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电路原理图范文1
关键词：电压突变量 电流突变量 高压直流输电线路
现今我国逐步提高对高压直流输电线路保护工作的重视度，由于高压直流输电线路较长，工程量巨大，且需要跨越不同的地形条件，所以很容易在某一环节中出现问题，所产生的故障率会极大提高，为此，高压直流输电线路的保护工作尤为重要，这也是确保工程顺利实施的关键因素，通过本文对基于高压和电流突变量的高压直流输电线路保护原理的研究和分析，从而有效提高其保护的效率和水平，为进一步提高我国高压直流输电线路的使用效果奠定基础。
一、基于电压突变量和电流突变量的故障识别系统
（一）基于电压突变量的故障识别系统
当今我国高压直流输电线路普遍采用的是双极输电线路，为此，必须对其进行针对性地研究和分析，进一步提高双极输电线路的安全性能。双极直流输电线路主要通过三部分构成：整流站、逆变站以及输电线路。在实际操作过程中，一旦线路发生了故障，那么就会在不同线路之间产生不可避免的电磁耦合效果。也就是当线路在实施过程中会产生电流和电压，而所出现的这种情况也是当今我国为深化高压直流线路保护的研究工作所开拓的另一个新方向。如果双极输电线路出现问题，在一定程度上可通过记录电压突变量的具体情况来与比较正常稳定状态下电压变化起伏情况进行比较，从而判断引起故障的原因。
根据仿真试验的结果显示，处于正常稳定状态下的线路系统，在其两端所呈现的电压突变量要比故障产生后呈现的电压突变量小，特别是当两极直流线路具备一致的结构形态，一旦引发故障的具置不是这条直流线路，那么这两极线路相同一侧的保护测量位置所测出的电压突变量就不会产生太大的变化。
（二）基于电流突变量的故障识别系统
根据实验结果显示，如果直流线路出现问题，电流的变化情况会与正常状态下的电流变化情况产生较大的差异，二者之间存在明显的不同。根据叠加原理分析，处于正常状态下的直流线路，其电流变化情况会与产生故障的电源单独作用下的系统通过叠加的形式用以代替产生故障时的输电线路系统。
一旦直流线路内部出现了问题，那么就可以利用正常状态下的直流线路和已经产生问题的直流线路，将二者进行有效叠加，也就是让正常运行的网络系统进一步增加负电源，以便显示出电压下降的实际情况。另外，在问题电源的作用下，线路中存在的整流侧和逆变侧的电流突变量会同属于一个流向的线路。如果直流线路在内部出现问题，整流侧和逆变侧也会随着它的变化而产生同时增加的效果，也就是会促使整流侧和逆变侧的电流引起正向的突变问题，相反如果直流线路外部出现了问题，其中存在的整流侧和逆变侧就会由此产生负向的突变。
综合上面所说，根据电流突变量的具体情况可准确分析直流线路的故障问题，以电流突变的具体方向可判断直流线路产生故障的具置，辨别是内部故障，还是外部存在的故障。为进一步提高突变电力特征形式的作用效果，可以在时域中通过电流突变量在某一时刻的利用情况以提取其中的突变形态，并将所得到的电流突变量与所设定的阈值进行相互之间的比较，从而进一步了解产生电流突变的具体方向。
（三）直流线路中交流系统存在的故障问题
如果直流线路中的交流系统出现了问题，那么换流器上的电压会发生一定成度的改变，并且对直流线路的输电系统也会产生一定的干扰影响。整流侧内的交流母线发生故障，电压会随之有所下降，且这种问题会对整个运行系统造成极大的伤害，甚至影响整个工程的正常运转，提高了工程的危险程度，对人们的人身安全产生了极大的威胁。如果直流输电线路发生了这种情况，就可以将其与换流站抗器外侧产生的故障问题进行类比，可以说交流母线所引发故障问题的相关思考与电抗器外侧所产生的问题是一致的。
二、基于电压和电流突变量的高压直流输电线路保护原理及其仿真实验分析
（一）基于电压和电流突变量的高压直流输电线路的保护依据及其采取措施
根据上述得到的内容信息，可以说明如果正极线路的内部出现问题，那么这一极的整流侧的保护测量位置就会与电压突变量和电流突变量发生反方向的变化，而这一极的逆变侧的保护测量位置就会与电压突变量和电流突变量发生方向一致的变化。根据仿真实验及其相关公式原理来说，如果线路负极内部出现故障，整流侧保护测量的位置会导致电压和电流的变化，且电压和电流二者之间存在一致性，逆变侧保护测量的位置就会与电流变化情况和电压变化情况存在不一致的现象。不同区域内出现故障，其内部的电压和电流在一定程度上也会发生变化，这种保护原理主要适合在直流输电系统不同运行形态中使用，也就是说只要考虑电压突变量和电流突变量的具体方向就可以对高压直流输电线路内部进行判定。
高压直流输电线路的能量来源主要通过整流侧来汲取，所以应对故障问题判定这一情况，电流的关闭工作及其线路重新整理工作都是通过在整流侧内部加以实现的。每当逆变侧的电流变小之后，就可以基本判定问题出现逆变侧的背后，从而肯定了这属于区外引发的故障问题，那么这种情况一旦出现，是不需要对端口传输故障信息资料的。只有每当逆变侧保护装置系统产生的故障处在逆变侧前面位置的时候，才可以向整流侧提生故障的具体方向。
（二）基于电压和电流突变量的高压直流输电线路保护原理的仿真实验分析
仿真实验是准确分析结果是否具备正确性价值的关键，当今我国很多领域都以仿真实验为前提条件，用以验证判断是否正确。基于电压和电流突变量的高压输电线路保护原理，其仿真实验结果说明，通过对两极的线路进行测量，就可以进一步得出电压突变量的幅值比和阈值比，从而判断出产生故障的极。一旦发生故障的极被分析出来，就会对高压直流输电线路区内和区外的具体情况进行判断。这一环节的具体操作主要是通过电流突变量的WMM极性来完成的。通过对电压突变量和电流突变量的研究，让二者的具体方向与事故诊断情况结合在一起，从而提高高压直流输电线路的保护效率。
结语
综上所述，高压直流输电线路是我国用以输电工程的重要形式，对我国输电项目的正常进展具有一定的促进作用。本文说明通过电压突变量和电流突变量可进一步确定高压直流输电线路的保护情况，从而准确判断故障的具置，加快解决问题的效率和质量，促进我国输电工程的良好发展，为人们提供更为便捷的生活环境。
参考文献
[1]邢鲁华，陈青，高湛军.基于电压和电流突变量方向的高压直流输电线路保护原理[J].电力系统自动化，2013，06：107-113.
