Создание принципиальной электрической схемы радиоэлектронного устройства

Цель: Получение навыков работы в графическом редакторе схем P-CAD Semantic при создании принципиальной электрической схемы.

 

Задание на лабораторную работу:

1 Создайте в системе P-CAD простейшую схему соответственно своему варианту. Для этого:

а) Настройте конфигурацию редактора (формат А4). Шаг сетки установите исходя из того, что в ЕСКД все расстояния в принципиальной электрической схеме должны быть кратны 2.5 мм.

б) Подключите необходимые библиотеки элементов из интегрированной библиотеки D:\ТАПЭС\PCAD lib.

в) Разместите условные обозначения элементов в рабочей области.

г) Объедините выводы элементов проводниками, проконтролируйте, чтобы все соединения имели электрический контакт (он гарантируется отсутствием желтых квадратиков в местах соединения проводников);

д) Откорректируйте, если это необходимо, позиционные обозначения элементов: расположите их вертикально сверху над изображениями элементов, проконтролируйте, чтобы стиль текста всех позиционных обозначений был одинаковым.

Всем элементам, устройствам и функциональным группам изделия присваиваются позиционные обозначения, содержащие информацию о виде элемента (например, R – резистор, DD - микросхема, VD –диод) и его порядковом номере в пределах данного вида (например, R1, R2; C1, C2,…).

Таблица 3 - Позиционных обозначений элементов

	Группа элементов	Примеры элементов	Код
А	Устройство (общее обозначение)
В	Преобразователи неэлектрических величин в электрические и, аналоговые преобразователи или датчики	Громкоговоритель Тепловой датчик Фотоэлемент Микрофон Пьезоэлемент	ВА ВК BL BM BQ
С	Конденсаторы		С
D	Схемы интегральные, микросборки	Схема интегральная аналоговая Схема интегральная цифровая, логический элемент Устройство хранения инф-ии	DA DD   DS
Е	Элементы разные	Нагревательный элемент	EK
F	Защитные устройства	Предохранитель плавкий	FU
G	Генераторы, источники питания	Батарея	GB
H	Индикаторы	Индикатор символьный	HG
K	Реле, контакторы	Реле напряжения	KV
L	Катушки индуктивности		L
M	двигатели		М
P	Приборы, измерительное оборудование	Амперметр Вольтметр	PA PV
Q	Выключатели	Выключатель автоматический	QF
R	Резисторы	Резистор Потенциометр	R RP
S	Устройства комутации	Выключатель автоматический	SF
Т	Трансформаторы, автотрансформаторы	Трансформатор тока Трансформатор напряжения	ТА TV
U	Устройства связи	Модулятор Демодулятор	UB UR
V	Приборы электровакуумные и полупроводниковые	Диод, стабилитрон транзистор	VD VT
W	Линии и элементы СВЧ, антенны	Ответвитель Аттенюатор Антенна	WЕ WU
Х	Соединения контактные	штырь	ХР
Y	Устройства механические с электромагнитным приводом	электромагнит	YA
Z	Устройства оконечные	Фильтр кварцевый	ZQ

При расстановке позиционных обозначений элементов придерживаются правил:

- от верхнего левого угла вниз, затем смещаются вправо и снова сверху вниз (сверху вниз);

- или от верхнего левого угла вправо потом смещаются вниз и снова слева направо (слева направо).

Под условными обозначениями элементов проставьте их типы.

Задайте имена цепей (например. А1, А2, и т.д.), сделайте имена цепей не видимыми на схеме.

Сохраните созданную вами схему в соответствующей папке D:\ТАПЭС\№группы\оригинальное имя файла.sch (используйте стандартные команды: File/Save или File /Save As).

Создайте перечень элементов для своей схемы, используя уже изготовленный вами шаблон.

 

 

Рисунок 39 - Общий вид схемы

 

 

Таблица 4

№ Варианта	Название схемы	Схема
	Схемы выпрямителей с фильтрами
	Схема мостового выпрямителя с емкостным фильтром
	Схема однополупериодного выпрямителя с П-образным емкостным фильтром
	Схема двухполупериодного выпрямителя с RC фильтром
	Трехфазный выпрямитель (схема Ларионова)
	Транзисторные схемы
Усилитель на биполярном транзисторе n-p-n
Усилитель на биполярном транзисторе p-n-p
Стабилизатор напряжения на транзисторе и стабилитроне
Схемы на ОУ
Инвертирующий усилитель
Неинвертирующий усилитель
Мультивибратор
Компаратор
Активный фильтр НЧ
Активный фильтр ВЧ
	Активный полосовой фильтр
	Умножители напряжения
	Умножение напряжения на 3
	Умножение напряжения на 4
	Умножение напряжения на 2

 

 

Теоретический обзор

 

На электрической схеме изображаются символы компонентов, электрические связи между ними, текстовая информация, буквенно-цифровые обозначения. Для создания принципиальной электрической схемы необходимо выполнить ряд действий в следующей последовательности.

