СОДЕРЖАНИЕ
Проектирование
цифрового
фильтра.
1.1. Исходные
данные.
1.2. Определение
номиналов
элементов
фильтра.
1.3. Синтез
цифрового
аналога.
2. Проэктирование
цифрового
фильтра.
2.1. Общие
сведения.
2.2. Графический
редактор
принципиальных
схем PC-CAPS.
2.2.1.
Назначение
программы.
2.2.2.
Вызов программы
PC-CAPS.
2.2.3.
Формат экрана.
2.2.4.
Структура
слоев.
2.2.5.
Выбор команд.
2.3.
Графический
редактор печатных
плат PC-CARDS.
2.3.1.
Назначение
программы.
2.3.2.
Общие принципы
работы с графическим
редактором
PC-CARDS.
2.3.3.
Структура слоев
чертежа.
2.3.4.
Установка
режимов графического
редактора.
2.4.
Автоматическая
трассировка
с помощью программы
PC-ROUTE.
2.4.1.
Основные возможности
программы
PC-ROUTE
2.4.2.
Редактирование
стратегии
трассировки
Структура
предприятия.
1.ПРОЕКТИРОВАНИЕ
ЦИФРОВОГО
ФИЛЬТРА.
1.1.Исходные
данные.
1)Схема
аналогового
фильтра рис.
1.1
2)Частота
среза - 3М
Гц
3)Полоса
частот полезного
сигнала - 10 МГц
4)Динамический
диапозон сигнала
- 18 дб
5)Уровень
помех не более
- 3 дб
6)Тактовая
частота - 10
МГц
7)Разрядность
- 8 бит
Определение
номиналов
элементов
фильтра.
Зададимся
значением
элемента R1 = 1,5
кОм и воспользовавшись
формулой (1.1)
определим
значение элемента
C1.
(1.1)
Подставив
численные
значения в
формулу (1.1) получим
значение C1.
Из
формулы (1.2) определим
номинал элемента
L1.
(1.2)
Синтез
цифрового
аналога.
Для
начала определим
передаточную
функцию К(р)
для схемы
изображонной
на рисунке 1.1.
(1.3)
Произведём
z-преобразование
заменив
на
в результате
получим К(z).
(1.4)
Преобразуем
формулу (1.4) к виду
(1.5)
(1.5),
где
Цифровой
фильтр будет
иметь структуру
указанную на
рисунке (1.2)
Структурная
схема состоит
из линий задержки,
перемножителей
и сумматора.
Для реализаций
данного устройства
в качестве
линий задержки
будем использовать
регистр К555ИР22,
в качестве
перемножителей
микросхему
памяти КР556РТ5,
суматор К555ИМ6
(УГО вышеперечисленных
микросхем
приведенно
в приложении).
ПРОЭКТИРОВАНИЕ
ЦИФРОВОГО
ФИЛЬТРА.
2.1.
Общие сведения.
Проэктирование
устройства
будет проводитьсч
с использованием
системы автоматизированного
проектирования
P-CAD 4.5.
Система
P-CAD позволяет
выполнять
следующие
проектные
операции:
- создание
условных графических
обозначений
элементов
принципиальной
электрической
схемы (УГО) и
их физических
образов (конструктивов);
- графический
ввод чертежа
принципиальной
электрической
схемы и конструктивов
проектируемого
устройства;
- математическое
моделирование
цифровых электронных
устройств, в
том числе
программируемых
логических
матриц;
- одно
и двустороннее
размещение
разногабаритных
элементов с
планарными
и многослойными
контактными
площадками
на поле ПП с
печатными и
навесными
(вырубными)
шинами питания
в интерактивном
и автоматическом
режимах;
- ручную
и автоматическую
трассировку
печатных проводников
произвольной
ширины в интерактивном
режиме (число
слоев 1...32);
- размещение
межслойных
переходов;
- автоматизированный
контроль результатов
проектирования
ПП на соответствие
принципиальной
электрической
схеме и
конструкторско-технологическим
ограничениям;
- автоматическую
коррекцию
электрической
принципиальной
схемы по результатам
размещения
элементов на
ПП (после эквивалентной
перестановки
компонентов
или их выводов);
- полуавтоматическую
корректировку
разработанной
ПП по изменениям,
внесенным в
принципиальную
электрическую
схему;
- выпуск
конструкторской
документации
(чертеж принципиальной
схемы, деталировочный
и сборочный
чертежи) и
технологической
информации
(фотошаблоны
и файлы данных
для сверления
отверстий с
помощью станков
с ЧПУ) на проектируемую
ПП.
