电子电路设计教程

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电子电路设计教程范文第1篇

关键词 集成电路设计 教学方法 教学探索

中图分类号：TN79 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2015）19-0006-02

1958年，美国德州仪器公司的基尔比发明了第一块集成电路，随着半导体工艺和集成电路设计技术的发展，集成电路的规模可以达上亿个晶体管。集成电路具有速度快、体积小、重量轻等优点，广泛应用于汽车、医疗设备、手机和其他消费电子，其2012年集成电路设计市场应用结构如图1所示。

自2006年以来，我国集成电路的产值为126亿美元，占全球产业总产值的5.1%，2013年我国集成电路的产值为405亿美元，占全球产业总产值的13.3%。2006年到2013年的年复合增长率达到18%，远超过全球集成电路产业整体增速。我国集成电路行业的产值如表1所示。

近年来，半导体集成电路产业在国家政策支持下发展迅速，因此对集成电路设计人才的需求剧增。为了满足社会日益发展的需要，国家在高校内大力推广集成电路设计相关的课程，并且取得了较好的效果，使人才缺口减小，但是还是不能满足国内对集成电路设计人才实际数量的需求。为了更好地加快集成电路设计人才的的培养，本文针对《数字集成电路原理》教学中存在的问题，并且根据教学的现状，探索出集成电路设计的教学改革。

一、数字集成电路设计原理教学中的现状

集成电路设计相对于以分立器件设计的传统的电子类专业而言，偏向于系统级的大规模集成电路设计，因此，微电子专业和集成电路设计专业的学生注重设计方法的形成，避免只懂理论、不懂设计的现象。即使学生掌握了设计的方法，能够进行一些小规模的集成电路设计，但是设计出来的产品不能用，不能满足用户的需求。这就成了数字集成电路设计原理面临的问题。

二、数字集成电路设计原理教学改善的方法

（1）针对上述的问题，在多年教学的基础上，在教学方法上进行改进，改变传统的以教师为中心，以课堂讲授为主的教学方式，采用项目化教学来解决数字集成电路设计中只懂理论、不懂设计的现状。注重数字集成电路设计原理与相关课程之间的内部联系，提高学生的学习兴趣，通过将一个项目拆分成几个小项目，使学生在项目中逐渐加深了对知识点理解，并且将课程的主要内容相互衔接与融合，形成完整的集成电路设计概念。学生分成5-8人一组，通过小组的方式加强了学生的相互合作能力，让学生更有责任感和成就感。学生应用相关的EDA软件来完成项目的设计，能够掌握硬件描述语言、综合应用等数字集成电路设计工具。

（2）通过PDCA戴明环的方式改善了集成电路设计的产品可用度不高的问题。在集成电路设计过程中，通过跟踪课内外学生设计中反应的问题，对项目难易度的进行调整，提高学生计划、分析、协作等多方面的能力。结合新的技术或者领域，对项目进行适当的调整。通过PDCA戴明环的方式来持续改进教学内容和方法，使其满足社会对数字集成电路设计人才的需求。PDCA戴明环如图2所示。

（3）开展校企合作的方式，进一步提高教学质量和学生的综合素质，促进企业和学校的共同发展。这种方式实现了学校与企业的优势互补，资源共享，培养出更加适合社会所需要的集成电路设计人才，也能够让学校和企业形成无缝对接。

三、小结

随着大规模集成电路设计的发展，更多的设计工具和设计方法出现，因此，使用最新的设计工具，合理设置《数字集成电路设计原理》的教学内容，可以提高学生的设计能力和培养学生的创新能力。通过对《数字集成电路设计原理》课程教学的探索，改变了以教师为中心的传统采理论课教学方式，充分发挥了学生的能动性和协作能力，使学生理论与实践都能够满足集成电路设计人才的要求。

参考文献：

[1]殷树娟，齐巨杰. 集成电路设计的本科教学现状及探索[J].中国电力教育，2012，（4）：64-65.

