background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

1  

 
 

 
 
 

 

 
 
 
 
 

 

INSTRUKCJA 

INSTRUKCJA 

INSTRUKCJA 

INSTRUKCJA 

OBSLUGI

OBSLUGI

OBSLUGI

OBSLUGI    

 
 
 
 
 
 
 

 

 
 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

2  

 

SPIS TRE

ŚCI: 

 

1. 

WSTĘP

......................................................................................................................................... 3 

1.1. 

MOŻLIWOŚCI PROGRAMU

................................................................................................................ 3

 

1.2. 

ROZPOCZĘCIE PRACY Z PROGRAMEM

.............................................................................................. 3

 

2. 

MODUŁ SCH

................................................................................................................................. 5 

2.1. 

SCHEMATIC EDITOR

........................................................................................................................ 5

 

2.2. 

DODAWANIE NOWYCH BIBLIOTEK

.................................................................................................. 6

 

2.3. 

EDYCJA SCHEMATU

......................................................................................................................... 7

 

2.4. 

PARAMETRY ELEMENTÓW

.............................................................................................................. 9

 

2.4. 

MENU GŁÓWNE

............................................................................................................................. 11

 

2.4.1. M

ENU 

F

ILE

........................................................................................................................................11

 

2.4.2. M

ENU 

E

DIT

.......................................................................................................................................11

 

2.4.3. M

ENU 

V

IEW

......................................................................................................................................11

 

2.4.4. M

ENU 

PL

ACE

....................................................................................................................................12

 

2.4.5. M

ENU 

D

ESIGN

...................................................................................................................................12

 

2.4.6. M

ENU 

T

OOLS

....................................................................................................................................13

 

2.4.7. M

ENU 

R

EPORTS

.................................................................................................................................13

 

2.5. 

WYSZUKIWANIE ELEMENTÓW

....................................................................................................... 13

 

3. 

MODUŁ PCB

............................................................................................................................... 14 

3.1. 

TWORZENIE LISTY POŁĄCZEŃ I EKSPORT DO PCB

......................................................................... 15

 

3.2. 

USTAWIANIE PARAMETRÓW OKIENKA EDYCYJNEGO

.................................................................... 17

 

3.3. 

PRACA Z OKIENKIEM EDYCYJNYM

................................................................................................ 19

 

3.4. 

ELEMENTY MOZAIKI ŚCIEŻEK

....................................................................................................... 20

 

3.5. 

BIBLIOTEKI ELEMENTÓW

.............................................................................................................. 21

 

3.6. 

USTAWIENIA PARAMETRÓW SPECJALNYCH

.................................................................................. 22

 

3.7. 

AUTOROZMIESZCZANIE ELEMENTÓW

........................................................................................... 25

 

3.8. 

RĘCZNE PROWADZENIE POŁĄCZEŃ

............................................................................................... 25

 

3.9 

AUTOMATYCZNE PROWADZENIE POŁĄCZEŃ

.................................................................................. 26

 

3.10. 

WIZUALIZACJA WYGLĄDU PŁYTKI

.............................................................................................. 27

 

3.11 

PRZYKŁAD

.................................................................................................................................... 27

 

4. 

BIBLIOTEKI

............................................................................................................................... 29 

4.1. 

BIBLIOTEKA SCH

........................................................................................................................... 29

 

4.2. 

BIBLIOTEKA PCB

........................................................................................................................... 33

 

5. 

MODUŁ SIMULATE

.................................................................................................................... 35 

5.1. 

ROZPOCZĘCIE PRACY Z SYMULATOREM

....................................................................................... 35

 

5.2. 

SYMULACJA UKŁADU

.................................................................................................................... 38

 

5.2.1. 

OPERATING POINT ANALYSIS

.............................................................................................................38

 

5.2.2. 

TRANSIENT ANALYSIS

........................................................................................................................38

 

5.2.3. 

AC SMALL SIGNAL

..............................................................................................................................40

 

5.2.4. 

DC SWEEP

..........................................................................................................................................41

 

5.2.5. 

MONTE CARLO

...................................................................................................................................43

 

5.2.6. 

PARAMETER SWEEP

............................................................................................................................45

 

5.2.

7. 

TEMPERATURE SWEEP

........................................................................................................................47

 

5.2.

8. 

TRANSFER FUNCTION ANALYSIS 

........................................................................................................47

 

5.2.

9. 

NOISE ANALYSIS 

................................................................................................................................47

 

5.2.

10. 

FOURIER ANALYSIES

........................................................................................................................48

 

5.3. 

PRACA Z OKNEM WYKRESÓW

........................................................................................................ 49

 

5.4. 

ŹRÓDŁA SYGNAŁÓW

..................................................................................................................... 52

 

 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

3  

 
1. WSTĘP 

 

1.1. MOŻLIWOŚCI PROGRAMU 

 

Design Explorer 99

  nie jest pojedynczym programem, lecz w

łaściwie całym 

pakietem programów powi

ązanych ze sobą w jedną zintegrowaną całość. Zawiera 

takie modu

ły jak: 

 

Schematic

  - edycja schematów ideowych wraz z edycj

ą elementów 

przeznaczonych do programowej symulacji dzia

łania układu; 

 

PCB

 - projektowanie p

łytek drukowanych (automatycznie, ręcznie lub 

łautomatycznie 

 

Schematic Library

    - edycja w

łasnych układów scalonych, tranzystorów, 

z

łącz itd.;

 

 

PCB Library

 - edycja w

łasnych elementów (wyglądu oraz rozmieszczenia ich 

pól lutowniczych na p

łytce drukowanej); 

 

Spread

 

Scheet

  - prosty arkusz kalkulacyjny. Dzi

ęki liście elementów 

generowanej przez modu

ł 

Schematic

 mo

żemy przeprowadzić kalkulację 

koszów zu

żytych części: 

 

Text document

 - zastosowanie oc

z

ywiste: 

 

Waveform

 - edytor przebiegów. 

 

 Przy u

życiu modułu 

Schematic Editor

 

mo

żemy także: 

 

PLD

 - zaprogramowa

ć układ PLD w sposób .ręczny" lub przy użyciu kreatora 

uk

ładów PLD 

(PLD-CUPL Wizard):

 

 

Simulation

 - zasymulowa

ć stworzony układ. 

 
 

 
1.2. ROZPOCZĘCIE PRACY Z PROGRAMEM 

 

Osoby, które zna

ły wcześniejsze wersje programu z pewnością od razu 

zauwa

żą, iż zmieniła się cała filozofia przechowywania oraz obiegu dokumentów 

wewn

ątrz programu (czyli schematów, projektów płytek itd.). Wszystkie dokumenty 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

4  

przechowywane s

ą teraz w jednej strukturze - tzw. 

Design Database

 (mo

żliwe jest 

tak

że zapisanie odpowiedniego dokumentu do pojedync

z

ego pliku). 

 

Wersja 

Trial

 pakietu 

Protel Design Explorer 99

 jest pe

łną wersją, oferującą 

jego wszystkie funkcje, której jedynym ograniczeniem jest trzydziestodniowy czas 

u

żytkowania. Po uruchomieniu programu i wyświetleniu informacji o czasie 

wyga

śnięcia licencji otwierane jest standardowe okno aplikacyjne. Podstawowym 

obiektem jest teraz okienko 

Design Manager

 (widoczne na 

rys. 

1

). Wy

świetlane jest także standardowe Menu. Dodatkowego 

wyja

śnienia wymaga jedynie widoczny w Menu znak strzałki. 

Klikni

ęcie na tym elemencie spowoduje otworzenie się menu 

odpowiedzialnego za ustawienia ca

łego pakietu. Zachęcam do 

samodzielnego zg

łębienia jego możliwości, lecz dopiero gdy 

nabierzemy wprawy w pos

ługiwaniu się całym programem.  

 

W okienku 

Design Manager

 przedstawiona jest struktura 

drzewiasta (analogiczna jak struktura katalogów na 

dysku).Chwilowo zawiera ona jedynie element 

Active Design 

Stations

 (praca nad projektem w sieci komputerowej). Aby 

otworzy

ć nowy projekt wybieramy 

Menu/File/New

. Wpisujemy 

nazw

ę projektu (należy pamiętać aby każdą nazwę kończyć 

rozszerzeniem 

.ddb

), oraz ewentualnie zmieniamy jego 

lokalizacj

ę na dysku (opcja 

Browse

). W okienku 

Design 

Manager

 pojawia si

ę nazwa naszego projektu oraz dodatkowe foldery: 

 

Design team

  - przy grupowej pracy nad projektem mo

żliwość ustawiania 

praw dost

ępu itp.

 

 

Recycle Bin

 - kosz systemowy; 

 

Documents

 - w tym folderze mo

żemy przechowywać stworzone przez nas 

schematy, projekty p

łytek drukowanych i wszystkie inne dokumenty. 

Rys. 1 Okno menedżera 

projektu 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

5  

 

W aktualnym Menu pojawia si

ę kilka dodatkowych opcji, których samodzielne 

poznanie nie sprawi wi

ększego problemu. W ten sposób praca z pakietem 

Protel 

Design Exptorer 99

 zosta

ła rozpoczęta. Możemy teraz przejść do tworzenia 

kolejnych dokumentów. Pierwszym b

ędzie schemat ideowy. 

 

 
2. MODUŁ SCH 

 
2.

1. SCHEMATIC EDITOR 

 

W celu stworzenia nowego schematu ideowego wybieramy 

Menu/File/New

 a 

nast

ępnie ikonę 

Schematic document

W oknie Design Manager pojawia si

ę nowa 

ikona. Wpisujemy nazw

ę 

stworzonego schematu. 

Klikamy dwukrotnie na jego 

ikon

ę otwierając tym 

sposobem modu

ł 

Schematic 

Editor

 

Teraz przedstawi

ę krok 

po kroku sposób tworzenia 

prostego schematu. Nie 

b

ędzie co prawda zawierał 

żadnych ekstra 

„wodotrysków" (o wszystkich 

mo

żliwościach Protela można napisać całe tomy) lecz pozwoli na przedstawienie 

pewnego ogólnego sposobu tworzenia schematów.  

 

G

łównym obiektem na ekranie jest teraz okienko schematu (rys. 2). Pojawiają 

si

ę dodatkowe paski narzędzi, zmianie ulega Menu .oraz okienko Design. Manager, 

w którym znajduj

ę się dodatkowa zakładka

 

Browse Sch

 

 

Rys. 2 Okno edycji schematu 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

6  

2.2. DODAWANIE NOWYCH BIBLIOTEK 

 

Pierwsz

ą czynnością, którą należy wykonać jest wybranie odpowiedniej 

biblioteki elementów. W okienku 

Design Manager

 (aktywna zak

ładka 

Browse 

Sch

) znajduje si

ę kilka obiektów:

 

 

• 

Lista wyboru typu przegl

ądanych elementów. Mogą to być. 

biblioteki elementów 

(Libraries)

 lub obiekty znajduj

ące się na 

schemacie 

(Primitives)

 czyli np. Elementy, po

łączenia, nawy 

elementów itd.

 

• 

Okienko ze spisem wybranych bibliotek elementów (zak

ładamy  że 

wybrano opcj

ę 

Libraries

)

 

• 

Przycisk 

Add/Remove

 czyli dodawanie lub usuwanie bibliotek: 

• 

Pole 

Filter

 domy

ślnie ustawiona wartość „*" . co powoduje iż 

wy

świetlane są wszystkie elementy znajdujące się w aktualnie 

wybranej bibliotece: 

• 

Okienko z wykazem elementów aktywnej biblioteki: 

• 

Przyciski: 

 

!"

Edit

  - edycja aktualnego elementu (funkcje edycji zostan

ą 

opisane pó

źniej). 

!"

Place

 - umieszczenie wybranego elementu na schemacie: 

!"

Find

 - okienko pozwalaj

ące na wyszukanie interesującego nas 

elementu; 

 
W celu stworzenia przyk

ładowego 

schematu potrzebne b

ędą nam dwie 

biblioteki. Klikamy przycisk 

Add/Remove

Wy

świetlone zostanie okienko pokazane na 

rys 3

. W górnej jego cz

ęści znajduje się lista 

plików zawieraj

ących biblioteki elementów. 

W dolnej cz

ęści widzimy wykaz aktualnie 

wybranych plików. Interesuj

ą nas dwa z nich: 

Miscellaneous Devices.ddb

 oraz 

Sim.ddb

. 

Dodajemy je do zbioru wybranych plików 

zaznaczaj

ąc je w górnej liście i klikając

 

przyciskiem 

Add

 (nazwa pliku pojawi si

ę w 

dolnej li

ście). Przycisk 

Remove

. s

łuży do usuwania dowolnego pliku z listy plików 

aktywnych (fizycznie nadal pozostanie on na dysku). 

Rys. 3 Okno wyboru aktywnych bibliotek 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

7  

 

Po zatwierdzeniu naszego wyboru w okienku 

Design Manager

 widzimy spis 

aktywnych bibliotek. Mo

żna zauważyć, iż w pliku 

Miscellaneous Devices.ddb

 

znajdowa

ła się tylko jedna bibliot

e

ka 

(Miscellaneous Devices.lib)

 natomiast w 

pliku 

Sim.ddb

 

wszystkie pozosta

łe. W okienku elementów widzimy zawartość 

aktualnie wybranej biblioteki.  

 

 

2.3. EDYCJA SCHEMATU 

 

Wszystkie niezb

ędne narzędzia potrzebne do edycji schematu zgromadzone 

zosta

ły w okienku 

Wiring Tools

 widocznym na 

rys. 4

Pos

ługując się nimi oraz używając elementów 

zgromadzonych w bibliotekach. mo

żemy stworzyć 

kompletny schemat ideowy. Przedstawi

ę teraz 

pokrótce przeznaczenie oraz sposób pos

ługiwania się 

najwa

żniejszymi narzędziami :  

 

PlaceWire

 - Narz

ędzie przeznaczone do poprowadzenia połączenia (

Wire

pomi

ędzy dwoma, lub wieloma elementami. Po jego wybraniu wskaźnik 

myszki staje si

ę krzyżykiem. Jeśli wskażemy nim umieszczone na 

schemacie po

łączenie, w jego środku pojawi się kropka. Przyciskając Iewy 

klawisz myszki mo

żemy poprowadzić nowe połączenie. Przyciśnięcie 

lewego klawisza powoduje wyj

ście z trybu prowadzenia połączeń. 

Umieszczenie wska

źnika na końcówce elementu także powoduje 

pojawienie w jego 

środku kropki, lecz tym razem jest ona większa. 

 

Place Bus

 - Umieszcza na schemacie magistral

ę danych. Jeśli mamy do 

po

łączenia ze sobą np. 16 końcówek jednego układu ocalonego z 16 

ko

ńcówkami drugiego układu i chcielibyśmy wykonać to przy pomocy 

narz

ędzia 

Place Wire

.

 stworzony schemat by

łby bardzo nieczytelny. W tym 

celu prowadzimy w

łaśnie magistralę do której podłączamy nóżki układu 

scalonego przy

 

pomocy narz

ędzia 

Place Bus Entry

.  UWAGA - 

ko

ńcówki, które mają być ze sobą połączone powinny posiadać taką samą 

nazw

ę

 

(Net Label). 

 
Place Bus Entry

  -  S

łuży do podpięcia

 

ko

ńcówki elementu lub połączenia 

(

Wire

) do magistrali 

(Bus).

 

 

Place Net Label

 - Nadanie nazwy wybranemu po

łączeniu. Jest to 

niezb

ędny element przy prowadzeniu połączeń za pomocą magistrali 

(Bus). 