[2]邢鲁华，陈青，付兆远，高湛军，于春光.基于电压和电流突变量的高压直流输电线路保护原理[J].电力系统自动化，2012，09：61-66.
电路原理图范文2
关键词：板级设计；EDA工具；硬件连接检查；Perl语言
中图分类号： TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)33-1496-02
Discussion of Hardware Connectivity validation method in Board Level Design
JIANG Yuan-jun, WU Xiu-long
(School of Electronic Science and Technology, Anhui University, Hefei 230039,China)
Abstract: Based on the developing trend of board design's high-speed and complication, it is no surprise that how to shorten the time-to-market of products is an import metric for every design company. After fixing on the architecture of system and finishing the design entry, engineers can use EDA tools to do ERC check in order to reduce design errors. But EDA tools are short of the function in hardware connectivity check. In this article, we will discuss the feasibility and superiority of using a new method to go on with the hardware connectivity check, which is based on Perl (Practical Extraction and Report Language).
Key words:board level design; EDA tool; hardware connectivity validation; Perl
1 引言
目前的电子设计大多数是集成系统级设计，整个项目中既包含硬件整机设计又包含软件开发。这种技术特点向电子工程师提出了新的挑战。
首先，如何在设计早期将系统软硬件功能划分得比较合理，形成有效的功能结构框架，以避免冗余循环过程；
其次，如何在短时间内设计出高性能高可靠的PCB板。因为软件的开发很大程度上依赖硬件的实现，只有保证整机设计一次通过，才会更有效的缩短设计周期。
众所周知，电子技术的发展日新月异，而这种变化的根源，主要因素来自芯片技术的进步，半导体工艺日趋物理极限，超大规模电路成为芯片发展主流[1]。而这种工艺和规模的变化又带来了许多新的电子设计瓶颈，板级设计也受到很大的冲击，最明显的一个变化是芯片封装的种类极大丰富，功能集成度、复杂度明显增高；另外，芯片工作频率提高，使得系统工作频率的提高成为可能。而这些变化必然给板级设计带来许多问题和挑战。首先，由于高密度引脚及引脚尺寸日趋物理极限，导致低的布通率；其次，由于系统时钟频率的提高，引起的时序及信号完整性问题；第三，工程师希望使用功能更完备的EDA工具来完成复杂的高性能的设计[2]。
据此，我们不难看出，板级设计有以下三种趋势：
1) 高速时钟频率及快速边沿的设计成为主流[3]；
2) 产品小型化及高性能必须面对在同一块板上由于混合信号设计技术（即数字、模拟及射频混合设计）所带来的分布效应；
3) 设计难度的提高，导致传统的设计流程及设计方法很难胜任当前的技术。
基于板级设计的发展趋势，目前有许多厂商从事电子设计自动化(EDA)工具的开发工作，如 Cadence, Synopsis, Mentor Graphics等EDA工具供应商。EDA所涉及的领域非常广泛，包括网络、通信、计算机、航天航空等。产品则涉及系统板级设计、系统数字/中频模拟/数模混合/射频仿真设计、系统IC/ASIC/FPGA的设计/仿真/验证，软硬件协同设计等。任何一家EDA供应商均很难提供满足各类用户的不同设计需求的最强的设计流程。
2 板级电路的硬件连接验证方法
2.1 电路原理图设计流程
我们知道原理图设计是电路设计的基础，只有在设计好原理图的基础上才可以进行印刷电路板的设计和电路仿真等。电路原理图设计流程如图1所示。
原理图具体设计步骤如下[4]：