[2]王铭斐，王民，杨放.集成电路设计类EDA技术教学改革的探讨[J].电脑知识与技术， 2012，8（9）：4671-4672.

电子电路设计教程范文第2篇

关键词：高职 电子设计 电子线路CAD技术 应用

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2011)12-0186-01

对于高职学生而言，要学习的不仅仅是专业知识，动手能力是在学好专业知识的基础上更高的一个层次，也是他们必须拥有的一种能力。在高职院校中，电子信息工程技术专业的学生经常会遇到电子设计等问题，因此，在进行电子设计的时候需要用到的很多专业知识他们是必须掌握的。而电子线路CAD技术在电路板的制作方面的应用就必不可少了。下面我们将对电子线路CAD技术在电子设计中的应用进行研究与探索，说明电子线路CAD技术与电子设计的关系以及在电子设计中发挥的作用。

1、电子线路CAD技术与电子设计的关系

随着电子技术的广泛发展以及新型元器件和集成电路的广泛应用，电路在设计方面也越来越复杂与集成化，因此，对电路的要求也越来越精密。而为了达到电路在复杂与集成化方面的要求，在制作电路的时候单靠手工的操作已经不能完成设计的目的了。所以，就产生了现在我们所用到的电子线路CAD技术。我们在电子设计过程中利用它就能达到电路所要求的精密度。

2、电子线路CAD技术在电子设计中的应用

电子线路CAD技术是使用当前被广泛应用的计算机辅助绘图和设计软件，然后结合学过的专业知识进行设计，以加快设计进程、缩短设计周期、提高设计质量等。电子线路CAD技术在电子设计中的应用主要是一下几个方面：

2.1 绘制电路图

在进行电子设计的过程中，要实现电路的功能最重要的就是编程，但是只有编程并不能完善整个设计，还需要有一个完善的电路来承载这个程序，让它实现它本该实现的功能。在电子设计中，我们一般运用的软件是PROTEL,绘制电路原理图的时候就会用到PROTEL的原理图输入功能。该绘图软件在电路原理图输入方面有着非常丰富的电子器件库，能够为我们电子设计的绘图提供所需的各种电子器件。利用该软件进行电子设计确保了电路原理图的精密度，并且绘制过程也更为方便。比如：我们在画好一个元器件后，觉得它应该放在其他的位置，则只要将它拖动到我们想要放置的位置即可。

2.2 计算机仿真

电子线路CAD技术在电子设计的应用过程中还具备运用其仿真的功能，检查电路的功能是否达到了我们所预期的功能，并且能够对一些数据进行仿真，可进一步对电路进行分析。对于PROTEL软件而言，在它的MULTISIM中有很多种仿真功能，这些仿真功能可以进行直流工作电的分析、瞬态分析、温度扫描分析、参数扫描分析、灵敏度分析、零极点分析、傅里叶变换分析、噪声和失真度分析、最坏情况分析以及蒙特卡罗分析等。在进行仿真的时候，我们首先要进行一个功能仿真，大致了解一下该电路的功能是否达到了预期的功能，然后进行数据仿真，对该电路进行具体的分析，并改正错误的地方。在进行仿真过后，分析结果一般都是以数值或波形的方式显示出来。

2.3 PCB板的设计

PCB板是PROTEL软件将电路原理图进行布线后的一种电路板。在进行PCB板的设计之前，首先要将电路原理图导入，而导入的电路原理图必须是通过仿真的，而且电路原理图中各元器件的电器特性必须与PCB板相同元器件的电器特性相同。最后，设计者就可以利用PCB板自动布线以及手动布线的功能对其进行布线。采用该软件对电路图进行布线，设计者可以先采用自动布线功能对电路进行大致的布线，然后用手动布线功能对其进行美化。这样的过程能够让电路的布线更加美观。

