時間：2023-06-01 09:30:24
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電路原理圖，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:Protel99SE;非層次原理圖;電子線路CAD;自動編號;元件
中圖分類號:TP319文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2010)04-0946-02
A Kind of Method about Non-hierarchical Sub-circuit Schematic Element of AutoNumber in the Protel99 SE
ZENG Xiao-bo, GE Qin
(Hunan Vocational Institute of Technology, Xiangtan 411104, China)
Abstract: Protel99 SE is one of present domestic widespread use electronic circuit CAD software, the depth the electronic circuit project engineering technical personnel and the electronic specialized teacher's favor, this article by the abundant and elegant way, introduced that in the Protel99se Central Africa level schematic diagram sub-circuit element automatic serial number's method, is for the purpose of filling in the electronic circuit CAD teaching material's blank, is the teacher teaching, the engineers and technicians actual operation provides the reference.
Key words: Protel99 SE; Non-hierarchical schematic; electronic circuit CAD; AutoNumber; part
Protel99 SE作為Altium公司1999年推出的電子線路設計CAD軟件,是第一個將所有的設計工具于一身的設計系統,該系統包含了電路原理圖編輯、電路性能仿真測試、設計PLD及印制電路板PCB編輯等功能融合一體。雖然2002年該公司推出了Protel DXP版本,但由于其界面按鈕較多,不易初學者掌握,對顯示器要求較高等因素制約,至今Protel99 SE用戶升級到Protel DXP版本的并不多,Protel99 SE在今后一段時間內仍將成為主流的電子線路CAD設計軟件之一。
本文闡述在Protel99 SE原理圖編輯器環境下,元件的自動編號功能的操作,重點介紹非層次原理圖的子電路元件自動編號的方法。筆者在多年的教學當中,使用了多套教材,發現共同的特點,對元件的自動編號操作介紹不少,但大部分只介紹單一原理圖元件自動編號和層次原理圖中子電路元件自動編號,對于同一原理圖中不同模塊子電路元件的自動編號,即非層次原理圖子電路元件自動編號的方法介紹太少,基本不提或者一筆帶過。經過本人的多年摸索,找到一種在Protel99 SE中非層次原理圖子電路元件的自動編號的操作方法,旨在填補電子線路CAD教材中的空白,為教師教學,工程技術人員實際操作提供參考。
1 Protel99 SE原理圖中元件自動編號的三種情況
在Protel99 SE原理圖編輯器中,考慮到了層次電路原理圖的繪制,因而應用了子電路的概念,從而有三種情況的自動編號。
第一種情況是單一模塊電路元件的自動編號,這種情況大部分的教材都有詳細的介紹,只需簡單的運用Protel99 SE系統的菜單命令【Tools】--【Annotate…】即可實現,本文不再贅述。
第二種情況是層次電路原理圖中子電路的自動編號,由于這種原理圖的結構是由母圖到子圖的層次關系,各子電路分別繪制在不同的原理圖中,對每一個子電路的元件自動編號與第一種情況類似,并不會影響其他電路;只是操作需放到每一個子電路原理圖中進行,并且,注意將元件的序號改為“元件類型+子電路編號+序號”的形式即可;這些操作只需掌握第一種情況的操作,同時利用全局編輯功能,就不會有太多的困難,現在的教材也有詳細敘述。
第三種情況是非層級原理圖中的子電路元件自動編號,即對于包含多個子電路系統的設計項目,如果元件數目不多,整個電路繪制在同一張原理圖中,稱之為非層次原理圖,對于這樣原理圖,由于子電路在同一個原理圖中,在修改一部分子電路的全局屬性時,也會影響到其他子電路元件,因而需要特別注意操作,這是本文需要重點介紹的內容。
2 非層次原理圖中的子電路元件自動編號
如前文所述,由于所有子電路元件都在同一張原理圖中,當通過全局編輯功能方式編輯某一子電路的同類元件屬性時,勢必會影響到其他子電路的元件屬性。解決的辦法是先將需要編輯的同類元件先標記,再進行全局編輯。具體操作如圖1。
如圖1所示,若七個電容為第三個子電路的元件,并且此子電路中的電容元件均在此,現需要將其編號編輯成C301-C307的形式,具體步驟為:
第一步,將這七個電容標記,具體操單擊鼠標不放松從該圖形的左上角到右下角拉出一矩形,將七個電容全部包圍,這樣被標記的電容元件呈黃色(系統默認顏色)。當然,子電路中的元件通常不可能排在一起,即需要標記分散的元件時,只需要執行Shift+鼠標單擊元件,同樣可以標記同一子電路中不同位置的元件。
第二步,雙擊七個元件中的任意一個元件,彈出屬性對話框,點擊【Global】按鈕,啟動全局編輯功能,此時設置如圖2所示,匹配條件【Attributes To Match By】欄中不是通常選用的元件編號“C*”了,而是標記項【Selection】,具體如圖2所示。需要特別注意的是【Selection】應該選擇【Same】,單擊【OK】按鈕即可,此時七個電容元件統一編輯成圖3所示情況。
第三步,執行菜單命令【Tools】--【Annotate…】,啟動自動編號功能,即可編輯成C301-C307的形式。
這種操作可以將非層次原理圖中子電路中的同類型的元件(如電阻、電容元件)自動編號成所需要的形式,依次類推,使用這種操作方法可以將其他類型元件自動編輯成所需要的形式。
3 同類元件超過十個元件的處理辦法
自動編號功能是按著數字從小編號到大的遞增方式進行,當元件的個數在99個以內時,1～9號元件的編號形式為C301-C309(還是以上圖中的電容元件為例);當元件編號超過第9個時,如果不注意,會出現C3010、C3011的形式,而不會如期的出現C310、C311的形式;此時只要繼續得使用前面的方法,先標記第10~19號元件,調出圖2所示的全局編輯對話框,再將其復制值改為“C31?”的形式,這樣就可以出現預想的編號號碼。當元件的個數超過19個時,此時的操作方法同此步的操作類似。
通過上面的操作我們可以看出,不管是層次原理圖還是非層次原理圖中的子電路元件,利用全局編輯功能,每次只能編號十個元件,因此,在操作中需要注意。
4 結束語
Protel99 SE的原理圖編輯的全局編輯功能和自動編號功能,當用戶能夠的深刻掌握每項操作的含義,靈活運用兩者的組合關系,可以給用戶的工作帶來很多方便和給工作帶來很高的效率。
參考文獻:
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[2] 張謹,張偉,張立寶. 電路設計與制板:Protel99 SE入門與提高[M]. 北京:人民郵電出版社,2007.
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[4] 顏莉. Protel 99 SE設計電子原理圖[J]. 科學大眾,2009(2).
[5] 王朝紅,李廣兵. Protel 99 se使用技巧[J]. 科技創新導報, 2008(8).