1) 新建原理图文件。在进人 SCH 设计系统之前，首先要构思好原理图，即必须知道所设计的项目需要哪些电路来完成，然后用相应的设计输入工具来画出电路原理图。
图1 电路原理图设计流程图
2) 设置工作环境。根据实际电路的复杂程度来设置图纸的大小。在电路设计的整个过程中，图纸的大小都可以不断地调整，设置合适的图纸大小是完成原理图设计的第一步。
3) 放置元件。从元件库中选取元件，布置到图纸的合适位置，并对元件的名称、封装进行定义和设定，根据元件之间的走线等联系对元件在工作平面上的位置进行调整和修改使得原理图美观而且易懂。
4) 原理图的布线。根据实际电路的需要，利用 SCH 提供的各种工具、指令进行布线，将工作平面上的器件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一幅完整的电路原理图。
5) 建立网络表。完成上面的步骤以后，可以看到一张完整的电路原理图了，但是要完成电路板的设计，就需要生成一个网络表文件。网络表是电路板和电路原理图之间的重要纽带。
6) 原理图的电气检查。当完成原理图布线后，需要设置项目选项来编译当前项目，利用工具提供的错误检查报告修改原理图。
7) 编译和调整。如果原理图已通过电气规范检查，那么原理图的设计就完成了。这是对于一般电路设计而言，尤其是较大的项目，通常需要对电路的多次修改才能够通过电气规范检查。
8) 存盘和报表输出：电路图输入工具一般会提供利用各种报表工具生成的报表（如网络表、元件清单等），同时可以对设计好的原理图和各种报表进行存盘和输出打印，为印刷板电路的设计做好准备。
2.2 硬件连接验证方法的目的和验证范围
在2.1中描述的原理图设计流程中，电气规范检查是完成原理图设计的必要条件[5]。对于一个庞大复杂的系统板级设计来说，由于设计工具在硬件连接性方面的检查功能不完善，或者由于设计人员在设计中的忽视，硬件连接方面的一些错误在通过电气规范检查并报表输出后的板级设计中时有出现。在这里所说的硬件连接方面的错误主要是指：原理图中器件symbol中的芯片引脚名称与该芯片说明书中命名的引脚名称不同；没有连接的引脚；输入/输出脚的冲突；电路设计中是否按照每个芯片说明书中规定的供电电压为该芯片供电；电路设计中是否存在芯片的某一个引脚存在重复的上拉、下拉电阻或者同时存在一个上拉电阻和一个下拉电阻的矛盾情况。其中输入/输出脚的冲突包括两个方面：一是驱动芯片和接收芯片的连接引脚的信号方向是否存在同为输入或者同为输入的相悖情况，二是驱动芯片输出脚的输出高低电平和接收芯片输入脚的高低电平是否存在过驱动或者不足驱动的情况。
为了进一步分析进行硬件连接验证的必要性，以下按照连接性错误的类型逐一阐述：
1) 电路设计中是否存在未连接的节点：进行节点连接验证通常是为了确认器件的引脚是否存在没有正确连接的情况，或者是否存在孤立节点即电路设计中是否存在某器件的一个节点没有连接到其他任何器件的情况。通常情况下，电路设计人员会对电路设计中一些故意悬空的芯片引脚标注上“NC”，这种情况则不属于未连接的节点。在分析中，我们认为未连接的节点既可以是器件的一个引脚未连接，也可以是完全没有连到其他器件；对于电容，电阻和电感这样的器件，我们也需要去确定它们的两个引脚在设计中是否都被使用。
2) 电路设计中的是否存在芯片说明书中明确指出未连接时需要进行特殊处理的输入脚：进行输入脚测试的目的和进行节点测试的目的很相似。电路图中的浮空的输入脚必须被给予特别的关注，因为由于它们处于逻辑“1”和逻辑“0”的不确定性可能会给器件带来不稳定的工作状态，或者引入了电子噪声从而影响该器件的其他功能。
3) 电路设计中的是否存在错接的电源脚或者地脚：进行电源和地脚的连接验证的目的是为了确保电路设计中的每一个器件的电源和地脚都接入到正确的电源网络上。此处的“正确”包含两个方面的含义，其一是指电源脚接到电源节点，且地脚接地；其二是指电源脚所接的电压值处在该芯片说明书要求的工作电压范围之内。此外，输入脚和输出脚是否存在重复的上拉或下拉电阻，以及是否存在冲突的上/下拉电阻这两个问题也必须予以关注。
4) 电路设计中的是否存在相悖的引脚方向：
图2 纠错流程图
我们进行此部分验证所遵循的评价标准如下：
a. 所有接收器件的输入脚都至少被一个驱动器件的输出脚驱动；
b.电路设计中的任意一个特定的节点只允许连接一个输出脚；
c.输出脚不能直接和电源/地脚连接。
5)电路设计中的是否存在数字驱动脚和数字接收脚的DC特性不匹配：我们进行此部分验证是为了检查驱动脚和输出脚的高/低电平是否匹配，防止芯片存在过驱动或者不足驱动的情况出现。
6) 电路设计中的是否存在命名不一致性的情况：我们进行此部分验证的目的是检查电路设计中引脚的功能和节点命名是否存在不一致性。不一致性通常会发生在FPGA和连接性器件上，因为这些器件的引脚功能在电路设计中没有明确提及。同时，差分信号的极性连接正确性也可以在此部分检查。
2.3 硬件连接验证方法的实现
