任务1-1　认识电子线路CAD

早在20世纪70年代，军工部门就利用电子线路CAD软件来完成飞机、火箭等航空、航天器的设计工作，但当时由于计算机价格昂贵，CAD软件的种类少，普及率低。随着计算机硬件技术水平的提高和费用的降低，电子线路CAD软件得到非常广泛的应用，它的应用操作能力也已成为许多企事业单位的人才考核指标之一。

1.电子线路CAD的概念

电子线路CAD的基本含义是使用计算机来完成电子线路的设计过程，包括电路原理图的编辑，电路功能仿真，工作环境模拟，印制电路板设计（自动布局、自动布线）与检测等。电子线路CAD软件还能迅速形成各种各样的报表文件，如元件清单报表，为元器件的采购及工程预决算等提供了方便。

在计算机上，利用电子线路CAD软件进行电路设计的过程大致如下：

（1）编辑原理图。原理图编辑（SchematicEdit）是电路CAD设计的前提，因此原理图编辑是电路CAD软件必备的功能。

（2）必要时利用CAD软件的电路仿真功能，对电路功能、性能指标进行仿真测试（如使用Protel99 SE的Sim仿真器）。电路功能、性能主要由原理图决定。在仿真软件出现以前，只能通过实验方法对电路性能进行测试，但费用高、周期长；在仿真软件出现以后，即可通过仿真软件对电路性能进行模拟，既方便又快捷，而且费用低廉。因此，一个成熟的电路CAD软件最好应具备电路仿真功能。

（3）如果电路中使用了PLD器件，则必须进行PLD设计，以便获得PLD烧结数据文件。因此，一个成熟的电路CAD软件最好能提供PLD设计功能（Protel98/99 SE提供了PLD设计功能）。

（4）生成网络表文件（或直接执行Protel99 SE原理图编辑器中“Design”菜单下的“UpdatePCB...”命令，创建PCB文件并将原理图中的元件序号、封装形式以及连接关系装入PCB文件内）。

（5）不正确时返回（1），修改原理图。

（6）设计、编辑印制板（PCB）（执行“UpdatePCB...”命令，或启动Protel99 SEPCB编辑器，并装入从原理图文件中提取的网络表文件）。PCB设计是电路CAD设计的最终目的，因此PCB编辑功能的强弱（如自动布局、布线效果）是衡量电路CAD软件关键性能的指标之一。

（7）对高速数字电路来说，完成印制板编辑后，可能还需要通过信号完整性分析，以确认信号在传输过程中是否发生畸变。

（8）在PCB中生成网络表文件，并与SCH编辑器中生成的网络表文件进行比较，以确认PCB设计过程中是否改变了原理图中元件的连接关系。

2.电子线路CAD的经典软件

Protel是电子线路CAD软件中最具代表性的软件之一。Protel系列软件是Protel公司（2002年更名为Altium）开发的一套用于电子电路设计的应用软件，它以先进的技术、丰富的功能，以及方便的操作获得了最为广泛的应用，目前已成为广大电子设计者的首选操作软件。本书着重突出电路设计的思路、方法和操作技巧，以使用范围最广的Protel99 SE为例进行介绍，其高版本的基本功能和操作方法与此类似，因此熟练掌握本书内容后就能更容易地应用其他更新版本进行电路设计了。

Protel99 SE软件的主要特点如下。

（1）支持由上到下或由下到上的层次电路设计，应用它能够完成大型、复杂的电路设计。

（2）当原理图中的元件来自仿真元件库时，可以直接对电原理图中的电路进行仿真测试。

（3）提供ERC（电气规则检查）和DRC（设计规则检查），能最大限度地减少设计差错。

（4）库元件的管理、编辑功能完善，操作非常方便。通过基本的作图工具，即可完成原理图元件电气图形符号及PCB元件封装图形的编辑、创建。

（5）全面兼容TANGO及ProtelforDOS，即在Protel99 SE中可以使用、编辑TANGO或低版本Protel建立的文件，并提供与OrCAD格式文件转换的功能。

（6）Schematic和PCB之间具有动态连接功能，保证了原理图与印制电路板的一致性，以便相互检查、校验。

（7）具有连续操作功能，可以快速地放置同类型元件、连线等。

3.Protel软件电路设计步骤

应用Protel软件设计印制电路板的步骤如表1.1所示。