2.4 三维视图

在将PCB板设计好之后，在这样的绘图软件上都有三维视图的菜单，只要点击三维视图的菜单就可以观看设计电路板的三维视图。

3、让学生更好地掌握电子线路CAD技术

如上所述，掌握了电子线路CAD技术对于学生而言，可以更好地进行电子线路方面的设计工作。但在学习这一项技术的过程中，我们往往会发现学生心有余而力不足。部分教材多以PROTEL软件为蓝本，介绍软件的功能、菜单等，辅以一些应用的例子。学生学习后多呈现一种临时性的记忆，即在课程中会用，考核结束后在不长的时间后就不再掌握的现象。

解决这一问题的方法以，通过实践我们认为采用类似德国职业教育所推行的以行动为导向的项目教学法为好。其基本的思路是：

(1)先整体后具体：在学习CAD技术时，先期进行总体介绍，让学生有全局的认识，打消畏难的情绪；而后开始进入各项目的的学习实践。

(2)先低频后高频：总体而言学生进入学习后应从简而繁，低频的一些电子产品其电路较之高频的简单，学习应从其中入手。

(3)先规范后异型：突出异型电路板的设计制做，其目的是让学生今后在实际工作中具有变通的能力，在CAD技术中也手工调整电路布局的精华所在。

(4)先单层后多层，先分立后贴片。此处不再缀言。

最后一点是，对于各个CAD制作的电路，不应仅停留于电脑的设计，在教学的过程中应让学生的设计成为成品。这样可使学习更为直观，并更有成就感，随之的效果是学生对学习到的技术弥久常新。当然，这种做法也会使教学的成本大幅上扬，但从人才培养的角度看，这样的投入是值得的。

4、结语

在电子设计中运用电子线路CAD技术，不仅解决了电子设计中电路原理图绘制以及功能分析和布线方面的苦难。同时，让学生通过在自主地进行一些电子设计，并在的过程中运用该技术，适于锻炼他们使用电子线路CAD技术的实际能力并有助于其真正了解和掌握这一技术。

参考文献

[1]朱洁.电子线路CAD技术在高职电子信息工程专业毕业设计中的应用[J].中国现代教育装备,2010,(15):55～57.

电子电路设计教程范文第3篇

关键词：Protel DXP 教学探讨 教学方法

中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）06（a）-0139-01

《电子线路板设计与制作》课程是高职院校电子类、自动化类等专业的一门专业基础课。对本课程的教授，我们选用protel 99这款软件的应用来讲述，最终实现对电子线路板的设计与制作。protel 99这款软件是一款将所有设计工具集成于一身，实现从电路原理图到最终印制电路板设计的全过程的应用型软件，是目前最为流行、应用最为广泛的电路设计制版软件。因此，对本课程的实现我们选用这款软件作为载体进行教授。

这门课程是一门实际操作非常强的课程。根据课程教学内容并要考虑到我院学生的特点，结合以往教学的教学经验，如何提高课堂学习效率，让学生能熟练、高效的掌握Protel 99软件的应用，并能为将来就业奠定基础，是教育教学改革需要探讨的问题。

根据以往经验我们总结出本课程在教学中存在的问题如下：

（1）教材选用不合适，内容零散，缺乏项目实例。

（2）教学中使用方法和手段太单一，学生兴趣不高，教学效率低。

（3）教师自身实际操作经验不足，直接影响课程实践教学。

（4）没有明确课程的教学目标和教学内容，不能很好的结合当地产业需求。

如何才能采取一种更贴近学生实际的职业教育教学方式，使教学技能满足学生掌握基础的理论知识和专业知识，又能掌握进入社会后所需的基本技能，同时还要结合本院学生的特点量身定做计划，成为目前面临的教学问题。因此，我们对以上问题进行分析和总结，对教学必须进行改革。

（1）《电子线路板设计与制作》教材一直以来有很多版本，但都缺乏典型项目实例的详解和分析。或者实例不够合适，内容零散，学生学了前面忘了后面。因此，在课程教学过程中，要选择典型实例，且实例选择设计应遵循由易到难、由简单到复杂的过程；要注重实际应用性，结合所学知识，让学生掌握Protel 99的基本功能以及操作方法和技巧，从而达到学以致用的目的。