为了完成2.2中列举的板级设计的硬件连接验证，我们需要按照以下三个步骤：
1) 首先比对原理图中所有器件的供电电压、引脚信号方向、数字脚的高低电平等一系列参数是否与对应的芯片说明书的参数一致，如图2所示：
2) 其次检查原理图中所有芯片的连接，特别是没有使用的引脚的特殊处理、Open-Drain的引脚、电源的去耦电容等是否满足其对应的芯片说明书中的特定要求。
3) 最后检查原理图中所有存在连接关系的芯片中互相连接的引脚的输入输出方向是否正确，即不存在两个输入或者输出脚对接的情况；检查设计中存在互相连接的驱动与被驱动关系的芯片之间对接的数字脚的高低电平是否匹配，即不存在过驱动或者不足驱动的情况。
为完成上面提到的硬件连接验证的三个步骤，我们需要精确地比对电路原理图中的器件参数和芯片说明书中的对应参数的数值或者范围是否一致。在日趋复杂的板级设计中要准确无误地完成参数的比对工作，单单凭借设计师的经验或者肉眼观察是很难做到的，这就要求我们必须借助有效的辅助工具进行参数处理，排除电路原理图和芯片说明书参数已经匹配的连接，缩小检查的范围，最终凭借设计经验和芯片说明书的规范来锁定设计中确实存在的硬件连接错误，整个流程如图2所示。
3 结论
本文介绍了一种新的基于Perl语言[4]的数据库处理工具进行系统板级设计中的硬件连接性验证的方法，运用此方法，我们可以在系统设计的早期阶段发现系统内潜在的芯片功能性或者参数匹配方面的错误，将硬件设计的错误降到最低，便于大大提升设计一次成功率，降低设计成本，缩短产品进入市场的周期。
参考文献：
[1] 王卫平.电子工艺基础：第2版.2003年09月.北京：电子工业出版社.
[2] 集成系统PCB板设计的新技术.[2003-11-25].上海泰齐科技网.
[3] 周润景，袁伟亭编著.Cadence 高速电路板设计与仿真（第2版）.2007年09月.北京：电子工业出版社.
[4] 李刚，王艳林，孙江宏等编著.Protel DXP电路设计标准教程.2005年06月.北京：清华大学出版社.
电路原理图范文3
本文按照实际的设计流程顺序，来谈一谈如何使用Protel 99SE软件准确、高效地设计出电路原理图和设计印刷电路板的一些技巧。
电路原理图的设计
在电路原理图的设计过程中主要应注意以下方面：
1.设置图纸
在设计开始之前首先要选择好图纸的大小，否则在打印时，若需将图纸由大号改为小号，而电路原理图不会跟着缩小，就存在部分原理图超出图纸范围打印不出来，从而返工的问题。通常的设计顺序为从左到右，从上到下。
2.放置元件
(1)利用元件库浏览器放置元件，对于元件库内未包括的元件要自己创建。创建的元件其引脚没有必要和实物一致，可将功能相近或相同的引脚放到一起，以方便布线。
(2)自创建元件时，还要注意，一定要在工作区的中央（0，0）处 (即“十”字形的中心) 绘制库元件，否则可能会出现在原理图中放置（place）制作的元件时，鼠标指针总是与要放置的元件相隔很远的现象。
(3) 在画原理图时，有时一不小心，使元件（或导线）掉到了图纸外面，却怎么也清除不了。这是由于Protel在原理图编辑状态下，不能同时用鼠标选中工作面内外的元件。要清除图纸外的元件，可点击 【Edit】/【Select】/【Outside Area】，然后框选整张图纸，再点击【Edit】/【Cut】即可。
元件放置好后，最好及时设置好其属性（Attributes），若找不到其相应的封装形式，也要及时为其创建适当的封装形式。
3.原理图布线
(1)根据设计目标进行布线。布线应该用原理图工具栏上的（Wiring Tools）工具，不要误用了（Drawing Tools）工具。（Wiring Tools）工具包含有电气特性，而（Drawing Tools）工具不具备电气特性，会导致原理图出错。
(2) 利用网络标号（Net Label）。网络标号表示一个电气连接点，具有相同网络标号的电气接线表明是连接在一起的。虽然网络标号主要用于层次式电路或多重式电路中各模块电路之间的连接，但若在同一张普通的原理图中也使用网络标号，则可通过命名相同的网络标号使它们在电气上属于同一网络（即连接在一起），从而不用电气接线就实现了各引脚之间的互连，使原理图简洁明了，不易出错，不但简化了设计，还提高了设计速度。
编辑和调整是保证原理图设计成功很重要的一步。
（1）当电路较复杂、或是元器件的数目较多时，用手动编号的方法不仅慢，而且容易出现重号或跳号。重号的错误会在PCB编辑器中载入网络表时表现出来，跳号也会导致管理不便，所以Protel提供了很好的元件自动编号功能，应该好好地利用，即【Tools】/【Annotate...】。
