2.4 原理图设计综合实例

前面章节已经介绍了原理图绘制的基本步骤和过程，原理图参数的设置和原理图工作环境参数的设置，以及元器件的选择与放置等内容。本节将在前面章节介绍的基础上，按照原理图设计的一般步骤来设计一个简单的晶体管放大电路。

[案例2-1] 晶体管放大电路的设计

设计要求

设计如图2-67所示的晶体管放大电路的原理图。

设计思路

（1）新建一个原理图文档；

（2）设置图纸尺寸及版面；

（3）设置原理图工作环境；

（4）加载元器件库；

（5）放置元器件；

（6）连接电路；

（7）图样输出。

新建一个原理图文档

[1] 执行菜单命令【文件】/【创建】/【项目】/【PCB项目】，系统自动创建一个名为“PCB_Project1．PrjPCB”的PCB项目文件，执行菜单命令【文件】\【保存项目】，更改项目命名为“Amplifier．PrjPCB”，并保存在路径“E:\Chapter2\ Amplifier\”下。保存路径和名称用户可根据自己的情况进行设置。

[2] 打开工作区面板的【Projects】选项卡，移动光标到项目名称“Amplifier．PrjPCB”上，单击鼠标右键，在出现的快捷菜单中选择【追加新文件到项目中】/ 【Schematic】，系统创建一个名为“Sheet1．SchDoc”的原理图文档，并自动打开该文档且转换到原理图编辑界面，执行菜单命令【文件】/【保存】，将新建原理图文档命名为“Amplifier．SchDoc”并保存，保存后的系统界面如图2-68所示。

建立新的原理图文件之后，接下来就要对图纸的尺寸及版面进设置，当然也可以利用系统默认的图纸尺寸及版面。

设置图纸尺寸及版面

[1] 在原理图编辑状态，执行菜单命令【设计】/【文档选项】，弹出如图2-37所示的【文档选项】对话框，选中【图纸选项】后就可以通过该窗口对图纸的大小、方向、颜色、系统的字体，以及网格的可视性和电气网络等属性进行设置。

[2] 在文档选项对话中，将“方向”设定为“Landscape”；将“标准风格”设置为“A4”，其他采用默认设置即可，如图2-69所示。

[3] 设置完成后，单击按钮 ，关闭对话框后完成图纸尺寸及版面的设置。

设置原理图工作环境

[1] 执行菜单命令【工具】/【原理图优先设定】，弹出【优先设定】对话框，如图2-70所示。可以按照个人的习惯和爱好，对原理图的环境参数进行设置。本例采用默认

[2]当设置完成后，单击按钮 ，关闭该对话框后，执行菜单命令【文件】/【全部保存】，保存当前的原理图参数设置。

设置即可。

加载元器件库

Protel DXP 2004支持众多厂商的数万种元器件，这些元器件按照生产厂商和类别，分别保存在不同的元器件库内。因此，要想取用某种元器件，必须先加载该元器件所在的库文件。取用元器件的方法一般有两种：一种方法是加载元器件库后直接从存放该元器件的库中取用；另一种方法是利用原理图编辑器提供的强大的搜索功能来搜索元器件所在的元器件库后加载。对于前一种方法，适合于对元器件库较熟悉的设计人员；后一种方法则适合于对元器件所在的元器件库不熟悉的情况下使用。在实际原理图设计时，一般结合两种方法完成对元器件的取用。

1）直接加载元器件库

[1] 执行菜单命令【设计】/【浏览元件库】，如图2-71（a）所示；或者在元器件库选项已经在工作区面板内的情况下，单击窗口右边工作区面板的【元件库】选项卡，如图2-71（b）所示，都可以打开如图2-71（c）所示的【元件库】控制面板对话框。

[2] 单击元器件库控制面板的按钮 ，弹出如图2-72所示的【可用元件库】对话框，单击【安装】选项卡下的按钮 ，弹出【打开】对话框，如图2-73所示。

[3]系统默认安装的库文件目录在“C：\Program Files\Altium2004\Library\”下。进入要添加库的子目录，假定要添加的元器件库在“Atmel”的目录内，则选择 双击打开可添加的库对话框，如图2-74所示。若要添加“Atmel Microcontroller 8-Bit AVR”库，则选择该库后单击按钮 ，回到【可用元件库】对话框，可以看到新添加的库文件已经出现在安装元器件库列表中，如图2-75所示。

[4] 单击按钮 ，回到【元件库】控制面板窗口，可以看到新添加的库已经在列表中了，如图2-76所示。

另外，在【可用元件库】对话框中，还可以对库文件进行卸载，只要选中要卸载的库文件名，单击按钮 即可。

2）使用搜索方式加载元器件库 对于只知道元器件名称而不清楚元器件所在库的情况，可以利用Protel DXP 2004提供的强大的检索功能来添加元器件。单击元器件库控制面板上的按钮 ，弹出【元件库查找】对话框，如图2-77所示。在本例中，用到了晶体管2N3904，查找方法如下所述。