因此，在对教材的选择上，我们综合考虑以上问题，最终选用电子工业出版社出版的，由孟祥忠主编的《电子线路制图与制版― Protel 99》这本教材。本教材区别于其他教材的最大特点是它对该课程的教学内容进行了调整、优化，完全采用项目的教学方法，并且引入典型的企业项目为实例进行详细的分析，打破了传统的以内容为章节导向的方式，从而改善理论知识和实践的完整性和系统性。这门课本从一开始就采用完整的案例去进行讲述，在每个章节学完后，学生都能完整的了解的整个电子线路板的设计过程，而不是零散的知识点的堆积。除了情境一讲解软件的基本操作外，情境二为三音电子门铃设计，情境三为基于单片机的电子琴设计，情境4为串行接口电路设计等案例，将所有知识点逐步放在不同案例中。案例由简单开始，每个章节逐步深入，加大难度，从实际教学效果来看，这样的教学思维能更好的调动学生的兴趣，教学效果明显提高了。

（2）虽然对于职业教育，我们不停地在改变教学方法，但传统的教学手段仍然以教师教授法为主，不利于调动学生的兴趣和积极性，更不利于学生提出问题、分析问题、解决问题能力的培养。虽然现在教学引入了多媒体课件，但传统的教学模式导致大多数教师仅仅依赖于“读”课件，导致教师对知识点讲解不透彻，更不用说去深入了解学生的学习情况，学生也没有足够的想象空间。

然而，对于《电子线路板设计与制作》这门课程而言，需要更多是实践，是让学生直接的在机房去练习，空有的理论是没有实际意义的。因此，我们通过多年的实际经验总结，将这门课程完全放在机房去讲授，做到以学生的“学”为主，教师的“讲”为辅，采用项目式的教学方法，使学生的主动参与性增强了，现场实践操作能力也得到了锻炼。采用讲解和练习相结合，做到对实例的示范性讲述完后，马上让学生进行类似操作直到掌握这个知识点为止。同时，教师要善于利用各种方式，让学生愿意听，调动学生的积极性，激发学生的学习兴趣。例如，在制作多媒体PPT课件时，不仅内容要丰富，而且应该更加直观、形象、生动地展示出课程实践性的相关信息，引起学生的注意力，激发学生学习的主动性。当然，课程结束后，对学生的掌握情况要及时了解，多和学生进行沟通交流，不仅仅是单纯的解决一个具体的问题，而是要引导他们去解决学习中遇到的各种困难和问题，培养学生的问题解决能力。

（3）由于《电子线路板设计与制作》不仅仅是理论知识的学习，更重要的是实际的操作，是一门实践性很强的课程，这就要求教师不但具备扎实的理论基础，还要有实际经验和工程实践的能力。如果老师单纯按照教材的安排，进行软件的讲述和简单应用，那么，学生很难在有限的时间内熟练掌握电路板的实际制作过程。

因此，对于这门操作性很强的课程而言，教师需要掌握大量的实际经验，最好能有和企业直接合作的经验，做到理论联系实际，才能提高自己的专业素质，才有可能充实课堂教学的内容，从而提高教学质量。

（4）我们是高职院校，自然，教学目标和本科院校有所不同。我们要非常清楚职业院校的教学目标和教学内容，才有可能做到有的放矢。高职院校教育主要培养的是技术应用型人才，在教学实践环节中，要以应用、就业为导向，要不断提升学生的动手能力、基本技能和理论知识水平，这也是提高高职院校学生职业技能的重要手段。

对于《电子线路板设计与制作》这门课程来说，更要注重对实际动手能力的培养，让学生通过对Protel 99这款软件的学习，掌握对原理图的绘制和对印刷电路板的整个制作流程。教学结束后，学生要能独立的实现电路原理图和印制电路板的设计，为以后的学习和工作奠定基础。同时，本院处在一个电子产业非常发达的地方，那么对于这方面的人才也是非常急需的，所以，我们应该以就业为导向，使培养出来的学生只要掌握一门技能，就能很好的就业。

《电子线路板设计与制作》是一门操作性很强的课程，我们通过长时间的经验积累，发现问题，解决问题，通过不断的调整、改善教学方法，让学生对这门课程的学习更有兴趣，使得学生能真正的提高自己的知识和技能。

参考文献

[1] 陈峦，马小洁，姜波.基于工程项目开发实践的专业课程教学改革[J].教育研究，2009（1）：132-133.

