Protel 99 SE制板Multisim 8仿真电路

Protel 99 SE制板Multisim 8仿真电路

利用电子设计自动化EDA(Electronic Design Automa-tion)软件设计电子电路是当今电子设计的主流方法。目前国内应用较为广泛的EDA 工具有Multisim，Protel．Matlab，Spice，MaxplusⅡ等。其中，Protel 99 SE是运行于Windows环境的一款电路设计软件，主要南原理图设计、PCB设计、PLD(Programmable Logic Device)设计、电路仿真等多个组件组成。而Multisim 8是一款专门用于电路仿真和设计的软件，具有易学易用、界面友好、仿真功能强大等优点。
    在分析使用Multisim 8仿真功能和Protel 99 SE印制板设计功能的基础上，提出一种采用Multisim 8和Protel 99 SE相结合的电子产品设计方法，该方法先采用Multisim 8设计电路原理图、仿真调试并生成网络表文件，再采用Protel 99 SE调用网络表文件并进行相应修改，最后进行PCB设计。

2 Multisim 8和Protel 99 SE
    Multisim 8仿真分析包含19种仿真分析方法、功能强大的虚拟仪器和规模庞大的仿真器件库，可以设计仿真模拟电路、数字电路、继电器和PLC(Programmable Logic Controller)控制电路等多种电子电路。
    Multisim 8提供多种电路仿真引擎，包括Xspice、VHDL、Verilog以及这3种方式相结合的仿真引擎。制作PCB板的电路较适合采用Xspice仿真引擎；而复杂的数字电路一般则使用VHDL和Verilog仿真引擎。Multisim 8提包括直流工作点分析、瞬态分析、傅里叶分析、噪声分析、失真分析、灵敏度分析、温度扫描分析、蒙特卡罗分析和传递函数分析等电路分析方法，可帮助设计人员分析电路性能。Multisim 8提供种类齐全的虚拟测试仪器，以帮助设计人员了解电路运行状态和结果。主要包括：常用的数字万用表、信号发生器、双通道示波器、直流电源，以及不常用的波特图示仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换仪、失真度测量仪、频谱分析仪和网络分析仪等。Multisim 8还提供庞大的元器件库和功能强大的元器件编辑器，用户可修改Master库中元件的参数。也可创建新的元器件模型。Multisim 8提供的元件分为虚拟元件和实际元件两类，虚拟元件是非标准化的元件，其参数可任意设置；而实际元件符合实际标准。Multisim 8进行仿真分析的步骤如图1所示。图2为Protel 99 SE制版的主要流程。

3 应用实例
    通过设计典型的RC文氏电桥电路来介绍Protel 99 SE制板Multisim 8仿真电路的基本流程与方法。
3．1 用Multisim 8中绘制仿真电路
    用Multisim 8设计一路可产生100 Hz、0～500 mV(有效值)的正弦信号电路。启动Multisim 8，在其设计窗口中建立如图3所示的仿真电路。

3．2 Multisim 8电路仿真与分析
    运行仿真电路，通过虚拟万用表和示波器观察输出结果。若结果不符合设计要求，则需修改电路再进行仿真，直至输出正确为止。图4为文氏电桥输出的正弦波信号，从图4中可看出(通过游标1和游标2的读数)，该正弦波的周期为9．949 ms，从而得出频率为1 000／9．949=100．5 Hz，通过探针测得该信号有效值为269 mV，符合设计要求。

3．3 Multisim 8输出网络表
    Multisim 8中执行菜单Transfer/Transfer to other PCB Lay-out，在弹出的对话框中文件保存类型选择Protel PCB(*．net)，文件名为“文氏电桥．net”，点击确认按钮，完成网络表输出。

3．4 Protel 99 SE输入网络表并修改
    启动Protel 99 SE，新建设计库文件，库文件命名为“文氏电桥．ddb”，打开其Documents文件夹，执行File／Import命令。对话框中找到 Multisim 8输出的网络表文件“文氏电桥．net”并打开，该网络表尽管是Protel格式，但其元件描述的封装仍为Multisin 8形式，需将其转换为Protel形式的元件封装描述，具体转换过程如表1所示。

    将网络表按表1修改后保存，其中三端稳压器的封装TO-220未作修改，由于Multisim 8仿真图中选用的变压器为虚拟器件，其封装需在Protel中自制。
3．5 加载修改后的网络表并设计PCB
    在“文氏电桥”设计库中新建PCB文档，命名为“文氏电桥．PCB”，然后按照前面所述的PCB设计流程开始PCB设计。其中，布局为手动布局，主要布线规则为：布线为手动布线，布线层面为单面布线，布线一般线宽为20 mil，电源与接地线40 mil。最后再增加必要的安装孔和输入输出端，图5为最终的PCB布线图，根据该布线图制作印刷电路板，并进行实物安装与调试。

4 结束语
    Multisim 8和Protel 99都是常用的EDA设计工具。其中，Multisim 8具有强大的电路仿真设计功能，Protel 99是应用普遍的PCB设计软件。本文通过一电路实例介绍从Multisim 8电路仿真到Protel99制版的基本流程与方法，也给出一种结合这两种EDA 工具软件的电子电路设计方法，实现两者优势互补，该电路设计方法效率高且简单实用，具有一定的应用前景。