Сквозное проектирование РЭС в системе ORCAD (1085783)
Текст из файла
Лабораторная работа № 3(редакция 02.2004)СКВОЗНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЭС В СИСТЕМЕ ORCADКраткие сведения о системе OrCADСистема проектирования электронных устройств OrCAD разработана фирмой Cadence Design Systems (версия 9.2 выпущена в 2000 г., версия10.0 — в 2003 г.). В состав пакета входят следующие основные модули:OrCAD Capture, OrCAD Capture CIS — графический редактор схем.Вариант CIS позволяет пользоваться базой данных компонентов черезИнтернет. Проект может быть подготовлен как в виде принципиальнойэлектрической схемы, так и написан на специальном языке VHDL.OrCAD PSpise — программа моделирования аналоговых и цифровыхустройств. Позволяет рассчитывать режимы по постоянному току, чувствительность характеристик к вариации параметров компонентов, передаточные функции, частотные, фазовые и шумовые характеристики; переходные процессы, проводить спектральный анализ, статистические испытания по методу Монте-Карло, многовариантный анализ, параметрическую оптимизацию.OrCAD Layout — программа разработки печатных плат.
Позволяетосуществлять как ручную, так автоматическую разводку. Содержит сеточный автотpассиpовщик проводников на 16 слоев и средства созданияуправляющих файлов для фотоплоттеров.Общие указанияПри работе с демонстрационными файлами на запросы программы осохранении изменений выбирать ответы «Нет», «No All», «No»,«Discard». Выполнение различных команд инициируется соответствующими пунктами меню или кнопками инструментальных панелей, а заканчивается, как правило, нажатием клавиши Esc или выбором пунктаEnd … при нажатии правой кнопки мыши.Порядок выполненияПеред началом работы выполнить процедуру «Очистка рабочего каталога OrCAD», используя соответствующий значок на рабочем столе.1. Знакомство с программной средойЗапустить программу OrCAD Capture.
Ознакомиться с программнойсредой — меню команд (верхняя строчка после заголовка); панели инструментов. Освоиться с системой на примере следующего демонстрационного проекта.Выбором пункта меню File/Open/Project войти в каталогD:\OrCAD\Demo1, открыть файл osc.opj. Возникнет окно менеджерапроекта (заголовок окна — osc.opj).Менеджер отображает иерархическую структуру проекта:• Design Resources — описание проекта: файл проекта с расширением .dsn, страницы схемы, перечень компонентов Design Cache, перечень библиотек и др.;• Outputs — результаты проектирования: файлы со списком соединений, результатами проверок и т.п.;• PSpise Resource — информация для моделирования и др.В менеджере проекта путем раскрытия строк Design Resources,osc.dsn, Osc выбирается строка PAGE1, которая открывает окно с электрической схемой устройства.
Найти на схеме источник управляющихвоздействий (DSTM), логические элементы серии 74… , точки наблюде. Запустить процесс моделирования выбором пункта менюнияPSpise/Run. При этом произойдет автоматическая загрузка программыOrCAD PSpise. Отметить, что система сама распознает цифровые и аналоговые сигналы.Закрыть программу OrCAD PSpise и внутренние окна программыOrCAD Capture.2.
Построение сложных проектов2.1. В программе OrCAD Capture открыть проект democ в папкеD:\OrCAD\Demo2. Просмотреть все 6 страниц принципиальных схем.Найти на схемах модули зеленого цвета (так называемые иерархическиеблоки) и сопоставить им отдельные схемы, имеющие аналогичные названия. Продемонстрировать преподавателю два одновременно открытыхокна с иерархическим блоком и его схемой. Закрыть внутренние окна.2.2. Запустить программу OrCAD Layout. Открыть файл изображения печатной платы Democ3.max из того же каталога D:\OrCAD\Demo2.Щелкнув на любом компоненте (при отсутствии реакции выбрать пунктTools/Component/Select Tool), попробовать переместить его на другоеместо. Выйти из программы без сохранения результатов.3.
Подготовка электрической схемы3.1. В программе OrCAD Capture создать новый проект выборомпункта меню File/New/Project. В поле Name задать имя проекта (использовать только латинские символы), в поле Location — рабочий каталогd:\OrCAD\имя проекта, задать тип проекта — PC Board Wizard (печатная плата). В последующих диалогах задать опцию Enable projectОсновы компьютерного проектирования и моделирования РЭСsimulation (разрешение моделирования), добавить библиотеку компонентов bipolar.olb, закончить нажатием кнопки Готово.В окне SCHEMATIC1: PAGE1 создать принципиальную схему приведенного ниже (или иного по указанию преподавателя) устройства.Рекомендации по подготовке схемы:а) В процессе работы осуществлять периодическое сохранение проекта выбором пункта меню File/Save или соответствующей кнопкой.б) Выбор компонента для размещения производится посредствомпанели инструментов в правой части основного окнапиктограммыили из основного меню Place/Part.
В открывшемся диалоге выбираетсябиблиотека (Libraries), имя компонента из списка (Part List). При необходимости нажатием кнопки Add Library подключаются дополнительныебиблиотеки из <каталог установки OrCAD>/Capture/Library/PSpise. Резисторы (R), конденсаторы (C), индуктивности (L) рекомендуется брать избиблиотеки ANALOG, источники сигналов и питания — из библиотекиSOURCE, транзисторы общего применения — BIPOLAR, диоды —DIODE, логические элементы общего применения — DIG_PRIM, соединители — CONNECTOR (<каталог установки OrCAD>/Capture/Library).в) Размещение символов «земли» и источников питания производит,.ся из меню Place/Ground, Place/Power или нажатием на кнопкиКомпоненты содержатся в библиотеках CAPSYM, SOURCE.