關鍵字： 電氣原理圖 識讀 繪圖
中圖分類號： F4O7 文獻標識碼： A
現就電氣原理圖識讀的方式方法及相關知識分析如下：
一、電氣原理圖
電氣原理圖是采用國家標準中統一規定的圖形符號和文字符號代表各種電器、電動機等元件，依據生產機械對控制的要求和各電器的動作原理，用導線把它們連接起來構成的。它包括所有電器元件的導電部件和接線端子．但并不按照電器元件的實際布置位置來繪制，也不反映電器元件的實際大小。 電氣原理圖中的圖形和文字符號必須符合最新的國家標準。
電氣原理圖的組成電氣原理圖主要由主電路和輔助電路以及功能說明欄、電路編號等組成，下面以某機床電氣原理圖為例，加以說明。
主電路――一般把交流電源和電動機之間的電路稱為主電路，它由電源開關、熔斷器、接觸器主觸點、熱繼電器的熱元件和電動機等組成，主電路一般通過的電流較大。編號中l、2、3、4是主電路。
輔助電路――除主電路以外的電路稱為輔助電路。輔助電路包括控制電路、照明電路、信號電路和保護電路等。其中控制電路是由按鈕、接觸器和繼電器的線圈及輔助觸點、熱繼電器觸點、保護電器觸點等組成，輔助電路中通過的電流一般較小(在5 A以下)。編號中5、6、7、8、9是控制電路；10是變壓器電路，11是照明電路；12、13是信號電路。圖中PE板是保護電路。
電路編號一般設置在原理圖上方，也可設置在圖的下方。電路編號下方功能說明欄的文字表明相應元件或電路的功能。 此外：在接觸器KM線圈及繼電器KA線圈符號的下方，標出了與該線圈配套的觸點在圖中的位置，且對未使用的觸點用“X”表明，有時也可采用省略的表示方法。如：圖中KM有三副常開觸點在電路編號4范圍內，另有一副常開觸點在電路編號6范圍內。
二、 繪圖的一般原則
1．所有電器元件都應采用國家標準中統一規定的圖形符號和文字符號表示。
2．電器元件的布局應根據便于閱讀的原則安排。主電路安排在圖面左側或上方，輔助電路安排在圖面右側或下方。無論主電路還是輔助電路，均按功能布置，盡可能按動作順序從上到下、從左到右排列。
3．當同一電器元件的不同部件(如線圈、觸點)分散在不同位置時，為了表示是同一元件，要在電器元件的不同部件處標注統一的文字符號。對于同類器件，要在其文字符號后加數字序號來區別。如兩個接觸器，可用KMl、KM2文字符號區別。
4．所有電器的可動部分均按沒有通電或沒有外力作用時的狀態畫出。對于繼電器、接觸器的觸點，按其線圈不通電時的狀態畫出；控制器按手柄處于零位時的狀態畫出；對于按鈕、行程開關等觸點，按未受外力作用時的狀態畫出。
5.應盡量減少線條和避免線條交叉。各導線之間有電聯系時，在導線交叉點處畫實心圓點。根據圖面布置需要，可以將圖形符號旋轉繪制，一般逆時針方向旋轉90’，但文字符號不可倒置。
識讀電氣原理圖的基本步驟
三、識讀步驟
看標題欄達到對該圖的類型、作用、表達的大致內容有一個比較明確的認識和印象。
看主電路一般是由上向下即由電源經開關設備及導線向負載方向看；了解主電路控制的電動機具有什么功能，如何與被拖動機械配合。
關鍵詞： Protel99SE；電路原理圖；PCB；布局布線；構建網絡
中圖分類號：TN41 文獻標識碼：A 文章編號：1671－7597（2011）1210060－01
1 從原理圖到PCB
可以分為三大步驟，第一是繪制電路原理圖，第二是根據電路原理圖產生網絡表，第三是印制電路板設計。詳細操作過程如下：
1）創建一個設計數據庫文件。建立一個空的設計數據庫并為該數據庫文件命名和選擇存儲位置。
2）新建電路原理圖。新建電路原理圖文件，并直接修改電路原理圖文件名，進入Sch99SE后，設置圖紙參數。
3）加載元器件庫、放置元器件并布局原理圖布線。將放置好的元器件各管腳用電氣導線、網絡標號、I/O端口標號等連接起來。使各電路模塊之間建立滿足設計要求的電氣連接關系。Protel99SE提供直接連線、網絡連線和I/O端口標號連線3種方式。簡單的電路模塊宜采用直接連線方式，連線一次畫完。而對于復雜的電路模塊多采用網絡連線和I/O端口標號連線方式（兩種連線方式其實都是用英文字母標識電氣上連接在一起的各導線），其網絡標號最好放在管腳端點引出的端線上。
4）ERC和生成網絡表。使用Protel提供的智能化電氣規則檢查（ERC）功能對該電路系統進行電氣規則檢查，主要包括兩方面的內容：① 檢查原理圖的電氣規則沖突，如一個元器件的輸出引腳與另一個元器件的輸出引腳連在一起；② 檢查未連接或重復使用的網絡標號。網絡表（netlist）是電路原理圖文件和PCB設計之間的紐帶。
5）新建一個PCB文件，規劃印制電路板。規劃電路板主要是確定電路板的物理邊界、電氣邊界、板層結構和布局要求任務。
首先，定義電路板的形狀和尺寸（物理邊界），用戶在4個機械層中的一個確定電路板物理邊界，而在其它的機械層上放置尺寸、角標、參考孔位置。然后，定義電路板的電氣邊界。電氣邊界是用來限定布線和元件放置的范圍，通常用戶應將電氣邊界的范圍與物理邊界的范圍規劃成相同大小。所有信號層的目標對象（如焊盤、過孔和走線）都限定在電氣邊界內。
6）設置參數制。參數設置包括工作層的參數、PCB編輯器的工作參數、自動布局和布線數的設置等。在進行印制電路板設計時，確定其工作層，包括信號層（Signallayers）電源/接地層（IntemalPlanes）、（Mechanicallayers）等。印制電路單層板、雙層板和多層板。在實際應用中，雙層板因其布線相對比較簡單、價格適中而成為現在最常使用的一種印制電路板。雙層板包括頂層（TopLaye底層（BottomLayer）兩層，雙面敷銅，中間為絕緣層。雙層板兩面都可以布線，一般需要由過孔（Via）或焊盤（Pad）連通。
7）加載網絡表。網絡表是自動布線的關鍵，是連接電路原理圖和PCB圖的橋梁。只有正確加載網絡表，才能對電路板進行自動布局和自動布線操作。
8）元器件的放置與布局。元器件的放置要符合元器件布局的一般規則。布局是指將元件的封裝整齊、合理地放置在電路板所限定的范圍內。布局有兩種方式：手工布局和自動布局。手工布局是指以手工的方式將元件的封裝及焊盤、過孔、字符串等重新排列。對于較為復雜的電路，絕大多數采用自動布局，然后再進行手工調整進行布局。
9）布線（Routing）規則。元器件的封裝在印制電路板上布局完成后，就可以布線了。布線同布局一樣，可分為手工布線和自動布線，復雜的電路一般都是采用自動布線，然后手工進行調整，以達到最佳效果。在進行自動布線之前，首要工作就是設置“自動線規則”。
10）自動布線和手工調整。一般來說，PCB自動布線后會存在一些不合理的地方，例如布線拐彎過多、布線重復連接以及布線直接穿過元件引腳等。另外，某些情況下設計者需要放置一些焊盤、過孔、尺寸標注和字符串等，以滿足實際設計的需要。對于以上情況。需要設計者采用手工布線的方法來完成。
11）生成各種PCB報表及輸出PCB報表是為方便用戶查詢和管理電路板而建，印制電路板詳細信息可以記錄在各種不同報表中。PCB可生成“已選管腳報表”（Selected Pins）“電路板信報表”（Board Information）、
“（Bill Of Materials）、“設計文檔報表”“網絡狀態報表”（Netlist Status）、“鉆孔文檔”等等文檔。電路板布線完畢后，就可以輸出電路板圖，并將輸出結果送到廠家進行制作。
12）文件的保存和輸出完成PCB設計后，應將文件保存，然后利用各種圖形輸出設備，輸出PCB圖。
2 手工設計PCB
和從原理圖到PCB的一些步驟是相同的，在此就不再詳細描述了。
1）新建PCB文件。在設計數據庫文件中，新建一個PCB文件。選擇File/New菜單，在彈出的對話框中選擇PCB Document選項在創建的數據庫中新建一個PCB文件。
2）規劃電路板。在繪制PCB圖前，用戶對電路板應有一個初步的規劃，主要包括3個方面的設置，分別是工作層面的設置、環境參數的設置和電路板的規劃設置。其中最重要的是電路板的規劃設置，包括采用幾層電路板、電路板的結構、尺寸、各元件的封裝形式及其安裝位置、接口形式、元件的布置參數、板層參數和布線參數等。
3）放置封裝，修改封裝屬性，放置電源連接件的封裝。
4）布局，構建網絡。按照網絡關系表，建立所有的網絡。這是最為關鍵的一步，創建所有器件的連接關系。
5）設置布線規則，布線。Protel提供兩種布線方式：自動布線和手工布線。Protel99SE用先進的無網格和基于形狀的對角線自動布線技術，使用Auto Boute/All菜單，進行布線參數和布線規則設置后。Protel99SE開始為用戶的電路板自動布線。手工布線是指設計者按照PCB中預拉線的引導手工在PCB上進行布線操作。對于設計者來說，一般的布線原則是先自動布線，然后再進行手工布線。一般來說，PCB自動布線后會存在一些不合理的地方，例如布線拐彎過多、布線重復連接以及布線直接穿過元件引腳等。另外，某些情況下設計者需要放置一些焊盤、過孔、尺寸標注和字符串等，以滿足實際設計的需要。對于以上情況。需要設計者采用手工布線的方法來完成。
6）規則檢查，保存設計。
3 結束語
對于硬件電路設計者來說．Protel99SE是必須掌握的一項基本技能。要想設計一款高質量的電路板必須對電路的原理、元器件的選擇、空間電磁波的干擾等諸多問題都要考慮，所以設計繪制印制電路板的工作是項復雜的系統工程，需要有很多PCB設計的經驗和技巧。
參考文獻：
[1]曾峰、鞏海洪、曾波，印刷電路板（PCB）設計與制作（第2版）[M].北京：電子工業出版社，2005．
[2]余宏生、吳建設，電子CAD技能實訓[M].北京：人民郵電出版社，2006.