 

Rys. 4 Okno narzędzi 

służących do edycji schematu 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

8  

Place Power Port

 - Umieszcza na schemacie symbol elementu zasilania 

uk

ładu (zwykle nazywane 

GND

 oraz 

VCC

). Wszystkie elementy tego typu. 

o takiej samej nazwie. podczas symulacji lub projektowania p

łytki 

traktowane s

ą jakby były ze sobą połączone przy użyciu narzędzia 

Place 

Wire

 

Place junction

 - To narz

ędzie służy do połączenia między sobą dwóch 

przecinaj

ących się połączeń.  

 

Wszystko najlepiej wyja

śni przykład, opiszę teraz w jaki sposób możemy 

narysowa

ć schemat podobny do widocznego  na 

rys 3

. Je

śli stworzyliśmy już nowy 

projekt, i do

łączyliśmy do niego nowy dokument typu 

Schematic

 wykonujemy 

nast

ępujące czynności. W opisany powyżej sposób dołączamy pliki 

Miscellaneous 

Devices.ddb

 oraz 

Sim.ddb

.

 które zawieraj

ą niezbędne biblioteki podzespołów.  

 

Nast

ępnie w okienku 

Design Manager

 wybieramy bibliotek

ę 

Simulation 

Symbols.lib

 (w dolnej cz

ęści okienka wyświetlona zostanie lista elementów 

zawartych w tej bibliotece). Najpierw umie

ścimy na schemacie rezystory R1 do R4. 

Aby to uczyni

ć z listy elementów wybieramy 

Res

  - rezystor nast

ępnie klikamy 

przycisk 

Place

. Teraz mo

żemy położyć nasz element w dowolnym miejscu 

schematu. W ten sam sposób umieszczamy na schemacie kolejne trzy rezystory. 

Nast

ępnie z listy elementów wybieramy element o nazwie Cap - kondensator. 

Umieszczamy na schemacie kondensatory C

1 - C3 analogicznie jak uczyniliśmy to z 

rezystorami.  

 

Pozosta

łe elementy które chcemy umieścić na schemacie mogą znajdować się 

w innej bibliotece, któr

ą to należy uprzednio wczytać. Po wykonaniu tej czynności 

wybieramy potrzebny element (w naszym przypadku Timer) i umieszczamy go na 

schemacie 

 

W tym momencie wszystkie niezb

ędne podzespoły znajdują się już na 

schemacie. Nale

ży je teraz odpowiednio ze sobą połączyć. W tym celu wybieramy 

narz

ędzie 

Place Wire

 (okienko 

Wiring Tools)

 i 

łączymy ze sobą odpowiednie 

ko

ńcówki elementów. Jeśli wykonaliśmy już  tą czynność. powinniśmy teraz 

pod

łączyć odpowiednie punkty do zasilania (VCC lub GND) używając narzędzia 

Place Power Port

W ten sposób ca

ły schemat układu został narysowany. 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

9  

Pozostaje nam jedynie ustali

ć parametry elementów (wartości rezystancji. 

pojemno

ści, nazwy elementów itd.) 

 
 

2.4. PARAMETRY ELEMENTÓW 

 

Do okienka edycji w

łaściwości danego elementu możemy przejść po 

dwukrotnym klikni

ęciu jego symbolu na schemacie. Okienko edycji może dla różnych 

grup elementów by

ć nieco inne. lecz ogólnie 

mo

żemy podzielić je na dwa typy: 

 

1. 

Okienko edycji parametrów elementów 
bibliotecznych (rezystory, uk

łady scalone itp.) 

 

Edycja parametrów elementów 

bibliotecznych nast

ępuje w okienku 

pokazanym na 

rys. 5

. Zawiera ono kilka 

zak

ładek z pośród których najważniejszymi 

s

ą:  

Attributes

 oraz 

Graphical Attrs.

 

 

Zak

ładka Attributes

 

zawiera opcje 

zwi

ązane z parametrami technicznymi 

elementu. S

ą to kolejno: 

 
Lib

 

Ref

 - nazwa grupy elementów.  

 

Footprint

  - nazwa modelu fizycznego rozk

ładu nóżek elementu 

(potrzebny przy projektowaniu p

łytek drukowanych). 

 
Designator

  - symbol identyfikuj

ący element na schemacie. Wartościami 

domy

ślnymi są np. dla kondensatorów C?, dla rezystorów R? itd. 

Oznaczenia elementów nie powinny si

ę powtarzać (zadbać o to może sam 

projektant lub funkcja automatycznego oznaczania elementów) W 
analizowanym przyk

ładzie rezystorom nadano identyfikatory R1- RS. 

 
Part

 

Type

 - typ konkretnego elementu (jego nazwa w bibliotece). 

 

Part

 - w jednym uk

ładzie scalonym może znajdować się kilka bloków, 

które dla wygody nie zosta

ły przedstawione w postaci jednego symbolu. 

Rys. 5 Okno edycji parametrów 

elementu 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

10  

Na przyk

ład w jednym układzie UCY7400 znajdują się cztery bramki 

NAND. Nie jest on przedstawiony w postaci jednego uk

ładu z 

czternastoma ko

ńcówkami lecz w postaci czterech symboli bramek. 

Mo

żemy więc czterem różnym bramkom NAND przypisać na schemacie 

taki sam numer uk

ładu 

(Designator).

 

natomiast ka

żdej z nich wpisać inny 

numer w polu 

Part Selection

 - znacznik

,

 czy uk

ład jest aktualnie 

zaznaczony; 
 

Hidden

 

Pins

  - znacznik, czy na schemacie maj

ą być wyświetlane ukryte 

żki elementów. Na przykład dla 

wspomnianego ju

ż układu 7400 ukrytymi są 

żki 7 i 14 (nóżki zasilania układu). 

 

Zak

ładka 

Craphical Attrs

 jest odpowiedzialna za 

graficzn

ą stronę przedstawienia układu na 

schemacie. Ustawiamy tam kolory, po

łożenie itp. 

Wa

żne są przede wszystkim dwa pola: 

 

Orientation

 - ka

żdy element może być obrócony 

o pewien k

ąt. 

 

Mirrored

  - na schemacie wy

świetlane jest 

lustrzane odbicie uk

ładu. 

 

Pozosta

łe zakładki w okienku edycji 

parametrów elementu nie graj

ą już tak istotnej roli, a do dokładniejszego 

zapoznania si

ę z nimi nie potrzeba wiele czasu. 

 

2.  Okienko edycji symboli b

ędących wynikiem działania narzędzi z grupy 

Wiring 

Tools ( Bus, Label, Wire ...).

 

 

Dla ka

żdego elementu tego typu możemy ustawiać pewne charakteryzujące 

go w

łaściwości (zwykle są to kolor, położenie itp.), jednak naprawdę ważnymi są 

parametry elementu 

Power Port.

 Klikaj

ąc dwukrotnie na element tego typu 

wywo

łamy okienko pokazane na 

rys 6

. Poza standardowymi parametrami 

wyst

ępują tam dwa ważne pola: 

 

Net

  - Nazwa po

łączenia. Wszystkie połączenia o takiej samej nazwie, 

mimo i

ż nie są ze sobą połączone przy pomocy narzędzia 

Place Wire

. 

domy

ślnie traktowane są jako jedność (przede wszystkim dotyczy to 

zasilania oraz masy. które domy

ślnie nazywane są VCC oraz GND). 

 

Rys. 6 Okno edycji elementu 

typu Power Port 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

11  

Style

 

- Graficzne przedstawienie elementu. Dobrym zwyczajem jest 

zaznaczanie wszystkich elementów 

Power Port

 o tej samej nazwie takim 

samym symbolem. Na analizowanym przyk

ładzie wszystkie porty GND 

zaznaczone s

ą w ten sam sposób, w odróżnieniu od portów VCC. 

 
 

2.4. MENU G

ŁÓWNE 

 

Przy pomocy opcji menu g

łównego możemy wykonać większość operacji które 

zosta

ły dotąd opisane. Jednak znajduje się tutaj także dużo nowych użytecznych 

funkcji, których opisanie wymaga

łoby sporo miejsca. Skupię się więc jedynie na 

tych najwa

żniejszych. 

 

2.4.

1. MENU FILE  

 

Znajduj

ą się tutaj opcje, których możemy spodziewać się w każdym 

okienkowym programie. Nale

żałoby natomiast bliżej przyjrzeć się opcji 

Save 

Copy As...

 Umo

żliwia ona zapisanie aktualnie edytowanego dokumentu w 

innym formacie (np. programu 

Orcad

.

 lub wcze

śniejszych wersji 

Protel).

 

 

2.4.2. MENU EDIT 

 

Typowe operacje tego menu, lecz mocno rozbudowane. Dok

ładne ich 

poznanie z pewno

ścią zajmie trochę czasu, lecz w przyszłości pozwoli na 

szybsz

ą i sprawniejszą edycje schematu. Przytoczę tutaj jedynie dwie 

niestandardowe, a bardzo u

żyteczne funkcje: 

 

Increament Part Number

 - je

śli umieszczamy na ekranie kilka bramek ze 

wspomnianego ju

ż układu UCY7400. to zamiast za każdym razem 

edytowa

ć parametry każdej nowej bramki w celu zmiany wartości 

Part 

Number

. mo

żemy użyć tej opcji. 

 

Export to Spread...

 - umo

żliwia wygenerowanie spisu elementów użytych 

w schemacie. 

 

2.4.3. MENU VIEW

 

 

Mo

żliwości zupełnie typowe. Przy pomocy opcji 

Toolbars

 mo

żemy 

ustali

ć

,

 które okienka narz

ędzi powinny być wyświetlane. Standardowo 

wy

świetlane są 

Main Tools, Wiring Tool

 oraz 

Drawing Tools

. Lecz mamy 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

12  

tak

że do dyspozycji kilka innych. 

 

Power

 

Objects

 - kilka u

żytecznych symboli związanych z edycją punktów 

zasilania uk

ładu. 

 

Digital Objects

  - elementy u

łatwiające edycję schematów z uk

ł

adami 

cyfrowymi. 
 

 
Simulation

 

Sources

 - 

źródła sygnałów wykorzystywane przy symulacji 

uk

ł

adów. 

 

PLD Toolbar -

 ikony umo

żliwiające szybką kompilację itp.

 

 
Curtomize...

 - mo

żliwość zdefiniowania własnego zestawu narzędzi. 

 
 

Okienko 

Drawing Tools

 

widoczne na

 

(rys. 7.) 

które jest domy

ślnie 

wy

świetlane

,

 umo

żliwia umieszczenie na 

schemacie obiektów graficznych. Nie maj

ą one 

żadnego związku z 

warstw

ą elektryczną" układu. 

Narz

ędzia te mogą zostać wykorzystane np. do 

narysowania wygl

ądu elementu i rozmieszczenia 

wyprowadze

ń. 

 

 

2.4.4. MENU PLACE 

 

G

łównie opcje związane z edycją elementów z grupy 

Wiring Tools.

 

Mo

żemy między innymi ustawiać parametry schematu 

(Options...)

 takie jak 

kolor t

ła, wielkość schematu itp.

 

 

2.4.5. MENU DESIGN

 

 

Opcje znane z okienka 

Design Manager

 oraz dodatkowe opcje

,

 które 

zostan

ą bliżej przedstawione przy opisie sposobu projektowania płytek 

drukowanych. 

 

 

Rys. 7 Okienko Drawing 

Tools 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

13  

 

2.4.6. MENU TOOLS 

 

Oferuje nam kilka bardziej zaawansowanych mo

żliwości. Jeśli 

nabierzemy ju

ż znacznej wprawy, warto przyjrzeć się bliżej jego 

mo

żliwościom. 

 

2.4.7. MENU REPORTS

 

 

Pozwala nam generowa

ć raporty do-tyczące aktualnego stanu naszego 

schematu, takie jak wykaz u

żytych pod

z

espo

łów. porównywanie listy połączeń 

i inne. 

 

 

2.5. WYSZUKIWANIE ELEMENTÓW 

 

Okienko przeznaczone do wyszukiwania elementów 

(rys. 8.)

 mo

żemy 

otworzy

ć przyciskiem 

Find

 w oknie 

Design Manager

 

(rys. 9.)

 lub przy u

życiu opcji 

Menu/Tools/Find Component...

 . Pozwala ono na 

wy

śmiewanie elementów we wszystkich plikach z 

rozszerzeniem 

.ddb

 oraz 

.lib.

 Przeszukiwa

ć 

mo

żemy cały dysk lub tylko 

interesuj

ący nas katalog i 

ewentualnie jego podkatalogi.

 

 
Potrzebny element mo

żemy 

wyszuka

ć na dwa sposoby: 

 

By Library Reference

  - wed

ług 

nazwy elementu 

 

By Description

 - wed

ług opisu elementu (każdy element 

podczas tworzenia schematu mo

żemy opisać słownie). 

 

Mo

żliwe jest łączenie tych dwóch technik. Możemy także 

poszukiwa

ć elementu według niepełnego klucza np.: 

 

• 

pytanie *74*00

 

(By Ubra

ły Reference)

 pozwoli nam 

na znalezienie wszystkich elementów o symbolu 
zaczynaj

ącym się dowolnym ciągiem znaków, następnie ,74".znów 

Rys. 8 Okienko wyszukiwania 

elementów 

Rys. 9 Okienko 

menedżera 

projektu

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

14  

dowolny ci

ąg znaków i na końcu „00". Przykładowymi elementami mogą 

by

ć - UCY7400, SN74LS00, 74F00.

 

 

• 

pytanie *octal*

 

(By Description)

 pozwoli na wyszukanie wszystkich 

elementów. w których opisie znajduje si

ę ciąg znaków „octal". 

Przyk

ładową odpowiedzią może być SN74S734NL(20) który to element 

posiada opis 

Octal Dynamic Memory  Drivers with Three-State 

Outputs 

 

Istnieje mo

żliwość łączenia obu sposobów wyszukiwania. Pozostałe elementy 

okienka definiuj

ą: 

 

Scope

 - zakres przeszukiwania bibliotek (domy

ślnie 

Specified Path

  - czyli 

ścieżka dostępu zapisana w linii 

Path

). 

 

Sub

 

directories

 - znacznik czy pr

z

eszukiwa

ć także podkatalogi. 

 

Founded Libraries

  - lista bibliotek w których znajduje si

ę poszukiwany 

element

 
Components

 - lista elementów z aktualnie pod

świetlonej biblioteki 

(Founded 

Libraries). 

które pasuj

ą do klucza poszukiwania. 

 

Add To Library List

  - dodanie bibliotek do zbioru bibliotek aktywnych 

(okienko 

Design Manager

). 

 

Edit/Place

  - analogicznie jak w okienku

 

Design Manager

. Wiele z 

opisywanych funkcji posiada

 

swoje skróty klawiszowe, które zostan

ą opisane 

źniej. 

 
 

3. MODUŁ PCB 

 
 

Po opracowaniu schematu ideowego uk

ładu kolejnym etapem pracy jest 

projekt p

łytki drukowanej. Program Protel oferuje w tym zakresie możliwości, które z 

pewno

ścią zaspokoją potrzeby każdego elektronika. Możemy automatycznie 

projektowa

ć nawet kilkunastowarstwowe obwody. My zajmiemy się projektami. które 

b

ędziemy mogli samodzielnie wykonać w warunkach domowych. Bardziej ambitni 

elektronicy, pragn

ący stworzyć obwody dwustronne z metalizacją także znajdą coś 

dla siebie. 

 

 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

15  

Du

ża złożoność modułu PCB oraz mnogość oferowanych przez niego funkcji 

sprawi

ła, że nawet skrótowa dokumentacja to ponad dwieście stron tekstu. Dlatego 

te

ż chcąc przedstawić jego najważniejsze cechy ograniczę się jedynie do tych, które 

b

ędą najbardziej interesujące z punktu widzenia elektronika amatora. Wiele 

pozosta

łych opcji (takich, jak na przykład analiza zachowania układu dla w.cz.) 

pozostawiam bardziej dociekliwym czytelnikom do samodzielnego rozgryzienia.  