Программный
комплекс системы
P-CAD включает в
себя взаимосвязанные
пакеты программ
и отдельные
программы,
образующие
систему сквозного
проектирования
радиоэлектронной
аппаратуры.
В состав подсистемы
проектирования
ПП входят следующие
программные
модули:
SHELL - управляющая
оболочка системы
P-CAD;
PC-CAPS - графический
ввод и редактирование
УГО радиоэлектронных
компонентов
(создание файлов
с расширением
.SYM) и принципиальных
электрических
схем (создание
файлов с расширением
.SCH), подготовка
файлов для
передачи данных
программам
PC-PRINT и PC-PLOTS;
PC-CARDS -
графический
ввод и редактирование
конструктивов
компонентов
РЭА (.PRT) и конструктивов
ПП (.PCB), подготовка
файлов для
передачи данных
программам
PC-PRINT, PC-PLOTS и PC-PHOTO;
PC-COMP -
редактирование
информации
в текстовой
форме о выводах
компонентов,
упаковке нескольких
секций в корпус
интегральной
микросхемы
и расположении
выводов на УГО
компонента
и его конструктиве;
PC-LIB - создание
библиотечных
файлов радиоэлектронных
компонентов;
PC-NODES - извлечение
списка электрических
связей из
принципиальной
схемы или ПП
в виде двоичных
файлов, имеющих
расширение
.NLT или .PNL;
PC-LINK - объединение
взаимосвязанных
списков электрических
связей схем,
состоящих из
нескольких
страниц или
имеющих иерархическую
структуру, в
единый список
в файле с расширением
.XNL;
PC-PLACE -
автоматическое
или ручное
размещение
компонентов
на ПП, подготовка
файлов для
передачи данных
программам
РC-PRINT, PC-PLOTS и PC-PHOTO;
PC-ROUTE -
автоматическая
трассировка
соединений
ПП;
PREPACK -
преобразование
текстового
файла перекрестных
ссылок УГО и
конструктивов
компонентов,
используемых
в схеме, в двоичный
файл с расширением
.LIB, включая обработку
нескольких
файлов перекрестных
ссылок, объединенных
средствами
DOS;
PC-PACK - составление
базы данных
ПП на основе
списков электрических
связей и перекрестных
ссылок ("упаковка"
схемы в файл
с расширением
.PKG);
PC-ERC - выявление
ошибок в принципиальных
схемах;
PC-DRC - контроль
технологии
спроектированной
ПП на соответствие
конструкторско-технологическим
ограничениям;
PC-NLC - сравнение
и указание
различий двух
списков соединений,
в частности,
составленных
по чертежу ПП
и принципиальной
электрической
схеме;
PC-NLT - составление
файла упаковки
схемы путем
преобразования
текстового
файла с расширением
.ALT, содержащего
перечень
конструктивов
и таблицу
электрических
соединений;
PC-BACK - создание
командного
файла для коррекции
принципиальной
электрической
схемы с помощью
программы
PC-CAPS при наличии
перестановок
компонентов
или их выводов,
сделанных с
помощью программ
PC-PLACE или PC-CARDS (эти
возможности
перекрываются
программой
PC-ECO);
PC-ECO -
автоматическая
коррекция
электрической
принципиальной
схемы по результатам
проектирования
ПП (back annotation - коррекция
"назад") и наоборот
(forward annotation - коррекция
"вперед");
PC-FORM - составление
текстовых
файлов отчётов
проекта;
PDIF-OUT -
преобразование
двоичных файлов
с расширением
.SYM, .SCH, .PRT, .PS и .PCB в текстовые
файлы .PDF для
последующего
редактирования;
PDIF-IN - обратное
преобразование
отредактированного
текстового
файла с расширением
.PDF в двоичные
файлы;
NX-ACAD -
преобразование
данных о чертеже
схемы или ПП
(файлы с расширением
.PLT) в DXF-формат пакета
программ AutoCAD (в
состав системы
P-CAD не входит);
PC-PRINT - вывод
чертежа электрической
принципиальной
схемы или топологии
ПП на принтер;
PC-PLOTS - вывод
чертежа электрической
принципиальной
схемы или топологии
ПП на плоттер
(графопостроитель);
PC-PHOTO -
изготовление
фотошаблонов
на фотоплоттере;
PC-DRILL -
составление
файлов координат
отверстий ПП
для управления
сверлильными
станками с ЧПУ
и вывод их на
перфоленту.
