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7.3 层次化原理图绘制

本节将通过一个设计实例介绍层次化方式在绘制电路原理图中的应用。首先分别在两页原理图内绘制两个独立的放大电路,然后使用 Altium Designer 17.1中提供的原理图符号和原理图入口等绘图工具将两个独立的放大电路通过层次化设计的方式组合成一个完整的放大电路。

7.3.1 建立新的层次化原理图设计工程

(1)在Windows 7操作系统的主界面内执行菜单命令开始->Altium->Altium Designer 17.1,打开AD 17.1软件。

(2)在AD主界面内执行菜单命令New->Project->PCB Project,创建一个名字为PCB_Project1.PrjPCB的新工程。

7.3.2 绘制层次化设计中第一个放大电路原理图

本节将添加一个新的原理图设计界面,并且在该图纸内绘制一个放大电路。

(1)按照前面所介绍的添加原理图的方法,添加名字为Sheet1.SchDoc的原理图文件。

(2)从Miscellaneous Devices.IntLib库中找到名字为Res1的电阻元件,并将其放置到原理图界面中,如图7.22所示。

图7.22 放置元器件

(3)从Miscellaneous Devices.IntLib库中找到名字为Op Amp的运算放大器元件,并将其放置到原理图界面中,如图7.22所示。

(4)连接元器件,如图7.23所示。

(5)添加端口连接符号,端口名分别为Vi、GND、VO、VCC和VEE,如图7.24所示。

(6)为电路中的每个元件分配唯一的标识符。分配完标识符后的原理图界面如图 7.25所示。

图7.23 添加连线连接元器件

图7.24 添加端口

图7.25 为元件分配唯一的标号

(7)保存文件sheet1.SchDoc到draw_practice_hierarchy目录下。

可根据情况修改保存目录。

7.3.3 绘制层次化设计中第二个放大电路原理图

本节将添加另一个新的原理图设计界面,并且在该图纸内绘制另一个放大电路。

(1)添加名字为Sheet2.SchDoc的原理图文件。

(2)从Miscellaneous Devices.IntLib库中找到名字为Res1的电阻元件,并将其放置到原理图界面中,如图7.26所示。

图7.26 放置元器件

(3)从Miscellaneous Devices.IntLib库中找到名字为Op Amp的运算放大器元件,并将其放置到原理图界面中,如图7.26所示。

(4)连接元器件,如图7.27所示。

图7.27 添加连线连接元器件

(5)添加端口,端口名分别为Vi、GND、VO、VCC和VEE,如图7.28所示。

图7.28 添加端口

(6)为电路中的元件分配唯一的标识符。分配完标识符后的原理图界面如图7.29所示。

图7.29 分配元件标号

(7)保存文件sheet2.SchDoc到draw_practice_hierarchy目录下。

可根据情况修改保存目录。

7.3.4 绘制层次化设计中顶层放大电路原理图

本节将通过原理图符号和原理图入口将前面两个放大电路连接在一起,构成一个多级放大电路。

(1)添加名字为Sheet3.SchDoc的原理图文件。

(2)选中Sheet3.SchDoc文件。

(3)在AD主界面内执行菜单命令Design->Create Sheet Symbol From Sheet or HDL,弹出“Choose Document to Place”对话框,如图7.30所示。在该对话框中,先选择Sheet1.SchDoc文件。

图7.30 放置文件对话框界面

(4)将其放置在Sheet3.SchDoc原理图界面内。

(5)按照步骤 2~步骤 3的方法,继续选择 Sheet2.SchDoc文件,将其放置在 Sheet3.SchDoc原理图界面内。

(6)放置两个原理图符号后的Sheet3.SchDoc原理图界面如图7.31所示,可以看出3个文件已经区分出了设计层次,如图7.32所示。

图7.31 放置完所有文件后的原理图界面

(7)为了方便下面的连接,修改原理图符号内原理图入口标识(实际上就是下层设计所对应的端口)的位置。

①选择需要移动位置的原理图入口标识。

②将其拖曳到指定的位置。

图7.32 文件的层次结构

(8)调整完原理图入口标识后的原理图界面如图7.33所示。

图7.33 调整完原理图入口后的原理图界面

(9)使用连线工具连接两个元件,完成连接后的原理图界面如图7.34所示。

图7.34 连接完原理图入口后的原理图界面

(10)单击 AD主界面下工具栏内的 图标,并将其放置到原理图界面中,如图 7.35所示。

图7.35 信号源和电源添加到电路中

(11)单击 AD主界面下工具栏内的 图标,并将其放置到原理图界面中,如图 7.35所示。

(12)从Simulation Sources.IntLib库中找到名字为VSRC的元件,并将其放置到原理图界面中,如图7.35所示。

(13)从Simulation Sources.IntLib库中找到名字为VSIN的元件,并将其放置到原理图界面中,如图7.35所示。

(14)将信号源和电源连接到电路中,如图7.36所示。

图7.36 分配网络标号后的原理图界面

(15)将和VEE网络入口连接的电源网络的名字从VCC改为VEE,将和V3 VRC连接的电源网络的名字从VCC改为VEE。

(16)为电路中的元件分配唯一的标识符。分配标识后的原理图设计界面如图7.36所示。

(17)双击图7.36内的V2和V3配置界面,将V2设置为+12V、V3设置为-12V。表示VCC=+12V,VEE=-12V。

(18)打开V1参数配置对话框,单击“Edit”按钮。

(19)弹出参数配置对话框,按照前面平坦式设计中为信号源分配参数的方法,配置该信号源。

(20)单击“OK”按钮,依次退出。

(21)为了区分输入和输出,在原理图界面内添加Vin和Vo网络标号,如图7.37所示。

图7.37 添加输入和输出网络标号

(22)保存Sheet3.SchDoc文件到draw_practice_hierarchy目录下。

可根据情况修改保存目录。

(23)保存PCB_Project1.PrjPCB工程到draw_practice_hierarchy目录下。

可根据情况修改保存目录。

(24)(可选操作)可以按照后面时序仿真的方法,对该完整的放大电路进行仿真。仿真结果如图7.38所示。

图7.38 整个电路的仿真结果

思考题7.2:说明层次化方式绘制原理图的流程、特点和优势。

思考题7.3:通过表格对两种多页原理图的设计方法进行比较和说明。 QLV74bVKR2Xf5zI2anb71PsmSSokKmB0HIYUrPsQZObfTwfoTq4BZJ4b2xKVxRJu

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