计算机辅助电路设计精选(九篇)

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第1篇：计算机辅助电路设计范文

一、中职学生学情分析

中职学生思维活跃、精力充沛、反应较快、动手操作能力强，但理论知识比较薄弱。通过一年的学习，学生掌握了电子电工的基本知识，基本上会看原理图，但掌握得还不够，具体表现在简单的图可以看懂，复杂的图不会分析，电路板上的电路看不懂，不会分析。但对于实际操作，如电路板的焊接，学生比较感兴趣。通过一年级的学习，学生掌握了基本焊接技能。为了更好地达到教学目标、激发学生的学习兴趣、充分掌握Protel 2004技能，本课程以实训室为第一课堂，边教、边学、边做，实现能力培养、素质提高和教学一体化等效果。采用理论讲解与实践相结合，以“讲做讲”和“做讲做”的形式，让学生在“做中教、做中学”，达到预期的教学目标。

二、结合基础课程，激发学生学习兴趣

兴趣是最好的老师，从第一节课开始笔者就展示了Protel 2004的功能。笔者结合了学生在《电子技术基础》课程中进行焊接过的电路的万能板制成了PCB，让学生比较PCB板和万能板的区别。通过比较，大部分学生都觉得PCB板好看实用，容易焊接，一节课下来学生觉得用Protel 2004制图软件绘制电路图和PCB板既方便又美观，引起了学生的求知欲望，同时也降低了学习的难度，为今后的教学、学习奠定了很好的基础。以后的每一节课笔者都从学生感兴趣的电路进行备课和讲解，这样就激发了学生学习的兴趣，为教学效果打下了良好的基础。

三、打破传统教学模式， 降低学生学习难度

传统教学模式的教学组织过程很注重知识的系统性，知识的完整性，但在实际教学中这种全面性的教学方法效果并不理想。本课程是要求学生掌握电路原理图绘制的基本方法与技巧，掌握印制电路板设计的操作步骤，培养学生印制电路板设计制作的基本技能和相关知识。根据中职生的特点和本课程的要求，笔者以书本的知识点为主线，按照项目式的教学方法，制作了适合学生的课件和练习。目前市面上很多Protel 2004的教材都注重知识的全面性，对操作步骤进行详细讲解，但在实际操作中往往很多应用不到。如果全面讲解会造成学生的困惑，所以在针对操作步骤讲解时，只要求学生熟练掌握其中一种常用技巧即可，避免面面俱到。例如，在讲解放置元器件时，有三种方法可以放置：一是通过输入元器件名放置元器件；二是从元器件管理器的元器件列表中选取放置； 三是使用常用元器件工具命令放置元器件。在平时绘制电路图应用最广泛的是第二种方法，所以在课堂讲解放置元器件时，笔者先讲解第二种方法，学生熟练掌握后才略讲了后面两种方法。这样就降低了学生学习的难度，让学生避免进入糊涂阵。

四、采用项目式教学方法，让学生学得充实

对于项目式教学方法，教材中所涉及的练习很少，而Protel 2004是一门实践性和操作性很强的学科，教师不能满足于教材的课后练习。结合我校的情况，笔者在学生上机练习中结合《电子技术基础》课程中学生进行焊接过的电路进行项目训练。包括循环彩灯电路、声控开关、振动报警器、功放电路、声控LED、三端集成稳压等电路。在进行项目练习时，由浅入深讲解和练习，比如在做原理图的练习时，先让学生练习只由常用元件中的元件组成的电路循环彩灯电路。通过对循环彩灯电路的绘制，学生掌握了原理图的基本绘制方法和元件库管理器面板的基本实用方法。接着让学生练习由常用元件和常用连接元件库组成的电路端集成稳压电路，最后才让学生练习由其他元件库组成的电路。这样通过由浅入深的方法，让学生掌握了原理图的绘制基本方法和技巧，学生在此过程中会感觉更充实，目标更明确。

第2篇：计算机辅助电路设计范文

【关键词】 电子实习 新模式 Altium Designer

1 引言

随着计算机技术的飞速发展，计算机辅助设计在现代电子技术的发展和应用中扮演了非常重要的角色。大学生是未来科技文明发展的主力，因此在理工科大学生的电子实习课程中引入计算机辅助设计教学是时展的必然。电路设计与仿真方面的计算机辅助设计软件种类很多，其中Protel设计软件在我国拥有众多的用户，其升级版本为Altium Designer，功能更加强大，所以我校选择该软件作为电子实习课程的计算机辅助设计教学软件。该软件简单易学，具有常用的电路图设计功能、电路仿真功能和电路板设计功能，还集成了FPGA设计开发功能，并且兼容以前各个版本。

2 在电子实习中引入Altium Designer教学的具体实现方法

2.1 电子实习的流程

我校电子实习采用学生自主选题的方式，即由老师提供多个电路，如表1所示。学生根据自己的专业和兴趣进行选择，对于基础好的学生，允许其自立课题。学生对所选择的电路进行电路仿真、PCB设计与制作、电路焊接和调试，并最终制作成功一个产品。电路分为模拟部分和数字部分，学生主要学习模拟部分的仿真与设计。本文将以“红外线心律计”产品的模拟电路部分为例介绍Altium Designer软件的具体应用。

2.2 用Altium Designer软件进行电路原理图设计与仿真

使用Altium Designer软件可以方便地进行模拟电路的设计与仿真。采用计算机模拟仿真可以随时修改元器件的参数，随时观察仿真结果，缩短产品的开发周期。

（1）电路原理图的设计。红外线心律计的模拟电路部分由传感器电路、放大电路、滤波电路、整形电路组成。作用是由红外线传感器采集心跳信号，经过信号调理电路输出幅度足够大的方波信号，供后续的数字电路进行处理。