При моделировании с помощью программы PSpise следует использовать символземли из библиотеки SOURCE с именем 0.г) Изменение ориентации (Rotation) и другие действия доступны после выделения компонента левой кнопкой мыши и вызова контекстногоменю при нажатии правой кнопки мыши.д) Проводники цепей размещаются по команде Place/Wire или по.
Начало ввода и каждый излом цепи отмечаютсясредством кнопкищелчком левой кнопкой, завершение — клавишей Esc или выбором команды End Wire в меню, вызываемом правой кнопкой мыши.е) Задание параметров компонентов производится в диалоге последвойного щелчка или выбором строки Edit Properties контекстного меню. Список параметров зависит от компонента: Part Reference — позиционное обозначение на схеме, PCB Footprint — тип корпуса, Value —номинальное значение (например, для резистора) или обозначение (транзистора, микросхемы), AC — напряжения источника сигналов для моделирования, DC — напряжение источника питания, VAMPL, VOFF —напряжение и величина смещения для источников переменного тока.ж) Для численных значений, выраженных в системе СИ, единицыизмерения можно не указывать или использовать общепринятые (Hz, s, V,A, Om, F, H), для масштабных коэффициентов используют суффиксы:p (пико), n (нано), u (микро), m (милли), k или K (кило), MEG (мега),G (гига).
Численное значение и единица измерения записываются слитно.Диалог задания свойств не имеет кнопки отмены, все установки становятся действительными при выходе из диалога — кнопкой закрытия окнаили сочетанием клавиш Ctrl+F4.3.2. В менеджере проектов выделить строку SCHEMATIC, выбратьпункт меню Tools/Design Rules Check (проверка схемы на наличие ошибок).
В открывшемся диалоге отметить галочкой опцию View Output(просмотр результатов), нажать Ok. При отсутствии ошибок в выведенном отчете присутствуют только строки типа Checking… (Проверка…).При наличии ошибок принять меры к их устранению. Сохранить проект.4. Моделирование4.1. Подготовить задание на моделирование устройства. В главномменю программы OrCAD Capture выполнить команду PSpise/New, задать имя (можно совпадаюSimulation Profile или нажать кнопкущее с именем проекта). В открывшемся диалоге на вкладке Analysis задать Run to time (время моделирования) равным 1000ns, Analysis type(вид анализа) — Transient (переходный процесс), нажать Ok. Выбратьпункт меню PSpise/Markers/Voltage Level или нажать кнопку, устав точках наблюдения — на всехновить маркеры уровней напряженияэлектродах транзистора.4.2.
Запустить моделирование командой PSpise/Run или кнопкой. Само моделирование осуществляется в автозапускаемой программеOrCAD PSpise, которая предварительно проверяет схему на отсутствиеошибок, в частности, на наличие моделей используемых компонентов.Неясные моменты помечаются на схеме зеленым кружком, например, этомогут быть соединители, которые обычно не учитывают при составлениимодели. В отчете зарисовать полученные временные диаграммы.В меню программы OrCAD PSpise выбрать пункт Trace/Fourier (иликнопку FFT), привести в отчете результаты спектрального анализа.4.3.
Переключившись на программу OrCAD Capture, зафиксироватьрезультаты расчета режимов по постоянному току — значения напряжений на электродах транзистора и токов через них. Эти данные отображаются непосредственно на схеме при нажатии кнопок V и I .4.4. Подготовить задание для расчета частотных характеристик(АЧХ). Восстановить маркеры в точках наблюдения (если они были удалены).
Проверить, что в параметрах источника входных сигналов V1задан параметр AC, равный значению VAMPL, так как только он учитывается при моделировании. В программе OrCAD Capture командойвызвать соответствуюPSpise/Edit Simulation Profile или кнопкойщий диалог. В строке Analysis type выбрать AC Sweep/Noise. В группепараметров AC Sweep Type установить логарифмическую шкалу c декадными отсчетами — Logarithmic, Decade, начальную частоту StartFrequency равной 100, конечную частоту End Frequency — 10G, числоточек на декаду Points/Decade — 4.Запустить анализ. При необходимости представления амплитуды влогарифмическом масштабе дважды щелкнуть на диаграмме по оси Y,выбрать опцию Scale: Log. Привести АЧХ в отчете.4.5. Построить частотную характеристику входного сопротивленияустройства — зависимость величины Uвх/Iвх от частоты.
Для этого, незакрывая программу OrCAD PSpise, последовательно выполнить командыменю Trace/Delete All Trace и Trace/Add Trace. (удалить все имеющиеся и добавить новые кривые). В открывшейся таблице выбрать сначала влевом списке параметр V(C1:1) — входное напряжение, затем в правом"/" — знак отношения, и, наконец, снова в левом I(C1) — входной ток.Проверить в нижнем поле с заголовком Trace Expression наличие выражения "V(C1:1) / I(C1)", нажать Ok. По аналогии с предыдущим пунктомзадать логарифмический масштаб по вертикали, зарисовать график.Закрыть программу OrCAD PSpise.5. Разработка печатной платы5.1. Подготовить данные для разработки топологии печатной платы.В меню программы OrCAD Capture выполнить команду Tools/CreateNetlist для составления списка соединений (активизация данной командыпроисходит при выборе строк в менеджере проектов).
В открывшемсядиалоге выбрать закладку Layout, отметить опцию User Properties are ininches (параметры в дюймовой системе), убедиться, что в строке NetlistFile указано имя файла с расширением .mnl в вашем рабочем каталоге.После нажатия Ok указанный файл будет создан.5.2. Запустить программу OrCAD Layout. Создать новый проект выбором пункта меню File/New. В открывшемся диалоге Load TemplateFile выбрать технологический шаблон печатной платы (можно согласиться на предлагаемый по умолчанию Default.tch).
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