[2] 曹红英.《Protel DXP》课程项目教学法探索[J].开封大学学报，2011（1）：79-80.

电子电路设计教程范文第4篇

本课题来源于试验室建设，研究对象为信号的调制与解调的matlab仿真。

2、研究的目的和意义

2.1、目的

我选择了《信号的调制与解调的MATLAB仿真》这个课题作为毕业设计其主要目的是通过此次课程设计进一步学习和巩固通信原理及其相关知识，并学会利用所学的知识能，在设计过程中能综合运用所学知识内容，进一步熟悉和掌握MATLAB的使用方法;对信号的调制与解调原理及其实现有较深的了解;为即将进入社会参加工作打下坚实的基础;掌握收集资料、消化资料和综合资料的能力等等。

2.2、意义

从事电子通信业而不能熟练操作使用MATLAB电子线路设计软件，在工作和学习中将是寸步难行的。在数学、电子、金融等行业，使用MATLAB等计算机软件对产品进行设计、仿真在很早以前就已经成为了一种趋势，〖您正浏览的文章由实习报告网整理〗这类软件的问世也极大地提高了设计人员在通信、电子等行业的产品设计质量与效率。众所周知，实际过程中信号传输都要经过调制与解调这一过程，由于消息传过来的原始信号即调制信号具有频谱较低的频谱分量，这种信号在许多信道中不宜传输。因而，在通信系统的发送端通常需要有调制过程，反之在接收端则需要有解调过程。

3、国内外的研究现状和发展趋势

3.1、研究现状

MATLAB是由MATHWORKS公司于1984年推出的一种面向科学与工程的计算软件，通过MATLAB和相关工具箱，工程师、科研人员、数学家和教育工作者可以在统一的平台下完成相应的科学计算工作。

MATLAB本身包含了600余个用于数学计算、统计和工程处理的函数，这样，就可以迅速完成科学计算任务而不必进行额外的开发。业内领先的工具箱算法极大的扩展了MATLAB的应用领域，所以MATLAB自推出以来就受到广泛的关注，信号处理工具箱就是其中之一，在信号处理工具箱中，MATLAB提供了滤波器分析、滤波器实现、FIR滤波器实现、IIR数字滤波器设计、IIR数字滤波器阶次估计等方面的函数命令。

3.2、发展趋势

由于我们所面对的工程问题越来越复杂，过去所依赖分析的技术已逐渐不敷使用。利用电脑来分析及解决工程问题已是当今工程师的必要工具。使用MATLAB软件进行科学计算，能够极大加快科研人员进行研究开发的进度，减少在编写程序和开发算法方面所消耗的时间和有限的经费，从而获得最大的效能。

4、研究的主要内容及设计成果的应用价值

4.1、研究的主要内容

1、信号调制与解调的原理

众所周知，实际过程中信号传输都要经过调制与解调这一过程，由于消息传过来的原始信号即调制信号具有频谱较低的频谱分量，这种信号在许多信道中不宜传输。因而，在通信系统的发送端通常需要有调制过程，反之在接收端则需要有解调过程。但是在计算机中的模拟和实现都是采用数字化的方法的，如果将采样的频率放的高一些，数字的所造成的失真就不容易察觉了，采用计算机对信号进行处理的话，非常的方便，这也是数字代替模拟的的原因之一。