原理图的设计是电路仿真和设计电路板的基础，也是初学该软件的难点。主要有以下几个步骤，如表2。

在实践教学中，重点是针对学生经常会犯错误的操作进行讲解，有如下几个方面：

一是准确找到所需的元器件。教学中把常用元件所在的元件库和元件名称做在PPT的表格中，方便学生查找元器件。二是正确连接元器件之间的导线。要求学生必须把导线连接到元器件引脚的顶端，或者元器件之间的连接采用管脚对管脚的连接方式，防止电路开路。三是正确标注元器件的参数。在元器件的“Value”选项，正确标注该元器件的参数值，单位为国际标准单位。四是排除电气检查的错误。“ERC”检查会发现原理图中隐藏着的“BUG”，其中的“Error”必须排除，部分“Warning”可以忽略。

（2）原理图仿真。原理图绘制完成后，通过反复修改参数并仿真来达到设计的要求。传感器上得到的信号一般为10mV左右，放大器的设计要求的放大倍数在1000倍左右。滤波器的设计要求截至频率为10Hz左右。比较器的设计要求为能够输出占空比为50%左右的方波信号。仿真时，在电路的输入端加入10mV、1Hz的正弦波激励源，整个电路的工作电压为±12V。通过仿真观察各个输出点的波形，经过不断的调整，下图的参数能够满足设计的要求，如图1。

图2为各个主要点的瞬态仿真波形。第一个为激励信号的波形，第二个为放大后的波形，第三个是低通滤波后的波形，第四个是整型后的方波，该方波接到后续的数字电路。

2.3 用Altium Designer软件进行电路板设计

经过仿真验证的原理图经过设计成为能够焊接元器件的电路板文件，实现了虚拟电路到真实电路板的转变。一般有以下几个步骤，如表3。

电路板的设计工作比较复杂，因此在课程中选择了较为简单的模拟部分进行设计，而且电路板是在实验室通过手工制作，所以在教学中，有针对性地对以下几个知识点做重点介绍：

一是导入元器件时的错误。原因是原理图绘制有误，返回原理图修改对应的错误。二是元器件的排版和布线规则的设定。按照信号的流程从左往右排版，元器件排列均匀紧凑、美观。为了方便制板和焊接，电器间距值大于0.5mm，信号线粗0.5mm，电源线和接地线加粗到0.6mm―1mm，焊盘直径加大到1.6―2mm，电路板规划成大小合适的长方形，采用顶层布线、自动布线和手工布线相结合的方式。三是设计规则检查。“DRC”检查中的错误要认真排除，比如网络名称不同的导线不能交叉；没有导线连接的焊盘要仔细检查是否有误。

图3是设计完成的电路板图纸：

2.4 电路板的制作与调试

（1）电路板的制作。在实验室里采用手工制作电路板的方式，具有快速、便宜、方便的特点，满足简单电路设计调试的要求。一般经过如下几个步骤：

下图为焊接完毕的电路板，如图4。

（2）电路板的调试。电路板完成焊接后，进入调试环节。通入±12V的电压，在输入端接信号发生器产生的信号（或者接传感器），通过测试仿真时各个点的波形，验证了仿真结果与实际电路的测试结果相吻合。

3 结语

在电子实习中引入Altium Designer软件教学，不光使学生掌握了一种EDA软件的使用，更重要的是学习到了电路图的设计方法和电路板的设计方法，并与电子产品的设计紧密结合，为学生在以后的课程学习和工作上都有所帮助。

参考文献：

第3篇：计算机辅助电路设计范文

【关键词】EDA技术 发展背景 电子线路设计 应用分析

一、前言

作为现代电子设计技术的核心，EDA（Electronic Design Automation）技术是以硬件描述语言HDL（Hardware Description Language）为系统逻辑描述的主要表达方式，以可编程器件PLD（Programmable Logic Device）为实验载体，依赖功能强大的计算机，在EDA工具软件平台上，自动的完成逻辑编译，逻辑化简，逻辑分割，逻辑综合，结构综合（布局布线）以及逻辑优化和仿真测试，直至实现既定的电子线路系统功能。EDA技术的应用使得设计者的工作仅限于利用硬件描述语言和EDA软件平台来完成对系统硬件功能的实现，极大的提高了设计效率，缩短了设计周期，节省了设计成本。EDA技术涉及面广，内容丰富，融合了的微电子、电路系统、计算机应用等多个学科。EDA技术的本质是电子产品的自动化设计过程，其相关设定分别如下：工作平台为计算机，设计语言为硬件描述语言，实验载体为可编程器件，应用方向为电子系统设计。在电子线路设计中应用EDA技术可实现一体化设计，周期时间大幅度缩短，设计效率得到进一步提升。因此，对EDA技术在电子线路设计中的应用进行分析，对于EDA技术的现代应用和电子线路设计的长足发展有着积极的现实意义。

二、EDA技术的产生背景与内容

电子设计自动化的简称就是EDA技术，因为现代社会计算机，集成电路和电子系统的高速发展，所以电子设计技术就应运而生了，他的出现可以提高人们对于电子电路系统设计的能力，这种技术对于应用电子技术，计算机技术和智能化技术都有集成，所以能够对于各种电子通信方面的设计进行辅助的设计，目前来看，该项技术主要是对于IC的设计，电子线路的设计以及PCB板的设计起到了一定的作用，而且在日常运用的范围较广，当前，因为电子技术和计算机技术对其的推进作用，所以在国家的各个行业都有了大量的应用，比如国防，昂天，仪器仪表，工业自动化等等，该项技术正在以惊人的速度发展，逐渐变成了当今电子技术发展的前沿。

（一）EDA技术的产生背景

上世纪后半期，计算机和集成电路迅速发展起来，电子技术面临着新的机遇和严峻的考验。因电子技术周期不断缩短，其与专用集成电路设计难度日益提升间的矛盾日益加剧。这一形势下，就需要应用高层次的设计工具和新的设计方法来解决这一问题，而EDA技术就是在这一现实背景下应运而生的。

（二）EDA技术的内容

EDA技术主要包括四方面内容：第一，可编程逻辑器件（大规模）；第二，硬件描述语言；第三，软件研发工具；第四，试验开发系统。EDA技术在电子系统设计的应用过程当中，其四方面内容依次扮演着载体、表达手段、设计工具、下载与硬件验证工具。