 

W pierwszej kolejno

ści postaram się opisać zastosowanie najważniejszych 

narz

ędzi, okienek edycyjnych, następnie przejdę do opisu sposobu wykonania płytki 

drukowanej dla uk

ładu przedstawionego przy okazji opisu modułu 

Schematic.

 

 

Aby rozpocz

ąć pracę z modułem 

PCB

 powinni

śmy stworzyć nowy dokument. 

W tym celu wybieramy 

Menu/File/New...

 a nast

ępnie element 

PC8 Document

Pojawi si

ę nowe okienko, zmianie ulegnie układ menu oraz paski  narzędzi. Zawsze 

w zale

żności od typu edytowanego dokumentu automatycznie zmienia się aktywny 

modu

ł (

Schematic, PCB

 itd.) 

 
 

3.

1. TWORZENIE LISTY POŁĄCZEŃ I EKSPORT DO PCB 

 
Podstawow

ą czynnością umożliwiającą stworzenie płytki drukowanej (zgodnej 

ze schematem ideowym) jest przypisanie ka

żdemu 

elementowi modelu, który b

ędzie Odzwierciedlał jego 

rzeczywiste wymiary i rozstaw pól lutowniczych. Aby 

tego dokona

ć musimy powrócić  do  modułu  

Schematic

  i w okienku edycji parametrów ka

żdego 

elementu uzupe

łnić pole 

Footprint

.  Wpisany w tym 

miejscu model b

ędzie wykorzystywany do stworzenia 

fizycznego obrazu elementu na p

łytce drukowanej.  

Kolejn

ą czynnością jest wygenerowanie listy 

po

łączeń (zbiorem wyjściowym jest plik z 

rozszerzeniem 

.net

). W tym celu wywo

łujemy opcję 

Menu/Design/Create  

Netlist...

. Pojawi si

ę okienko o tytule 

Netlist Creation

 

(rys.10.)

 Posiada ono dwie 

   Rys. 10 Okienko wyboru    

rodzaju generowanych połączeń 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

16  

zak

ładki oraz kilka możliwych opcji i ustawień, które w naszym przypadku nie są 

istotne. Klikaj

ąc 

OK

 tworzymy list

ę połączeń, która w postaci tekstu ukaże się na 

ekranie.  

 

Ostatnim  krokiem jest wczytanie listy po

łączeń do modułu 

PCB

. by to zrobi

ć 

wybieramy   opcj

ę 

Menu/Design/Load Net...

 (znajdujemy si

ę już w module 

PCB

).  

Otwarte zostanie okienkowe nazwie 

Load/Forward Annotate Netlist

. 

Którego wygl

ąd przedstawia 

rys.11

Mo

żemy teraz wczytać nową listę 

po

łączeń lub uaktualnić starą. Na 

środku okienka znajduje się tabela z 

trzema kolumnami: 

 

No.

    - numer kolejnej operacji; 

 

Action

 - wykonywana operacja 

(mo

że to być np. dodawanie 

nowego elementu lub po

łączenia); 

 

Error

  - nazwa b

łędu (jeśli wystąpi);

 

 

Poni

żej tabeli widzimy linie statusową (

Status

), która informuje nas o tym jaka 

operacja jest aktualnie wykonywana. Aby odczyta

ć listę połączeń klikamy przycisk 

Browse

 i wybieramy odpowiedni plik (rozszerzenie 

*.net

). Program wczyta list

ę, 

sprawdzi jej poprawno

ść a wynik operacji wyświetli w linii 

Status

. Cz

ęstym błędem 

wykrywanym podczas tej operacji jest niew

łaściwa nazwa modelu elementu 

(

Footprint

). Mo

że się to zdarzyć, jeśli wpisana nazwa jest rzeczywiście 

niepoprawna lub model o tej nazwie znajduje si

ę w nieaktywnej bibliotece 

(wybieranie aktywnych bibliotek zostanie opisane pó

źniej). Po poprawnym odczycie 

listy po

łączeń powinien ukazać się komunikat - 

All macros validated

.  Mo

żemy 

wtedy przy u

życiu klawisza 

Execute

 umie

ścić elementy w okienku edycyjnym (na 

p

łytce drukowanej). 

 

Podczas tworzenia nowego uk

ładu może się zdarzyć,  że już po 

zaprojektowaniu p

łytki drukowanej lub w trakcie jej projektowania, dokonujemy 

Rys. 11 Okienko wczytywania listy połączeń 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

17  

zmian w schemacie ideowym. W takim wypadku nie musimy zaczyna

ć 

projektowania p

łytki od nowa. Dokonujemy jedynie uaktualnienia. W tym celu przed 

przyci

śnięciem klawisza 

Execute

 zaznaczamy nast

ępujące opcje: 

 

Delete Components not in netlist

 je

śli chcemy usunąć z płytki elementy które 

usun

ęliśmy ze schematu ideowego. 

 

Update footprints

  - je

śli w schemacie ideowym zmieniliśmy model układu 

scalonego (Iub dowolnego innego elementu) np. ; DIL20 na odpowiadaj

ący mu 

model do monta

żu SMD, to w celu uaktualnienia płytki drukowanej powinniśmy 

zaznaczy

ć tą opcję. 

 

Je

śli zmianie uległy połączenia pomiędzy elementami zostaną one 

uaktualnione automatycznie. 

 
 

3.2. USTAWIANIE PARAMETRÓW OKIENKA EDYCYJNEGO 

 
Czynno

ść ta zwykle wykonywana jest jako pierwsza zaraz po otwarciu nowego 

dokumentu typu 

PCB

. Generalnie s

łużą do tego dwa okienka. Pierwszym z nich jest 

okno 

Document Options

, które wywo

łujemy - 

Menu/Design/Options...

. Sk

łada się 

ono z dwóch zak

ładek. Pierwsza z nich o nazwie 

Layers

 umo

żliwia nam wybranie 

warstw projektu, które b

ędą potrzebne do wykonania płytki drukowanej. Warstwami 

mog

ą być: 

 

• 

ścieżki drukowane - na górnej stronie płytki (

Top

), dolnej (

Bottom

) lub 

przy p

łytkach wielowarstwowych 

Mid1 - Mid14

 (jako p

łytki 

wielowarstwowe s

ą wykonywane np. płyty główne komputerów); 

 

• 

linie ograniczaj

ące wymiary płytki (

KeepOut

); 

 

• 

przelotki wyst

ępujące przy płytkach wielowarstwowych (

Multi Layer

). 

 
 

Wszystkie pozosta

łe możliwe do zaznaczenia opcje także odpowiadają 

warstwom, które mog

ą być bezpośrednio związane z wyglądem płytki (

Top, 

Bottom...

) lub b

ędącymi jedynie warstwami pomocniczymi. Przykładem takich 

warstw pomocniczych s

ą 

Visible Grid 1

 oraz 

Visible Grid 2

. S

ą to linie (lub kropki) 

wy

świetlane w okienku edycyjnym. Ich zadaniem jest jedynie ułatwienie oceny 

odleg

łości pomiędzy elementami na płytce. Wszystkie warstwy wybrane jako 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

18  

aktywne s

ą dostępne w postaci zakładek w dolnej części  okienka  edycyjnego      

(rys. 12)

 
Odleg

łości pomiędzy kolejnymi 

liniami warstwy 

Visible Grid

 mo

żemy 

ustawi

ć w tym samym okienku, lecz w 

zak

ładce 

Options

. Wa

żnym elementem 

jest tutaj parametr 

Snap Grid

. Jest on 

odpowiedzialny za rozdzielczo

ść 

pozycjonowania podzespo

łów na płytce drukowanej. Opcja 

Visible Kind

 umo

żliwia 

zdefiniowanie sposobu wy

świetlania warstwy 

Visible Grid

. Mo

że być widoczna w 

postaci linii (

Lines

) lub punktów (

Dots

). Pozosta

ła opcje tego okienka pełnią rolę 

drugorz

ędną. 

 

Drugim obiektem s

łużącym do ustawiania parametrów środowiska jest okienko 

Preferences

. Wywo

łujemy je 

Menu/Tools/Preferences..

. Posiada kilka zak

ładek. 

Opisanie wszystkich opcji zaj

ęłoby sporo miejsca, dlatego też skupię się jedynie na 

tych najwa

żniejszych: 

 

Zak

ładka Options

 

Cursor type

 - wygl

ąd kursora w trybie ręcznego prowadzenia ścieżek; 

 

Single Layer Mode

 - wy

świetlanie jedynie aktualnie wybranej warstwy; 

 

Colors

 - s

łuży do ustawienia koloru w jakim będzie wyświetlana każda 

warstwa.  
 
Sposób wy

świetlania różnych elementów ekranowych ustawiam używając 

zak

ładki 

Show/Hide

. Ka

żda grupa obiektów może być wyświetlana w taki 

sposób, w jaki b

ędzie rzeczywiście wyglądała na płytce (

Final

), widoczne b

ędą 

jedynie kraw

ędzie obiektów (

Draft

) lub dane obiekty nie b

ędą wyświetlane 

wcale (

Hidden

). 

 
 

 Rys. 12 Zakładki z nazwami aktywnych warstw 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

19  

 
3.3. PRACA Z OKIENKIEM EDYCYJNYM 

 
Po lewej stronie ekranu znajduje si

ę okienko 

(rys. 3)

, w którym wy

świetlane są 

wszystkie elementy 

(Components)

, po

łączenia 

(Nets)

. biblioteki 

(Libraries)

 oraz 

pozosta

łe obiekty. Przy dużych projektach będzie ono bardzo 

przydatne do zlokalizowania danego elementu na p

łytce czy też 

edycji jego parametrów. Obs

ługa tego okienka jest analogiczna 

do obs

ługi modułu 

Schematic

 dlatego nie b

ędę jej opisywał. 

 

Do sprawnej pracy z programem potrzebna b

ędzie 

znajomo

ść kilku pod stawowych czynności, takich jak: 

 

• 

Zaznaczanie grupy elementów – ustawiamy 
kursor w miejscu, gdzie nie znajduje si

ę  żaden 

element, nast

ępnie przyciskając lewy klawisz 

myszy wskazujemy obszar, wewn

ątrz którego 

wszystkie elementy zostan

ą zaznaczone. Zaznaczenie możemy usunąć 

u

żywając kombinacji klawiszy 

ALT + e, e, a

. lub przy pomocy paska 

narz

ędzi. 

 

• 

Przesuwanie elementów – ustawiaj

ąc kursor nad danym elementem 

przyciskamy lewy klawisz myszki, nast

ępnie ustawiamy element w nowym 

po

łożeniu. Jeśli element jest jednym z grupy elementów zaznaczonych, 

zmienimy po

łożenie całej grupy. 

 

• 

Obracanie elementów – ustawiamy kursor nad elementem, przyciskamy 
lewy klawisz myszki, a nast

ępnie przy użyciu klawisza 

Space

 obracamy 

element o 90°. 
 

• 

Usuwanie obiektu – wybieramy obiekt, a nast

ępnie przyciskamy klawisz 

Delete

 

• 

Usuwanie zaznaczonej grupy obiektów: w kombinacja 

CTRL+DELETE

 
W menu 

Edit

 dost

ępne są także wszystkie standardowe opcje związane z 

kopiowaniem i wklejaniem elementów. Samodzielne opanowanie tego menu oraz 

menu 

View

 nie stanowi 

żadnego problemu. Dużym ułatwieniem jest możliwość 

u

życia skrótów klawiszowych dla najczęściej wykonywanych czynności. Dla myszki 

lewy klawisz dzia

ła jak 

ENTER

 prawy jak 

ESC

, natomiast d

łuższe przytrzymanie 

prawego klawisza, powoduje pojawienie si

ę symbolu ręki. 

(Slider hand)

. Która s

łuży 

Rys. 13 Okienko 

listy elementów 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

20  

do przewijania wn

ętrza okienka edycyjnego. 

 

Niniejszy wykaz skrótów klawiszowych z pewno

ścią ułatwi, każdemu pracę. 

 

F1

 - 

Help

CTRL+L

 - okienko 

Document Options

CTRL+D

 - okienko 

Preferences

; 

CTRL+G

 - ustawianie 

Snap Grid

CTRL+M

 - sprawdzanie odleg

łości pomiędzy dwoma punktami; 

PG UP/PG DN

 - powi

ększenie /pomniejszenie; 

CTRL+ PG UP/PG DN

 - max. powi

ększenie / min, pomniejszenie; 

SH1FT+PG UP

 - powi

ększenie / pomniejszenie z mniejszym krokiem; 

END

 - od

świeżenie ekranu; 

CTRL+1NS

 – kopiowanie; 

CTRL+DEL

 – kasowanie; 

SH1FT+INS

-wklejanie; 

SHIFT+DEL

 – wycinanie; 

*

 - zmiana aktywnej warstwy 

ścieżek; 

±

 - zmiana aktualnej warstwy; 

UP/DOWN/LEFT/RIGHT

 - zmiana po

łożenia kursora (z klawiszem 

SHIFT

 

wi

ększy krok). 

 
 

3.4. ELEMENTY MOZAIKI 

ŚCIEŻEK 

 
Podstawowymi elementami wykorzystywanymi do stworzenia mozaiki 

ścieżek 

s

ą same ścieżki 

(Tracks)

, pola lutownicze 

(Pads)

 oraz przelotki 

(Vias)

 

(rys. 14.)

. 

Czasami przydatnym mo

że okazać się wycinek okręgu 

(Arc)

 oraz tekst 

(String)

. 

Ten ostatni mo

że służyć np. do 

umieszczenia opisu p

łytki drukowanej. 

Obiekt 

Dimension

 przyda si

ę do 

wyznaczenia wymiarów p

łytki drukowanej. 

Ciekawym elementem jest 

Polygon 

Plane

. Jego typowym, zastosowaniem jest stworzenie warstwy otaczaj

ącej ścieżki 

na p

łytce i zwykle podłączanej do masy 

(GND)

.  

 

Ostatnim obiektem wykorzystywanym przy projektowaniu p

łytek drukowanych 

jest 

Footprint

 podzespo

łu, czyli obiekt przedstawiający  jego  wymiary                 

i rozmieszczenie pól lutowniczych. Podobnie jak w module 

Schematic

, ka

żdy z 

tych obiektów posiada swoje indywidualne w

łaściwości, które możemy ustawić po 

Rys. 14 Elementy mozaiki ścieżek 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

21  

podwójnym klikni

ęciu na jego symbolu. Elementy 

Via

 oraz 

Pad

 posiadaj

ą takie 

parametry jak 

średnice 

(X-Size, Y-Size)

 oraz wielko

ść otworu 

(Hole Size)

 

 Kilka dodatkowych s

łów chciałbym 

natomiast po

święcić obiektowi 

Polygon 

Plane

. Jest on szczególnie cz

ęsto 

wykorzystywany w technice w.cz. Okienko 

s

łużące do ustawiania jego parametrów 

pokazuje 

rys. 15

. Najwa

żniejsze z nich to: 

 

Connect to Net

 - nazwa 

ścieżki, do której 

warstwa 

Polygon Plane

 zostanie 

pod

łączona (zwykle jest to 

GND

); 

 

Pour Over Same Net

 - w

łączając tą opcję spowodujemy, że ścieżka do której 

warstwa 

Polygon

 jest pod

łączona zostanie przez nią wchłonięta; 

 

Remove Dead Copper

 - je

śli jakaś część warstwy 

Polygon

 nie mo

że być 

pod

łączona do odpowiadającej jej ścieżki, to zostania usunięta. 

 
Pozosta

łe opcje odpowiedzialne są za fizyczny wygląd warstwy. 

 
 

3.5. BIBLIOTEKI ELEMENTÓW 

 
Okienko znajduj

ące się po lewej stronie ekranu służy 

nie tylko do przegl

ądania elementów płytki drukowanej lecz 

tak

że do pracy z bibliotekami podzespołów 

(Footprints)

Dodawanie nowych bibliotek odbywa si

ę analogicznie jak w 

module 

Schematic

. Przyciskaj

ąc klawisz 

Add/Remove...