[2]江雪松、陳綺、許靈軍等，印刷電路板設計[M].北京：機械出版社，2006.
關鍵詞:Proteus電子設計應用
中圖分類號: 文獻標識碼:A文章編號:1007-9416(2010)01-0000-00
在傳統電子項目設計中,先根據要求設計原理圖,搭好硬件電路,通過仿真器對系統硬件調試。由于硬件眾多可能出現各種故障,整個過程要花費大量的時間與精力。如果采用Proteus軟件進行系統虛擬開發和仿真,可大大降低開發成本并提高開發速度。現就Proteus軟件在電子設計中的應用進行介紹。
1 Proteus軟件介紹
Proteus是英國Labcenter Electronics公司研發的多功能的EDA軟件,是目前世界上最先進、最完整的多種型號微控制器系統的設計與仿真平臺。它真正實現了在計算機上完成從原理圖設計、電路分析、單片機代碼及調試與仿真、系統測試與功能驗證到形成PCB的完整的電子設計、研發過程[1,2]。在電子設計中引入Proteus仿真軟件,可以建立直觀的仿真思想。Proteus 提供了各種豐富的調試測量工具:各種電壓表、電流表、示波器、指示器、分析儀等。其是一個全開放性的仿真實驗和課件制作平臺, 相當于一個實驗設備、元器件完備的綜合性電子技術實驗室。基于以上兩點,Proteus可以在任意組合的實驗環境中搭建實驗。可用常規的調試方法如測量各點電壓、電流, 波形等來調試和測量電路。不僅能用于對單個電路特性和原理進行驗證, 也能用于多級的組合電路。對于較大規模的電路, 可分級接線和調試。通過元件復制或單級電路的復制來完成整個電路的組裝。因此也適用于較大型的設計性實驗[3]。
2 Proteus在電子設計中的應用
硬件系統的原理圖設計是電子設計的基礎。只有設計好硬件系統的原理圖才可以進行仿真。硬件系統在Proteus中的設計流程都是一樣的,主要設計流程如下[4]:
2.1 提取和放置元器件
根據構思好的硬件系統電路圖從元器件庫選取相應的元器件放到圖紙適當位置,并對元器件的名稱、標注進行設定,再根據元器件之間的走線等聯系對元器件在工作平面上的位置進行調整和修改,使得硬件系統電路原理圖美觀、易懂。
2.2 元器件間的連線
根據實際電路的需要,利用Proteus的各種工具進行布線, 用導線把元器件連接起來。構成一幅完整的硬件系統電路圖。完成上述步驟后, 就構成一幅完整的硬件電路圖。如果要完成印制電路板還要進行以下步驟。
2.3 對硬件系統原理圖進行電氣規則檢查
當完成布線后,利用Proteus ISIS編輯環境所提供的電氣規則檢查命令對設計進行檢查,并根據系統提供的錯誤檢查報告修改硬件系統原理圖。
2.4 調整
如果硬件原理圖已經通過電氣規則檢驗,那么硬件系統的設計就完成了,但是對于一般硬件電路設計而言,尤其是較復雜的硬件系統,通常需要對其電路多次修改才能通過電氣規則檢測。
2.5 電路的調試與仿真
如果為純硬件電路,固可以直接通過仿真按鈕“DEBUG-EXECUTE”進行仿真。仿真時,元件引腳上的紅色代表高電平,蘭色代表低電平,灰色代表懸空。通過觀察各儀器儀表的讀數或元件引腳上的電平驗證電路是否聯通。
另外,Proteus VSM的核心是ProSPICE,這種仿真系統組合了SPICE3f5 模擬仿真器核和基于快速事件驅動的數字仿真器。它主要的特點是能把微處理器軟件作用在處理器上并和連
接該微處理器的任何模擬和數字器件協同仿真。Proteus仿真虛擬實驗大大提高了效率,又節省了成本,更可以對設計電路優化。
3 Proteus在單片機設計和仿真中的應用
與純硬件電路不同,單片機是一個軟硬件緊密結合的系統,Proteus可實現單片機的硬件電路,并能與常用的編譯器(如Keil、IAR、Proton 等)進行協同調試。整個過程與真實的硬件調試極其相似,在動態外設支持下的實時輸入和輸出為實驗者提供了一個最接近現實的調試環境。現以AT89C51為例,介紹與Keil協同進行單片機應用系統仿真的實驗。
(1)進入Keil的開發環境建立一個工程文件,編寫源程序代碼,在選中“Target”的情況下選擇ProjectOptions for target;在“Debug”選項卡中選擇左邊的“Use”,在下拉框中選“Proteus VSM Simulator”;對源程序進行編譯調試,最終編譯成功,產生.HEX 文件。
(2)運行Proteus,完成電路原理圖,方法與以上介紹的電子設計中應用一樣,并在菜單欄中選擇“DebugUse remote debug monitor”,選中該項。
(3)把.HEX 文件加載到Proteus軟件的單片機中,再在Proteus 環境下運行仿真,最終實現仿真效果。
4 結語
通過對Proteus軟件在模擬電路、數字電路、單片機設計和仿真中的應用進行介紹,對該軟件的功能與優點有了更加清楚的認識,這對于提高產品的開發效率、降低開發成本等有著非常重要的作用,也為電子設計提供了新方法。
參考文獻
[1] 孫浩.PROTEUS軟件在設計電子電路中的應用.儀表技術,2009(8):74-75.
[2] 陳駿蓮.PROTEUS7在電子技術綜合實驗中的應用.實驗科學與技術,2008(3):65-68.
[3] 王靖.Proteus仿真在模擬電子技術課程中的應用.電腦知識與技術,2009.7(19):
5333-5334.