（2）在原理图画好后，许多细节之处可能存在疏漏，所以必须进行其属性（Attributes），特别是封装形式(package)的遗漏检查，否则不能生成有效的网络表。 Protel提供了表格编辑器用来快速检查元件的属性遗漏，即执行菜单命令【Edit】/【Export to spread...】，选择好所需的复选框后，生成电子表格。通过电子表格可直接看出各元件的属性设置情况，并可在表格内直接进行属性的修改，然后用【File】/【Update】更新电路原理图文件即可。
（3）最后还要对电路进行电气法则测试：【Tools】/【ERC】。它可以检测出用户设计过程中的疏漏之处和电气连接错误，如未连接的电源实体、悬空的输入引脚、输出引脚连接在电源上等，但不要把它当成电气功能检查。执行测试后，可以得到各种可能存在的错误报告，并且会在电路原理图中有错误之处打上记号，以便设计者进行修改。
5.把原理图复制到Word中的方法
电路原理图画好后，常常仅需要把原理图复制到Word中去，而不是连同图纸一起。其实只要点击【Tools】/【Preference …】， 选择【Graphical Editing】标签，把【Add Template To Clip】复选框前的“√”去掉，【Ok】确定后，再复制任何原理图时，都不会连同图纸一起过去。
印刷电路板的设计
在印刷电路板的设计过程中主要应注意以下方面：
1. 规划电路板
这里推荐使用“创建向导”创建PCB文件的方法来规划电路板。即通过执行命令【File】/【New…】，在弹出的【New Document】对话框中单击【Wizards】标签，图1所示为规划电路板时的“创建向导”对话框，双击对话框中的向导图标【Print Circuit Board Wizard】进入文件创建向导，可以规划电路板的各种尺寸、轮廓、工作层面、标题栏信息、过孔和布线参数等。只要实践一下就可以体会到，使用向导比用常规的创建方法要有效、快捷得多。在实现电路板的功能和满足可靠性的前提下，电路板的面积可尽量小。
2. 载入网络表与元件
这里采用网络表文件载入的方法来载入网络表与元件。不过，载入网络表文件时常常会出现一些错误，特别当电路比较复杂时。一般出现以下一些问题：
（1）元件遗漏的出错问题。产生元件遗漏的出错可能是印刷板（PCB）编辑器中没有添加所需封装元件的元件库；或是在电路原理图中，元件没有指定封装形式；或是在已有的PCB元件库中，找不到所需的封装。
对于未添加所需元件库的，只需执行【Design】/【Add/Remove Library…】添加即可；对于原理图中未指定其封装形式的，可采用如前所述的在电子表格中修改的方法，或是回到原理图编辑器中进行修改，这两种方法比较保险，不过都需重新生成和载入网络表；对于在PCB元件库中找不到元件封装的情况，只有回到PCB元件库编辑器中，去创建一个用户定制的新元件，然后回到电路原理图中，为遗漏封装的元件添加新建的封装形式。
（2）引脚遗漏的出错问题。之所以产生元件引脚遗漏，是因为原理图元件与指定的封装二者之间的引脚编号存在差异，最典型的例子要属二极管了。其原理图库元件的引脚编号为A、K，而其PCB库元件的引脚编号为1、2，如图2所示。常采用的解决办法是修改原理图库元件或PCB库元件，保证它们相应的引脚或焊盘的编号一致，并重新生成网络表。
3.布局元件
元件布局的方法有自动布局与手工布局两种。如果将二者结合起来使用，将是一个很不错的布局策略。即将一些有着特殊要求的元件先进行手工布局，并执行【Edit】/【Change】命令，把出现的十字形鼠标指针指向所要锁定的元件单击后，在弹出的对话框中选中【Lock】项锁定其位置，然后对剩下的可灵活布局的元件，进行自动布局。这样，既可以充分利用Protel强大的自动布局优势，实现相对高效的元件布局，又可以满足电路中的某些特殊布局要求。自动布局好后，通常还应手动修改。元件布局前，若进行一些必要的预拉线调整，则效果会更好。
4.调整元件的标注
调整元件的标注主要是为了印刷电路板版面的美观和条理性。
5.印刷电路板的布线
（1）电路板的布线通常也是采用自动布线和手工调整相结合的方法。对于交流供电导线、直流电源线和地线等需要事先布置的一些走线，可预先进行手工布置。布好后，要执行菜单命令【Auto Route】/【Setup…】，选中设置项【Lock All Pre-route】，对预布线结果进行“锁定”保护，否则后续自动布线会挑开已预布好的这些线的。然后才能对剩余的可灵活布线部分进行自动布线。而自动布线成功与否的关键所在是自动布线参数设置的正确与否。这些参数主要包括安全间距、导线拐角模式、布线工作层面、布线宽度、拓扑结构和优先级别等等。最后对自动布线后的结果还需再次进行手工调整。
导线间距的大小主要取决于电路信号、击穿电压、绝缘电阻和分布电容等。通常高频信号线的最小间隔应大于8mil；一般电路应大于4mil，而最大间距不限。布线时应避免90度的折线，以减少高频噪声发射。另外电源线和地线要尽量粗，除可减小压降外，更重要的是降低耦合噪声。像数据线、地址线，一般是采用有规律的平行走线方式一起布置。