[1] 在查找对话框的文本输入一栏中输入“2N3904”，或者输入关键字“*3904*”也可以进行搜索。在查找【范围】选项中，选择【路径中的库】，然后在【路径】中正确设置元器件库所在的路径，如图2-77所示。

[2] 正确设置完成后，单击按钮 ，弹出正在进行查找的元器件库控制面板，查找完成后进行元器件库安装的过程如图2-78所示。

放置元件

成功加载完元器件库后，就可以在原理图纸上放置元器件，开始电路原理图的设计。对于初学者来说，最好对自己设计的电路中的每个元器件所在的元器件库整理出来，以方便快速地找到元器件并进行放置。本例中电路上用到的各个元器件的列表见表2-3。

下面开始放置放大器电路中的各个元器件。

1）取用晶体管 取用元器件的方法有多种，这里首先简单介绍通过元器件库控制面板加载元器件的方法，其他方法将在以后的章节中详细介绍。在元器件库控制面板的过滤区中输入“*390”，此时元器件会自动更新，结果如图2-79所示。

选中元器件“2N3904”，然后单击按钮 ，系统回到原理图编辑状态，此时一个浮动的晶体管随着光标一起移动如图2-80（a）所示。移动光标到原理图中适当位置，单击鼠标左键放置元器件，此时会看到晶体管已经放置到原理图上了，而光标上仍然黏附着这个晶体管的轮廓，如图2-80（b）所示。这说明这个元器件还处于放置状态，如果单击鼠标左键又会在原理图上放置一个新的晶体管。用这一功能可以连续放置多个同型号的元器件。元器件放置到原理图上后，单击鼠标右键就可退出元器件放置状态，如图2-80（c）所示。当然也可以直接双击该元器件进入的元器件放置状态。

单击晶体管的Q？，弹出如图2-81所示的【参数属性】对话框。通过该对话框可以修改元器件的编号等属性。将【数值】列表的“Q？”修改为“Q1”即修改了晶体管的编号。编号修改前后的晶体管在原理图上的比较如图2-82所示。

2）放置其他器件 按照相同的方法添加电容、电阻等其他的电路元器件并修改其参数编号。

3）放置电源端口 单击工具栏上的按钮 ，用放置元器件的方法放置电源，如图2-83所示。然后单击按钮 放置电源地。

4）调整元器件的位置 在元器件放置完成后，可以拖曳元器件调整各元器件的位置。合理调整布局后的原理图如图2-84所示。

连接电路

放置完元器件后，接下来的工作就是连接电路，也就是用导线将原理图中的元器件的引脚按照电气规则连接起来。

1）调整视图 有两种方法可以调整视图的大小。

[1] 执行菜单命令【查看】/【显示全部对象】，也可以用快捷键 V + F ，将图纸上的所有组件以最大比例显示在窗口中，保证原理图图纸有一个合适的视图。

[2]当用户打开其他绘图软件时，快捷键可能会遇到无法使用的情况，此时还可以使用键盘来实现图纸的放大和缩小。

□ Page Up 键：放大绘图区域

□ Page Down 键：缩小绘图区域

□ Home 键：从原来光标下的图纸位置移位到工作区中心位置显示

□ End 键：对图纸区的图形进行刷新

2）连接电路 调整好视图后，就可以进行电路连接，具体步骤如下所述。

[1] 执行菜单命令【放置】/【导线】，或者在工具栏中单击按钮 ，如图2-85所示。

[2] 将光标移动到导线的起点位置，也就是要连接元器件的引脚处，当光标移动到元器件的一个电气节点上时，此时会出现一个大的红色星形连接标志，如图2-86所示。

[3] 单击鼠标左键或按 Enter 键确定导线的第一个连接端点，移动光标会看见一个导线从所确定的端点延伸出来，如图2-87所示。

[4] 移动光标绘制导线。当遇到折点时，可以单击鼠标左键确定折点的位置；当导线绘制到另一个元器件的电气节点时，单击鼠标左键，确定导线的第二个端点，这样第1个端点和第2个端点之间就用导线连接起来了。移动光标，选择新的端点绘制导线。绘制完成后单击鼠标右键退出导线的绘制状态。

[5] 如果要绘制的导线没有连接到电气节点上，绘制完导线后，双击鼠标右键可以退出绘制导线状态。

[6] 按照相同的上述方法，根据元器件之间的电气特性完成各个元器件之间的导线连接，如图2-88所示。

图样输出

原理图绘制完成以后，可以用打印机或绘图仪输出图样。执行菜单命令【文件】/【页面设定】，打开页面设定的对话框，如图2-89所示。正确设置打印纸的尺寸、打印方向、缩放比例等选项，单击按钮 正确设置打印机。设置完成后，可以单击按钮 ，查看打印效果；当得到满意的效果时，就可以单击按钮 进行原理图输出了。