林成杰

（福建省僑興輕工學校， 福建 福清 350301）

實現(xiàn)從EWB到Protel99SE的對接

林成杰

（福建省僑興輕工學校， 福建 福清 350301）

文章以新型的立體聲功放為例，采用仿真軟件EWB繪制電路原理圖并進行仿真分析，采用Protel99SE軟件中的PCB99SE進行印刷電路板設(shè)計，以及詳細介紹如何從EWB原理圖轉(zhuǎn)化到PCB99SE設(shè)計環(huán)境的過程。

EWB；Protel99SE；仿真；網(wǎng)絡(luò)表；印刷電路板(PCB)

Electronics WorkBench(即電子工作臺，以下簡稱EWB)和Protel99SE是文章所要有的2種軟件。與其它仿真軟件相比，利用EWB進行繪制原理圖和電路仿真，有3個主要特點：（1）逼真的虛擬環(huán)境。使用軟件中虛擬器就如同在真實環(huán)境一樣，用鼠標將儀器，將它連接到電路中，運行仿真后，虛擬儀器中便可觀察到相應(yīng)電路的波形。（2）交互性?？梢噪S時改變電路參數(shù)，并且立即獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)果。例如，開關(guān)通斷，電阻器調(diào)整等。（3）提供大量器件。但EWB不具備電路板設(shè)計功能。

Protel99 SE本身也為用戶提供功能強大的仿真能力，但它的虛擬環(huán)境、交互性和仿真元件的數(shù)量均不如EWB軟件，但Protel99 SE中的PCB99SE是一個具有極強適應(yīng)能力的電路板設(shè)計程序，具有很多能大幅提高工作效率的特性，擁有如自動布線、自動布局、參數(shù)設(shè)計控制、規(guī)則檢查等功能，并且能與其他EDA軟件如EWB緊密地結(jié)合在一起。

1 用EWB軟件繪制電路原理圖并進行電路仿真分析

文章以新型的立體聲功放為例來說明EWB軟件繪制電路原理圖并進行電路仿真的功能。

打開軟件，進入工作窗口，窗口中有標題欄、菜單欄、系統(tǒng)工具欄，還配備了元件工具欄、儀表工具欄和仿真開關(guān)等像WINDOWS類擬的窗口風格。設(shè)計者可以根據(jù)電路要求，從元件工具欄中選取所需的元件，用鼠標直接將元件拖到工作區(qū)，在工作區(qū)中，將元件按電路布局進行放置，然后設(shè)置每個元件的參數(shù)與類型，最后用導線將各個元件連接起來存盤得如圖1所示。

由于電路中要分析左右功能放大的倍數(shù)，則需從儀表工具欄中拖運示波器到目的地，用導線連接到電路的對應(yīng)節(jié)點即可。

圖1 新型的立體聲功放電路原理圖

圖2 測量兩輸出信號的波形

電路為新型立體聲功放，按圖連接好電路之后，點擊仿真開關(guān)進行仿真。敲擊B鍵對整個電路進行調(diào)零，要調(diào)節(jié)輸出的左右邊音量，敲擊L鍵調(diào)節(jié)左邊音箱的音量，敲擊R鍵調(diào)節(jié)右邊音箱的音量。當輸入3kHz、0.1mV的信號，讓右邊電阻調(diào)節(jié)為15k，左邊電阻調(diào)節(jié)為50k，如圖1。用示波器測得兩輸出波形如圖2，用測量光標測得兩功放的輸出信號分別為263.568mV 和141.07mV，即左邊放大了2630.57倍，右邊放大了1410.07倍。

2 用網(wǎng)絡(luò)表實現(xiàn)從EWB到PCB99SE的轉(zhuǎn)換

在EWB軟件界面執(zhí)行菜單命令“File/Export…”，選擇保存類型為網(wǎng)絡(luò)表格式“Protel (?.net)”，輸入文件名后按保存按鈕，這時EWB中的電路圖文件?.ewb就轉(zhuǎn)換成了網(wǎng)絡(luò)表文件?.net。而?.net是Protel99SE自動布線的依據(jù)。