此外，对于闲置的引脚可以采取接电源或是接地的方法，避免干扰。原则上，每个集成电路芯片都应安置一个0.01mF的陶瓷电容器，即可消除大部分的干扰。
（2）另外，protel中还有两个特殊的布线技巧，即泪滴焊盘和覆铜。
电路原理图范文4
关键词： 电气原理图 识读 控制电路
随着社会的发展，各种电气设备随之增加，电气控制电路越来越复杂，这就给《机床电气控制系统》教学带来了困难。要想掌握各种电气设备的工作原理，就必须熟悉电气原理图的识读方法和步骤。下面以三相异步电动机双重联锁正反转控制电路为例，介绍电气原理图的识读方法。
一、识读电气原理图前，掌握绘制原理图的基本原则
（一）主电路用粗实线绘制，控制电路用细实线绘制，有时为简捷，不刻意用粗、细线条区分。主电路一般画于左侧，控制电路画于右侧，无论是主电路还是控制电路各电气元件一般均按动作顺序由上到下、从左到右依次排列。
（二）线路交叉处应标明是否有电的联系，若电路相连，则应在交叉处画一个实心圆点。
（三）电气原理图各种电气元件不画实际的外形图，必须采用国家统一规定的图形符号和文字符号。
（四）同一电气元件的各个部件可以不画在一起即采用分散表示法，但必须采用同一文字符号标注。如下图1中的交流接触器KM1的线圈、辅助常开触点、辅助常闭触点、主触点均用KM1来表示。对于同类型的电器，在同一电路中的表示可在其文字符号后加注阿拉伯数字序号下角标来区分。如图1中用到了两个交流接触器，分别用KM1、KM2来表示。
（五）原理图中各电气元件的图形符号均按没有通电和没有受到外力作用时的状态画出。如图1中的KM1，其主触点、辅助常开触点、辅助常闭触点均按线圈没有得电，衔铁未吸合时触点所处的状态表示；按钮SB1、SB2、SB3均按没有按下时表示。
二、电气原理图识读的基本步骤
（一）识图前了解生产工艺对控制线路的基本要求，这是阅读和分析的前提，尤其对机、电、气、液控制配合密切的机械，有时单凭电气原理图往往掌握不了动作原理。
（二）识图时的步骤：（1）先看主电路，后看控制电路。看图的原则是自上而下、从左至右的顺序。（2）看主电路：根据电流的流向由电源到被控制的设备（电动机），掌握主电路中有哪些电器，熟悉图中各电器元件的结构、动作原理。（3）看控制电路：自上而下，按动作先后次序一个一个分析，当一个电器动作后，应逐一找出它的主、辅触点分别接通和断开了哪些电路，或为哪些电路的工作做好了准备，搞清它们的动作条件和作用，理清它们的逻辑顺序。（4）弄清电路中的保护环节。
下面以图1为例分析识图的方法和步骤：
1.主电路
主电路是一台三相鼠笼式异步电动机，从上至下，有电源开关QS、熔断器FU1、交流接触器KM1、KM2主触点、热继电器FR控制。
2.控制电路
控制电路共有两个交流接触器KM1、KM2回路，KM1有一个主触点、一个辅助常开触点、一个辅助常闭触点，其主触点用来控制电动机的起、停；辅助常开触点并联于SB2两端，用于当松开SB2时，接触器KM1线圈回路也不会断电，电动机仍能继续运行，实现自锁；辅助常闭触点串联于接触器KM2线圈回路，保证当接触器KM1线圈得电时（KM1主触点闭合），接触器KM2线圈不能得电（KM2主触点不闭合），不会发生相线L1与相线L3之间的短路，实现两个接触器之间的相互制约，即电气互锁。接下来，找出控制电路中的其他低压电器，此电路中还有复合按钮SB2和SB3，判断其动合触点和动断触点各处于什么回路，各起什么作用。有了总体了解后，就可以分析得出其动作原理如下：
首先合上电源开关QS。
正转启动：按下SB2，SB2的动断触点先断开，保证KM2线圈不得电，SB2的动合触点后闭合，KM1的线圈回路得电，共有三个触点：①主触点KM1闭合，电动机正转；②辅助常开触点KM1闭合自锁，保证松开SB2后电动机继续正转；③辅助常闭触点KM1断开互锁，保证电动机正转时，KM2线圈不能得电，即防止KM1和KM2的主触点同时闭合导致短路事故的发生。
反转启动：按下SB3，SB3的动断触点先断开，让KM1线圈失电有了以下动作：①主触点KM1复位（即断开），电动机停止；②辅助常开触点KM1断开；③辅助常闭触点KM1闭合，为KM2线圈的得电做好准备。SB3的动合触点后闭合，KM2线圈回路得电：①主触点KM2闭合，电动机反转；②辅助常开触点KM2闭合自锁，保证松开SB3后电动机继续反转；③辅助常闭触点KM2断开互锁，保证电动机反转时，KM1线圈不能得电，同样防止KM1和KM2的主触点同时闭合导致短路事故的发生。
停止：按下SB1，由于其处在控制电路的干路中，因此线圈KM1和KM2均不可能得电，它们对应的主触点均断开，电机停止。
通过上述分析可知，该电路可以实现电动机的“正-反-停”控制。
3.保护环节
（1）短路保护：FU1保护主电路；FU2保护控制电路。（2）欠压保护与零压保护：由交流接触器KM1、KM2实现。（3）过载保护：由热继电器FR实现。
4.与相近的电路进行比较，分析各自的优缺点
