Protel 99 SE制板Multisim 8仿真電路

利用電子設(shè)計自動化EDA(Electronic Design Automa-tion)軟件設(shè)計電子電路是當(dāng)今電子設(shè)計的主流方法。目前國內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的EDA 工具有Multisim，Protel．Matlab，Spice，MaxplusⅡ等。其中，Protel 99 SE是運行于Windows環(huán)境的一款電路設(shè)計軟件，主要南原理圖設(shè)計、PCB設(shè)計、PLD(Programmable Logic Device)設(shè)計、電路仿真等多個組件組成。而Multisim 8是一款專門用于電路仿真和設(shè)計的軟件，具有易學(xué)易用、界面友好、仿真功能強大等優(yōu)點。
??? 在分析使用Multisim 8仿真功能和Protel 99 SE印制板設(shè)計功能的基礎(chǔ)上，提出一種采用Multisim 8和Protel 99 SE相結(jié)合的電子產(chǎn)品設(shè)計方法，該方法先采用Multisim 8設(shè)計電路原理圖、仿真調(diào)試并生成網(wǎng)絡(luò)表文件，再采用Protel 99 SE調(diào)用網(wǎng)絡(luò)表文件并進行相應(yīng)修改，最后進行PCB設(shè)計。

2 Multisim 8和Protel 99 SE
??? Multisim 8仿真分析包含19種仿真分析方法、功能強大的虛擬儀器和規(guī)模龐大的仿真器件庫，可以設(shè)計仿真模擬電路、數(shù)字電路、繼電器和PLC(Programmable Logic Controller)控制電路等多種電子電路。
??? Multisim 8提供多種電路仿真引擎，包括Xspice、VHDL、Verilog以及這3種方式相結(jié)合的仿真引擎。制作PCB板的電路較適合采用Xspice仿真引擎；而復(fù)雜的數(shù)字電路一般則使用VHDL和Verilog仿真引擎。Multisim 8提包括直流工作點分析、瞬態(tài)分析、傅里葉分析、噪聲分析、失真分析、靈敏度分析、溫度掃描分析、蒙特卡羅分析和傳遞函數(shù)分析等電路分析方法，可幫助設(shè)計人員分析電路性能。Multisim 8提供種類齊全的虛擬測試儀器，以幫助設(shè)計人員了解電路運行狀態(tài)和結(jié)果。主要包括：常用的數(shù)字萬用表、信號發(fā)生器、雙通道示波器、直流電源，以及不常用的波特圖示儀、字信號發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換儀、失真度測量儀、頻譜分析儀和網(wǎng)絡(luò)分析儀等。Multisim 8還提供龐大的元器件庫和功能強大的元器件編輯器，用戶可修改Master庫中元件的參數(shù)。也可創(chuàng)建新的元器件模型。Multisim 8提供的元件分為虛擬元件和實際元件兩類，虛擬元件是非標(biāo)準(zhǔn)化的元件，其參數(shù)可任意設(shè)置；而實際元件符合實際標(biāo)準(zhǔn)。Multisim 8進行仿真分析的步驟如圖1所示。圖2為Protel 99 SE制版的主要流程。

3 應(yīng)用實例
??? 通過設(shè)計典型的RC文氏電橋電路來介紹Protel 99 SE制板Multisim 8仿真電路的基本流程與方法。
3．1 用Multisim 8中繪制仿真電路
??? 用Multisim 8設(shè)計一路可產(chǎn)生100 Hz、0～500 mV(有效值)的正弦信號電路。啟動Multisim 8，在其設(shè)計窗口中建立如圖3所示的仿真電路。

3．2 Multisim 8電路仿真與分析
??? 運行仿真電路，通過虛擬萬用表和示波器觀察輸出結(jié)果。若結(jié)果不符合設(shè)計要求，則需修改電路再進行仿真，直至輸出正確為止。圖4為文氏電橋輸出的正弦波信號，從圖4中可看出(通過游標(biāo)1和游標(biāo)2的讀數(shù))，該正弦波的周期為9．949 ms，從而得出頻率為1 000／9．949=100．5 Hz，通過探針測得該信號有效值為269 mV，符合設(shè)計要求。

3．3 Multisim 8輸出網(wǎng)絡(luò)表
??? Multisim 8中執(zhí)行菜單Transfer/Transfer to other PCB Lay-out，在彈出的對話框中文件保存類型選擇Protel PCB(*．net)，文件名為“文氏電橋．net”，點擊確認(rèn)按鈕，完成網(wǎng)絡(luò)表輸出。

3．4 Protel 99 SE輸入網(wǎng)絡(luò)表并修改
??? 啟動Protel 99 SE，新建設(shè)計庫文件，庫文件命名為“文氏電橋．ddb”，打開其Documents文件夾，執(zhí)行File／Import命令。對話框中找到 Multisim 8輸出的網(wǎng)絡(luò)表文件“文氏電橋．net”并打開，該網(wǎng)絡(luò)表盡管是Protel格式，但其元件描述的封裝仍為Multisin 8形式，需將其轉(zhuǎn)換為Protel形式的元件封裝描述，具體轉(zhuǎn)換過程如表1所示。

??? 將網(wǎng)絡(luò)表按表1修改后保存，其中三端穩(wěn)壓器的封裝TO-220未作修改，由于Multisim 8仿真圖中選用的變壓器為虛擬器件，其封裝需在Protel中自制。
3．5 加載修改后的網(wǎng)絡(luò)表并設(shè)計PCB
??? 在“文氏電橋”設(shè)計庫中新建PCB文檔，命名為“文氏電橋．PCB”，然后按照前面所述的PCB設(shè)計流程開始PCB設(shè)計。其中，布局為手動布局，主要布線規(guī)則為：布線為手動布線，布線層面為單面布線，布線一般線寬為20 mil，電源與接地線40 mil。最后再增加必要的安裝孔和輸入輸出端，圖5為最終的PCB布線圖，根據(jù)該布線圖制作印刷電路板，并進行實物安裝與調(diào)試。

4 結(jié)束語
??? Multisim 8和Protel 99都是常用的EDA設(shè)計工具。其中，Multisim 8具有強大的電路仿真設(shè)計功能，Protel 99是應(yīng)用普遍的PCB設(shè)計軟件。本文通過一電路實例介紹從Multisim 8電路仿真到Protel99制版的基本流程與方法，也給出一種結(jié)合這兩種EDA 工具軟件的電子電路設(shè)計方法，實現(xiàn)兩者優(yōu)勢互補，該電路設(shè)計方法效率高且簡單實用，具有一定的應(yīng)用前景。