三、EDA技术的发展

回顾自20实际90年代初到如今近30年电子设计技术的发展历程，EDA工具的发展经历大致可划分为三个阶段：计算机辅助设计（CAD），计算机辅助工程（CAE）和电子设计自动化（EDA）。

（一）计算机辅助设计CAD（Computer Aided Design）阶段

20世纪70年代是EDA技术发展的初期阶段，人们开始使用计算机辅助进行IC版图编辑和PCB布局布线，使设计者从繁琐，重负的计算和绘图中解脱出来，由于PCB布局布线工具受到计算机工作平台的制约，其支持的设计工作有限且性能较差。

（二）计算机辅助工程设计CAE（Computer Aided Engineering）阶段

20世纪80年代为CAE阶段，此时EDA工具主要以逻辑模拟，定时分析，故障仿真，自动布局和布线为核心，如果说CAD工具代替了设计工作中绘图的重复劳动，则CAE工具则代替了设计师的部分工作。然而，大部分从原理图出发的EDA工具仍不能满足复杂电子系统的设计要求。

（三）电子设计自动化EDA（Electronic Design Automation）阶段

20世界90年代，设计工程师逐步从使用硬件转向设计硬件，从单个电子产品开发转向系统级电子产品开发，即片上系统集成。这时的EDA工具不仅具有电子系统设计的能力，而且能提供独立于工艺和厂家的系统级设计能力，具有高级抽象的设计构思手段。可以说，20世纪90年代EDA技术的发展是电子电路设计的革命。

四、EDA技术在电子系统设计中的理论应用

（一）EDA技术在电子系统设计中的应用优势

在电子系统设计中应用EDA技术，使得设计人员不必通过门级原理图来对电路进行描述，而只需对设计目标功能作出描述。电路细节方面的的束缚得以摆脱，设计人员能够将更多精力放在概念构思和创造性方案上。而当通过高层次描述将这些概念构思输入计算机后，EDA技术便可以规则驱动形式来实现整个设计的自动完成。这样，新概念能够有效迅速地转化为产品，产品研制周期大大缩短。

（二）EDA技术在电子系统设计中的基本应用步骤

高层次设计法是EDA技术在电子系统设计应用中的有效形式，其基本步骤如下：第一，通过“自上而下”形式的设计手段来划分系统；第二，完成VHDL代码的输入，并应用图形法来EDA实验室进行仿真输入；第三，对设计输入做编译处理，使其转化为VHDL标准文件；第四，采用仿真器来优化处理VHDL源代码，进而生成网表文件；第五，参考网表文件，应用适配器件来对对具体目标器件做逻辑映射操作；第六，经下载电缆或编程器来讲器件编程文件载入目标芯片中，如需更换综合库，只需通过ASIC的形式即可完成。

五、EDA技术在电子线路设计中的现实应用

（一）分频器的设计要求

分频器是基本的电子线路，依据设计的不同要求，通常会遇到半整数分频、整数分频等，等占空比、非等占空比也会成为设计有时的要求。同一设计中，多种形式的分频要求也往往存在。鉴于EDA技术的设计应用，本文将设计目标定位基准信号整数分频的实现。

（二）分频器的设计思路

假设系统输入信号为时钟信号，分别设定其频率、周期、占空比为60MHZ、20微秒、30%。之后将输入信号视作敏感信号，并进行4分频处理，这就就得出相应的输出信号。同时，设置一个复位信号于另外系统中，并配备相应计数器，随之融入进程中即可实现设计目标。

（三）分频器的设计实现

分频器的设计实现分六步来进行，第一步，找到应许程序中的QuartusII标志，将其打开；第二步，进行新工程项目的建立。在已有工程项目完成的情况下，作“Open Existing Project”的单击处理，并对项目保存路径进行选择。这里，即可应用原有文件夹，也可建立新文件夹，随之输入相应的项目名称，便可在项目中完成文件的加载。之后，进行FPGA芯片的选择，以试验箱芯片型号为依据来作出选择，并通过对芯片封装、引脚数、速度三栏自上而下的选择，来将芯片选择范围进一步缩小。完成芯片选择后，来对所需调用的EDA工具作出选择，因本文不涉及调动，故可直接点击下一步，待出现工程对话框后，点击完成即完成本步操作；第三步，建立硬件描述语言文件。单击工具栏File菜单栏正下方的New图标，输入已经编写好的语言程序于程序输入框内。待输入完毕后，加以保存并确定文件名（文件名应与硬件描述语文和工程名中的模块名相一致）。这时，单击工具栏中编译图标，如无错误，电机确定即可，如弹出警告信息，其信息中对设计问题有相应的说明；第四步，建立仿真波形图。类比于上一步骤，不同之处，在于选择“New”中的波形文件，双击其下空白处，进入到时序仿真端口当中，单机“OK”即完成仿真端口的选择；第五步，仿真。在菜单栏中对仿真截止时间进行设置，通常情况下位20微秒。之后，进行输入的设置，在时钟对话框中对起始时间、周期、结束时间进行设置。最后对低电平或高电平数据范围进行选择，完成后保存，且注意应保持波形文件同模块名、项目名的一致性；第六步，编译。对仿真波形图进行编译，使其每隔四个时钟周期，能够在输出端得到等占空比的四分频波形。之后，改变占空比，或对计数器技术状态值作出稍微改变，多种形式分频随即实现。

六、结束语

通过论述EDA技术在电子线路设计中的现实应用，可以看出，EDA技术简化了繁琐的设计工作，表现出较好的应用效果，能够满足电子线路的设计要求。21世纪是EDA技术的发展高速期，其应用正在朝着数模混合电路和模拟电路的方向迈进，EDA技术必将突破电子设计范畴，来进入其他领域。且随着EDA技术设计应用的日益成熟，其定将在设计领域得到更为广泛的应用。

参考文献：

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[5] 马楠.周焱.EDA在射频电子电路设计中的应用[J].山西电子技术.2005（2）.