 

(rys. 6)

 wywo

łujemy okienko wyboru bibliotek. 

 

Lista wszystkich wybranych bibliotek znajduje si

ę w 

pierwszym okienku od góry. widocznym na 

rys. 16

Podzespo

ły z aktualnie wybranej biblioteki prezentuje 

środkowe okienko. 

 

Rys. 15 Parametry obiektu Polygon Plane 

Rys. 16 Biblioteki 

elementów 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

22  

Reprezentacja graficzna 

(Footprint)

 odpowiadaj

ąca wymiarom elementu 

oraz rozk

ładowi pól lutowniczych wyświetlana jest w okienku dolnym. 

Podwójnym klikni

ęciem na symbol podzespołu wywołujemy okienko edycji jego 

parametrów, 

(rys. 17)

. Spe

łnia ono analogiczną funkcję jak w module 

Schematic

. Sk

łada się z trzech zakładek  odpowiedzialnych za ustawianie 

tekstów opisuj

ących podzespół: 

 

Designator 

- opis elementu, parametry tego 

tekstu ustawiamy w zak

ładce o tej samej 

nazwie; 

 

Comment

 - komentarz (parametry tekstu w 

zak

ładce 

Comment

); 

 

Footprint 

- nazwa modelu opisuj

ącego fizyczne 

wymiary elementu; 

 

Layer

 - strona p

łytki drukowanej, na której 

znajduje si

ę element 

(Top Layer 

lub

 Bortom 

Layer)

 

Rotation

 - k

ąt o jaki został obrócony element na 

p

łytce drukowanej; 

 

X/Y-Location

 -po

łożenie elementu na płytce; 

 

Lock Prims

 - wska

źnik czy pola lutownicze elementu mogą być 

przesuwane samodzielnie czy tylko wraz z ca

łym elementem;  

 

Locked

  - ustawienie tego znacznika spowoduje, ze element nie zmieni 

swojego po

łożenia w procesie automatycznego rozmieszczania; 

 

Selection

 - wska

źnik czy element jest aktualnie wybrany. 

 
Praca z zak

ładkami 

Designator 

i

 Comment

 jest bardzo prosta, a jej 

zastosowanie nie ma bezpo

średniego wpływu na proces projektowania płytki.  

 
 

 
3.6. USTAWIENIA PARAMETRÓW SPECJALNYCH 

 

Opisane dotychczas mo

żliwości programu były zupełnie  standardowe          

i spotykane w wi

ększości bardziej zaawansowanych aplikacji. Wywołując opcję 

Rys. 17 Edycja parametrów 

podzespołu 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

23  

Menu/Design/Rules...

 mo

żemy przekonać się o prawdziwym obliczu 

Protela

. 

Przedstawione na 

rys. 18

 okienko to dopiero lista wszystkich mo

żliwych do 

edycji ustawie

ń. Aby jedynie 

przybli

żyć ich zastosowania 

nale

żałoby poświęcić temu 

ca

łkiem osobny artykuł. Z 

konieczno

ści ograniczę się więc 

jedynie do zak

ładki 

Routing

, 

gdzie mo

żemy znaleźć parametry 

bezpo

średnio związane ze 

sposobem tworzenia mozaiki 

ścieżek.  

 

Okienko podzielone jest na pi

ęć zasadniczych części. Na samej górze 

znajduj

ą się zakładki, które dzielą definiowane parametry w odpowiednie grupy 

tematyczne. W lewym górnym rogu widoczna jest lista wszystkich parametrów 

przydzielonych do danej zak

ładki. Obok niej znajduje się krótki opis 

zastosowania aktualnie wybranego parametru. W 

środkowej części okienka 

wy

świetlana jest tabela ustawień, natomiast na samym dole umieszczone są 

klawisze s

łużące do wykonywania następujących czynności: 

 

Add...

 - dodawanie nowych ustawie

ń; 

 

Properties

 - edycja aktualnie pod

świetlonego ustawienia; 

 

Delete

 - kasowanie ustawie

ń; 

 

Przedstawi

ę teraz zastosowanie poszczególnych parametrów: 

 

Clearence Constraint

  - Minimalna odleg

łość jaka powinna być 

zachowana pomi

ędzy dwoma elementami tworzącymi mozaikę ścieżek. 

 

Routing Corners

 - Sposób wykonywania za

łamań  ścieżki. Może to być 

45°, 90° lub tuk, 
 

Routing Layers

  - Definicja, które warstwy b

ędą wykorzystywane do 

tworzenia mozaiki 

ścieżek. 

 

Routing Priority

 - Priorytety kolejno

ści prowadzenia połączeń w procesie 

Rys. 18 Okienko edycji parametrów specjalnych 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

24  

automatycznego projektowania p

łytki.  

 

Routing Topology

  - Topologia po

łączeń. Najlepszym opisem będzie 

samodzie

l

ne przegl

ądnięcie wszystkich rysunków zawartych w okienku 

edycyjnym. 
 

Routing Via Style

 - Parametry przelotki

 

dla p

ł

ytek wielowarstwowych. 

 

Width Constraint

 - Szeroko

ść ścieżki. 

 
Ka

żde z powyższych ustawień może zostać przyporządkowane dla całej 

p

łytki 

(Board)

, grupy elementów lub pojedynczej 

ścieżki, przelotki itd. Widoczne 

jest to na rysunku 8 w tabeli ustawie

ń. Dla ścieżek tworzących układ zasilania 

(VCC, GND) przewidziano szeroko

ść  1 mm, natomiast dla wszystkich 

pozosta

łych 

(Board)

 0,5 mm. 

 

Sposób definiowania ustawie

ń opiszę na przykładzie szerokości  ścieżek 

(Width Constraint) 

– pod

świetlamy opcję i klikamy dwa razy myszką lub 

naciskamy przycisk 

Properties...

  Odpowiednie okienko przedstawia 

rys. 19

.  

Pole dialogowe 

Filter Kind

  s

łuży do wyboru typu elementu lub grupy 

elementów dla których 

chcemy zdefiniowa

ć 

szeroko

ść  ścieżki. Może to 

by

ć np. cała płytka 

(Whole 

Board)

, jedno po

łączenie 

(Net)

, jedna strona p

łytki 

(Layer)

 czy te

ż pewien 

obszar p

łytki ograniczony 

wspó

łrzędnymi 

(Region)

. 

Pole wyboru konkretnego 

elementu mo

że wyglądać 

żnie w zależności od 

ustawienia poprzedniego parametru. Niezmienny jest natomiast wygl

ąd pól 

przeznaczonych do ustalenia maksymalnej i minimalnej szeroko

ści  ścieżki. 

(Minimum Width, Maximum Width)

 

Rys. 19 Ustawienia szerokości ścieżek 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

25  

Okienka dialogowe s

łużące do ustawiania pozostałych parametrów różnią 

si

ę oczywiście między sobą, lecz filozofia ich obsługi jest identyczna. 

 
 

3.7. AUTOROZMIESZCZANIE ELEMENTÓW 

 

Po odczycie listy po

łączeń wszystkie elementy umieszczane są „jeden na 

drugim" na p

łytce drukowanej. Rozmieścić je możemy ręcznie, lub 

automatycznie. Poniewa

ż często mamy specjalne życzenia co do położenia 

niektórych podzespo

łów zwykle łączymy te dwie metody razem. Pierwszym 

krokiem jest zdefiniowanie rozmiarów p

łytki. Wybierając warstwę 

Keep Out 

Layer

 rysujemy kszta

łt płytki drukowanej. Narzędzie do autorozmieszczania 

elementów wywo

łujemy - 

Menu/Tools/Auto Placement/Auto Placer

. 

 

S

ą dostępne dwa sposoby wykonania tej czynności. 

CIuster Placer

, który 

powinien by

ć wykorzystywany, jeśli elementów jest mniej niż  100, oraz 

Statistical Placer

 dla wi

ększej ilości elementów. Po pierwszym uruchomieniu 

autorozmieszczania zwykle samodzielnie umieszczamy niektóre elementy w 

odpowiednich miejscach, ustawiamy dla nich znacznik 

Locked

, a nast

ępnie 

ponownie u

żywamy rozmieszczania automatycznego. 

 
 

3.8. R

ĘCZNE PROWADZENIE POŁĄCZEŃ 

 

Do r

ęcznego prowadzenia połączeń niezbędne będą narzędzia opisane w 

punkcie Elementy mozaiki 

ścieżek. Odpowiednie narzędzie możemy wybrać z 

menu 

Menu/Place

 lub z osobnego okienka narz

ędzi - 

Placement Tools

Przed 

zaprojektowaniem uk

ładu ścieżek odpowiednie końcówki elementów połączone 

s

ą ze sobą krótkimi odcinkami linii prostej, a całość przypomina swego rodzaju 

paj

ęczynę. Aby rozpocząć  ręczne prowadzenie ścieżki należy w pierwszej 

kolejno

ści wybrać odpowiednią warstwę (w zależności na której ma być 

prowadzona 

ścieżka).  

 

Wybieraj

ąc narzędzie 

Menu/Place/Track

 umieszczamy kursor na polu 

lutowniczym, przyciskaj

ąc lewy klawisz myszki zaczynamy prowadzić nową 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

26  

ścieżkę. Aby zmienić kierunek przebiegu ścieżki ponownie klikamy lewym 

przyciskiem i prowadzimy po

łączenie dalej, aż do punktu końcowego. Proces 

ten przedstawiony zosta

ł na 

rys. 20

. Szybsze wykonywanie tej czynno

ści 

zapewni

ą nam skróty klawiszowe: 

 

BACKSPACE

 - usuni

ęcie ostatniego 

zagi

ęcia ścieżki; 

 

*

  - zmiana warstwy (automatycznie dodana 

zosta

ń e przelotka - Via); 

 

SPACE

 

- zmiana kierunku zaginania 

ścieżki; 

 

SHIFT+SPACE

 - zmiana kszta

łtu zagięć; 

 

END

 - od

śnieżenie ekranu; 

 

W okienku dialogowym 

Menu/Design/Rules...

 ustawiony jest parametr 

Clearence

 definiuj

ący minimalną odległość pomiędzy  ścieżkami. Jeśli 

prowadz

ąc nową  ścieżkę spowodujemy, że odległość ta będzie zbyt mała, to 

obie 

ścieżki (ewentualnie inne elementy) zostaną podświetlone w kolorze 

zielonym. 

 
 

3.9 AUTOMATYCZNE PROWADZENIE PO

ŁĄCZEŃ 

 
Narz

ędzia do automatycznego projektowania płytki 

(Menu/Auto Route)

 

korzystaj

ą z ogólnych ustawień dla projektu, lecz posiadają także swoją własną 

konfiguracj

ę 

(Menu/Auto Route/Setup...)

. Autorouter w celu zaprojektowania 

p

łytki wykonuje kilka przebiegów, z których każdy wyszukuje specyficzne dla 

niego po

łączenia i prowadzi ścieżki drukowane. Dla lepszego efektu wszystkie 

te przebiegi powinny by

ć wykonywane. 

 

Automatyczne prowadzenie po

łączeń możemy wykonać dla całej płytki 

(All)

 lub tylko dla jednego po

łączenia 

(Net)

, podzespo

łu 

(Component)

, czy te

ż 

cz

ęści płytki 

(Area)

. Podczas projektowania p

łytki w pasku statusowym 

wy

świetlane są statystyki procesu. Podawana jest ilość poprowadzonych 

po

łączeń 

(Routed)

ilo

ść pozostałych do realizacji połączeń 

(To Go)

, oraz ilość 

Rys. 20 Prowadzenie ścieżek 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

27  

po

łączeń powodujących konflikty 

Attentions)

. Je

śli płytka została  w całości  

poprawnie zaprojektowana na ko

ńcu procesu wartość parametru 

Contention

; 

powinna by

ć równa zeru. W przeciwnym razie błędy będą sygnalizowane przy 

pomocy pod

świetlenia (kolor zielony) odpowiednich ścieżek. 

 

3.

10. WIZUALIZACJA WYGLĄDU PŁYTKI  

 
 
Po zaprojektowaniu p

łytki możemy oprócz oglądania poszczególnych jej 

warstw dokona

ć jej wizualizacji trójwymiarowej. Aby tego dokonać należy 

wybra

ć 

Menu/View/Board in 3D

 (rys. 

Aby lepiej si

ę przyjrzeć 

zaprojektowanej p

łytce możemy w 

okienku podgl

ądu znajdującym się w 

lewej cz

ęści ekranu obracać  płytkę, 

powi

ększać i pomniejszać. Do tego 

celu s

łuży myszka: przyciskając lewy 

przycisk myszy i ruszaj

ąc nim dokonujemy zmianę widoku płytki. Za pomocą 

komend 

Zoom In 

lub 

Zoom Out

 dokonujemy przybli

żenia lub pomniejszenia 

p

łytki. 

 
 

3.

11 PRZYKŁAD 

 

Opisane funkcje programu stanowi

ą zaledwie drobną część wszystkich 

mo

żliwości, lecz są w zupełności 

wystarczaj

ące do wykonania płytki 

drukowanej dla uk

ładu 

stworzonego w module 

Schematic

. Do tego celu 

pos

łużymy się schematem 

wzmacniacza ze sprz

ężeniem 

pojemno

ściowym 

(rys. 22)

. W pierwszej kolejno

ści powinniśmy w schemacie 

ideowym ustawi

ć parametr 

Footprint

 ka

żdego elementu. Będą to odpowiednio: 

 

Rys. 21 Widok płytki w 3D 

Rys. 22 Schemat ideowy projektowanej płytki 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

28  

 
TO-

126 - tranzystor: 

RAD-0.2 - kondensatory; 
AXIAL0.6 - rezystory; 
SIP2 -z

łącze. 

 
Nast

ępnie musimy wygenerować listę połączeń. Powstanie plik z 

rozszerzeniem 

.net

. Tworzymy nowy dokument typu 

PCB

. B

ędąc już w module 

PCB

 musimy wybra

ć odpowiednie biblioteki elementów. Będą to 

Miscellaneous.lib

 oraz 

PCB Footprints.lib

. Je

śli nie zrobilibyśmy tego, to 

podczas odczytu listy po

łączeń wystąpiłyby błędy. Natomiast teraz możemy 

wykona

ć  tą czynność bezproblemowo. Jeśli wszystkie elementy umieszczone 

s

ą już w okienku edycyjnym powinniśmy wstępnie narysować kształt płytki 

drukowanej 

(Keep Out Layer)

. Poniewa

ż wszystkie elementy umieszczone są 

teraz „jeden na drugim", mo

żemy uruchomić automatyczne rozmieszczanie 

elementów lub pouk

ładać wszystkie podzespoły ręcznie. 

 

 

Kolejn

ą czynnością jest automatyczne, lub ręczne zaprojektowanie 

mozaiki 

ścieżek. Po wykonaniu tej 

czynno

ści płytka jest już gotowa, pokazano 

j

ą na 

rys. 23

. Mo

żliwe jest teraz 

przeprowadzanie ró

żnego rodzaju testów 

sygna

łowych, analiz czy też sporządzanie 

raportów. Ta cz

ęść pracy to już jednak 

zupe

łnie inny temat, który pozostawiam do 

samodzielnego opanowania czytelnikowi.  

 

Dostarczone z programem biblioteki 

elementów zawieraj

ą wiele popularnych układów. Jednak w przypadku 

pewnych niestandardowych elementów takich jak np. przeka

źniki, przełączniki 

czy uk

łady scalone będące nowością na rynku, należy stworzyć  własną 

bibliotek

ę. Jak wiadomo do pełnego opisu elementu niezbędne są dwie 

niezale

żne biblioteki. Jedna z nich zawiera graficzne przedstawienie 

podzespo

łu na schemacie ideowym 

(Sch)

. natomiast druga jego obraz fizyczny 

(Footprint)

 umieszczony w bibliotece typu 

PCB

. Modu

ły przeznaczone do 

Rys. 23 Ostateczny wygląd  

projektowanej płytki 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

29  

tworzenia takich bibliotek s

ą bardzo proste w obsłudze a jednocześnie bardzo 

u

żyteczne. 