2、信号调制与解调的基本方式

在信号调制中常以一个高频正弦信号作为载波信号。一个正弦信号有幅值、频率、相位三个参数，可以对这三个参数进行调制，分别称为调幅、调频和调相。也可以用脉冲信号作载波信号。可以对脉冲信号的不同特征参数作调制，最常用的是对脉冲的宽度进行调制，称为脉冲调宽。数字信号调制的三种基本方式，有振幅键控(ASK)、频率键控(FSK)和相位键控(PSK)。

在信号的解调中首先已调信号中检出调制信号的过程称为解调或检波。幅值调制就是让已调信号的幅值随调制信号的值变化，因此调幅信号的包络线形状与调制信号一致。只要能检出调幅信号的包络线即能实现解调。这种方法称为包络检波。检波后的信号，再经低通滤波，滤除高频信号，即可获得所需调制信号，实现解调。

3、信号调制与解调的MATLAB教本程序编制

利用MATLAB本身包含了600余个用于数学计算、统计和工程处理的函数，就可以迅速完成科学计算任务而不必进行额外的开发，而且信号与系统，通信系统工具包可以很容易的使用MATLAB开发语言——M语言快速的实现信号调制与解调这一过程的仿真。

4、整个系统的实现过程

首先利用MATLAB编制教本文件，对信号调用相应的函数进行各种调制，产生各类已调波及对其进行解调，同时进行频谱分析，然后利用SIMULINK工具箱对其进行解调仿真，通过改变参数并观测结果为系统的设计和改进提供了良好的依据。

4.2、信号的调制与解调的MATLAB仿真的应用价值

调制与解调是信号处理应用的重要问题之一，而系统的仿真和设计是设计过程中的重要步骤和必要保证。利用MATLAB可以很方便的进行通信系统的分析和仿真，尤其对于我们电子信息专业的教学与设计非常有利，另一方面还可以为开设《高频电子基础》和《信号与系统》等课程提供模拟信号的调制与解调的计算机虚拟试验。

5、工作的主要阶段、进度

(1)、2007年秋季学期第11周前

接受毕业设计任务书，学习毕业设计(论文)要求及有关规定。

(2)、2007年秋季学期第12~20周

阅读指定的参考资料及文献(包括10万个印刷符号外文资料)，基本完成开题报告、外文翻译等任务。

(3)、2007年春季学期第1周〖您正浏览的文章由实习报告网整理〗

进一步修订完善开题报告、外文翻译，使其在内容及格式上符合毕业设计(论文)规范要求。

(4)、2008年春季学期第82周到第6周

完成各单元电路设计，protel辅助分析。

(5)、第6周至第12周

完成电路制作，调试。

(6)、第13周

完成毕业设计，全部成果交指导老师批阅。

(7)、第14周

毕业答辩

6、最终目标及完成时间

完成硬件设计，提供protel电路原理图及pcb印制版图，最终达到硬件软件能准确无误的应用的目标。

完成时间：第15周

7、现有条件

现有protel软件及制作硬件的必要设备，可以完成本课题的研究与设计。

参考文献

1.谢自美等电子电路设计、实验、测试。武汉：华中科技大学出版社。2000年7月。二版

2.全国大学生电子设计竞赛组委会。第五届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编2001.北京：北京理工大学出版社。2003年1月。一版