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[8] 王平.EDA技术的电子系统设计[J].中国科技博览.2011（38）.

[9] 杜玉远.EDA设计快速入门[J].电子世界.2004.

[10] 路而红.电子设计自动化应用技术[M].北京：高等教育出版社.2006.

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[12] 高有华，龚淑秋，李忠波.基于EDA电子线路的仿真研究[J].沈阳工业大学学报.2002（4）.

第4篇：计算机辅助电路设计范文

关键词EDA技术;电子工程

1EDA技术的基本概念

EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写，是从CAD(计算机辅助设计)、CAM(计算机辅助制造)、CAT(计算机辅助测试)和CAE(计算机辅助工程)的概念发展而来的。EDA技术是以计算机为工具，集数据库、图形学、图论与拓扑逻辑、计算数学、优化理论等多学科最新理论于一体，是计算机信息技术、微电子技术、电路理论、信息分析与信号处理的结晶。

2EDA技术的发展过程

EDA技术的发展过程反映了近代电子产品设计技术的一段历史进程，大致分为3个时期。

1)初级阶段:早期阶段即是CAD(Computer Assist Design)阶段，大致在20世纪70年代，当时中小规模集成电路已经出现，传统的手工制图设计印刷电路板和集成电路的方法效率低、花费大、制造周期长。人们开始借助于计算机完成印制电路板一PCB设计，将产品设计过程中高重复性的繁杂劳动如布图布线工作用二维平面图形编辑与分析的CAD工具代替，主要功能是交互图形编辑，设计规则检查，解决晶体管级版图设计、PCB布局布线、门级电路模拟和测试。

2)发展阶段:20世纪80年代是EDA技术的发展和完善阶段，即进入到CAE(Computer Assist Engineering Design)阶段。由于集成电路规模的逐步扩大和电子系统的日趋复杂，人们进一步开发设计软件，将各个CAD工具集成为系统，从而加强了电路功能设计和结构设计，该时期的EDA技术已经延伸到半导体芯片的设计，生产出可编程半导体芯片。

3)成熟阶段:20世纪90年代以后微电子技术突飞猛进，一个芯片上可以集成几百万、几千万乃至上亿个晶体管，这给EDA技术提出了更高的要求，也促进了EDA技术的大发展。各公司相继开发出了大规模的EDA软件系统，这时出现了以高级语言描述、系统级仿真和综合技术为特征的EDA技术。

3EDA技术的特点

EDA技术代表了当今电子设计技术的最新发展方向，它的基本特征是采用高级语言描述，即硬件描述语言HDL(Hardware Description Language)，就是可以描述硬件电路的功能。信号连接关系及定时关系的语言。它比电原理图更有效地表示硬件电路的特性，同时具有系统仿真和综合能力，具体归纳为以下几点:

1)现代化EDA技术大多采用“自顶向下(Top-Down)”的设计程序，从而确保设计方案整体的合理和优化，避免“自底向上(Bottom-up)”设计过程使局部优化，整体结构较差的缺陷。

2)HDL给设计带来很多优点:①语言公开可利用;②语言描述范围宽广;③使设计与工艺无关;④可以系统编程和现场编程，使设计便于交流、保存、修改和重复使用，能够实现在线升级。

3)自动化程度高，设计过程中随时可以进行各级的仿真、纠错和调试，使设计者能早期发现结构设计上的错误，避免设计工作的浪费，同时设计人员可以抛开一些具体细节问题，从而把主要精力集中在系统的开发上，保证设计的高效率、低成本，且产品开发周期短、循环快。

4)可以并行操作，现代EDA技术建立了并行工程框架结构的工作环境。从而保证和支持多人同时并行地进行电子系统的设计和开发。

4EDA技术的作用

EDA技术在电子工程设计中发挥着不可替代的作用，主要表现在以下几个方面:

4.1验证电路设计方案的正确性

设计方案确定之后，首先采用系统仿真或结构模拟的方法验证设计方案的可行性，这只要确定系统各个环节的传递函数(数学模型)便可实现。这种系统仿真技术可推广应用于非电专业的系统设计，或某种新理论、新构思的设计方案。仿真之后对构成系统的各电路结构进行模拟分析，以判断电路结构设计的正确性及性能指标的可实现性。这种量化分析方法对于提高工程设计水平和产品质量，具有重要的指导意义。

4.2电路特性的优化设计

元器件的容差和工作环境温度将对电路的稳定性产生影响。传统的设计方法很难对这种影响进行全面的分析，也就很难实现整体的优化设计。EDA技术中的温度分析和统计分析功能可以分析各种温度条件下的电路特性，便于确定最佳元件参数、最佳电路结构以及适当的系统稳定裕度，真正做到优化设计。

4.3实现电路特性的模拟测试

电子电路设计过程中，大量的工作是数据测试和特性分析。但是受测试手段和仪器精度所限，测试问题很多。采用EDA技术后，可以方便地实现全功能测试。

5EDA技术的软件

目前EDA技术的软件很多，如EWB、PROTELL等。

1)EWB(Electronics Workbench)软件。EWB是基于PC平台的电子设计软件，由加拿大Interactive Image Technologies Ltd.公司研制开发，该软件具有以下特点:①集成化工具:一体化设计环境可将原理图编辑、SPICE仿真和波形分析、仿真电路的在线修改、选用虚拟仪器、借助14种分析工具输出结果等操作在一个集成系统中完成。②仿真器:交互式32位SPICE强化支持自然方式的模拟、数字和数/模混合元件。自动插入信号转换界面，支持多级层次化元件的嵌套，对电路的大小和复杂没有限制。只有提供原理图网络表和输入信号，打开仿真开关就会在一定的时间内将仿真结果输出。③原理图输入:鼠标点击一拖动界面，点一点自动连线。分层的工作环境，手工调整元器件时自动重排线路，自动分配元器件的参考编号，对元器件尺寸大小没有限制。④分析:虚拟测试设备能提供快捷、简单的分析。主要包括直流工作点、瞬态、交流频率扫描、付立叶、噪声、失真度、参数扫描、零极点、传递函数、直流灵敏度、最差情况、蒙特卡洛法等14种分析工具，可以在线显示图形并具有很大的灵活性。⑤设计文件夹:同时储存所有的设计电路信息，包括电路结构、SHCE参数、所有使用模型的设置和拷贝。全部存放在一个设计文件中，便于设计数据共享以及丢失或损坏的数据恢复。⑥接口:标准的SPICE网表，既可以输入其他CAD生成的SHCE网络连接表并行成原理图供EWB使用，也可以将原理图输出到其他PCS工具中直接制作线路板。