Изображения условных обозначений элементов, выполненных в соответствии с ЕСКД, находятся в интегрированных библиотеках, собранных в папке PCAD lib. Например, библиотека R.lib содержит резисторы, VT – транзисторы, К555 – микросхемы логических элементов 555 серии.

Перед нанесением на схему символов компонентов необходимо открыть библиотеки командой Library/Setup, добавляя их имена в область Open Libraries, после нажатия кнопки Add. (Для удаления библиотек из списка используется клавиша Delete).

 

 

Рисунок 40 - Окно добавления библиотек

 

 

Рисунок 41 - Окно выбора библиотек

Размещение библиотечных элементов на рабочем поле производится командой Place/Part.

 

 

Рисунок 42 - Окно выбора элементов

 

После выбора данной пиктограммы щелчок курсором в любой точке схемы открывает окно выбора компонента:

- в области Library указывается имя одной из открытых библиотек, список ее компонент находится в окне Component Name, имя нужного компонента выбирают из списка;

- кнопка Browse позволяет просмотреть графическое изображение символа компонента;

- в области Parts Num задается текущая секция компонента;

- нажатие клавиши Query активизирует средства поиска компонента в открытых библиотеках;

- в поле RefDes задается позиционное обозначение элемента, далее позиционные обозначения элементов и их секций на электрической схеме проставляются автоматически (например, если в поле RefDes установлено DD1, то последовательно размещаемые элементы получат имена DD1, DD2, …).

Размещение символа компонента на схеме выполняется после щелчка курсором в любой точке рабочего окна (повторный щелчок курсором размещает на схеме очередную копию символа выбранного компонента, присваивая ему следующее позиционное обозначение). До тех пор, пока не отпущена левая кнопка мышки, символ можно:

- перемещать по экрану;

- поворачивать его (клавиша R);

- зеркально отображать (клавиша F).

Для размещения другого элемента необходимо повторить команду Place/Part.

При размещении элементов удобно включить команду View/Snap to Grid, которая позволяет перемещаться курсору только по узлам координатной сетки, это облегчает дальнейшую стыковку выводов элементов с проводниками.

Создание электрических цепей (объединение элементов проводниками) осуществляется командой Place/Wire .

Щелчком мыши отмечается начальная точка цепи, каждое следующее нажатие левой кнопки мыши фиксирует точку излома. До тех пор, пока не отпущена левая кнопка мышки, можно:

- изменить угол ввода линии из числа установленных при настройке конфигурации (клавиша О);

- изменить ориентацию линии (клавиша F). Завершается ввод цепи нажатием правой кнопки мыши (или Esc);

- не подсоединенные выводы компонентов и открытые концы цепей помечаются квадратиками, которые пропадают после выполнения электрического соединения;

- узлы электрической цепи помечаются точкой (Junction), которая автоматически проставляется на Т-образных соединениях.

Чтобы поставить точку соединения пересекающихся отрезков цепей, необходимо при построении второй цепи щелкнуть курсором в точке пересечения, а затем продолжить ее построение.

Каждая электрическая цепь имеет свое имя, которое присваивается системой автоматически (например, Net00001). Если между компонентом заземления GND и каким-либо контактом элемента схемы провести связь, то проведенная цепь автоматически получит имя GND.

 

 

Рисунок 43 - Изображение принципиальной схемы в редакторе P-CAD

 

Размещение шин осуществляется командой Place/Bus

Процесс создания изображения шины аналогичен созданию изображения электрических цепей, ширина линии всегда 0.762 мм (изменить ее нельзя).

Каждая шина имеет свое имя, которое автоматически присваивается системой (например, Bus00001).

Цепи, входящие в состав шины, размещаются командой Place/ Wire, при подключении к шине автоматически изображается излом цепи под углом 45° (стиль излома устанавливают при настройке конфигурации Options/Display).

Имена цепей, образующих шину, задаются подключением к цепям специальных портов по команде Place/Port . После выбора этой команды щелчком мышки в любой точке схемы открывается меню выбора порта (рисунок 42).

 

 

Рисунок 44 - Окно выбора порта Place Port

 

В области Net Name необходимо указать имя первой цепи, например D1. Если включить опцию Increment Port Name, то при размещении портов они автоматически получат имена D1, D2,..

Для шин задают следующую конфигурацию порта:

- Pin Count (число контактов –One Pin);

- Pin Length (длина вывода - Short );

- Pin Orientation (ориентация контакта - Vertical);

- Port Shape (форма порта - None).

Порты подключаются последовательными щелчками мышки по именуемым цепям. Чтобы имена цепей появились на схеме, нужно установить переключатель Display в окне Bus Properties команды Properties контекстного меню шины.