3.孙继平等900MHZDDS|PLL在矿井无线通信系统中的应用煤炭科学技术2001年10期

4.张肃文等高频电子线路。北京：高等教育出版社。1993年4月。三版

5.王正谋PROTEL电路设计实用教程。北京：电子工业出版社。2003年6月。一版

6.郭勇等PROTEL99SE印刷电路板设计教程。北京：机械工业出版社。2004年6月。一版

7.许自图电子电路彷真平台与教程。武汉：华中科技大学出版社。2003年1月。一版

电子电路设计教程范文第5篇

【关键词】教学；汽车电路；重要问题；思路

0 引言

汽车电路计算机辅助设计（Computer Aided Design，，CAD）是汽车电子控制方向的本科生需要学习的一门重要专业基础课，是学生为社会服务和继续学习深造应掌握的重要技能。课程应用较多的软件是Protel99 se（简称99se）[1]或Protel DXP（简称DXP）[2]。学习内容的先后顺序依次是电路原理图、电路原理图库元件、印刷电路板（Printed Circuit Board，PCB）和PCB库元件设计[1-3]。电子电路CAD是电子电气和计算机等专业重要课程，对于交通运输或车辆工程等非电专业学生的学习具有一定难度，而且还需将电子电路CAD与汽车电路相结合，为了使学生能够理清思路和加深理解，应用Protel99 se软件，按照内容的先后顺序，在教材内容的基础上，根据授课过程中学生的疑惑来着重分析几个重要问题，使教学达到更好的效果。

1 电路原理图的两种作用

大部分应用99se和DXP软件来进行电子电路设计的教材中，电路原理图设计均需实现电路的正确电气连接，元件必须从库中选择放置，元件属性需设置其正确的PCB元件（称为封装），便于生成完整正确的网络表，在设计PCB时将网络表的电气连接关系和封装元件导入到PCB，为自动布线或手工布线服务。

在汽车电路设计中，局部控制功能的电路均需要设计一块PCB，例如，动力系统、车身或某一个CAN节点等。对于整车电路的原理图，不可能也不需要去设计电路板，所以只需使电路阅读者能正确理解电路的连接关系，而不必要真正的电气连接；在布线时可使用导线（wire）也可使用直线（line）；元件封装并不在原理图中显示也不起作用，则元件属性中可以不考虑封装设置；而且有些元件在99se软件自带原理图库中不具备时，可以用绘图工具绘制示意图，这些均可使其达到目的且O计方便快捷。

汽车电路原理图设计有需要设计其PCB和不需要设计其PCB的两个作用，两者要求和特点有很大不同，理解了这个问题，设计者可根据需要设计不同性能的原理图，同时也加深了对整个课程的理解。

2 电气连接特性

电路原理图中有很多对象，分为有电气连接特性和无电气连接特性两类。对于具有电气连接特性的对象，其真正起电气连接作用的又有所不同。从库中放置的元件，电气连接是引脚和属性中的封装；电源、接地、电路端口和方块电路图端口等对象的电气连接是网络标号，其式样仅仅是形式而无电气连接特性；总线和总线分支虽在布线工具栏中，但必须和网络标号同时使用，因其不具备电气连接特性而依靠网络标号起实际电气连接作用，其仅仅是指引电路阅读者识别不同位置元件的引脚网络标号；导线上节点表明交叉于节点的导线具有电气连接。

只有理解了原理图对象的电气连接特性，才能掌握网络是电气连接的实质，从而设计出正确电气连接的原理图，才能使网络表作为原理图和PCB的桥梁而设计出对应于原理图的PCB。

3 原理图复合元件

原理图中复合元件是指在同一个原理图元件中包含有两个或两个以上的相同或不同子元件，形式上分为各个子元件独立形式和整体式两种，要强调的是其实质都表示同一个复合元件，但二者也有一定的区别。例如由八个子电阻组成的复合排阻元件，图1为各子元件独立形式，图2为整体式，二者形式不同，但均为同一个排阻元件。图1中的各子电阻，引脚与图2完全相同，均对应于PCB元件的同一个封装DIP-16。图1中，各子电阻的设计序号中均包含RP1，表示为同一排阻元件，A～H分别表示同一排阻中的八个子电阻。采用独立形式的好处是，当电路原理图中没有用完八个电阻时，就不必全部放置八个子电阻，节省空间。但由于排阻是一个元件，各子电阻都在同一个封装内，只要使用了其中的一个或几个子电阻，在对应的PCB中都会放置完整的封装DIP-16，只是没用到的子电阻引脚悬空。

理解了复合元件的原理和两种形式的关系，在原理图设计时才能对元件进行合理选择、正确放置和设置属性；在后续的原理图库元件设计时，才能深入理解和掌握其设计原理、方法、文件管理器使用以及新建元件菜单New Component和新建子件菜单New Part的区别。