2)PROTEL软件。广泛应用的Protel99主要分为两大部分:用于电路原理图的设计原理图设计系统(Advanced Schematic)和用于印刷电路板设计的印刷电路板设计系统(Advanced PCB)。

第5篇：计算机辅助电路设计范文

【关键词】自动化技术 电子信息技术 应用

随着科学技术的提高，我国在工业技术上的发展逐步走向成熟。但是，和发达国家相比还是有着不小的差距，自动化技术的应用在各个领域中均有体现，其中在电子信息技术的应用中表现得较明显。

1 电子信息工程技术的现状

1.1 电子信息工程的特点

我国电子信息工程是指凭借电子信息技术来获取更多信息，通过相关平台实现智能化处理的技术。通常情况下，电子信息工程拥有着良好的便捷性和高准确性，同时覆盖范围较广，能实现信息数据的批量处理，在加快数据处理的同时提高了数据的准确性。

1.2 电子信息技术的现状

当前，在应用电子信息技术的过程中，主要存在的问题有以下几个方面：

1.2.1 缺乏核心技术

比较国外电子信息工程，我国电子信息技术受到多重因素的约束，核心技术的欠缺是重中之重，尤其是缺乏专利性较强的核心技术。实际应用中，一些自动化技术的研究不够深入或者创新性不足，会给电子信息工程设计带来很大的安全隐患。

1.2.2 缺乏完善的发展体制

电子信息工程的发展很容易受到经济水平和企业自身的限制，一些企业在引进自动化技术的时候没有制定有效的发展策略，这也会影响到电子信息技术的建设。

2 自动化技术应用的重要性

自动化技术作为一种综合性较强的技术模式，其不仅融合了现代化计算机技术及信息技术，还融入了控制技术和系统工程等多种现代化技术。这给电子信息工程设计带来了很多的发展平台，其重要性主要表现有三个方面：

（1）促进了工程设计中的机械化及一体化发展。自动化技术是我国工业发展史中的一个转折，实现了以机械取代人力，解放了生产力。

（2）实现电子信息技术的智能化控制。自动化技术的引进可以有效地提高电子信息化技术的信息处理，在开发的形式、内容和途径方面均可提高电子信息工程的智能化控制。智能化控制可以实现高密度、大批量以及高频率的信息处理。

（3）提高精细化水平。自动化技术的应用，融汇了多重技术，向多元化方向发展。例如，在信号与系统的设计工作中，设计者需要掌握和应用信号分析及系统分析等技术，同时对技术精度要求比较高。

3 自动化技术应用的主要领域

如上所述，自动化技术有着十分重要的应用意义，在诸多应用领域中主要表现在计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助办公以及电路分析设计几个方面。在电路分析设计的应用环节中，自动化技术在三相电路、电感电路以及双扣网络几个环节的应用效果最好。

3.1 计算机辅助制造

计算机制造作为计算机控制的一个重要构成部分，其最高制造水平能全面反映出自动化技术应用水平的高低，同时，其发展状况也能发映出自动化技术的应用状况。计算机辅助制造系统（CAM）包括了硬件及软件两部分，前者主要融汇了数控机床、加工中心以及输送、储存、装载以及检测几个环节，后者覆盖了数据库管理、计算机附属数控编程、计算机相关工艺的设计、工装设计以及质量编制几个环节。二者的应用，保证了设计的有效性和完善性，同时在制造工业和精确度上都有了很大的提高。如图1所示。

3.2 计算机辅助设计

当前，我国自动化技术广泛应用于计算机辅助设计（CAD）。在设计过程中，CAD应用可以有效地实现自动化、微型化、智能化以及数字化。在实际应用过程中，只需将设计文件的相关参数输入计算机中，系统通过分析和计算就能将设计结果呈现在计算机上，然后设计人员可以根据设计成果进行修改，保证设计文件的有效性和高效性。在CAD设计的众多应用中，EDA技术应用效果较为明显。此项技术融合了信息技术、CAM技术以及计算机技术，在融合中实现了纵向发展，目前已经应用到生物工程、电子信息工程以及通信工程。此外，在电子信息工程应用，EAD技术可以实现电路设计中的仿真设计，凭借数据模型实现仿真设计，整体提升了工程设计水平。

3.3 计算机辅助办公

在电子信息工程专业中，辅助办公的应用范围较为广泛。辅助办公通常是指使用微机及行管外设通过管理和传输来实现办公。采用辅助办公有这三个特点：

（1）对于行文处理自动化，可以处理外城各类文件的接受、批阅以及办理。

（2）对于事务处理自动化，可以处理行政事务、专业事务以及督办事务等。

（3）对于辅助决策自动化，此环节主要建立在前两个环节上，为相关负责人处理各种信息，然后通过分析，最终为决策者提供准确的依据。在电工设计中，涉及有多个设计流程。自动化技术的应用大大提高了工作效率。在实际应用过程中，还可以采用OA辅助办公软件进行管理，利用计算机对多种流程文件和数据文件进行分析和管理。

4 结语

自动化技术是融合多种技术的综合性技术，这种技术在我国智能化行业上是一个重要环节，其推动了我国智能化技术和工业技术的发展，在信息化建设中占据着十分重要的地位。在未来的发展中，自动化技术是我国未来科技中的核心趋势，同时也是我国社会发展的重要技术力量。

参考文献

[1]姜俊勇，万仁保.自动化技术在电子信息工程设计中的应用[J].技术与市场，2014，11：140.