摘要：通過ADS軟件設計平行耦合線帶通濾波器，并通過ADS優化控件優化濾波器電路參數，最后生成版圖，并進行二維平面電磁場仿真，即Momentum仿真。
關鍵詞：濾波器 S參數 原理圖設計 優化設計 Momentum仿真
一、引言
濾波器是模擬電路中最基本也是最常用的基本器件，在頻率較低的模擬電路中，濾波器常用電感、電容等集總參數元件構成，在頻率較高的電路中，濾波器則由一些不同長度和寬度的微帶線組成，簡稱微帶濾波器。耦合微帶線濾波器是最常用的微帶濾波器，它由平行的耦合線節相連組成，構成諧振電路。每一個耦合線節是左右對稱的，長度約為四分之一波長（對中心頻率而言）。本文研究的耦合微帶線濾波器為帶通濾波器，通帶3.0－3.1GHz，帶內衰減小于2dB，2.8GHz以下及3.3GHz以上衰減大于40dB，端口反射系數小于-20dB。
二、設計分析
在進行設計時，主要是以濾波器的S參數作為優化目標進行優化仿真。S21(S12)是傳輸參數，濾波器通帶、阻帶的位置以及衰減、起伏全都表現在S21(S12)隨頻率變化曲線的形狀上。S11(S22)參數是輸入、輸出端口的反射系數，由它可以換算出輸入、輸出端的電壓駐波比。如果反射系數過大，就會導致反射損耗增大，并且影響系統的前后級匹配，使系統性能下降。
三、原理圖設計
將濾波器節數定為5節，由于平行耦合線濾波器的結構是對稱的，所以五個耦合線節中，第1、5及2、4節微帶線長L、寬W和縫隙S的尺寸是相同的。耦合線的這些參數是濾波器設計和優化的主要參數，因此要用變量代替，便于后面修改和優化。濾波器兩邊的引出線是特性阻抗為50歐姆的微帶線，它的寬度W可由微帶線計算工具得到。最后分別設置濾波器的尺寸參數和電氣參數，得到的濾波器原理圖。
四、優化設計
當采用初始設定的參數時，濾波器的性能指標距設計要求相差很遠，因此需要對濾波器的各個參數進行優化。
這里總共設置了四個優化目標，前三個的優化參數都是S21，用來設定濾波器的通帶和阻帶的頻率范圍及衰減情況(通帶衰減小于2dB，阻帶衰減大于40dB)，最后一個的優化參數是S11，用來設定通帶內的反射系數(反射系數小于-20dB)。由于原理圖仿真和實際情況會有一定的偏差，在設定優化參數時，可以適當增加通帶寬度。對于其它的參數，也可以根據優化的結果進行一定的調整。設定好優化目標后，ADS會自動對電路進行優化，幾次優化后的原理圖仿真結果如下：
五、版圖仿真
微帶濾波器的實際電路是由微帶線和電路板構成，實際電路的性能可能會與原理圖仿真的結果有很大區別，因此在原理圖仿真的基礎上還要進行版圖仿真。版圖的仿真是采用矩量法直接對電磁場進行計算，其結果比在原理圖中仿真要準確。
首先要由原理圖生成版圖，生成版圖前先要把原理圖中用于S參數仿真的兩個Term以及地去掉，然后使用ADS中Layout生成版圖，版圖生成后，使用ADS菜單中的Momentum仿真進行版圖仿真，仿真結果如下：
六、小結
本文探討了使用ADS仿真軟件對平行耦合線帶通濾波器設計仿真的方法，解決了工程應用中平行耦合線帶通濾波器計算過于繁瑣的問題，在平行耦合線帶通濾波器設計及仿真中，主要是通過對濾波器電路原理圖進行S參數仿真以及版圖的Momentum仿真；其中，在原理圖仿真中，由于初始設置的參數并不能滿足設計目標，需要使用優化控件對濾波器電路參數進行優化調整。本文探討的平行耦合線帶通濾波器設計方法，簡化了設計過程，提高了工作效率，同時也為平行耦合線帶通濾波器的設計奠定了基礎。
參考文獻：
[1]ADS用戶手冊：Circuit Simulation Agilent公司
[2]ADS 2008 Fundamentals Agilent公司
[3]ADS應用詳解 人民郵電出版社 2008.8
[4]射頻集成電路與系統 科學出版社 2008.8
【關鍵詞】PCB設計；驅動教學；電子產品
在日常生活中充斥著大量的電子產品，如手機、電視、電話、電腦、數碼相機等等電子產品，都是由大量電子元器件組成的產品，為這些元器件提供載體和連接的部件就是印刷電路板（PCB）。PCB的設計能力是高等學校電子類專業畢業生所必須的基本技能。而現今學校在培養學生時，還是采用傳統的教學模式，學時機械的聽講、記憶、考試，造成學生對PCB設計課程的學習毫無興趣，對PCB設計技能的掌握較欠缺，培養出的學生已經不適應企業的需求，往往到企業后還需要進行再培訓學習，才能勝任工作。因此，筆者試著采用工程項目實例的形式來進行PCB設計課程的教學組織，以求提高學生的學習興趣和增強學生對PCB設計技能的掌握，適應企業對人才的需求。
一、教學內容及體系改革
PCB設計工作是依托于PCB繪制軟件進行的，因此在開展教學之前要選擇一款合適的PCB設計軟件來進行教學工作。目前，國內常見的PCB制作軟件有Mentor WG、PADS（原PowerPCB）、OrCAD Capture、Altium Designer（Protel的升級版本）等等，它們各具特色。Mentor WG即Mentor Expedition，是Mentor Graphics公司推出的基于Windows界面的高端PCB設計工具，同時也被工程師們認定是拉線最順暢的軟件，被譽為拉線之王，它的自動布線功能非常強大，布線規則設計非常專業；是最好的布線工具。PADS軟件是Mentor Graphics公司的電路原理圖和PCB設計工具軟件。目前該軟件是國內從事電路設計的工程師和技術人員主要使用的電路設計軟件之一，是PCB設計高端用戶最常用的工具軟件。OrCAD Capture，能夠實現繪制電路原理圖以及為制作PCB和可編程的邏輯設計提供連續性的仿真信息，它作為行業標準的PCB原理圖輸入方式，是當今世界最流行的原理圖輸入工具之一，具有簡單直觀的用戶設計界面，不管是用于設計模擬電路、復雜的PCB、FPGA和CPLD、PCB改版的原理圖修改，還是用于設計層次模塊，OrCAD Capture都能為設計師提供快速的設計輸入工具。Altium Designer是原Protel軟件開發商Altium公司推出的一體化的電子產品開發系統，主要運行在Windows XP操作系統，它通過把原理圖設計、電路仿真、PCB繪制編輯、拓撲邏輯自動布線、信號完整性分析和設計輸出等技術的完美融合，為設計者提供了全新的設計解決方案，使設計者可以輕松進行設計，熟練使用這一軟件必將使電路設計的質量和效率大大提高。
其中，Altium Designer軟件界面人性化，將所有工具都集成在開發環境中，便于各種工作的調用，易于上手，擁有大量的高校用戶，它幾乎是國內電子工程師都會接觸到的一款PCB設計軟件，并且幾乎所有的國內PCB生產廠家都接受Atium Designer軟件設計的PCB文件。因此，在教學過程中選作Altium Designer作為PCB設計的教學軟件平臺。
PCB設計軟件選擇后，教學工作轉變為如何使用Altium Designer來進行PCB的繪制。傳統的教學，按部就班的講解Altium Designer的各個功能，最后講解一個簡單的實例作為課程的結尾。不利于學生對PCB繪制的整體認識和設計技能的掌握。筆者在教學的過程中，以一個實際的工程項目“簡易示波器的PCB設計”開始，對繪制PCB所需要的基本工具進行講解。在講解過程中，將PCB繪制工作之前和之后所需要做的工作進行系統的講解。在繪制PCB之前是項目的需求分析、實現原理的選擇，并完成設計方案及電路原理圖草圖。
課程的內容主要分為兩個大的部分，第一部分為Altium Designer軟件的使用，第二部分為PCB設計規則。正式進行PCB設計的講解，將電路原理圖輸入到Altium Designer中，掌握使用原理圖工具進行電路原理圖的繪制，重點講解原理圖集成環境的使用和原理圖庫的使用，帶領學生完成一個實際項目的原理圖輸入。原理圖輸入完成，需要完成所用電子元器件的選擇，電子元器件選擇完畢后才能繼續下面的工作，即為原理圖器件添加封裝。在為元器件添加封裝知識的講解中，重點講解元件的封裝形式及如何繪制元器件封裝。元器件封裝添加完畢后，講解PCB集成開發環境的使用，重點講解如何進行電子元器件的布局和布線。最后，完成補淚滴和敷銅的操作。
教學內容及其順序的調整，能夠使學生了解PCB設計的整個的開發過程，使學生對PCB設計過程有一個感性的認識，掌握設計過程的各個環節。在完成實例的過程中加深對所學知識的理解。
二、教學組織形式改革
傳統的PCB設計教學組織形式單一，主要由教師系統的講解所需的各種知識和工具，然后再上機進行練習。這樣的組織形式，往往是學生機械的聽講、記憶，待到上機練習時已幾乎把前面所講解知識忘記。筆者在實際的教學工作中打破原有的教學模式，采用邊學邊練的形式，將教師講課、學生練習和教學輔導有機的結合在一起，切實做到讓學生掌握教師所講解內容，掌握實際技能。在講課過程展示實際電子元器件，帶領學生繪制實際電子元器件的封裝形式，使學生充分理解電子元器件與其所對應的PCB封裝之間的關系，為PCB的繪制打下堅實的基礎。原理圖繪制結合一個實際項目進行，便于學生充分學習原理圖繪制工具的使用。
三、考核形式改革
傳統的PCB設計課程采用閉卷考試的形式。閉卷考試的結果依舊造成學生機械的記憶教學內容，應付考試。這樣的考試形式，忽略了PCB設計課程的最終教學目的。PCB設計課程的教學目的是使學生掌握PCB設計技能，能夠勝任基本的雙層板的PCB設計工作，閉卷考試形式嚴重不適應教學目的。筆者在實際的教學過程中，采用開放式的考核形式，學生需要完成一個實際的小項目。學生可以完成自己想要完成的項目，也可以在教師所提供的項目中進行選擇，然后完成PCB的繪制，在PCB的繪制過程中，學生可以求助于教師、同學或者網絡，完成一個實際項目PCB的繪制工作。在PCB繪制完成后，將繪制好的PCB文件送工廠，進行PCB的生產。PCB生產完成，并返回后，進行調試。最后，筆者組織學生進行統一答辯，以最終的PCB和調試結果作為考核標準。
四、實際教學效果
通過兩年的實際教學，有兩個班，共60名學生采用改革后的教學形式。其中，完成PCB作品58份，證明學生已初步掌握PCB設計的基本技能，為學生畢業后做電子產品的開發工作奠定了良好的基礎。
參考文獻
[1]謝龍漢，魯力，張桂東.Altium Designer原理圖與PCB設計及仿真[M].北京：電子工業出版社，2012.