学过《电气控制》的同学都应该了解电气互锁正反转控制电路及按钮联锁正反转控制电路，为了进一步弄清楚双重联锁正反转控制电路的优越性，我们有必要对这三种电路进行比较：①电气互锁正反转控制电路只是取消了图1中复合按钮的动断触点，则当按下SB2，线圈KM1得电，电机正转时其辅助常闭触点KM1断开，若此时按下SB3，线圈KM2不能得电，导致此电路只能实现“正―停―反”控制，操作起来没有双重联锁正反转电路方便。②按钮联锁正反转控制电路取消了图1中交流接触器的辅助常闭触点，当主电路的正转接触器KM1的主触点发生熔焊时，此时若按下SB3，由于SB2松开时其动断触点已经复位，KM2线圈可以得电，造成电源两相短路，如果是双重连锁正反转，由于熔焊时KM1的触点在线圈断电时也不会复位，KM1的动断触点处于断开状态，按下SB3，KM2线圈也不能得电，可防止短路事故的发生。经过以上分析，笔者相信读者对图1应该有了比较完整的认识。
综上所述，电气原理图的识读是一个系统的工作，需要从最简单的控制电路开始，不断深入，抽丝剥茧，把电路中每一个电器元件的结构和作用分析清楚，那么对一个复杂的控制电路就不难掌握。
参考文献：
电路原理图范文5
《电子CAD》课程是高职院校电子电气类专业开设的一门关键的专业课，课。本文精选相关实践教学内容，对《电子CAD》课程的日常教学实现项目实践化且便于教学和学生操作。通过相关项目实践学习，学生应掌握电子CAD的制图规范、protel99se的使用技术、电子线路原理图的标准化绘制技术和电子线路PCB板设计技术，学生应具有初步的电子产品设计能力。
1 《电子CAD》课程的项目化实践教学设计
务实而且可操作的实践教学是《电子CAD》课程项目化教学的核心，在平时的教学及项目实践过程中，紧紧围绕该课程的项目教学目标而进行教学。教学时间安排上，课内时间主要用于教师对相关知识点的点播和引导，课外时间可由学生充分发掘利用，主要用于学生对相关教学项目的理解、执行和延伸学习。整个项目化实践教学都要以可见的相关电路或实在的电子产品为基础，以提高学生的专业素质和职业素养为最高教学目标。
根据以上教学目标，我把《电子CAD》课程整合成以下十二个实践项目进行教学，其中包括十一个单元项目和一个综合性的贯穿项目。
项目一：绘制简单电路原理图。
学生应该能设置图纸的大小和属性，能编辑标题栏内容。能加载元件库、放置元件、绘制导线、放置电源和接地符号和修改元件属性，以及对象的复制、粘贴和删除等。
项目二：绘制具有复合式元件和总线结构的原理图。
通过此项目的学习，学生应该能放置复合式元件、能查找元件符号、能绘制总线式结构、能放置端口、能使用管理器浏览原理图以及掌握浏览原理图的其他方法等。
项目三：编辑原理图元件符号。
通过此项目的学习，学生应掌握原理图元件库的文件结构和文件界面。应该能绘制普通的元件符号和复合式元件符号，能在同一ddb文件中使用，也能在不同的ddb文件中使用。
项目四：学习原理图编辑器的其他编辑功能。
通过此项目的学习，学生应该能绘制一般的电子电路框图，还能对原理图的有关内容进行编辑和修改。另外，学生应该还能利用原理图产生元件清单，能打印合适的原理图。
项目五：层次原理图的设计。
通过此项目的学习，学生应该了解层次原理图的结构，能查看主电路图和子电路图，能自顶向下进行层次原理图设计以及自底向上进行层次原理图设计。
项目六：认识印刷电路板和元件封装。
通过此项目的学习，学生应该了解印刷电路板的结构，了解每个工作层的意义，以及铜模导线、焊盘、过孔和字符等的表示。还应熟悉元件封装，并且能自己做一些特殊的封装，能建立自己的元件封装库。
项目七：自动布局与自动布线的基本步骤。
通过此项目的学习，学生应该能根据原理图产生网络表文件，新建PCB文件、设置当前原点和绘制物理边界、绘制电气边界、恢复绝对原点、加载元件封装库、装入网络表、设置自动布局规则、自动布局、调整元件布局、自动布线以及掌握单面板和双面板的设置。
项目八：自动布局与自动布线中的其他设置。
通过此项目的学习，学生应该能在自动布局前进行元件预布局，能在自动布线前设置线宽和安全间距。还能在自动布线前进行预布线，能放置合适的螺丝孔以及创建自己的项目元件封装库。
项目九：印刷电路板图中引出端的处理。
通过此项目的学习，学生应该能利用焊盘和接插件处理印刷电路板中的引出端。处理的过程要能兼顾电路板是否美观和实用性。
项目十：创建和使用PCB元件封装。
通过此项目的学习，学生应该能新建自己的PCB元件封装库文件，能手工绘制PCB元件封装，能利用向导绘制PCB元件封装，能在同一设计数据库中使用自己绘制的元件封装。此外，学生还应能在不同设计数据库中使用自己绘制的元件封装。
项目十一：印刷电路板图的自动布局和手工布线。
通过此项目的学习，学生应该能手工绘制印刷电路板图，能对绘制好的导线进行编辑，且能改变导线的拐弯模式，能改变字符串的位置和方向，能放置填充，能放置多边形平面填充（即覆铜），能进行补泪滴操作，能进行对象的排列与对齐，能通过两个网络文件进行电气检查。