[2]尹坤任.自动化技术在电子信息工程设计中的应用[J].电子技术及软件工程，2014，07：253.

第6篇：计算机辅助电路设计范文

一、传统电子产品设计中遇到的问题

1、传统的电子产品，从设计、调试到验证完成，一般采用面包板或专门的焊机板，通过手工装配，再进行电路的反复测量、评估电路性能。当电路设计非常复杂时，采用这种传统的设计方法，极易产生连线错误、器件损坏等人为错误，常会造成人力、财力、时间的浪费。尤其是设计集成电路时，传统的设计方法无法模拟集成电路的真实特性。

2、电子产品的各项性能的分析，特别是消耗和破坏性的分析与测试。

3、设计过程中的大量的复杂的计算。

二、电子设计自动化的发展过程及解决的问题

在20世纪70年代到80年代中期，计算机技术和电子技术的发展促进了计算机雇主设计(CAD)理论的研究和应用，是CAD技术成为电子设计领域的新兴学科。20世纪80年代中期开始，随着高性能计算机技术的发展，尤其是微型计算机技术的发展，CAD技术迈向了其高级阶段，出现了电子设计自动化(EDA)。电子设计自动化技术(EDA)是指以计算机为工作平台，融合应用电子技术、计算机技术、信息处理技术、及智能化技术，进行链子线路与系统的功能设计、逻辑设计、性能分析、系统优化直至印制电路板的自动设计，它可以完成电子工程设计的全过程。利用EDA工具，电子设计工程师可以从概念、算法等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程在计算机上自动处理完成。其基本特征是以计算机硬件和相关软件为工作平台、最大限度地提高电子线路或系统的设计质量和效率，从而节省人力、物力和开发城本，缩短开发周期。

三、电子设计自动化的主要特点

1、设计过程自动化

在EDA的应用中，可以利用EDA应用软件，实现由系统层到电路层再到物理层的整个设计过程的自动化。在设计过程中，设计人员可以按照电子线路或系统的指标要求，采用完全独立于芯片厂商及其产品结构的描述语言，在功能级对设计产品进行定义，并利用应用软件提供的仿真技术验证设计结果。具体地讲，设计人员可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统通过计算机机上自动完成。2、高度开发的集成环境利用计算机技术的支持，在计算机平台上安装功能不同的软件，形成一个功能强大的EDA设计环境。在这个环境中，可以控制和管理设计方案、设计过程和设计数据，甚至可以让这些软件共享设计资源。这种高度开放的集成环境，包含了电路设计开发过程，而且其文件类型在不同的EDA软件中是可以共享的。

3、高度智能化的操作

在EDA技术中，由于应用软件的智能化设计，各种设计向导和提示十分完备，使电子设计人员不必学习更高深的专业理论知识，更不必进行手工运算，在应用软件环境中，就可以完成线路或系统的设计，并得到精确的仿真结果。

第7篇：计算机辅助电路设计范文

关键词:EDA仿真;负载能力;扩流设计;仿真对比验证

中图分类号:TN702文献标识码:A

文章编号:1004-373X(2009)19-199-02

Research and Application of IC Test Instrument Power Circuit Simulation Design

SUN Chengting,ZHU Chunjiang

(Lianyungang Technical College,Lianyungang,222006,China)

Abstract:According to the problems of certain lab IC test instrument not being perfect on power circuit design and the system halted or restoration not being unusual on lower load capacity,the power circuit design and current-amplification circuit are being improved based on the original circuit,the contrastive verificafion is used for improving circuit with EDA simulation technique,and the problem in practical application is also solved.

Keywords:EDA simulation;load capacity;current-amplification design;simulation contrast verification

0 引 言

集成电路测试仪可用来测量集成电路的好坏,在电子实验室中应用广泛。在实际使用中,发现部分厂家生产的测试仪存在一些问题,如电网电压波动或负载加重后容易出现死机或复位不正常现象,这对实验进程和实验室管理有很大影响,也是困扰实验指导老师的常见问题,必须予以解决。本文通过某一种测试仪电源电路的改进的试验,会给实验室管理者以借鉴。

在电路设计中用到EDA(Electronics Design Automation,电子设计自动化)技术。在进行电路改进前,从电路参数设计,电路功能仿真验证等都在计算机上先用EDA软件完成,不但缩短了电路设计时间,而且大大地节约了成本。

EDA 技术是随着集成电路和计算机技术的飞速发展应运而生的一种高级、快速、有效的电子设计自动化工具。它经历了计算机辅助设计(Computer Assist Design,CAD)、计算机辅助工程设计(Computer Assist Engineering Design,CAE)和电子设计自动化(Electronic Design Automation,EDA)三个发展阶段[1]。利用EDA技术进行电子系统的设计,具有以下几个特点[2]:用软件的方式设计硬件;用软件方式设计的系统到硬件系统的转换是由有关的开发软件自动完成的;对设计电路功能是否正确可进行仿真分析。

目前流行的EDA软件有Protel 99 SE,EWB,Multisim,PSpice等几种[3]。本文运用Protell 99 SE 中的Advanced SIM 99仿真功能对所改进的电路进行仿真和应用。

1 EDA仿真在测试仪电源电路设计中的应用

学校电工电子实验室有多台LM-800C数字集成电路测试仪,在使用中有时会出现死机,复位不正常现象。通过研究,发现电源电路存在问题:电源扩展能力差,带负载能力弱。笔者根据其PCB(Printed Circuit Board,印制电路板)绘制出其电源电路原理图,如图1所示。

图1 LM-800C数字集成电路测试仪电源电路图

图1中,78M05为5 V三端稳压器[4],RL为测试仪负载,实际上是待测集成电路。

限于篇幅,只绘制主要部分,电源线路滤波器在图中未画出。通过研究,发现电源电路存在问题:电源扩展能力差,带负载能力不强,有时会出现死机、无法复位现象。通过对其电源电路的改进,增加了扩流电路,从而解决了实际使用中存在的问题。