1.設置實驗項目
在本課程的實驗項目中設置了12學時必開實驗，包括驗證型實驗和設計型實驗。主要目標概括為以下四點：
（1）掌握電路性能仿真方法，提高對電路的設計、分析、調試、故障排除的能力。
（2）掌握虛擬儀器儀表的使用方法。
（3）掌握電子線路原理圖設計的過程、方法及技巧。
（4）掌握印刷電路板圖設計的過程、方法和技巧，訓練電路設計方面的綜合工程素質。具體項目設置為：Multisim10界面設置及原理圖繪制（2學時驗證型）、Multisim10虛擬儀器儀表使用（2學時驗證型）、Multisim10分析功能及電路特性仿真（2學時設計型）、AltiumDesigner原理圖設計（2學時設計型）、AltiumDesignerPCB步線練習（4學時設計型）。
2.考核方式
考核內容為學生實驗完成情況和實驗報告兩項。關于實驗完成情況，考核學生是否參加實驗、實驗過程中是否認真、是否完成（獨立完成）并得到正確結果；關于實驗報告，考核學生的實驗報告是否正確、完整、無誤，實驗報告的內容應包括實驗目的、實驗內容、實驗中遇到的問題及解決辦法，并附實驗結果及分析，最后在實驗報告上給出考核分數。對實驗完成情況記實驗成績分，對實驗報告記實驗報告分。兩項成績之和為實驗課成績，占課程總成績的50%。
二、上機考試設計
1.考試方法
配合本課程的教學目標，期末考試采用上機操作考試，開卷，一人一機，上交電子答卷word文件。老師對電子答卷進行評閱，記錄成績。考試題目類型為綜合型大題，考查軟件操作、模擬/數字電路分析與仿真、常用儀器儀表使用、元器件辨識、原理圖和PCB圖繪制的基本技能，考核范圍全面，難度中等偏上，符合教學大綱的要求。
2.考試內容
試卷一般包括三道大題，覆蓋了本課程兩個電子線路CAD教學軟件的主要內容，包括基礎部分和應用部分，考查了學生的基本操作技能和虛擬設計及測量的工程素質。第一大題為Multisim模擬電路操作題，主要考察軟件Multisim的基本概念學習情況及模擬電路的仿真與分析能力，包括一些基本物理單位的使用、基本虛擬測量儀器儀表的使用等，例如：繪制單管放大電路、對電路輸出變量進行測量以及電路頻率特性測量等內容；第二大題是Multisim數字電路操作題，考察軟件Multisim的使用情況，包括數字電路的元器件、常用虛擬儀器儀表及常用分析和仿真方法等，例如：按要求繪制異步預置計數器電路圖、電路元件設置、添加邏輯分析儀進行波形測量等內容；第三大題是AltiumDesigner上機操作題，主要考察軟件AltiumDesigner的學習應用情況，包括原理圖輸入、元器件庫使用、PCB板繪制的基本規則和方法等，例如：計數顯示電路原理圖繪制、PCB圖繪制、PCB板參數設置等內容。
三、結論
關鍵詞：電子電路；識圖；原理圖
一、電子電路的構成
電子電路一般由原理圖、方框圖和裝配圖構成。分別說明
如下：
1.原理圖
原理圖是用來表示電子產品工作原理的圖。在這種圖上用符號代表各種電子元件。它給出了產品的電路結構、各單元電路的具體形式和單元電路之間的連接方式；給出了每個元器件的具體參數（如型號、標稱值和其他一些重要參數），為檢測和更換元器件提供依據；給出許多工作點的電壓、電流參數，為快速查找和檢修電路故障提供方便。除此之外，還提供了一些與識圖有關的提示、信息。有了這種電路圖，就可以研究電路的來龍去脈，也就是電流怎樣在元件和導線里流動的，從而分析電路的工作原理。
（1）圖形符號
圖形符號是構成電路圖的主體。各種圖形符號代表了組成電路的各個元器件，例如“■”表示電阻器，“■”表示電容器，“■”表示電感器。各個元器件圖形符號之間用連線連接起來，就可以反映出電路的結構，即構成了電路圖。
（2）文字符號
文字符號是構成電路圖的重要組成部分。為了進一步強調圖形符號的性質，同時也為了分析、理解和闡述電路圖的方便，在各個元器件的圖形符號旁，標注有該元器件的文字符號，例如文字符號“R”表示電阻器，“C”表示電容器，“L”表示電感器，“VT”表示晶體管等。在一張電路圖中，相同的元器件往往會有許多個，這也需要用文字符號將它們加以區別，一般是在該元器件文字符號的后面加上序號，例如電阻器分別以“R1”“R2”等表示，電容器分別標注為“C1”“C2”“C3”等，晶體管有兩個，分別標注為“VT1”“VT2”。
（3）注釋性字符
注釋性字符用來說明元器件的數值大小或者具體型號，通常標注在圖形和文字符號旁。它也是構成電路圖的重要組成部分，例如通過注釋性字符即可以知道：電阻器R1的阻值為1 kΩ，R2的阻
值為5 kΩ；電容器C1的電容值為500 pF，C2的電容值為100 pF，C3的電容值為4.7 μF；晶體管VT1、VT2的型號分別為9014、9018等。注釋性字符還用于電路圖中其他需要說明的場合。
2.方框圖
方框圖是表示該設備是由哪些單元功能電路所組成的圖，能表示這些單元功能是怎樣有機地組合起來，并完成它的整機功能。
方框圖僅表示整個機器的大致結構，即包括了哪些部分。每一部分用一個方框表示，有文字或符號說明，各方框之間用線條連起來，表示各部分之間的關系。方框圖只能說明機器的輪廓、類型以及大致工作原理，看不出電路的具體連接方法，也看不出元件的型號數值。
方框圖一般是在講解某個電子電路的工作原理時，或是介紹電子電路的概況時采用的。
按運用的程序來說，一般是先有方框圖，再進一步設計出原理電路圖。如果有必要時再畫出安裝電路圖，以便于安裝。
3.裝配圖
裝配圖是表示電原理圖中各功能電路、各元器件在實際線路板上分布的具置以及各元器件管腳之間連線走向的圖形。
裝配圖也就是布線圖，如果用元件的實際樣子表示，又叫實體圖。原理圖只說明電路的工作原理，看不出各元件的實際形狀，不知道在機器中是怎樣連接的，以及位置在什么地方，而裝配圖就能解決這些問題。裝配圖一般很接近于實際安裝和接線情況。
如果采用印制電路板，裝配圖就要用實物圖或符號畫出每個元件在印制板的什么位置，焊在哪些接線孔上。
裝配圖有圖紙表示法和線路板直標法兩種。圖紙表示法用一張圖紙（稱印制線路圖）表示各元器件的分布和它們之間的連接情況，這也是傳統的表達方式。線路板直標法則在銅箔線路板上直接標注元器件編號，這種表示方式的應用越來越廣泛，特別是進口設備中大多采用這種方式。
二、電子電路的分解
任何復雜的電子電路都是由一些具有完整基本功能的單元電路組成，也就是說任何復雜的電子電路都可以分解為若干個單元電路，比如各種直流穩壓電源，其技術指標可能有所不同，但就其電路組成而言，都是有變壓器降壓電路、整流電路、濾波電路以及穩壓電路等單元組成的，交流電由變壓器降壓后，經整流輸出脈動直流電壓，然后經濾波電路變為較平滑的直流電壓，最后由穩壓電路進行穩壓輸出。
復雜電路一旦被分解成若干個單元電路，就可以從分析單元電路著手，去了解各單元電路的工作原理、性能特效以及有關參數，進而分析每個單元電路和整機電路之間的關系，了解電路的設計思想。
三、單元電路的特點
1.有某一特定的電路功能
單元電路（如由三極管組成的各種放大電路、電容電感等原件組成的振蕩電路、集成運算放大器組成的各種應用電路）都具有各種特定的電路功能，是可以單獨使用的。
2.通用性
電路的通用性表現為電路功能的基本性，如三極管放大電路最基本的功能是放大信號，幾乎所有實際電路都包含三極管放大電路。又如振蕩電路的基本功能是產生振蕩波形，它廣泛地應用于各種實際電路中。
3.組合性
由于單元電路都是具備特定功能的電路，因而在電路設計過程中可以根據需要去選擇一個單元電路單獨使用，也可以按一定的規律將多個單元電路恰當地組合在一起，成為一個新的電路。這種組合的過程，事實上是一個有意識的電路設計過程。
隨著集成電路技術的發展，一塊集成芯片配上一些元件就可以完成許多特定的功能，例如在單片集成電路收音機中，一塊集成芯片加上一些元件就可完成收音機的全部功能。
參考文獻：
［1］張永楓，李益民.電子技術基本技能實訓教程.西安：西安電子科技大學出版社，2002-08.