 

 Biblioteki podobnie jak inne dokumenty nie stanowi

ą osobnych plików, 

lecz przechowywane s

ą w zbiorach z rozszerzeniem 

.ddb

. Mo

żliwe jest zatem 

zapisanie wielu bibliotek w jednym pliku . 

 
 
 

4. BIBLIOTEKI 

 

4.

1. BIBLIOTEKA SCH 

 
Po stworzeniu nowego zbioru 

.ddb

, wybieramy opcj

ę 

Menu/File/New..

 a 

nast

ępnie ikonę 

Schematic Library Document

. Automatycznie uruchomiony 

zostanie modu

ł odpowiedzialny za tworzenie 

bibliotek, którego okienko widoczne jest na 

rys. 24

. Organizacja ekranu jest analogiczna, 

jak w pozosta

łych modułach. Po prawej 

stronie znajduje si

ę okienko elementu, po 

lewej ikony oraz okna s

łużące do edycji 

biblioteki. Dodatkowym obiektem, jest okno 

narz

ędzi widoczne na 

rys. 25

 

Ka

żda biblioteka składa się ze zbioru graficznych reprezentacji elementów na 

schemacie ideowym. Ka

żdy element może być 

z

łożony z jednej (np. rezystor), lub wielu części (np. 

reprezentacja pojedynczych bramek uk

ładu 7400). 

Sposób jego reprezentacji zale

ży od projektanta 

biblioteki. 

 

Ka

żda część 

(Part)

 elementu mo

że posiadać jednocześnie trzy różne 

reprezentacje graficzne: 

Normal

De-Morgan

  oraz 

IEEE

. Zwykle korzystamy 

jedynie z postaci 

Normal

, która musi zosta

ć zdefiniowana obowiązkowo .Pozostałe 

Rys. 24 Okno edycji elementów biblioteki 

Sch 

Rys. 25 Okno narzędzi 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

30  

dwie reprezentacje elementu s

ą opcjonalne. Do zarządzania biblioteką  służy 

widoczne na 

rys. 24

 okienko edycji biblioteki. W jego górnej cz

ęści znajduje się 

pole opisane jako 

Mask

, które znamy ju

ż z modułu 

Schematic

.  Poni

żej widzimy 

list

ę wszystkich elementów w bibliotece oraz przyciski służące do jej przeglądania      

(„<" , „>"), („«" . „»"). Klawisz 

Find

 pozwala na wywo

łanie znanej już funkcji 

odszukiwania interesuj

ącego nas elementu według zadanego klucza. Przycisk 

Place

 pozwala natomiast na umieszczenie bie

żącego elementu w aktywnym 

okienku edycji schematu (je

śli takowe istnieje). 

 

Kolejnym elementem jest pole dialogowe 

Part

. dzi

ęki któremu możemy 

porusza

ć się pomiędzy różnymi częściami tego samego elementu. Przykładowo 

uk

ład 7400 składa się z czterech bramek NAND. z których każda posiada różne 

numery ko

ńcówek. 

 

Nast

ępnym elementem okna edycji biblioteki jest okienko grupy 

(Group)

. 

Jego obecno

ść wynika z faktu, że wiele różnych elementów (np. różne 

wzmacniacze operacyjne) mo

że posiadać  tą samą reprezentację graficzną oraz 

opis 

(Description)

. Aby unikn

ąć konieczności ponownego tworzenia elementu, do 

jednego symbolu (reprezentacji graficznej) przyporz

ądkowuje się wiele nazw 

elementów. Przyk

ładem mogą być np. układy 7400, 74LSOO, 74HCTOO itd. Do 

przyporz

ądkowania kolejnej nazwy danemu symbolowi służy przycisk 

Add

. 

natomiast do usuni

ęcia przycisk 

Del

. Nale

ży zwrócić uwagę. iż skasowanie 

ostatniego elementu z danej grupy spowoduje tak

że skasowanie stworzonej 

reprezentacji graficznej. 

 

Jakiekolwiek zmiany w wygl

ądzie elementu, czy jego opisie będą odnosiły się 

do ca

łej grupy elementów. Jeśli podczas edycji schematu, w bibliotece elementów 

zmienili

śmy dane dotyczące użytego elementu, możemy zaktualizować schemat 

przy u

życiu klawisza 

Update Schematics

Poni

żej znajduje się okienko ze spisem 

wszystkich ko

ńcówek układu, oraz ich nazwami. Lista ta może być wyświetlana w 

postaci posortowanej 

(Sort by Name)

. lub w kolejno

ści umieszczania końcówek w 

przypadku, gdy opcja ta nie zosta

ła zaznaczona.  

 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

31  

Ka

żdy element może posiadać pewne ukryte końcówki 

(Hidden Pins)

. Czyli 

takie, które normalnie nie b

ędą widoczne na ekranie. Zwykle odnosi się to do 

uk

ładów cyfrowych, w których końcówki zasilające oznaczane są jako 

VCC

 oraz 

GND

. Domy

ślnie na schemacie stanowią osobną warstwę połączeń i nie są 

wy

świetlane. Rozwiązanie takie polepsza czytelność schematu. Jego zastosowanie 

oczywi

ście nie jest ograniczone jedynie do układów cyfrowych i może być  użyte 

wsz

ędzie tam. gdzie projektant biblioteki elementów uzna to za stosowne. 

 

Ostatnim obiektem okienka edycji biblioteki jest pole wyboru trybu 

wy

świetlania elementu. W niniejszym opisie zajmiemy się jedynie trybem 

Normal

W celu stworzenia graficznej reprezentacji elementu mo

żemy użyć menu - 

Menu/Place

, lub okienka narz

ędzi widocznego na 

rys. 25

. Posiada ono wi

ększość 

opcji znanych z okna 

Drawing Tools

 modu

łu 

Schematic

 oraz kilka dodatkowych. 

S

ą to: 

 

Create Component

 (symbol uk

ładu scalonego) - nowy element; 

 

Add Component Part

 (symbol bramki AND) - nowa cz

ęść tego samego 

elementu; 
 

Place Pin

 (symbol ko

ńcówki układu) - dodanie nowej końcówki. 

 

Do poprawnego zdefiniowania elementu niezb

ędne są jedynie końcówki 

(Pins)

 

z odpowiednimi numerami i ewentualnie nazwami. Pozosta

łe linie, elipsy itd. nie są 

niezb

ędne, tworzą jedynie symbol elementu. W celu zarządzania biblioteką 

niezb

ędne jest menu 

Menu/Tools

. Realizuje ono cz

ęść funkcji znanych z okienka 

edycji biblioteki oraz kilka dodatkowych: 

 

New Component

 - dodanie nowego elementu do biblioteki. 

 

Remove Component

 - kasowanie elementu. 

 

Rename Component

 - zmiana nazwy elementu. 

 

Remove Component Name

 – kasowanie nazwy elementu (analogicznie 

jak 

Del

 w oknie edycji biblioteki). 

 

Add Component Name

 - dodawanie nazwy elemrntu (analogicznie jak 

Add w oknie edycji biblioteki)  

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

32  

 

Copy Component / Move Component

 - przemieszczanie elementów 

pomi

ędzy różnymi bibliotekami. 

 

New Part / Remove Part

  – dodawanie / usuwanie nowej cz

ęści tego 

samego uk

ładu. 

 

Pozosta

łe opcje tego menu są odzwierciedleniem odpowiednich klawiszy 

okienka edycji biblioteki 

(rys. 24)

. Wywo

łując opcję 

Menu/Tools/Description...

 

wywo

łamy okienko edycji pewnych charakterystycznych dla danego elementu 

informacji. S

ą to między innymi: 

 

Default Designator

 - domy

ślne oznaczenie elementu. Zwykle są to 

warto

ści R?,C?,U? itd.; 

 

Footprint

 - symbol fizycznej reprezentacji elementu (patrz opis biblioteki 

PCB)

 

Description

 - s

łowny opis elementu. Dowolny ciąg max. 255 znaków. 

 

Ostatnim i jednocze

śnie bardzo ważnym obiektem jest okienko edycji 

parametrów ko

ńcówek 

(Pins)

. Mo

żemy je wywołać klikając podwójnie na symbolu 

danej ko

ńcówki. Jego najważniejsze pola. to: 

 

Name

  - nazwa ko

ńcówki. Końcówki o nazwach VCC,GND będą na 

schemacie automatycznie ze sob

ą  łączone, chyba, że projektant wykona inne 

po

łączenia; 

 

Number 

 - numer ko

ńcówki;  

 

Dot Symbol

  - nadaje symbol negacji do ko

ńcówki (tak jak w bramce 

NAND); 

 

C/k Symbol

  - dodaje symbol wej

ścia taktującego (tak jak w 

przerzutnikach); 

 

Electrical Type

 - typ ko

ńcówki układu. Pole to używane jest tylko podczas 

automatycznego sprawdzania .poprawno

ści schematu w module 

Schematic 

(Electrical Rule Check)

 

Hidden

 - znacznik, czy ko

ńcówka będzie wyświetlana (patrz opis); 

 

Show Name/Number

  - znacznik, czy b

ędzie wyświetlana nazwa/numer 

ko

ńcówki; 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

33  

 

Pin Length

 - d

ługość końcówki (domyślnie 30). 

 

Przedstawi

łem wszystkie niezbędne informacje potrzebne do samodzielnego 

stworzenia biblioteki elementów. Menu programu jest oczywi

ście nieco bardziej 

rozbudowane, lecz jego dodatkowe funkcje nie wnosz

ą wielu istotnych nowości. lub 

ich zastosowanie jest ogólnie znane. 

 
 

4.2. BIBLIOTEKA PCB

 

 
Naturalnym uzupe

łnieniem biblioteki typu 

Sch

 jest biblioteka 

PCB

 

(rys. 26)

Zawiera ona zbiór elementów typu 

Footprint

, czyli graficzn

ą reprezentację 

rzeczywistych wymiarów elementów 

(zastosowanych obudów). Poniewa

ż 

wiele ró

żnych elementów posiada takie 

same obudowy. elementów tej biblioteki 

nie nazywa si

ę 7400, ICL232 itp.. lecz 

stosuje si

ę nazwy odpowiednich obudów 

(DIP

14, SIP12 itd.). Każdemu 

elementowi biblioteki 

Sch

 mog

ą zostać 

przyporz

ądkowane maksymalnie cztery 

żne nazwy obudów 

(Footprint)

. 

Rozwi

ązanie takie jest konieczne. ponieważ dany element może być produkowany 

w ró

żnych obudowach, standardowej, do montażu SN\D itp. Ekran zorganizowany 

jest podobnie jak w  module 

Sch Library

. W oknie edycji biblioteki brak jest okienka 

grupy, poniewa

ż nie stosuje się takiej organizacji danych. Zawiera ono typowe 

przyciski znane z poprzedniego modu

łu, dlatego też nie będę ich opisywał. 

 

Pewn

ą nowością jest natomiast przycisk 

Jump

  ,  s

łużący do przemieszczenia 

widoku w okienku elementu, do pola lutowniczego 

(Pad)

 wybranego z listy 

znajduj

ącej się nad przyciskiem. Przycisk 

Edit Pad

 pozwala na wywo

łanie okienka 

edycji parametrów pola lutowniczego (wybranego z listy). W dole okienka znajduje 

si

ę rozwijalne menu pozwalające na wybór aktywnej warstwy płytki drukowanej (opis 

warstw zamieszczony zosta

ł w części dotyczącej modułu 

PCB

). 

Rys. 26 Okno edycji elementów biblioteki PCB 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

34  

Rozkazy dotycz

ące dodawania, usuwania, przeglądania elementów biblioteki 

(Component Footprints)

 znajduj

ą się w menu 

Menu/Tools

. Natomiast narz

ędzia 

tworzenia obiektów ekranowych w menu 

Menu/Place

. Wszystkie te funkcje 

spe

łniają analogiczne funkcje, jak w module 

Sch Library

.  Je

śli nowy 

Footprint 

tworzymy r

ęcznie, pomocnym okaże się okienko widoczne na 

rys. 27

, zawieraj

ące 

nie zb

ędne narzędzia, czyli: 

 

Place Pad

 - pole lutownicze; 

 

Place Via

 - przelotka; 

 

Place Track

 - 

ścieżka; 

 

Place Arc

 - okr

ąg;  

 

Place Fill

 - prostok

ąt; 

 

Tworzenie nowego elementu biblioteki polega na: 

 

• 

Umieszczeniu pól lutowniczych (tak aby ich rozmieszczenie odpowiada

ło 

rzeczywistemu elementowi) oraz ustawienie ich wymiarów. 

 

• 

Narysowaniu obrysu elementu, ograniczaj

ącego jego rzeczywiste 

wymiary. Wykonujemy to narz

ędziem 

Place Track

, warstwa 

TOver 

Layer

. 

 

• 

Odpowiednio numerujemy pola lutownicze. 

 
Niektóre typowe elementy, takie 

jak obudowy typu 

DIP

. rezystory, 

kondensatory mog

ą zostać stworzone 

automatycznie przy u

życiu kreatora, 

który wywo

łujemy 

Menu/Tools/New 

Component

 

Przy pomocy kolejnych okienek 

kreator przeprowadzi nas przez ca

ły ten 

proces. Jedno z okien kreatora widoczne jest na 

rys. 28

. Przed przyst

ąpieniem do 

tworzenia w

łasnych bibliotek pomocne może okazać się przeanalizowanie takowych 

zbiorów dostarczonych razem z programem. 

Rys. 27 Okno narzędzi 

biblioteki PCB 

Rys. 28 Automatyczne tworzenie elementów 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

35  

 

5. MODUŁ SIMULATE 

 
 
Po zmaganiach z rysowaniem schematów oraz projektowaniem p

łytek przyszła 

kolej na modu

ł symulacji. Zachęcam do dokładnego zapoznania się z nim zarówno 

do

świadczonych elektroników, jak i tych zupełnie początkujących. Dla pierwszej 

grupy osób b

ędzie on doskonałym narzędziem pozwalającym na sprawdzenie 

poprawno

ści pracy bardziej skomplikowanych układów i wykrycie błędów jeszcze 

podczas tworzenia schematu ideowego. Mo

żliwość obserwacji przebiegów w 

dowolnym miejscu uk

ładu pomoże początkującym elektronikom w zrozumieniu 

zasady dzia

łania zupełnie podstawowych układów. 

 
 

5.

1. ROZPOCZĘCIE PRACY Z SYMULATOREM 

 
Pierwsz

ą czynnością potrzebną do wykonania symulacji jest stworzenie 

gotowego schematu w module 

Schematic Editor

. Jednak aby symulacja by

ła 

mo

żliwa do przeprowadzenia, moduł 

Circut Simulation

 potrzebuje pewnych 

dodatkowych informacji o ka

żdym elemencie w zaprojektowanym obwodzie. Są to 

mi

ędzy innymi symbol elementu i nazwa biblioteki definiującej jego parametry 

elektryczne. Informacje te przechowywane s

ą w specjalnych bibliotekach symbolów 

elementów. Mo

żliwe do zasymulowania elementy znajdują się w bibliotece 

..\Library\Sch\Sim.ddb.

 Ka

żdy z symboli elementów zawartych w tej bibliotece 

zawiera nazw

ę modelu symulacyjnego opisującego sposób jego działania. Możliwe 

s

ą do przeprowadzenia symulacje analogowe, cyfrowe lub analogowo-cyfrowe.  