1.1测试仪电源电路的扩流设计

为了节约成本,不能对原来电路进行全新设计,只能在原来电源电路基础上,通过增加部分电路来增强其带负载能力。

改进中需要考虑的问题[5]:

(1) 选择合适的滤波电容。电源输出直流电压要稳定,纹波小。

(2) 增加了扩流电路,当电源电压不稳定或测试系统负载增大时,电源带负载能力强,输出电压稳定。

图2为经过改进的带扩流功能的电路,带负载能力较强,能扩大电路的输出电流。Q1为外接扩流功率三极管,R1为Q1的偏置电阻。该电路带负载能力与Q1的参数有关。C1,C4为滤波电容,C2为0.33 μF,可抵消输入接线的电感效应,C3可防止高频自激,消除高频噪声,改善负载的瞬态响应[6,7]。

图2 带扩流功能的电路

电源电路扩展输出电流的工作原理:

二极管D1用于消除三极管Q1的发射结Ube对输出电压的影响(相当于发射结的导通电压0.7 V),并提供电容C4的放电回路。设三端稳压器78M05的最大输出电流为Imax,则晶体管的最大基极电流Ib=Imax-IRL,因而负载RL上电流的最大值I可表示为:

I=(1+β)(Imax- IRL)

一般三极管的基极电流Ib很小,与Imax相比可忽略不计,I比Imax大许多,可见输出电流提高了,从而可提高电源的带负载能力。

1.2 两种电路带负载能力的仿真对比验证

可用Protell 99 Advanced SIM 99[6,7]对原电路(图1)和改进后的电路(图2)进行仿真分析,以验证二者的带负载能力。

(1) 仿真参数设置

首先进行仿真参数设置,进行瞬态分析与傅里叶分析[8,9],仿真参数设置对话框如图3所示。

图3 仿真参数设置对话框

为了突出显示,显示器上只显示两个波形,其中in为输入端,out为输出端。

(2) 仿真波形对比分析

用Protell 99 Advanced SIM 99对图1所示电路进行仿真,发现当负载变重,超过78M05最大输出电流(0.7 A)时[10],将使输出电压的纹波增大,输出电压(out)下降且不稳定,out波形有明显的波动,5 V下降为4 V左右,且输出(out)波形不平滑,纹波大。负载变重后的仿真波形如图4所示。

图4 负载变重后的波形

为了增大电源的带负载能力,在原电路的基础上加扩展电流三极管Q1后,带同样的负载,输出电压很稳定(5 V),仿真波形如图5所示。

图5 加扩流三极管后仿真波形

从输出波形(out)可以看出,电压很稳定,没有纹波。

1.3 设计电路的应用效果

经改进后的电源电路,在实验室的实际使用中,再未发现死机或不能正常复位现象,证明通过EDA仿真所设计的电路在使用中获得成功。

2 结 语

用EDA仿真技术能方便电路设计,并可验证电路

设计的正确性。通过对两种电路的仿真对比,说明改进后电源电路带负载能力强,这在实际使用中得到验证。

参考文献

[1]王涛.数字集成电路的故障诊断和故障仿真技术的研究 [D].成都:电子科技大学,2005.

[2]National Instruments.The Measurement and Automation Catalog 2004[Z].2004.

[3]伏家才.EDA原理与应用 [M].北京:化学工业出版社,2006.

[4]周绍庆.模拟电子技术基础[M].北京:北京交通大学出版社,2007.

[5]罗敏.专用集成电路逻辑测试仪系统总体实现[D].西安:西北工业大学,2006.

[6]Cheng K T,Jou J Y.Functional Test Generation for Finite State Machines [A].Proc. ITC[C].2006:160-168.

[7]陈松.电子设计自动化[M].南京:东南大学出版社,2005.

[8]朱勇.Protel DXP范例入门与提高[M].北京:清华大学出版社,2004.

第8篇：计算机辅助电路设计范文

关键词： EWB 计算机仿真 电子技术

电子技术基础是职业学校电工电子类各专业最为重要的专业基础课程之一，也是一门实践性很强的课程。在教学过程中，不少学生对看不见摸不着的电子现象的相关知识缺乏感性的认识，其中一个重要的原因在于实验设备的不足；另一个重要的原因在于讲授理论课难以进行同步的实验；同时，对于复杂的原理、现象缺少相关的多媒体辅助教学平台，用传统教学方法难以讲解明白；再者就是授课时间不够充足，学生动手机会不多。近几年来，笔者在教学中尝试运用EWB仿真软件进行辅助教学，使抽象的理论直观化、形象化，使实验与理论得到了有机结合，教师教得轻松，学生也学得愉快，达到了事半功倍的效果。

一、EWB简介

EWB是加拿大Interactive Image Technologies公司推出的一个专门用于电子电路仿真和设计的EDA工具软件，是计算机仿真技术在电子技术中的应用。EWB软件提供了上万种真实精度的电子元器件模型，标准的电子元器件符号、外形和操作方法与实际电子仪器十分相似的虚拟仪器（万用表、函数信号发生器、示波器、数字信号发生器、逻辑分析仪等）以及稳态分析、瞬态分析、噪声分析、失真分析等十多种对电路进行仿真分析的手段。它具有如下四个特点：

1.采用直观的图形界面创建电路，可在计算机屏幕上模拟仿真实验室的工作台，绘制电路图需要的元器件和电路需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取。

2.EWB具有完整的混合模拟与数字模拟功能，可任意在系统中集成数字及模拟元器件。EWB能自动进行信号转换。在输出信号的观察上，EWB具备即时显示的功能。

3.EWB软件带有丰富的元器件库，可提供多种电路分析方法。

4.EWB具有虚拟的仪表设备，包含函数信号发生器、万用电表、示波器、逻辑分析仪等，可具体的模拟实际的测量情况。利用EWB提供的虚拟仪器可以用比在实验室中更灵活的方式进行电路实验，仿真电路的实际运行情况，使学生熟悉常用电子仪器的测量方法。