4 原理图元件和其封装的对应关系

为PCB设计服务是电路原理图的作用之一，网络表是二者联系的桥梁，要生成正确的网络表，原理图设计时要在每个元件的属性中设置其正确的封装。原理图设计中的布线是对元件引脚实现连接，设置了元件封装，实质上就是添加了该原理图元件的PCB元件，同时也就给出了该元件在PCB中的连接关系，这由原理图元件及其封装的对应关系所决定。

以NPN型三极管为例，如图3，左边为原理图元件，在原理图设计中设置其设计序号为Q1、设计属性为NPN及封装为TO-52，则其在PCB中加载的对应封装TO-52如图3右边图形所示。从图3可知，原理图和PCB元件均包含外形、引脚和属性，起电气连接作用的均为引脚，二者引脚的数目和编号需一一对应；原理图元件外形仅是原理符号图，封装外形是元件在电路板上的正投影，封装引脚位置和外形反映了元件实际安装尺寸。原理图的网络表导入到PCB中，将导入PCB元件（封装）及其连接关系，封装包含了元件的设计序号Q1、设计属性NPN、封装外形、引脚数目及其编号以及相对位置等信息。

对原理图元件及其封装对应关系的理解，将有助于原理图元件属性的正确设置，网络表加载的错误检查和修改，也为后续的PCB库元件设计打下良好的基础，使课程大纲中的原理图、原理图库元件、PCB和PCB库元件设计等四部分内容融为一个整体，将各部分发散的内容进行了提炼。

5 PCB层和对象的关系

对层概念的理解是PCB设计的核心内容之一，PCB中各种对象均与层有着密切的关系。PCB中最基本的对象包含物理边界、电气边界、封装、焊盘、过孔、导线以及各种标注性的解释说明等，只有深入理解了各种对象和层之间的关系，才能合理放置和设置各种对象，设计出满足需要的PCB。

封装总体上分为表面粘贴式和穿透式两种，在总体上看和根据安装焊接的需要，两者均只能在顶层或底层。局部上，粘贴式封装的焊盘（即元件的引脚）只能相应地在顶层或底层，穿透式封装的焊盘在综合层。除焊盘外，封装还包含了设计序号、设计属性和外形，其分别相应地在顶层丝印层或底层丝印层。对于非封装的独立焊盘，可以根据需要设置其所在层，比如作安装孔使用时要设置在综合层，作导线连接作用时可设置在顶层、底层或综合层。过孔与层的关系类似于独立焊盘。

物理边界要选择机械层绘制一个封闭区域，作为PCB的外形和尺寸。电气边界要选择禁止布线层，绘制一个小于或等于物理边界的封闭区域，作为放置元件和布线的范围。物理边界和电气边界的设计是PCB规划的重要内容，将关乎到网络表加载的成败。自动布线或手工布线中均使用导线连接各种焊盘或过孔，可根据实际连接的需要放在顶层或底层。

各种标注性的解释说明ο螅由各自不同特点和需要分别放在不同层。尺寸标注和标题栏一般都不在实际电路板中显示，通常放在机械层。其它的如果需要在电路板中显示的标注对象，可根据需要放在顶层丝印层、底层丝印层、顶层或底层，但若放在顶层或底层将是具有电气特性的铜膜，要确保其不影响原始电路布线。例如电路板布线完成后，在某一空白处放置工作单位信息，若选在顶层丝印层或底层丝印层，将是油漆的形式打印在电路板上，字迹容易磨损；若放在顶层或底层，将是铜字，字迹不易磨损。

6 结束语

在教材内容基础上，根据学生的疑惑，分析了《汽车电路CAD》课程的几个重要问题，理清思路并将相关知识点相互贯穿，加强学习和教学效果。除了分析的几个问题，课程教学中还会遇到其它一些问题，有待于以后工作中进一步讨论和总结。

【参考文献】

[1]及力.Protel 99 SE原理图与PCB设计教程[M].北京：电子工业出版社，2011.