项目十二：综合项目设计。
基于TDA2030的单声道功放的PCB设计和制作本项目是一个综合性的贯穿项目。
通过本项目的学习，使学生初步掌握运用Protel99se软件设计电子电路图的能力。学生应首先打开Protel99se软件，按照要求绘制好原理图之后，就要着手对元器件进行编号，填写相应的PCB封装代码，对于一些特殊的器件，要建立自己的PCB封装库，设计出相对应的合适的封装。把PCB封装全部做好之后，根据原理图更新PCB图，如果没有错误，就可以布局布线了，如果有错误，再修改PCB封装，重新更新PCB图。在这里，我们一般采用手工布局和手工布线。把PCB图设计好之后，在实验室里我们可以利用三氯化铁腐蚀法做出印刷电路板，然后打孔，焊接，调试，装机。
电路原理图范文6
关键词: Protel 99SE印制电路板电路原理图基本流程
一、前言
随着计算机技术的飞速发展,各行各业无不在寻求计算机技术的支持,特别是电子信息制造业。利用计算机进行产品设计的CAD软件也日益丰富,使产品设计人员能够高效率地进行各自领域的产品分析和设计等工作。
利用EDA工具,可以使电子产品从电路设计、性能分析到IC版图或PCB版图设计的整个过程都在计算机上自动处理完成,从而减少手工设计中繁重劳动,并保证设计的规范。Protel 99SE则是EDA软件的杰出代表,该软件基于Windows平台的32位EDA设计系统,具有丰富多样的编辑功能、强大便捷的自动化设计能力、完善有效的检测工具等。下面笔者以一个具体的555振荡器的例子,系统地讨论如何应用Protel 99SE软件进行印制电路板的设计。
二、印制电路板(PCB)设计
印制电路板(PCB)设计主要包括电路原理图设计和PCB电路板设计两部分。
1.电路原理图设计的一般步骤
电路原理图设计流程见图1。
2.印制电路板设计的基本流程(见图2)
该555振荡器电路的原理图见图3。
(1)规划印制电路板
规划电路板主要是确定电路板的物理边界、电气边界、板层结构和布局要求等任务。
首先,定义电路板的形状和尺寸(物理边界),其次,用户在4个机械层中的一个上确定电路板物理边界,而在其它的机械层上放置尺寸、角标、参考孔位置。该555振荡器电路的物理边界设置成30 mm×40 mm。最后,定义电路板的电气边界。
(2)设置参数
参数设置包括工作层的参数、PCB编辑器的工作参数、自动布局和布线参数的设置等。
在进行印制电路板设计时,确定其工作层,包括信号层(Signal layers)、内部电源/接地层(Internal Planes)、机械层(Mechanical layers)等。印制电路板分为单层板、双层板和多层板。
(3)加载网络表
网络表是自动布线的关键,是连接电路原理图和PCB图的桥梁。
(4)元器件的放置与布局
元器件的放置要符合元器件布局的一般规则;布局是指将元件的封装整齐、合理地放置在电路板所限定的范围内。布局有两种方式:手工布局和自动布局。
(5)布线(Routing) 规则设置
元器件的封装在印制电路板上布局完成后,就可以布线了。
布线同布局一样,可分为手工布线和自动布线,复杂的电路一般都是采用自动布线的,然后手工进行调整,以达到最佳效果。在进行自动布线之前,首要工作就是设置“自动线规则”。
在该555振荡器电路中,走线间距设置成15 mil,走线转角方式为45度。本电路图布线工作层面选择底层,线宽中将一般走线设成25 mil。为了提高电路的抗干扰能力,增强系统的可靠性,往往需要将电源/接地线加宽,因此电源和接地网络设成50 mil。
(6)自动布线和手工调整
只要元器件的布局合理,布线参数设置得当,系统就可完成自动布线。Protel 99SE自动布线的成功率可达到100%,但是线路中存在许多令人不满意的地方,因此,必须经过手工调整,完善电路板。最终自动布线和调整后的图如图4所示。
(7)生成各种PCB报表及输出
PCB报表是为方便用户查询和管理电路板而建,印制电路板详细信息可以记录在各种不同报表中。PCB可生成“已选管脚报表”(Selected Pins)“电路板信息报表”(Board Information)、“元件报表”(Bill 0f Materials)、“设计文档报表”、“网络状态报表”(Netlist Status)、“钻孔文档”等文档。 电路板布线完毕,就可以输出电路板图,并将输出结果送到厂家进行制作。
(8)文件的保存和输出
完成PCB设计后,应将文件保存,然后利用各种图形输出设备,输出PCB图。
三、结语
使用Protel 99SE不仅可以绘制电路原理图和设计印制电路板,而且可以进行电路仿真。
参考文献:
[1]胡春花.基于PROTEL99的印制电路板设计[J].镇江高专学报,2007.4.
[2]熊建平.Protel99SEEDA技术及应用[M].北京:机械工业出版社,2008.