轉(zhuǎn)化后的網(wǎng)絡(luò)表文件一般不能直接用PCB99SE進行電路板設(shè)計，因為EWB軟件在轉(zhuǎn)換Protel (?.net)格式時，對元器件的封裝遵循自己特色的約定。如三極管、電容器、電阻器的封裝形式分別為TO-92、RAD0.2、AXIAL0.5，像TO-92這種形式在Protel99SE中是沒有的，而無法直接在EWB中對元件封裝進行設(shè)置，并且大多數(shù)1/4W的電阻用AXIAL0.5封裝也偏大。

這時，先用Protel99SE軟件打開由EWB轉(zhuǎn)過來的Protel (?.net)文件，它由兩部分組成，前一部分為元器件聲明，每一對方括號內(nèi)規(guī)定了一個元器件的標號、管腳封裝等；后一部分為節(jié)點聲明，每一對小括號內(nèi)規(guī)定一個節(jié)點上連接的所有元件引腳代號。我們要對方括號中的元件封裝進行編輯修改。修改原則為：

(1)根據(jù)實際尺寸和形狀采用PCB99SE元件庫中已有的外形。如電阻的封裝形式由AXIAL0.5改為AXIAL0.4，三極管的外形封裝形式TO-92改為TO-92B等。

(2)若有的元件外形PCB99SE庫中未包含，則用Protel99SE中PCBlib1.lib進行制作。

(3)若實際元件與元件的接腳位不同也要修改。如三極管的 PCB封裝形式TO-92B引腳號為1[C]、2[B]、3[E]，而實際中三極管的元件引腳號為1[E]、2[B]、3[C],此時可在網(wǎng)絡(luò)表中進行相應(yīng)的修改。

3 利用Protel99SE進行PCB板設(shè)計過程

當修改完網(wǎng)絡(luò)表中各元件封裝后，可利用Protel99SE進行PCB板設(shè)計。

（1）打開Protel99SE，使用板框向?qū)Ы⒁粋€2700mil?2500mil的長方形框、電鍍導孔、針腳式元件、腳間只容許一條銅膜穿行、雙層板、最小走線寬度為12mil的PCB文件。

圖3 新型的立體聲功放電路PCB圖

（2）加載所需的元件庫。所加載的元件庫一定要包括網(wǎng)絡(luò)表中所有的元件的管腳封裝形式。

（3）網(wǎng)絡(luò)表加載。操作步驟如下：執(zhí)行“Design/Load Net…”命令，在彈出空白的“Load/Forward Annotate Netlist”對話框中單擊“Browse”按鈕打開Select對話框，單擊“Add”按鈕打開文件選擇對話框中選擇由EWB轉(zhuǎn)過來經(jīng)過修改的網(wǎng)絡(luò)表，點擊“OK”按鈕，系統(tǒng)自動加載網(wǎng)絡(luò)表文件內(nèi)容并進行分析，若狀態(tài)欄中顯示“All macro validated”消息就表示完全轉(zhuǎn)化成功，這時按“Execute”按鈕執(zhí)行導入，元件外形就放置到PCB編輯區(qū)，并根據(jù)元件外形間的連接網(wǎng)絡(luò)關(guān)系創(chuàng)建好預(yù)拉線。

（4）先執(zhí)行菜單“ToolAuto placementAutoplacer”命令，然后再用手工對元件位置進行調(diào)整，另外選擇連接器進行連接，如JP2連接正負電源， JP3、JP4連接左右音箱等。然后執(zhí)行“DesignRule…”菜單命令設(shè)置好布線板層的設(shè)計規(guī)則，如設(shè)置線的寬度，電源線設(shè)置為25mil，地線設(shè)置為30mil；如設(shè)置布線的板層為雙面板，頂層為垂直線為主，底層以水平線為主，這樣會盡要能減少高頻之間的相互干擾。然后執(zhí)行“Auto RouteAll”菜單命令進行自動布線，對不滿意的線用“PlaceInteractive”命令進行手工調(diào)整，再執(zhí)行“ToolsTeardrop…”菜單命令進行補淚滴操作后得如圖3所示PCB圖。

4 結(jié)論

以計算機軟硬件為工作平臺的EDA技術(shù)，它旨在幫助電子設(shè)計人員在開發(fā)新電子產(chǎn)品或電路時，利用虛擬環(huán)境進行設(shè)計、分析、仿真等工作，節(jié)省時間，提高效率與可靠性，最大限度的降低設(shè)計與制造成本。

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A

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10.3969/j.issn.1007-550X.2015.04.004

2015-01-12

林成杰（1984-），男，福建福清人，講師，主要從事電子工藝的教學和實踐工作。