［2］郭愛蓮，李桂梅.電工、電子技術實踐教程.北京：高等教育出版社，2004-01.
【關鍵詞】中職生 電視機原理 維修 培養技能
職業學校，電子專業要求學生掌握的技能是熟練使用常用電子儀表熟練識別元器件，熟練進行焊接，掌握電路的基本分析方法，掌握一定的處理問題和解決問題的能力。這些能力的培養，需要在教學中合理安排實習內容，方能得到教學目標的要求。基于上述，我們要充分發揮黑白電視機的安裝調試，維修實習項目，提高學生的專業技能。
一、對原理圖識讀、訓練
電視機電路圖是一個完整的整機電路圖，學生通過對電視機的電路圖的識讀，學會看懂電路，通過分析電路，提高自己分析問題的能力，從而達到舉一反三逐類旁通的作用。
首先識讀原理圖可以從器件方面來進行訓練：
（一）元件識別：從圖中元件的圖形符號，編號及參數標記，認讀元件屬于哪一部分電路，“名稱”“材料”“參數”等。這是我們安裝及更換元件，維修必須了解的。對于電阻要了解其阻值、功率、材料；對電容要了解材料、容量、耐壓、頻率及代換情況；對于二極管、三極管，了解作用、型號、參數及代換方法等。
（二）識讀組成方框圖及各部分實際電路：按照電視機的工作原理，把原理圖中各組成部分的位置找出來。了解各部分電路的特點：就電視機原理把其分為8部分，進一步把每一部分的實際組成劃分出來。
（三）電源供電系統識讀：地線分布和主電源供電分布，付電源供電分布，教師對原理圖中電源供電元件和線路的實際分布進行分析。
（四）信號流程識讀：按照信號從前到后把信號經過的元件線路及信號的系統進行分析。
二、對印制圖進行識讀
印制圖是實習時直接面對的，根據原理圖還要了解電路各部分各個元件在線路板上的實際位置和實際分布，還要學會原理圖和印刷圖對照查找元件，這也是調試、檢修、操作的基本功。識讀印制圖需要從三方面來識讀：
1. 元件器識讀：尋找組成分布，找出各組成部分電路在線路扳上的實際位置，并描清典型元件（如集成塊、電位器、大容量電容、大三極管等元件）的位置。
2. 信號流程識讀：依據原理圖中信號走向，從線路板上找出信號經過的實際線路和元件。
3. 電源供電分析識讀：原理圖中電源供電很清晰，但印制圖中則打亂順序而根據要求進行最優設計，故必須弄清電源的分布情況，才能使檢修事半功倍，即查清地線分布、主電源分布、付電源分布。
（1）地線分布：地線分布在電路板中各個地方，一般大面積覆銅板散熱片（行管、電源管除外），濾波電容的負極，我們在檢測電壓和信號時，特別是使用示波器測試信號，一定要就近選擇地線。故了解地線分布很重要。
（2）主電源分布：對于電視機12V通過哪些元件，哪些路徑送入各部分電路。這是我們檢修各部分供電情況和用分割法檢修時要求必需清楚的。
4. 信號流程分布：根據原理圖中信號流程，找出在線路板板中信號經過的元件在線路中實際位置，這是我們查找故障的必經之路。
三、實際元件識別訓練
電視機中，涉及的元件基本是常用的電子元件，我們需通過本項目的實習，使學生認識各種元件的名稱、材料、參數及使用方法。此處可以進行如下訓練：把12V主電源供給每一部分的元件和線路實際分布繪制出來，把100V和20V電壓分布繪制出來。
四、元件測量訓練
具體包括用萬用表測量電阻訓練、電容器測量訓練、二極管三極管測量訓練、保險管、變壓器、電感線圈、濾波器、導線等質量檢測訓練、集成電路測量內部電阻訓練，有條件還要利用掃頻儀和晶體管特性儀，對晶體管濾波器進行測量訓練。
五、安裝焊接工藝
作為一種整機安裝，要按照工藝要求進行安裝。給學生們講解焊接工藝，元件整形工藝，安裝工藝，然后指導學生進行訓練，具體訓練內容包括插裝及焊接電阻、電容、二極管、三極管、集成電路、其他元件及連線。
六、調試檢修訓練
調試與檢修訓練是電視機實習內容的重點部分。在本階段，要幫助學生掌握電視機各部分的調試的基本方法和技巧，如穩壓電源部分的調試與檢修、行掃描電路的測試與檢修、場掃描電路的調試與檢修、顯像管及附屬電路調試與檢修、視放電路的調試與檢修、伴音通道的調試與檢修、同步分離調試與維修、整機電路的調試及分析，等等。幫助學生學會根據具體問題進行分析，從而掌握檢修電視機的方法和思想。此處要求教師講解故障的分析方法及排除方法，講解每部分易損元件，總結學生實際出現的故障現象，并進行設置故障對學生進行考核訓練。在電視機整機中進行人為設置一些實際易出現的故障，要求學生在一定時間進行檢修，要求教師全程跟蹤掌握學生使用儀器情況，檢修思路情況，及安全注意事項，從而對其進行正確的評價。
通過以上程序的訓練，學生的技能就有一個全面的提高，為學生修理彩電和其他電器奠定了堅實的基礎。但實際操作中往住遇到各種各樣因素干擾，如學校教學管理的干擾，學生請假和曠課造成時間上無法保證等等。因為技能訓練和提高是循序漸進的，一環扣一環的，若出現間斷往往造成實習中很多被動。因此，要實現通過電視機實習徹底提高學生的技能就要克服困難，保證實習的時間連續和時間足夠。通過幾屆學生的實踐證明上述方案是行之有效的。
【參考資料】
［1］林俊標.淺談電視機原理與維修.課程教學模式改革.職業教育研究，2007 （5）.