二、EWB在电子技术课程教学中的应用

下面以分压式工作点稳定电路为例，介绍EWB在电子技术课程中的应用。在本例中我们主要对该电路的直流工作点和交流电路进行分析。

1.绘制原理图（如图一所示）

2.静态工作点分析

其静态工作点的估算为

按图一连接好电路，运用“Simulate/Analysis”菜单中的“DC Operating Point”功能选项分析直流工作点，结果如图二所示，UCEQ=5.1V（节点2减去节点3的电压），UBQ=2.9V（节点4的电压）。与理论分析的数值相符。

3.交流分析

运用“Simulate/Analysis”菜单中的“AC Analysis”功能选项进行交流分析，得到如图三所示结果，即在工作点稳定电路中小信号作用下的频率响应，包括幅频特性和相频特性。

除了以上两种分析，EWB仿真系统还可以进行瞬态分析、参数扫描分析、温度分析等。

三、结语

总之，基于EWB的电子电路课堂教学大大丰富了电子电路课堂教学方法，拓展了教学内容的广度和深度，为学生创造了更多的动口、动脑、动手的机会，使学生的学习状态由被动变为主动，学习积极性大大提高，同时它也因更贴近现代科技、更具有时代气息而受到学生的欢迎。

参考文献：

［1］钟文耀，段玉生，何丽静.EWB电路设计入门与应用.北京清华大学出版社，2002.

［2］李克庆，张俊燕.计算机辅助教学体系初探［J］.中国冶金教育，2001.

［3］郑步生，吴渭.Multisim2001电路设计及仿真入门与应用.电子工业出版社，2002.

第9篇：计算机辅助电路设计范文

作为现代电子技术的核心,EDA借助于工具软件平台,以系统逻辑描述手段完成文件设计、逻辑编译、化简、综合、优化以及级结构综合和仿真测试等利用软件和面熟性语言对系统硬件功能的实现。EDA技术的发展大致可分为三个阶段:第一阶段主要利用计算机程序编辑功能,人们开始用计算机取代手工劳动,利用计算机辅助设计,对于提高工作具有很大的帮助,由于技术还处于初步阶段,第一阶段的技术还不够成熟,发展水平还不是太好。随着EDA技术的不断发展,逐渐进入生命周期的第二阶段,这一阶段主要实现了自动布局布线、电路设计、PCB分析等功能,这一阶段由于发达国家竞争激烈,推动了EDA技术的进步,使EDA的发展水平有了很大的提高。EDA技术发展的第三个阶段,也即20世纪90年代到现在,EDA技术已经变得更加智能化,采用高级描述语言、系统仿真和综合技术将许多高层次设计用EDA工具完成。作为一个设计工具,EDA可以完成很多电子产品的设计工作,和传统的手工设计方法象比较,EDA技术具有以下特点:电路有较高的可靠性,速度快,硬件描述语言的使用,设计文档管理里更加简单方便,强大的电路仿真功能,具有自主知识产权、开发技术的可用性强、对设计者的经验要求低等特点,比传统手工设计更加简单、可靠、迅速、便捷,给电子线路的设计工作提供了极大的便利。

2EDA技术在通信电子线路中的推广应用

EDA技术对电子产品设计行业带来巨变,是电子通信领域的重要元素,对电子线路设计的发展带来了巨大的推动作用。因此,EDA技术在通信电子线路中的应用将越来越广泛,通信电子线路将和EDA技术有机的结合在一起,使电子设计线路变得更加的方便、可靠、安全。

(1)EDA技术应用于通信电子线路的教学实验中。通信电子线路是电子信息工程、通信工程等专业课程的基础课程,对于学生的学习具有很强的重要性,为了使学生能够更加清晰的掌握通信领域的基础知识,了解通信领域的基本功能和工作原理,需要更加精确的实验仪器加以师范,使其更加形象丰富的展示在学生面前,而传统的实验仪器精确度不够,进而印象实验的准确度,达不到实验想要的结果。但是EDA技术可以带给学生更加份丰富形象的课堂,使实验条件大大改观,不仅提高了实验的精准度,也丰富了学生的拓展能力。

(2)EDA技术在通信产品中的应用。随着人们生活质量的提高,对待通信产品质量的要求也越来越高,抗干扰功能要求越来越高,数字业务逐渐升级,模拟信道、模拟话音、模拟加密等对数字化要求越来越高。为了满足以上要求,电子线路需要较大调整,使用大量高速电子电路以及数模混合电路,使电路设计更加复杂,传统的设计多是拼接经验进行设计、验证、修改、再验证等一系列过程加以实现的,不仅耗时,还会增加成本,更重要的是缺乏精密仪器的分析,可靠性低。利用EDA工具可以进行更快、更准、更精确的设计出通信产品所需的电路。

(3)EDA技术在射频电子电路设计中的应用。设计射频电子线路是EDA技术在通信电子线路设计中最主要的表现,EDA技术是科学发展的产物,它主要借助于计算机在软件平台上用硬件描述性语言VHDL进行电子线路设计的编辑,然后自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真等一系列过程。EDA技术能够有效提高电路的可操作性,降低了设计工作者的设计难度和强度。为电子电路设计提供了极大的便利。(4)EDA技术在理论分析仿真方面的应用。传统的设计方法是需要先设计制作出一个整机,然后进行实验,合格之后才可以批量生产,不合格就需要重新设计制作新的样机,可靠性较低,且耗费较多的人力物力,而仿真软件则解决了电台设计中许多的技术难关,仿真软件砸器制作整机之前先进行原理仿真和虚拟联机两个过程,简化了整机制作的过程,节约大量人力物力,同时仿真系统提供更加精确的设计标准,使设计过程更加科学,为设计提供了可靠的依据。因此EDA技术已经成为产品研制,开发不可或缺的技术。

3结语