 

Je

śli stworzyliśmy układ złożony z elementów biblioteki 

Sim.ddb

 to do 

przeprowadzenia symulacji pozostaj

ą nam już tylko trzy proste kroki: 

 

Do

łączamy do układu odpowiednie źródła sygnałów (np. sinusoidalne); 

 

Okre

ślamy punkty obwodu w których chcemy obserwować przebiegi; 

 

Konfigurujemy symulator 

 
Przed rozpocz

ęciem symulacji bardzo ważną rzeczą jest opisanie każdego 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

36  

elementu niepowtarzaln

ą nazwą 

(Designator)

. Zwykle dla uk

ładów scalonych 

stosuje si

ę nazwy U1, U2... , dla rezystorów R1. R2... itd. Nie wykonanie tej 

czynno

ści spowoduje, że kilka elementów będzie posiadało taką samą nazwę, co 

doprowadzi do powstawania b

łędów podczas symulacji. Automatyczne 

numerowanie elementów mo

żemy wykonać dzięki opcji 

Menu/Tools/Annotate... 

 

Podczas definiowania warto

ści różnych elementów spotkamy się z 

konieczno

ścią wpisywania liczb bardzo dużych lub bardzo małych. Możemy 

wykona

ć to na kilka sposobów. Przykładowo zapisy:  

 

1000, 1000.0, 1000Hz, 1e3, 1.0e3 , 1KHz i 1K reprezentują tą samą liczbę 
równ

ą 1000. 

 

Nale

ży pamiętać aby zapisywać je jednym ciągiem znaków, nie wstawiając 

pomi

ędzy litery i cyfry znaków spacji. Wszystkie możliwe  do  zastosowania  litery        

i odpowiadaj

ące im mnożniki zestawiono w 

Tabeli 1

 

  Tabela 1 Podstawowe przedrostki 

 

 

Zdefiniowane 

źródła sygnałów znajdują się także w bibliotece 

Sim.ddb

  

zbiorze 

Symulation Symbols.lib.

 Natomiast najprostsze z nich takie jak 

źródła 

napi

ęć stałych, sinusoidalnych i prostokątnych możemy znaleźć 

w 

Menu/Simulate/Sources

. Posiadaj

ą one zdefiniowane wszystkie parametry (należy 

tylko wype

łnić pole 

Designator

 i doskonale nadaj

ą się do przeprowadzenia 

pierwszych prób z symulatorem. 

 
 W celu zaprezentowania mo

żliwości modułu symulacji wybrałem jeden z 

gotowych uk

ładów przykładowych o nazwie 

Analog Amplifier

 i znajduj

ący się w 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

37  

katalogu 

..\Examples\Circuit Simulation\

 Jest to prosty wzmacniacz m.cz. 

zbudowany w oparciu o ko

ść 

µ

A74

1. Takie rozwiązanie ustrzeże czytelnika od 

pope

łniania błędu podczas rysowania schematu i pozwoli skupić się na samej 

symulacji. Schemat ideowy 

omawianego wzmacniacza 

widoczny jest na 

rys. 29

Posiadaj

ą już w pełni gotowy 

schemat ideowy i mo

żemy przejść 

do zdefiniowania warunków 

symulacji uk

ładu. Wywołując 

Menu/Simulate/Setup...

 

otworzymy okienko 

(rys. 30)

 

pozwalaj

ące na ustawienie wszystkich parametrów pracy symulatora. W górnej 

cz

ęści okna znajdują się zakładki, których wywołanie pozwala nam na konfiguracje 

wybranych sposobów symulacji. 

Symulacje, które maj

ą zostać wykonane 

zaznaczamy w sekcji 

Select Ana

łyses to 

Run

. Lista wyboru 

Collect Data For

 

okre

śla jakiego typu dane powinny zostać 

obliczone podczas symulacji i zapisane 

do pliku wynikowego. Nale

ży wybrać 

odpowiedni

ą z nich. Pierwsze cztery 

pozwalaj

ą na obliczanie danych dla 

wszystkich warto

ści danego typu (prądy, 

napi

ęcia itp.). 

 

Ostatnia opcja 

Active Signals

 spowoduje. i

ż obliczenia będą wykonywane 

jedynie dla sygna

łów znajdujących się na liście w okienku 

Active Signals

. 

Rozwi

ązanie takie posiada zarówno wady jak i zalety. Wadą jest konieczność 

ponownego przeprowadzenia symulacji w przypadku konieczno

ści obejrzenia 

dodatkowych sygna

łów. Niewątpliwą zaletą natomiast szybkość wykonywania 

oblicze

ń oraz niewielki rozmiar pliku wynikowego. Aktywne sygnały 

Active Signals

 

wybieramy z listy wszystkich sygna

łów 

Available Signals

. S

łużą do tego widoczne 

Rys. 29 Schemat ideowy symulowanego układu 

Rys. 30 Okienko definiowania parametrów 

symulacji

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

38  

pomi

ędzy oba oknami przyciski pozwalające na przemieszczanie z okna do okna 

pojedynczego sygna

łu („<" , „>") lub wszystkich zaznaczonych („«" , „»"). 

 

 Lista  wyboru 

Sheets to Netlist

 pozwala na wybranie zakresu prowadzonej 

symulacji (ca

ły projekt, pojedynczy schemat ...). Ostatnim elementem okienka jest 

grupa 

SimViewSetup

.  Pozwalaj

ą one na zapamiętanie ostatniego ustawienia 

parametrów symulatora, oraz wy

świetlanie jedynie przebiegów znajdujących się w 

oknie 

Active Signals

.  

 
 

5.2. SYMULACJA UK

ŁADU 

 
Program pozwala na wykonanie kilku ró

żnych symulacji układu. Postaram się 

teraz opisa

ć każdą z nich. Przedstawię zatem sposoby konfiguracji oraz 

przyk

ładowe przebiegi otrzymane w wyniku wykonania symulacji układu widocznego 

na 

rys. 29

.  

 
 

5.2.

1. OPERATING POINT ANALYSIS 

 

Najprostsz

ą analizą układu jest 

Operating Point Ana

łysis

. Tego typu 

symulacja wykonywana jest zawsze przed symulacjami 

Transient

 lub 

AC 

Small Signal

 i jest niezb

ędna do zbadania warunków początkowych pracy 

uk

ładu oraz ustalenia niektórych automatycznie definiowanych parametrów 

symulacji.  

 

5.2.2. TRANSIENT ANALYSIS 

 

Pierwsz

ą  użyteczną analizą jest 

Transient Ana

łysis

, czyli symulacja 

przej

ściowa układu. Generuje ona przebiegi jakie zwykle możemy otrzymać na 

ekranie oscyloskopu, czyli odpowiedz pr

ądową lub  napięciową    układu w 

funkcji czasu, która jest wynikiem pobudzenia sygna

łem wejściowym. Analiza 

tego typu zawsze rozpoczyna si

ę od czasu równego zero.  

 

 

 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

39  

 

W przedziale czasu pomi

ędzy zerem a wartością pola 

Start Time

        

(rys. 31)

 symulacja tak

że jest wykonywana, lecz jej wyniki nie są 

zapami

ętywane. Jest to niezbędne do określenia w jakim stanie znajdował się 

uk

ład w momencie rozpoczęcia   

obserwacji   

(Start Time)

.  

przedziale czasowym pomi

ędzy 

Start Time

 

i 

Stop Time

 

wykonywane s

ą obliczenia, które 

nast

ępnie możemy oglądnąć w 

postaci wykresu. 

 

 Parametr 

Step Time

 okre

śla 

co jaki interwa

ł czasowy powinny być wykonywane obliczenia. Im jest on 

mniejszy, tym symulacja jest dok

ładniejsza, lecz wymaga więcej czasu i 

pami

ęci. Jednak nie jest to zmienna statyczna. Symulator automatycznie ją 

zmienia w razie konieczno

ści (np. gdy występują szybko narastające lub 

opadaj

ące zbocza sygnału analiza układu wykonywana jest częściej).  

 

Warto

ść parametru 

Maximum Step

 okre

śla jaki może być maksymalny 

interwa

ł czasu, który program może ustalić automatycznie. Typowo Czasy 

Step Time

 i 

Maximum Step

 s

ą takie same. 

 
Program mo

że automatycznie ustawić te czasy korzystając z 

parametrów wpisanych w 

sekcji 

Default Parameters

. 

Definiujemy tam ilo

ść cykli 

obserwowanego sygna

łu, 

które chcemy ogl

ądnąć 

(Cycles Displayed)

 oraz 

ilo

ść wykonywanych 

oblicze

ń w ciągu jednego 

cyklu. 

Rys. 31 Parametry symulacji Transient 

Rys. 32 Wyniki symulacji Transient 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

40  

 

Pole 

Use Initial Conditions

 pozwala na rozpocz

ęcie symulacji z innymi 

parametrami pocz

ątkowymi elementów, niż  są domyślnie przyjęte                

(np. domy

ślnie na początku symulacji wszystkie kondensatory są 

roz

ładowane). W naszym przypadku nie korzystamy z tej opcji. Symulację 

widoczn

ą na 

rys. 32

 przeprowadzono dla warto

ści domyślnych, i widoczne są 

na nim przebiegi napi

ęcia na wejściu i wyjściu układu. 

 

 
5.2.3. AC SMALL SIGNAL 

 

Kolejnym bardzo cz

ęsto wykorzystywanym typem symulacji jest 

AC 

Small Signal

. Analiza tego typu generuje odpowiedz cz

ęstotliwościową 

uk

ładu. Symulacja wykonywana jest dla małej amplitudy sygnału wejściowego, 

a jej wynikiem jest amplituda sygna

łu wyjściowego w funkcji czasu. Możemy 

dzi

ęki niej określać pasmo przenoszenia układu. W celu przeprowadzenia 

symulacji tego typu, do wej

ścia układu musi zostać przyłączone co najmniej 

jedno 

źródło przebiegu zmiennego. Analizowany przykład spełnia ten wymóg 

(

źródło napięciowe 

Vin

).  

 

Amplituda przebiegu podawana 

jest w ustawieniach 

źródła jako 

parametr 

AC Part Field

.  Ustawienie 

warto

ści  1 pozwoli na obserwację 

wzmocnienia w odniesieniu do 

poziomu 0 dB. 

Źródło to na czas 

symulacji zast

ępowane jest poprzez 

generator przebiegu sinusoidalnego o 

cz

ęstotliwości zmieniającej się od 

Start 

Frequency

 do 

Stop Frequency

 z krokiem okre

ślonym przez parametry 

Test 

Points

 oraz 

Sweep Type

.  

 
Parametry wykonania symulacji ustawiamy w zak

ładce 

AC Smali Signal

 

okienka 

Ana

łyses Setup

. Widoczne jest ono na 

rys. 33

. Opcje 

Sweep Type

 

definiuj

ą ilość punktów testowych w następujący sposób: 

Rys. 33 Parametry symulacji AC Small 

Signal 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

41  

 

Linear

 - Warto

ść 

Test Points

 okre

śla całkowitą ilość punktów testowych 

dla ca

łej symulacji; 

 

Decade

  - Warto

ść 

Test  Points

 okre

śla ilość punktów testowych na 

ka

żdą dekadę zmienności częstotliwości sygnału wejściowego; 

 

Octave

 - Warto

ść 

Test Points

 okre

śla ilość punktów testowych na każdą 

oktaw

ę zmienności częstotliwości sygnału wejściowego. 

 
Ilo

ść rzeczywiście obliczanych punktów podczas całej symulacji 

wy

świetlana jest jako wartość zmiennej 

Total Test Points

 

Wynik przyk

ładowej symulacji tego typu przedstawia 

rys. 34

Przedstawiony wykres celowo 

odbiega od przyj

ętej normy dla 

tego typu charakterystyk. 

Mianowicie skala 

cz

ęstotliwości jest liniowa 

zamiast logarytmiczna, 

natomiast wzmocnienie 

sygna

łu nie zostało 

przedstawione      w dB. Jest 

to bowiem domy

ślny sposób 

rysowania wykresów. Sposób zmiany tych ustawie

ń zostanie opisany podczas 

prezentacji obs

ługi okienka prezentacji wyników symulacji. 

 
 

5.2.4. DC SWEEP 

 

Symulacja 

DC Sweep

 wykonuje ca

łą serię symulacji typu 

Operating 

Point

, za ka

żdym razem   modyfikując napięcia w zadanych źródłach. 

Pozwala to na uzyskanie charakterystyki przej

ściowej układu dla prądu 

sta

łego. Jak wynika z 

rys. 35

 mo

żliwa jest symulacja dla dwóch napięć 

wej

ściowych. Zdefiniowanie pierwszego z nich jest konieczne, natomiast 

drugiego opcjonalne. W li

ście wyboru znajdują się nazwy wszystkich 

dost

ępnych w układzie źródeł 

(Source Name)

.  

Rys. 34 Wynik symulacji AC Small Signal 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

42  

 

Parametry 

Start Value

 oraz 

Stop Value

 okre

ślają początkowe i końcowe 

warto

ści dla wybranego źródła, natomiast pole 

Step Value

 definiuje wielko

ść 

kroku zmiany warto

ści źródła. 

 

Widoczny na 

rys. 36

 wynik 

symulacji poprowadzony zosta

ł 

przy zmiennych warto

ściach 

napi

ęć 

Vin

 (napi

ęcie wejściowe) 

oraz 

V1

 (dodatnie napi

ęcie 

zasilaj

ące). Napięcie 

Vin

 

zmienia

ło się od -2 V do 2 V z 

krokiem      20 mV, natomiast 

V1

 

od 

10 V do 15 V z krokiem 1 V. Dzięki temu otrzymaliśmy sześć 

charakterystyk. Na osi X widoczny jest zakres zmienno

ści wartości napięcia 

Vin

.  

 

Natomiast na osi Y zakres zmienno

ści napięcia wyjściowego.                 

Z otrzymanej charakterystyki 

wynika, 

że wzmocnienie dla 

napi

ęcia stałego wynosi  10 

(dla V

1 = +12 V). Dla 

zakresu napi

ęć ujemnych 

sygna

łu wejściowego 

otrzymujemy dodatni sygna

ł 

na wyj

ściu (wzmacniacz 

odwraca faz

ę sygnału). 

Natomiast maksymalna dodatnia warto

ść napięcia na wyjściu układu zależy 

od warto

ści napięcia zasilającego 

V1

. 

 
 
 
 
 

Rys. 35 Parametry symulacji DC Sweep 

Rys. 36 Wynik symulacji DC Sweep 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

43  

 
5.2.5. MONTE CARLO 

 

Analiza 

Monte Carlo

 wykonuje kilka niezale

żnych symulacji układu, przy 

czym dla ka

żdej z nich stosuje losowo wybrane (w zakresie określonej 

tolerancji) warto

ści elementów. Analiza tego typu nie może być wykonana 

samodzielnie, lecz tylko w kooperacji z symulacjami typu 

AC

DC

 lub 

Transient

. Taka symulacja zapisuje dane jedynie dla sygna

łów określonych w 

li

ście 

Active Signals

  okienka 

Setup Analyses

. 

Wykorzystujemy j

ą w celu 

okre

ślenia wpływu wartości 

tolerancji rzeczywistych 

elementów na warunki pracy 

uk

ładu. Pozwoli na określenie 

które z elementów powinny 

charakteryzowa

ć się małą 

warto

ścią tolerancji, a które 

nawet znaczne odst

ępstwo od wartości nominalnej wprowadza jedynie 

niewielk

ą zmianę w pracy układu. 

 

Dzi

ęki temu będzie możliwe zastosowanie lepszych, a więc droższych 

elementów jedynie w pewnych newralgicznych punktach uk

ładu. Okienko 

odpowiedzialne za konfiguracje symulacji przedstawia 

rys. 37

. Pole 

Simulation Runs

 okre

śla ile jednostkowych symulacji powinno zostać 

przeprowadzonych. Parametr 

Simulation Seed

 jest pewn

ą liczbą 

wykorzystywan

ą w procesie generacji liczb losowych. Domyślnie ustawiona 

jest na -

1. 