摘要：分析了Protel件應用課程在教學現狀和實踐中存在的問題，通過項目教學法在《Protel軟件應用》課程中的教學實踐，從教學方法、教學內容、課程考核等方面對Protel課程進行了教學改革和實踐，最后闡述了課程改革取得的成效以及教學特色。
關鍵詞：Protel；項目教學法；高職教學
【中圖分類號】TN02-4 ；G642 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089（2016）34-0004-02
Protel軟件應用課程是一門實踐性很強的課程，在實際教學中，遵循“結合理論，注重實踐，重在應用”的大綱要求，將理論教學和實驗教學緊密結合，使學生在掌握理論知識之余，還必須通過設計單片機硬件電路、仿真調試這一系列的實驗過程，更好地掌握Protel應用技能。針對不同的專業的培養目標，Protel的教學內容要有所調整。
一、目前Protel教學中存在的問題
在目前國家大力發展職業技能教育的環境下，更加注重學生實際操作能力是教學方式發展的必然方向。而目前無論是從教材編寫、課程設置、實驗設計，實訓等多方面考察，Protel教學沒有與單片機課程結合起來，實例也沒有結合實際應用，很空洞，學生學習過程很被動，沒有將其他課程聯系起來，學生自主地進行電路設計、制作、仿真調試，排除各種各樣故障的能力在課程學習完畢后沒有整體提升。因此我結合自身學習經驗，以及實際教學經驗與體會，就如何在Protel實驗教學中培養學生的實踐能力和創新精神做了探討，總結自己在學習Protel的經驗，以及教學過程中學生的反映，對該課程的內容分成6個教學單元，教學單元以項目的形式。
二、教學方法
項目教學法中最突出的一個特征就是案例的運用。本課程以單片機開發電路的設計為載體，將Protel知識點結合單片機開發電路設計的實際案例，將他分解為六個項目，每個項目以任務的形式來講授，采用邊講邊練的方式。
用單片機開發電路的設計為課程教學項目。以項目為教學內容和能力目標的實施體；以行動導向為原則；以“教-學-做一體”為教學模式；結合多種教學方法組織實施教學。采用主講教師和學生全程參與，以過程考核和終結性考核相結合的評價方式對學生的能力進行綜合評價。全面達到傳授知識、培養能力、提高素質的目的。
三、教學內容
課程主要教學內容分為Protel 99se基礎、原理圖設計繪制、制作原理圖元件、電路原理圖的常用處理方法、印制電路板PCB設計基礎、印制電路板的設計6個模塊。將Protel課程內容分別融入到5個項目中，第一部分就以單片機學習板項目為例，來講授Protel特點以及安裝；第二部分以單片機最小系統原理圖為例，來講授原理圖的繪制的方法以及ERC檢測；第三部分以數碼管原理圖元件的繪制，來講授七段數碼管的繪制方法；第四部分以單片機系統控制板的層次原理圖的繪制為例，來講授層次原理圖的概念以及設計方法；第五部分以數碼管PCB元件的封裝為例，來講授印制電路板的基本概念、識別常用元件及封裝圖以及制作PCB元件封裝；第六部分以直流穩壓電源單面PCB設計為例，來講授繪制單面PCB的方法；第七部分以單片機學習板為例，來講授繪制雙面PCB的方法。
四、項目教學法在《Protel軟件應用》教學中的具體實施過程
項目教學法實施一般包括五個環節：項目描述、項目分析、知識鏈接、任務實施、評價考核。在《Protel軟件應用》課程教學中我將教學內容設計了學生熟悉的單片機最小系統電路設計項目。 下面以“單片機最小系統電路”為例來淺談項目的實施過程。
1.項目描述
項目教學法首先選取學生比較熟悉的單片機電路，然后在項目實施過程中融入教學內容，提高學生的學習興趣和動手能力。在課堂教學過程中首先確定項目、演示項目，讓學生有個感官認識，調動學生解決問題的積極性。因此，我在課程教學中把單片機電路設計作為本課程的主線，單片機最小系統電路設計是總項目的一部分。
2.項目分析
確定了本次課的項目，接著對項目進行分析，描述電路的組成部分，電路的作用，以及繪制過程中的重難點。
3.知識鏈接
闡述完成這個項目用的的知識點，原理圖的設計步驟包括：新建原理圖-設置圖紙-載入原理圖庫-放置元件-元件位置調整-連線-添加其他電氣符號-檢查和修改-打印和報表輸出。采用的方式是在項目實施過程中融入知識鏈接，邊講邊練，理論和實踐相結合。
4.項目實施
項目實施是項目教學法的核心環節。 小組合作是開展項目教學的基本組織形式。 實施過程中教師要對學生進行合理調配，明確分工，指導學生明確目標、任務和職責，培養學生會交往、善于合作的能力和團隊協作精神。 我根據學生的實際情況將學生分成 3～4 人一個小組，合作完成該項目，組內可以進行討論學習提高。 所以要每個組員明確分工及各自的工作，組長負責總體協調，要求學生注意兩點內容：①團隊的合作精神和工作效率；②要求學生認真記錄每個操作步驟和過程。教師根據學生的實際情況靈活安排，及時恰當的指導，
督促學生完成項目任務。
教師按照原理圖的設計步驟來完成單片機最小系統電路，邊講邊練，學生在掌握理論知識的同時又鍛煉了動手能力。
5.評價考核
1方案
我們的方案是：利用Proteus構建虛擬實驗室，教師給出設計任務書，學生在PC機上根據任務書在Proteus上設計電路，并利用系統提供的功能完成電氣檢查及仿真調試，當仿真結果滿足任務書要求后，再在面包板上進行實物的安裝調試。下面以數字鐘的設計為例加以說明。
1.1進行Proteus軟件的講授
Proteus軟件與學生之前學過的Protel99se具有相似之處，其電路原理圖的設計流程是一致的，都包含新建設計文檔、設置編輯環境、放置元器件、原理圖布線、建立網絡表、電氣檢查、仿真、存盤輸出的基本過程。在教學中應充分利用知識的遷移作用，把Proteus與Protell99聯系起來，使新舊知識建立聯系，從而降低學習的難度。在這里主要要求學生掌握Proteus的界面組成、菜單、工具欄的使用方法以及電路原理圖的設計流程。
1.2布置任務書
數字鐘的設計可以用多種元件來實現，但為了便于組織教學，在任務書中可對元件進行統一規定。任務書如下：設計要求：1）用Proteus畫出原理圖并進行仿真調試2）在面包板上用6只LED數碼管輸出顯示時、分、秒3）寫出詳細的設計報告所用元器件：1）集成電路：74LS1606片，CD45116片，與非門74LS005片，CC7555定時器1片，2）電阻：10K電阻2個3）電容：47μF1個，0.01μF1個4）其他：共陰極顯示器6片
1.3原理圖的設計與仿真
1）教師給出電路框圖，并分析各單元電路的功能。電路框圖是整個課程設計的總體框架，教師直接給出電路框圖，可以避免學生設計的盲目性，提高針對性，數字鐘的電路框圖如圖1所示2）電路原理圖的設計這項工作是整個課程設計的核心工作。第一步，教師可對學生學過的555定時器構成的多諧振蕩器、計數器、譯碼器及數碼管的知識進行針對性的復習，指導學生查閱74LS160、CD4511、74LS00及CC7555定時器的功能及引腳圖。第二步，學生根據教師給定的元件在Proteus平臺上行各單元電路原理圖的設計。可采用設計與仿真調試交叉進行的方法。按照由易到難的原則，可采用如下的設計順序：①振蕩器的設計與仿真調試；②顯示器、譯碼器的設計與仿真調試；③計數器的設計與仿真調試。設計的基本操作步驟是：①選擇、放置元件；②設置元件的屬性；③連線。仿真調試的基本操作步驟是：①單擊仿真工具欄中的“開始”按鈕，即可進行仿真；②系統自動檢測電路，如有錯誤，會有出錯提示。或者運行結果不符合任務書要求時，可單擊仿真工具欄上的停止按鈕；③修改電路；④再仿真，直至運行結果符合要求為止。3）總電路的設計把上述已設計好的各單元電路按照電路框圖連接起來，即可得到總電路原理圖。4）總電路的仿真單擊仿真工具欄中的“開始”按鈕，即可進行仿真，如有錯誤，則對電路進行修改，再進行仿真，直至6只數碼管均能正常顯示時間為止。
1.4在面包板上完成搭建并調試
經過前期在Proteus上的設計及仿真成功，已經證明電路圖的正確性。在面包板上的搭建及調試，主要是鍛煉學生的實踐動手能力，培養認真細致的工作態度，熟練掌握常用儀器的使用方法。
2注意事項
