原理图文档；7.打印输出图纸
2.4.1电路的设计方案 我在此次的设计中采用了自顶向下的方法设计层次原理图；层次原理图的自顶向下设计方法是指由电路方块图生成电路原理图，因此在绘制层次原理图之前，首先要设计出电路方块图。以下为该方法的设计流程：
图1
2.4.2具体的步骤 - 创建新项目：打开Protel DXP，然后执行File--new--PCB Project；
图2
- 执行File--New--Schematic，并进行原理图的绘制；
图3
- 进行主图的设计，主图中包括代表单张原理图的方块电路图和对应单张原理图端口的方块电路图端口，当然，还包括建立起电气连接的导线和总线。
图4
该图包括了总共7个方块图模块，分别为AUX，Input，POWER,Output，Headphone，Effects，Monitor，他们之间的连接是通过总线及总线分接线和导线连接的。而除了POWER方块图无方块端口外，其他方块图都有其方块的输入或者是输出端口。 为了建立层次化设计，执行Design-- Creat Sheet From Symbol，然后在相应的方块图中点击就可以得到相应的子图。若想要知道所设计的层次图是否正确，可以执行Up/Down Hierarchy来对顶层和底层的链接进行检测。
图5 
图6
图7
图8
- 信号输出信号通道与 LED电平指示系统模块电路原理图
图9
图10
图11
图12
2.5设计各个原理图所用到的各个元件库
图13
图12中的列表不仅有Protel DXP自带的强大的元器件库功能，其中由于一些器件在库中找不到完全相同的模型，所以我自己建立了一个元器件库，名称为LM3915N.Schlib。而如何建立该元器件库我在下面进行详细的介绍： 首先，执行File--New--Schematic Libary如图14
图14 接着用绘图工具中矩形工具来进行绘制，完成后，使用引脚工具进行最后的绘制。结果如图15： 
图15 完成后还要做最后一步，即是对该元件添加封装模型，该元器件使用的是N18A的封装模型： 
图16 2.6原理图参数的调整 电阻及其他元器件的参数的调整，双击所要调整电阻，然后会出来Component properties的对话框，然后在Desinator中修改其流水号，而电阻的阻值的大小是在Value中调整的。以其中一个电阻为例： 
图17 其他元器件的参数的调整与电阻的类似故不再阐述。
2.7进行ERC测试 执行Project--complie命令，然后打开Project Option可得到图18： 
图18 该表明由于我们要设计的是多通道电路，故可以忽略该报错。
2.8生成网络报表 执行Dsign--Net For Project--Protel命令，然后可以得到网络列表： 图19
图20
2.9生成元件元器件列表 执行Report--Bills of materials命令即可得到元器件列表： 
图21 
图22 2.10生成元器件交叉列表 执行Report--Component Cross Reference命令可得： 
图23
3.用Protel DXP进行PCB版图的制作 3.1用向导创建新的 PCB 在 file 面板底部的“ new from template ”区域内，单击“ PCB Board Wizard”选项来创 建新的 PCB文档。然后是设置各参数：选择英制，纸的尺寸选择 10000mile*15000mile ，信 号层 2 层，电源层 0，过孔方式为“ thruhole visa only ’, 选择过孔元器件、单根导线，然后采用系统默认的最小布线尺寸、最小焊孔外径、最小焊孔内径、最小布线间距，最后点击finish。 
图24
图25
图26
图27
图28
3.2导入PCB网络表,加载元器件 执行命令Design--Import Changes From Project命令后可得： 
图29 点击Validate Changes后确认无误之后就点击Execute Changes就可以把器件加载出来；得到图30： 
图30 3.3手工布局 由于器件的数量较多，试过自动布局，但是效果感觉并不好，而且还浪费时间，所以最后决定手工布局。把相应的 ROOM 拖到布线区域内，并按一定的规律和电气原则摆好： 1. 对于大而重、发热量高的又元器件，如电压器，稳压管等，应该留出一定的 空间或用散热片加以固定，这样可以很好的解决电路系统的散热问题。 2. 采用模块式布局，这样整个电路布局会很有规律并利于以后的电路检查和维 修。 3. 在能布通线的情况下，尽量缩小印刷电路板的尺寸。 4. 接插件尽量安装在电路板的边缘，这样有利于进出线的拔与插。 
图31
3.4安置过孔 点击Place Via在电路板的四个角分别点击一个器件出来，然后分别对其按Tab键打开其属性列表，然后对其设置如下图: 
图32
3.5自动布线 在设置好自动布线的相关参数后，执行Auto Route--All--直接点击Route All即可对已经布好局的PCB文件进行布线。 
图33
3.5覆铜 在电路板设计过程中，为了提高系统的抗干扰性，通常给电路板敷铜。而PROTEL DXP 中有两种方法：矩形填充和多边形填充。本次设计采用多边形填充。执行 Place--Polygon Plane菜单选项，接着设置其属性，选择底层敷铜即 【LAYER】处选择 Bottom Laye，Connect to Net选择GND即敷铜连接到 GND 网络上去。另外，Removedead copper这项都应该选上。这样多边形在填充过 程中将连接和多边形填充所处网络相同的导线、过孔、和焊盘，而且敷铜过程还会删除没有和焊盘接起来的导线。敷完铜后PCB的版图它的顶层线路图如下图所示： 
图34
底层线路图为： 
图35
3.6生成PCB报表 3.6.1生成PCB元器件报表 执行Report--Bill of materials命令可得：
图36 3.6.2生成电路板信息报表 执行Report--Board Information命令后，点击Report，然后单击ALL On按钮，再单击Report按钮可得： 
图37 3.6.3生成元器件交叉参考报表 执行Report--Component Cross Refereance命令可得：
图38
我接到这次的电子线路CAD的设计的题目为设计一个多通道调音器电路的Protel DXP时，心中曾思量着，该题目应该是要求用到我们学习的第5章的在面对一个复杂电路时我们应该进行层次化设计，故有了这个出发点后，我之后的设计就游刃有余，事半功倍。 这次在设计的过程中，令我觉得特别困难的是在设计原理图时，如何把库中的器件载入到原理图编辑器中，后面经过上网询问，知道可以在Search中直接把要找的器件的名字输入就可以找到相近的几个再进行下一步的筛选，当然有些元件在库中找不到，只能自己在网上把该器件的参数和封装模型查出来，然后进行自己自定义添加。 另外一个困扰我的问题是在对器件布局的选择，刚开始时我是使用自动布线，但是在使用之后发现，不仅时间慢，还不能得到自己想要的结果，故最后自己根据网上的查找的资料，根据ROOM来手工布线。 所以此次设计可谓收获非凡，我一定要更加努力学习，让自己变得更加好。
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