 

W przypadku . kiedy chcemy wygenerowa

ć inną serię zmiennych 

losowych nale

ży zmodyfikować tą wartość. W większości przypadków nie jest 

to konieczne. Grupa opcji 

Default Distribution

 pozwala na wybranie rozk

ładu 

wed

ług którego losowane będą wartości elementów: 

 

Rys. 37 Parametry symulacji Monte Carlo 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

44  

 
Uniform distribution

 - jest to rozk

ład w którym wylosowanie 

jakiejkolwiek liczby z zadanego przedzia

łu jest tak samo 

prawdopodobne. Przyk

ładowo dla rezystora o wartości  1 kQ i tolerancji 

10% jednakowo prawdopodobne będzie wylosowanie dowolnej wartości 
z zakresu 900 O do 

11000. 

 

Caussian distribution

  - ten typ rozk

ładu generuje zmienne losowe, 

których prawdopodobie

ństwo wystąpienia jest większe w pobliżu 

warto

ści nominalnej. W naszym przypadku wystąpienie wartości bliskiej 

1000 Q będzie bardzo duże, natomiast wartości 900 Q lub 1100 Q 
znikome. 
 

Worst Case distribution

 - jest to rozk

ład podobny do rozkładu uniform, 

z t

ą różnicą,  że pod uwagę brane są tylko wartości krytyczne. Dla 

rezystora 

1  k

 ± 

10% będą to więc 900 

 oraz 

1100 

. Dla ka

żdej 

wykonywanej symulacji b

ędzie jednakowo prawdopodobne wylosowanie 

warto

ści 900 lub 1100. 

 
Mo

żemy określić wartości domyślnych tolerancji dla sześciu grup 

elementów: rezystorów, kondensatorów, induktorów, 

źródeł napięcia stałego, 

warto

ści beta tranzystorów 

oraz czasu propagacji 

elementów cyfrowych. Ka

żdą 

z nich wpisujemy w grupie 

Monte Carlo Default 

Tolerances

. Warto

ść 

ka

żdego elementu jest 

niezale

żnie losowana (w 

zakresie tolerancji) dla 

ka

żdego elementu. 

Przyk

ładowo jeśli w układzie 

znajduj

ą się dwa rezystory o wartości nominalnej 1000 

, to podczas 

symulacji ich warto

ść może zostać losowo określona np. na 953 

 dla jednego 

z nich i 

1022 

 dla drugiego. 

 

W przypadku kiedy chcemy u

żyć specjalnych wartości tolerancji dla 

wybranego przez nas elementu powinni

śmy skorzystać z przycisku 

Add... 

znajduj

ącego się w grupie 

Specific Device Tolerances

. W takim przypadku 

Rys. 38 Wynik symulacji Monte Carlo 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

45  

dla wybranych elementów losowanie warto

ści będzie przeprowadzane z ich 

specyficznymi parametrami, takimi jak tolerancja i stosowany rozk

ład. 

 

W analizowanym przyk

ładzie 10% tolerancja nie wpływa w bardzo duży 

sposób na jego warunki pracy. Dlatego te

ż dla dobrego uwidocznienia wpływu 

tolerancji elementów wprowadzono jej du

że wartości. Widoczna na 

rys. 38

  

symulacja 

Monte Carlo

 przeprowadzona zosta

ła we współpracy z symulacją 

typu 

Transient

. 

 
 

5.2.6. PARAMETER SWEEP 

 

Analiza typu 

Parameter Sweep

 przeznaczona jest do obserwacji 

wp

ływu, jaki wywarłaby zmiana parametrów zadanego elementu (lub dwóch 

elementów) na prac

ę układu. Nie jest 

to samodzielna symulacja i musi by

ć 

wykonywana wraz z inn

ą (np. 

Transient

 lub 

AC Smali Signal

), w 

zale

żności od tego jaką rodzinę 

charakterystyk pragniemy uzyska

ć. 

Okienko definiuj

ące parametry 

widoczne jest na 

rys. 39

 

Mo

żliwe do definiowania parametry są niemal identyczne jak miało to 

miejsce podczas symulacji 

DC Sweep

. Okienko podzielone jest na dwie 

sekcje. Wype

łnienie pierwszej z nich, oznaczonej jako 

Parameter Primary 

Sweep

 jest obowi

ązkowe, natomiast drugiej 

(Secondary)

 - opcjonalne. Obie 

posiadaj

ą identyczne pola parametrów. W pierwszej kolejności należy wybrać 

odpowiedni element z pola 

Parameter

. W naszym przypadku b

ędzie to 

rezystor RF. znajduj

ący się w obwodzie sprzężenia zwrotnego wzmacniacza. 

Jego warto

ść  będzie więc miała zasadnicze znaczenie podczas symulacji, 

poniewa

ż ma wpływ na współczynnik wzmocnienia układu. W zależności od 

analizowanego uk

ładu możliwe jest wybranie różnych innych elementów i ich 

parametrów.  

Rys. 39 Parametry symulacji Parameter 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

46  

 
Przyk

ładowo: 

 

Q3 [bf]               - wspó

łczynnik 

β

 Dla tranzystora Q3; 

 
R3 [r]                 - rezystancja potencjometru R3; 
 
option [temp]     - temperatura pracy uk

ładu; 

 
U5 [tp_val]        - czas propagacji uk

ładu cyfrowego U5. 

 

 

Parametry oznaczone jako 

Start Value

Stop Value

 i 

Step Value

 

oznaczaj

ą odpowiednio początkową, końcową wartość parametru elementu, 

oraz krok zmiany tej warto

ści. Od wielkości kroku zależna będzie liczba 

wykre

ślonych charakterystyk. 

Znacznik 

Relative Values

 okre

śla 

sposób interpretacji warto

ści 

parametru elementu. Domy

ślnie 

traktowane s

ą jako wartości 

bezwzgl

ędne, natomiast w 

przypadku zaznaczenia 

omawianego pola b

ędą dodawane 

do warto

ści zdefiniowanej w okienku 

parametrów 

(Part/Attributes)

 danego elementu. 

 

 W naszym przypadku, kiedy ustawione   s

ą      wartości   odpowiednio 

50k/

150k/50k kolejne symulacje będą wykonywane dla wartości rezystancji  

50k, 

100k oraz 150k. Ponieważ zdefiniowana nominalna wartości rezystora 

wynosi 

100k identyczny efekt uzyskamy dla wartości -50k/+50k/50k przy 

ustawionym znaczniku 

Relative Values

 Otrzymane wyniki widoczne s

ą na 

rys. 40

. Wykonano symulacj

ę typu 

Transient + Parameter Sweep

. 

Przedstawiono jedynie przebiegi wyj

ściowe. 

 
 
 
 

Rys. 40 Wynik symulacji Parameter Sweep 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

47  

 

5.2.

7. TEMPERATURE SWEEP 

 
Bardzo podobn

ą symulacją jest analiza typu 

Temperature Sweep

.  Tak 

samo jak poprzednia wykonywana jest jedynie jako dodatkowe 

z

adanie dla 

symulacji 

AC

DC

 lub 

Transient

 i pozwala ustali

ć wpływ zmian temperatury na 

prac

ę układu. Posiada trzy parametry określające temperaturę początkową, 

ko

ńcową oraz skok zmiany. 

 
 

5.2.

8. TRANSFER FUNCTION ANALYSIS 

 

Transfer Function Analysis

 jako jedna z niewielu, nie generuje 

wykresów. Wynikiem jej przeprowadzenia s

ą wartości rezystancji wejściowej, 

wyj

ściowej oraz wzmocnienie układu dla prądu stałego. Wymaga 

zdefiniowania jedynie 

źródła sygnału 

(Source Name)

 oraz punktu odniesienia 

(Reference Mode)

 

Zwykle punktem odniesienia jest 0. Mo

żemy oczywiście zmienić to 

ustawienie np. na 

Vcc

. W naszym przypadku, w wyniku symulacji otrzymamy 

miedzy innymi nast

ępujące wartości: 

 

TF_V(OUTPUT)/VIN

  -9.9999 - wzmocnienie napi

ęciowe układu. Znak 

minus przed warto

ścią sygnalizuje nam, że wzmacniacz odwraca fazę 

sygna

łu wejściowego o 180°; 

 

IN(OUTPUT)_VIN

  

10.0k – rezystancja wejściowa dla źródła Vin; 

 

OUT_V(OUTPUT)

  

15,38 m – rezystancja wyjściowa układu; 

 
 

5.2.

9. NOISE ANALYSIS 

 

Jedn

ą z ostatnich symulacji jest 

Noise Analysis

. Pozwala ona oceni

ć 

wp

ływ szumów generowanych przez rezystory oraz półprzewodniki na pracę 

uk

ładu. Kondensatory, induktory oraz źródła sygnałów są traktowane jako 

bezszumowe.  

 
 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

48  

 

5.2.

10. FOURIER ANALYSIES 

 
Podczas omawiania symulacji typu 

Transient

 pomin

ąłem jedną 

podgrup

ę parametrów widoczną w okienku konfiguracyjnym. Zatytułowana 

Fourier Analysis

 umo

żliwia nam otrzymanie wykresu widma sygnału w 

dziedzinie cz

ęstotliwości. Nie jest to samodzielna symulacja i zawsze należy 

wykonywa

ć ją wraz z symulacją 

Transient

. Do analizy pobierana jest próbka 

sygna

łu o czasie trwania równym okresowi sygnału wejściowego. 

 
W naszym przypadku cz

ęstotliwość sygnału wejściowego wynosi 10 kHz, 

zatem analizie poddana zostanie próbka z ostatniego pe

łnego okresu sygnału 

wej

ściowego o czasie trwania 100 

µ

s. W okienku konfiguracyjnym podajemy 

cz

ęstotliwość sygnału, oraz 

ilo

ść harmonicznych, które 

powinny zosta

ć 

zanalizowane. W naszym 

uk

ładzie sygnałem 

wej

ściowym jest sinusoida. 

Wykres widmowy sygna

łu 

b

ędzie więc jednym prążkiem 

dla cz

ęstotliwości          10 

kHz. Aby lepiej uwidoczni

ć 

mo

żliwe do otrzymania wyniki, źródło sinusoidalnego sygnału wejściowego, 

zamieni

łem na źródło sygnału prostokątnego. Otrzymane wyniki widoczne są 

na 

rys. 41

. 

 

Jednak taki wykres nie przekazuje nam wszystkich informacji 

otrzymanych z analizy Fouriera. Widoczna jest jedynie amplituda sygna

łu dla 

poszczególnych harmonicznych. Pe

łny opis amplitudowo-fazowy zapisywany 

jest jako tekst w pliku z rozszerzeniem 

.sim

 
 
 
 

Rys. 41 Wynik symulacji Fourier 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

49  

 

5.3. PRACA Z OKNEM WYKRESÓW 

 
Graficzny uk

ład otrzymanych wykresów może różnić się nieco od tych 

przedstawionych w niniejszym opisie. W celu lepszej i bardziej czytelnej 

reprezentacji otrzymanych wyników, sygna

ły wejściowe oraz wyjściowe 

przedstawia

łem na jednym wykresie. Natomiast podczas symulacji domyślnie 

wy

świetlane są oddzielnie. Była to jednak jedyna wykonana przeze mnie zmiana. 

Aby jednocze

śnie nie opisywać sposobu wykonywania różnego rodzaju symulacji 

oraz sposobu ustawiania parametrów wy

świetlania otrzymane wyniki pozostawiałem 

w niemal nie zmienionej formie. 

 

W pewnym momencie post

ępowanie takie doprowadziło nawet do sytuacji, że 

cz

ęstotliwościowa charakterystyka przenoszenia układu została przedstawiona na 

skali liniowej zamiast logarytmicznej. W

łaśnie tym wykresem posłużę się podczas 

opisywania zasad pracy i konfiguracji sposobu reprezentacji wyników symulacji. 

 

Po wykonaniu symulacji 

AC

 dla punktów oznaczonych jako 

input

 oraz 

output 

domy

ślnie otrzymujemy dwa niezależne wykresy w postaci takiej, jak przedstawia to 

rys. 42

. Po prawej stronie ekranu 

znajduje si

ę okienko z wykresami, 

natomiast po lewej okno 

Project 

Manager

 

z aktywn

ą zakładką 

Browse Sim Data

. Znajduje si

ę w 

nim kilka elementów. 

 

W okienku opisanym jako 

Waveforms

 widoczne s

ą możliwe 

do wy

świetlenia wykresy. Gwiazdka 

przy nazwie oznacza, 

że dany 

wykres jest aktualnie wy

świetlany. Wyświetlenie lub schowanie wykresu następuje 

poprzez pod

świetlenie jego nazwy (pojedyncze kliknięcie)  a  następnie 

przyci

śnięcie 

Show

 (poka

ż)  lub 

Hide

 (ukryj). Klawisz 

Color

 s

łuży do zmiany koloru 

wy

świetlania danego wykresu. Aby umieścić dwa wykresy w jednym oknie musimy 

Rys. 42 Domyślny sposób przedstawiania 

wyników symulacji 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

50  

wykona

ć kilka czynności. Po pierwsze ukrywamy jeden z wykresów 

(Hide)

nast

ępnie prawym przyciskiem myszy klikamy na nazwę sygnału w oknie drugiego 

wykresu. W okienku 

Waveforms 

wybieramy interesuj

ący nas sygnał i przyciskamy 

klawisz 

Show

. Po wykonaniu tych czynno

ści oba wykresy znajdują się w jednym 

oknie.  

 

Poni

żej okienka 

Waveforms

 znajduje si

ę sekcja 

View

 w której wybieramy, czy 

wy

świetlany ma być tylko bieżący wykres 

(Single Cell)

. czy wszystkie 

(All Cells)

. 

W pierwszym przypadku wykresy s

ą wyświetlane w wersji pełnoekranowej a 

prze

łączamy się pomiędzy nimi przy pomocy klawiszy znajdujących się w grupie 

View

. Grupa 

Scaling

  odpowiedzialna  jest  za  skalowanie  osi  wykresu.  Pola              

X Division

 oraz 

Y Division

 okre

ślają wielkość podziałki a 

Y Offset

 to po

łożenie 

punktu zerowego osi Y na wykresie. Przy zmianie tych warto

ści należy pamiętać, że 

wykonujemy to w sposób sztuczny. Jest to tylko pewne przedstawienie wykresu, 

które odbiega od wyników  przeprowadzonej symulacji, poniewa

ż na jednym 

wykresie mo

żemy przyjąć różne podziałki dla różnych przebiegów. Graficzna 

reprezentacja wyników mo

że być nieco myląca. Jeżeli jednak nie dokonamy 

żadnych zmian w tej sekcji, skalowanie będzie jednakowe dla każdego wykresu i 

zgodne z przeprowadzon

ą symulacją. 

 

Ostatni

ą grupą jest sekcja 

Measurement Cursors

. Kursory s

łużą do 

uzyskiwania dok

ładnych wartości na osi Y, dla zadanej wartości na osi X. Możemy 

zdefiniowa

ć dwa kursory oznaczone jako A oraz B. Kursor może być nieaktywny 

(Off)

 lub przydzielony do konkretnego wykresu (wybieranego z rozwijalnego menu). 

Po skojarzeniu kursora z wykresem mo

żemy przesuwać nim przy pomocy myszki. 

Warto

ści dla osi X i Y wyświetlane są pod 

definicj

ą kursora. Dla określenia pasma 

przenoszenia analizowanego wzmacniacza 

wykorzystano w

łaśnie taki kursor. Ponieważ 

maksymalne wzmocnienie wynosi 20 dB, 

wi

ęc ustawiając kursor w pozycji 17 dB na 

osi Y mo

żemy odczytać wartość osi X, która 

wynosi oko

ło  102 kHz. Jest to więc nasza 

Rys. 43 Parametry wyświetlania wykresu 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

51  

szukana cz

ęstotliwość graniczna. Możliwe jest także uzyskanie informacji o 

odleg

łości pomiędzy dwoma kursorami (okienko 

B-A

). 