關鍵詞：電力拖動控制電路;電路原理圖;電路接線圖;電氣元件
中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1008-3561（2015）12-00042-02
生產機械電氣控制線路一般用電路原理圖、接線圖和布置圖來表示，根據中職院校電子機械類專業電力拖動一課的要求，學生需要讀懂電路原理圖，并要求在電工或者機械考核板上按電氣元件的位置接好控制電路的接線。一般來說，學生對這類動手的實訓項目比較感興趣。下面，基于中職學生能力培養，就學好電力拖動進行相關研究。
一、 接線前看懂電路原理圖
在做電力拖動的接線之前，必須看懂最基本的電路原理圖，知道電路原理圖的每一個電氣符號對應考核板上的哪一個電氣元件，哪一個圖示點對應著哪一個實際接線點。教師在最初講解電路圖時，應從最基本的刀開關或者轉換開關的控制線路著手，逐步到后面的正反轉和降壓啟動線路。比如下面簡單的手動開關電路：
一般我采用的方法是原理圖和接線圖相結合的對比教學，首先用多媒體在課堂上展示給學生（如圖1），然后用多媒體展示實際接線圖。接著講解L1、L2、L3實際對應的是三相電的每一相電，QS相當于手動開關，FU是熔斷器，M3相當于電機。大部分學生看到這兩個圖之后非常有體會，明顯地對電力拖動這門課有較大的興趣，為后面的手動接線打下了良好的基礎。這種方法對于具有較復雜的輔助電路的電機控制線路更加適用。如把三相異步電機的正反轉控制線路原理圖（如圖2）和實際接線圖（多媒體展示）進行對比，學生更加容易增加記憶。下面重點分析控制線路，主電路圖1已分析。圖2中的L1、L2、L3對應是三相電的第一、第二、第三相電，和開關的第一、第二、第三個進入點相連接。FU2的兩個端點對應著L1、L3，輸出是熱繼電器FR到KM1、KM2的線圈。最關鍵的是分析接觸器的接線端點，KM1是第一個接觸器，下面是四對主觸頭，上面是四對輔助觸頭，和原理圖上KM1的常開和常閉點相對應。KM2是第二個接觸器，同樣下面是四對主觸頭，上面是四對輔助觸頭，和原理圖上的KM2的常開和常閉點對應。SB1、SB2、SB3是接線圖中的三個按鈕開關，它有四個接線柱，一對常開和一對常閉，一般黃色線為常開，紅色線是常閉端。FR對應著原理圖的熱繼電器。
二、 接線“電流走向定位法”
在學生讀懂圖之后，動手之前要準備好足夠的銅線，最好是三種顏色的銅線（如紅、藍、黃）。這樣的好處是學生在接線的時候可以很明顯地按上圖示的電源線布線。“電流走向定位法”具體方法如下：以L1、L2、L3的電源進線為電流的起點，按每條同種顏色的線畫出電流的走向。一般先畫電流在主電路的走向，后面再畫控制電路的電流走向。例如上圖1的電流一相按L1QSFUM3畫出，同時實際接線也按L1QSFUM3的順序按照工藝接好，其實電流的走向就是我們的接線方向，其他兩相也用同樣的方法一步步連接好。
現實的控制電路一般會出現較多的輔助電路，這種方法就顯得更加重要，特別是對初學者來說是最有效地增加興趣和準確度的方法。圖2采用“電流走向定位法”主電路的電流走向是L1QSFU1KM1的主觸頭的第一對常開觸點FR熱繼電器M3電機，其他兩相主電路采用和L1分析的同樣的方法。輔助電路的電流走向第一條路是L2FU2FRKM1的線圈SB1的常開觸頭SB3的常閉觸頭L3形成一個回路（其中自鎖KM1并聯在SB1的兩端）。第二條路的電流走向和第一條類似L2FU2FRKM2的線圈SB2的常開觸頭SB3的常閉觸頭L3形成一個回路（其中自鎖KM2并聯在SB2的兩端）。
如果教師還覺得要給學生增加印象，就可以采取我以前在中國南車集團學習期間工人師傅經常用的“標記法”。當電路圖較復雜時，工人師傅一般先會在圖紙上標好要接線的“第1個點、第2個點、第3個點……”，后再用一段很短的白色塑料端子套在要接線的每個點上，標記好“1、2、3、4……”和圖紙上的點一一對應。這樣，學生的印象也更加深刻，完成的實際電路也不會出太多的問題。
三、注意接線工藝
完成一個電工考核板和一個實訓項目，衡量的一個標準不單單是線路的連接正確與否，更加重要的是接線的工藝問題，接線整齊、美觀和節約用線是工藝比較關心的一個問題。這猶如生產一個產品，有優良的、有合格的、有不合格的，優良的接線板不僅會節約很多空間，最重要的是給電機啟動能帶來準確合格的參數。有些學生覺得我接線接好就可以了，為什么還要辛辛苦苦去把線放進線槽，把線弄平整呢？其實好的工藝會給以后帶來很大的便利。在實訓期間，我經常給學生介紹“接線端子的電流進出法”，采用這種方法讓學生在接線期間簡化了很多步驟，還讓學生對電路圖和對完成后的檢修帶來了極大的好處。方法是：一般規定端子的進線點和出線點采用口訣“左進右出，上進下出”進行接線。一個端子左邊是電流的進入點，右邊是流出點。特別是對于SB這類按鈕開關的常開常閉尤為實用，檢修的時候只需要看左邊和右邊是否接錯就可以了。
線槽是導電銅線的走向路徑，有的學生以為只要把銅線放進線槽就可以了，其實正確的作法是在導線進入線槽的時候必須把導線擺放整齊，并且不能交叉纏繞。同時在剝線的時候也有很大講究，導線頭不能剝得太長，也不能太短，以能插入端子接觸金屬螺絲為準。上次我的一位學生剝導線頭留得太短了，在啟動電機時發出低沉的“嗡嗡”聲，我檢查是缺相電壓低的問題，但元件都是好的，最后才查出來是銅線剝短了，接觸的金屬螺絲只接觸到了導線的外皮，并沒有接觸到剝開導線的金屬部分，導致電壓過低電機不能正常啟動。所以，在剝線和插線的時候也應該保持平靜的心態，不要為了趕時間，為了快而忽視最基本的連接電路該注意的地方。
四、檢修時的“看、聽、聞、摸”
在接好線路通電時，應進行電路的再次檢修，檢修是電機啟動的必須環節。很多時候我在檢修的時候先是嘗試檢查輔助電路的正缺性，方法也比較簡單，就是把主電路的熔斷器先斷開，可以先不接電機。打開電源，按下開關SB1、SB2，判斷接觸器KM1、KM2能否正常啟動，觀察整個輔助線路是否存在問題。假如接觸器不能啟動有問題，我一般先采用的方法是 “看、聽、聞、摸”，后面再用萬用表進行檢修。“看”就是看電機是否能啟動，啟動時電機的轉速是否正常、有無冒煙、接觸器是否能正常閉合和斷開。如果有問題應對的方法是查看整個電路有無電源、電動機的繞組是否斷裂、元件是不是燒壞等。“聽”就是聽取電機啟動的聲音是否正常和有無異常聲響。一般有問題的接線電路啟動后電機會發出“尖銳的吱吱聲”和“低沉的嗡嗡聲”。應對的方法是查看電源電壓是不是過低、是不是缺相、電機的繞組有無斷裂等。“聞”就是聞整體電路通電后電機有無燒焦味，整體電路有無異常的味道。假如有焦味可能原因是電路某一部位短路導致局部電流過大引起的短路過流現象，需要先關閉電源仔細用萬用表進行電壓查找。“摸”就是電路通電時觸摸電機的溫度是否正常、接觸器和其他元件有無發熱現象、導線是否有發燙現象等。若有可能是電機的軸承缺油、電源缺相和電路連接不正確等。假如上面四個方面都沒有問題的話，一般電機會發出清脆的轉動聲，從而帶動機械部件的工作。
五、熟記電路的控制原理
很多學生覺得只要線路接好了，接對了，就沒有事情了。其實不然，要學會電力拖動控制線路的接法還應該包括理解電路的控制原理，只有把電路原理熟記了，真正弄懂了，才能對以后自己沒有接觸過的電路經行過程分析，那樣才能事半功倍，才能真正掌握所接線路的功能和過程。如三相異步電機的雙重聯鎖控制原理要分為正反轉的啟動和停轉。原理如下：先合上電源開關QS：
1. 正轉控制
3. 停止
按下按SB3控制電路失電接觸器線圈失電接觸器主觸點分斷電動機M停轉
六、5S管理
一個合格實訓項目的完成，我覺得應包括最后的實驗室的“5S（整理、整頓、清掃、清潔、素養）管理”。在完成了一個實訓項目的時候，為了要給下次學生提供較干凈的實訓場所，必須做好場地的完整復原。這個過程不單單讓學生明白作為電力拖動這門課需要干凈的場地，還要讓他們明白接線過程中必須用一顆平常心去對待。
七、結束語
學好電力拖動這門學科的控制電路接線并不困難，只要弄懂了看圖、動手這兩個環節，就一定能使機械電子專業類學生步入社會后成為一名合格的應用型人才。
參考文獻：
[1]劉太湖.淺談電力拖動控制電氣線路接線圖畫法和接法[J].硅谷，2010（20）.
