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电路的计算机辅助设计及仿真

更新时间:2010-1-26:  来源:毕业论文

电路的计算机辅助设计及仿真
、课程设计目的
电路原理课程是电类专业的主要技术基础课。通过本课程的学习,能够使学生掌握近代电路理论的基础知识、电路分析与计算的基本方法,具备进行实验的初步技能,并为后续课程的学习打下必要的基础。
电路原理课程设计是理论教学之后的一个综合性实践教学环节,是对课程理论和课程实践的综合和补充。学习protel 99的使用,利用protel 99对电路中的各个元件进行仿真处理,进行静态工作点分析,求出对应的电流、电压值。并与用结点电压法、支路电流法、网孔电流法等课内所学理论知识计算出理论值进行比较分析。观察仿真的波形输出,当参数值变化时波形如何改变。
通过电路课程的设计,要掌握电路基本设计方法,加深对课程知识的理解和综合应用,培养综合运用基础理论知识和专业解决实际工程设计的能力,以及工程意识和创新能力。

二、方案设计
1.电路确定
在电路中选择电阻R1=2Ω,R2=2Ω,R3=2Ω,R4=2Ω,R5=2Ω,R6=2Ω。电压源U3=10V,U6=10V。分析时用节点电压法。
电路图如下图所示:
 
图(1)2.仿真软件的选择
软件的特点:Protel 99是Altium公司在1999年发布的基于Microsoft Windows平台的电子设计自动化(EDA)软件, 它是将电路原理图设计、PCB板图设计、电路仿真和PLD设计等多个实用工具软件组合后构成的EDA工作平台,该软件因其功能强大、易于使用等特点而深受用户喜爱。
  软件的功能:该软件在protel 99环境可以简单地输入能够用到的任意一个自己想要的电路元件,然后用线将各个元件连在一起,最后组合成一个完整的电路图,在给出的各个元件的值确定后,运行结果,如果没有错误将直接得出结果,如有错误系统将提示出错误所在,然后再进行改正。直到解决错误后会出现一个完整的结果。

3.仿真方案的确定
选择protel 99作为仿真软件,仿真对象有节点电压,电压源功率,各电阻的电流和功率。
Protel 99有多种仿真方法,本设计选择Operating Point An和Transient/Fourier An两种方式。在Operating Point An仿真结果里可以清楚的看到仿真对象的结果,Transient/Fourier An仿真结果给出了各元件的波形。

三、电路理论分析
由节点电压法列方程有:
代入数据并整理得:
 
解得:
各电阻上的电流为: 
 
各电阻的功率为:
 
电压源的功率为:
四、电路原理图设计
1.设计方法
(1)打开protel99,新建一个Schematic原理图文件,在此文件中创建一个新的原理图编辑区。
 
图(2)
(2)原理图编辑区创建完成后,添加仿真元件库。找到sim的文件后单击,然后单击Add/Remove再点OK,添加成功。675

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