 

Klikaj

ąc prawym przyciskiem myszy na wykresie możemy wykonać dodatkowe 

czynno

ści. 

Fit Waveforms

 dopasuje rozmiary wykresu do wielko

ści okna. 

Document Options

 wywo

ła okienko widoczne na 

rys. 43

. Mo

żemy w nim ustawić 

kolor podzia

łek 

(Grid)

, pierwszego planu 

(Foreground)

 oraz t

ła 

(Background)

Przycisk 

Swap Foreground/Background

  zamieni kolory pierwszego planu i t

ła. 

Znacznik 

Bold Waveforms

 spowoduje, 

że wszystkie wykresy będą rysowane 

grubsz

ą linią, natomiast 

Show Data Points

 wy

świetli punkty wykresu dla których 

by

ły wykonywane obliczenia. 

 

Po klikni

ęciu na wykresie prawym przyciskiem otworzymy okno widoczne na 

rys. 44

 i s

łużące do definiowania sposobu skalowania 

osi 

(Scalling...)

.  O

ś X może być wyświetlana w skali 

liniowej lub logarytmicznej. W przypadku osi Y 

mo

żliwości jest więcej:  

 

Real

 

 

- cz

ęść rzeczywista wartości 

zespo

l

onej; 

 

Imaginary

  - cz

ęść urojona wartości zespolonej; 

 

Magnitude

 - poziom sygna

łu (np. prądu lub napięcia); 

 

Magnitude in Decibels 

 - analogicznie, lecz w decybelach; 

 

Phase in Degrees

 - faza sygna

łu w stopniach; 

 

Phase in Radians

 - faza sygna

łu w radianach.

 

 

Pierwsze dwie warto

ści mogą znaleźć zastosowanie np. podczas symulacji 

Fourier

. Podobnie jest w przypadku fazy sygna

łu. W wyniku obliczenia 

transformaty Fouriera mo

żemy otrzymać widmo, dla którego poziom sygnału dla 

poszczególnych harmonicznych mo

że być taki sam, lecz faza każdej harmonicznej 

b

ędzie inna. Ustawienie wyświetlania poziomu sygnału w decybelach będzie 

uzasadnione w przypadku analizy pasma przenoszenia uk

ładów. 

Rys. 44 Definicje osi wykresu 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

52  

 

5.4. 

ŹRÓDŁA SYGNAŁÓW 

 
Dotychczas opisa

łem niemalże wszystkie możliwości oferowane przez moduł 

symulacji. Jednak do jego pe

łnego wykorzystania niezbędny jest jeszcze jeden 

element, mianowicie umiej

ętność konfigurowania źródeł sygnałów. Wszystkie 

znajduj

ą się w bibliotece 

Sim.ddb

 w zbiorze 

Simulation Symbols.lib.

 W rozdziale 

tym przedstawi

ę w postaci stabelaryzowanej najważniejsze  źródła sygnałów oraz 

sposób ich konfiguracji. Dla ka

żdego  źródła zostanie przedstawiony wykres 

generowanego przez nie przebiegu, zgodnie z przyk

ładowymi parametrami 

konfiguracji podanymi w tabelach. Graficzna reprezentacja 

źródeł widoczna jest na 

rys. 45

 oraz 

rys.46

. Wszystkie 

źródła sygnałów można sklasyfikować w czterech 

grupach. 

 

Pierwsz

ą z nich są  źródła 

pr

ądu i napięcia stałego, 

oznaczone jako 

VSRC,ISRC

 oraz 

VSRC2

. Ich konfiguracja ogranicza 

si

ę do wypełnienia pola 

Part Type

, 

poprzez podanie odpowiednich 

warto

ści napięcia lub natężenia 

pr

ądu.           W przypadku, jeśli 

przeprowadzali b

ędziemy 

symulacj

ę typu 

AC

 powinni

śmy 

dodatkowo wype

łnić pola 

AC Magnitude

 oraz 

AC Phase

 
Do drugiej grupy zaliczy

ć możemy wszystkie niezależne  źródła prądu lub 

napi

ęcia przemiennego, widoczne na 

rys. 45

. Ich konfiguracja jest ju

ż o wiele 

bardziej skomplikowana, a znaczenie ka

żdego parametru przedstawiłem w tabelach. 

Dla ka

żdego rodzaju źródła widoczne są generowanie przez nie przebiegi 

napi

ęciowe. Parametry sygnałów zgodne są z przykładowymi dany mi podanymi w 

nawiasach (opis w tabelach). W przypadku, je

śli nie podano wartości parametru, 

przyj

ęto iż zastosowano wartość domyślną (z reguły jest to liczba zero). 

 
 

Rys. 45 Podstawowe źródła sygnałów 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

53  

 

Kolejn

ą grupą są źródła sygnałów zależne liniowo 

(rys. 46).

 S

ą to takie źródła, 

w których warto

ść sygnału wyjściowego jest liniowo zależna od wartości sygnału 

wej

ściowego. Konfiguracja  takich  

źródeł    jak 

GSRC, ESRC, FSRC

 

oraz 

HSRC

 jest bardzo prosta i 

wymaga jedynie odpowiedniego 

wspó

łczynnika liczbowego w polu 

Part Type

. Pozosta

łe związane 

s

ą z generowaniem sygnału o 

zmiennej cz

ęstotliwości i ich 

konfiguracja jest nieco bardziej 

skomplikowana. Warto

ść pola 

Part Type

 nie ma w tym przypadku znaczenia. Konfiguracja wszystkich 

źródeł jest 

podobna. Parametry 

HIGH

  oraz 

LOW

 oznaczaj

ą odpowiednio minimalną i 

maksymaln

ą wartość napięcia wyjściowego. Pola 

C1-C4

 oraz 

F1-F4

 

przyporz

ądkowują odpowiedniej wartość napięcia 

Cn

 odpowiedni

ą częstotliwość 

sygna

łu wyjściowego 

Fn

, gdzie n jest numerem parametru. 

Źródło 

SQRVCO 

b

ędące generatorem przebiegu prostokątnego posiada znane już parametry 

RISE

 

oraz 

Fall

, które okre

ślają czas narastania i opadania zbocza. 

 

Ostatni

ą grupę tworzą dwa źródła, 

BI-SRC

 oraz 

BVSRC

. S

ą to źródła napięcia 

i pr

ądu, którego wartość zależy funkcyjnie od wartości prądu lub napięcia                 

w dowolnym punkcie uk

ładu. Konfiguracja polega na wypełnieniu pola 

Part Type

Przyk

ładowo wpisując wyrażenie 

COS(V(IN))

 otrzymamy 

źródło, którego wartość 

(pr

ądu lub napięcia) będzie równa kosinusowi wartości napięcia  w  punkcie             

IN

(

Net Label 

o nazwie 

IN

). Domy

ślnie poziom napięcia w punkcie 

IN

 jest obliczany 

w stosunku do poziomu 

GND

. Mo

żna to zmienić, co przedstawia następujący 

przyk

ład: 

 

LN(COS(LOG(V(NetLabel1.NetLabel2)^2)))-V(NetLabel2)^V(NetLabel1). 

 

 

Rys. 46 Podstawowe źródła sterowane 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

54  

Stosowa

ć można następujące symbole oraz funkcje matematyczne: 

+, -, *, /, ", 

ABS, LN, SORT, LOG, EXP, SIN, ASIN, ASINH, SINH, COS, ACOS, ACOSH, 

COSH, TAN, ATAN, ATANH.

 W przypadku je

śli obliczona wartość funkcji jest 

mniejsza od zera, brana pod uwag

ę jest jej wartość bezwzględna. Błędy symulacji 

mog

ą wystąpić w przypadku dzielenia przez zero oraz w punktach, dla których 

warto

ść funkcji nie jest zdefiniowana. 

 

  
 

Tabela 2 Źródła prądu i napięcia stałego 

 

 

 

 

 

Tabela 3 Sinusoidalne źródła prądu lub napięcia 

 

VSIN,ISIN 

Sinusoidalne przebiegi prądu lub 

napięcia 

Nazwa atrybutu/pola 

Opis 

Designator 

Nazwa elementu (np. Vcc) 

DC (V lub A) 

Poziom napięcia stałego dla analizy operating point 

AC (V lub A) 

Wartość dla symulacji typu AC (domyślnie 1V) 

AC Phase (stopnie) 

Faza sygnału dla symulacji AC 

Offset (V lub A) 

Poziom sygnału stałego 

Amplitudę (V lub A) 

Amplituda przebiegu zmiennego (np. 100 m) 

Frequency (Hz) 

Częstotliwość przebiegu (np. 1000) 

Delay (s) 

Opóźnienie rozpoczęcia generacji przebiegu (np. 500 mis) 

Damping Factor(1/s) Szybkość opadania amplitudy sygnału (np. 250) 

Phase (stopnie) 

Faza sygnału dla czasu 0 s (np. 0) 

 
 

 
 
 

VSRC,ISRC,VSRC2 

Źródła stałego napięcia oraz 

prądu 

Nazwa atrybutu/pola 

Opis 

Designator 

Nazwa elementu (np. Vcc) 

Part Type 

Amplituda prądu lub napięcia (np. 10) 

AC Magnitude (V lub A) 

Wartość dla symulacji typu AC (domyślnie 1 V) 

AC Phase (stopnie) 

Faza sygnału dla symulacji AC 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

55  

 

Tabela 4 Periodyczne sygnały impulsowe 

 

 
 
 
 
 

Tabela 5 Źródła o definiowanym kształcie 

 

 
 
 
 
 
 

 

YPULSE.IPULSE Periodyczne 

sygnały impulsowe 

Nazwa atrybutu/pola 

Opis 

Designator 

Nazwa elementu (np. Vcc) 

DC (V lub A) 

Poziom napięcia stałego dla analizy operating point 

AC (V lub A) 

Wartość dla symulacji typu AC (domyślnie 1V) 

AC Phase (stopnie) 

Faza sygnału dla symulacji AC 

Initial Value(V lub A) 

Wartość początkowa (np. 0) 

Pulsed (V lub A) 

Wartość impulsu (np. 5V) 

Time Delay (s) 

Czas opóźnienia rozpoczęcia generacji przebiegu (np. 10 

µ

s) 

Rise Time (s) 

Czas zmiany sygnału od wartość Initial do Pulsed (np. 

µ

s) 

Fall Time (s) 

Czas zmiany sygnału od wartość Pulsed do Initial (np.1 

µ

s) 

Pulse Width (s) 

Czas trwania impulsu (np. 10 

µ

s) 

Period (s) 

Okres przebiegu (np. 30 

µ

s) 

YPWL.IPWL 

Przebiegi o definiowanym kształcie 

Nazwa atrybutu/pola 

Opis 

Designator 

Nazwa elementu (np. Vcc) 

DC (V lub A) 

Poziom napięcia stałego dla analizy operating point 

AC (V lub A) 

Wartość dla symulacji typu AC (domyślnie 1V) 

AC Phase (stopnie) 

Faza sygnału dla symulacji AC 

Time-Yoltage (s - V/A) 

Określone czasowe zmiany poziomu sygnału. Tworzone z par 

V/A s...... (np. 0

µ

 5 5

µ

5 12

µ

0 50

µ

5 100

µ

File Name 

Opcjonalnie, zdefiniowane w polu Time Voltage dane mogą być 

pobierane z pliku o rozszerzeniu .PWL, z bieżącego katalogu. 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

56  

 

Tabela 6 Źródła wykładnicze 

 

VEXP.IEXP  

Przebiegi wykładnicze 

Nazwa atrybutu/pola 

Opis 

Designator 

Nazwa elementu (np. Vcc) 

DC (V lub A) 

Poziom napięcia stałego dla analizy operating point 

AC (V lub A) 

Wartość dla symulacji typu AC (domyślnie 1 V) 

AC Phase (stopnie) 

Faza sygnału dla symulacji AC 

lnitialValue(VlubA) Wartość początkowa (np. 0) 

Pulse Value (V lub A) 

Maksymalna wartość sygnału (np. 5 V) 

Rise Delay (s) 

Czas zmiany sygnału od wartość Initial do Pulsed (np. 1 us) 

Rise Time (s) 

Stała ładowania RC (np. 700 ns) 

Fali Dclay (s) 

Czas zmiany sygnału od wartość Pulsed do Initial (np. 2/<s) 

Fali Time (s) 

Stała rozładowania RC (np. 300 ns) 

 

 

 
 

 
 

Tabela 7 Źródła sinusoidalne z modulacją częstotliwości. 

 

YSFFM.ISFFM 

Przebiegi sinusoidalne z modulacją 

częstotliwości. 

Nazwa atrybutu/pola 

Opis 

Designator 

Nazwa elementu (np. Vcc) 

DC (V lub A) 

Poziom napięcia stałego dla analizy operating point 

AC (V lub A) 

Wartość dla symulacji typu AC (domyślnie 1 V) 

AC Phase (stopnie) 

Faza sygnału dla symulacji AC 

Offset (V lub A) 

Poziom sygnału stałego (np. 0) 

Amplitude (V lub A) 

Amplituda sygnału (np. 100m) 

Carrier (Hz) 

Częstotliwość fali nośnej (np. 100 kHz) 

Modulation Głębokość modulacji (np. 5) 
Signal (Hz) 

Częstotliwość sygnału modulującego (np. 10 kHz) 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

I   N   S   T   R   U   K   C   J   A        O   B   S   Ł   U   G   I        P   R   O   G   R   A   M   U

PROTEL 99 SE 

 
Autor:  MAREK SMYCZEK 
 

57  

 

Tabela 8 Źródła sterowane zależne liniowo i nieliniowo 

 

Źródła sterowane zależne liniowo 

Nazwa źródła Opis 

GSRC 

Źródło prądowe sterowane napięciowo (Part Type - transkonduktancja) 

ESRC 

Źródło napięciowe sterowane napięciowo (Part Type - wzmocnienie 

napięciowe) 

FSRC 

Źródło prądowe sterowane prądowo (Part Type - wzmocnienie prądowe) 

HSRC 

Źródło napięciowe sterowane prądowo (Part Type - transrezystancja) 

FTOV Konwerter 

częstotliwość/napięcie 

SINEVCO 

Generator sinusoidalny sterowany napięciowo 

SQRVCO 

Generator przebiegu prostokątnego sterowany napięciowo 

TRIVCO 

Generator przebiegu trójkątnego sterowany napięciowo 

Źródła sterowane zależne nieliniowo 

BISRC 

Źródło prądowe zależne funkcyjnie. Definicja w polu PART Type (np. I(IN), 

gdzie IN jest nazwą połączenia - Net Label) 

BVSRC 

Źródło napięciowe zależne funkcyjnie. Definicja w polu Part Type (np. 

COS(V(IN)) . gdzie IN jest nazwą połączenia - Net Label) 

 
 
 
Program Protel oprócz gotowych bibliotek elementów, umo

żliwia także 

tworzenie w

łasnych bibliotek symulacyjnych. Jednak opisanie ich nie wydaje mi się 

celowe, poniewa

ż jest to proces dość skomplikowany i wymagałby co najmniej 

kilkunastu dodatkowych stron opisu. Biblioteka elementów jest stale powi

ększana i 

jej najnowszej wersji nale

ży szukać na stronie 

www.protel.com

 

 
Tym artyku

łem chciałbym zakończyć opis modułu symulacji. Zdaję sobie 

spraw

ę z faktu, iż nie przedstawiłem go w całości. Mam jednak nadzieję,  że 

zamieszczone informacje pozwol

ą na szybkie i bezproblemowe rozpoczęcie pracy z 

symulatorem. 

Życzę wielu udanych projektów.