Процесс
проектирования
ПП состоит из
нескольких
этапов. На каждом
из них используются
отдельные
модули системы
P-CAD. В данной работе
используються
лиш некоторые
программные
модули: PC-CAPS, PC-CARDS,
PC-ROUTE, PC-PRINT. Далее приведенно
более полное
описание их
назначения
и краткое описание
принципов
работы без
полного списка
команд.
2.2.
Графический
редактор
принципиальных
схем PC-CAPS.
2.2.1.
Назначение
программы.
Программа
предназначена
для графического
ввода и редактирования
схем и схемных
символов на
персональном
компьютере
и является
мощным диалоговым
инструментом
проектировщика.
Графический
редактор
принципиальных
электрических
схем PC-CAPS используется
для решения
двух задач:
-
построения/редактирования
УГО компонента
принципиальной
электрической
схемы (создается
файл с расширением
.SYM);
-
построения/редактирования
принципиальной
электрической
схемы аналогового
или цифрового
устройства
(создается файл
с расширением
.SCH).
Программа
входит в систему
автоматизированного
проектирования
больших интегральных
схем на персональном
компьютере
(PCAD).
Программа
работает с
пользовательской
и библиотечной
базами данных
и выполняет
следующие
основные функции:
- построение
символов;
- построение
схем.
Программа
состоит из
символьного
и схемного
процессоров.
Символьный
процессор
позволяет
пользователю
графически
создавать
оригинальные
символы, представляющие
логические
описания в
контурной
форме.
Схемный
процессор
позволяет
графически
создавать
разнообразные
схемы из имеющихся
символов. Программа
поддерживает
иерархию проекта,
позволяя создавать
схемы с иерархией.
Таким образом,
символ заменяет
схему, состоящую
в свою очередь
из символов
более низкого
уровня.
Введенная
с помощью этой
программы
информация
о созданных
схемах запоминается
в пользовательской
базе данных,
откуда извлекаются
таблицы связей,
необходимые
для работы
других программ
системы РСАD.
2.2.2.
Вызов программы
PC-CAPS.
Программа
вызывается
с помощью управляющей
оболочки Shell (режим
Design Entry Subsystem/Schematic Capture) или
непосредственно
с помощью командной
строки. После
вызова программы
PC-CAPS (без указания
параметров
в командной
строке) на экране
появляется
начальное меню
программы..
2.2.3.
Формат экрана.
При
работе с программой
экран дисплея
разбивается
на несколько
зон, как показано
на рис.2.1.
1 -
главная зона
показа; 2 - зона
меню команд;
3
- зона текста;
4 - зона статуса.
Главная
зона показа
предназначена
для изображения
редактируемой
схемы или символа.
Зона меню команд
предназначена
для меню и подменю
команд схемного
или символьного
редактора. Зона
текста предназначена
для диалоговой
связи между
пользователем
и программой.
В этой зоне
оказываются
сообщения об
ошибках. Зона
статуса показывает
текущие параметры
активной команды,
включая активные
слои,текущую
координатную
сетку, координаты
курсора и другую
информацию
о выбранной
команде.
2.2.4. Структура
слоев.
В системе
проектирования
используется
структура
слоев. Она
предназначена
для удобного
использования
комплексной
информации
о проекте, хранящейся
в базе данных.
При редактировании
схем использование
слоев просто
необходимо.
Структура слоев
по умолчанию
приведена в
таблице 2.1. Слои
могут иметь
любой из 6 цветов:
- 1 - зеленый;
- 2 - красный;
- 3 - желтый;
- 4 - синий;
- 5 - голубой;
- 6 - фиолетовый.
Каждый
слой имеет
статус, который
может принимать
следующие
значения:
- OFF -
невидимый;
- ON - видимый,
но для редактирования
недоступен;
- ABL - видимый
и может становиться
активным;
- ABL A -
видимый и активный;
Таблица
2.1.
Номер
|
Имя
|
Цвет
|
Статус
|
Использование
|
1
|
WIRES
|
1
|
ABL
A
|
Цепи
|
2
|
BUS
|
1
|
ABL
|
Шины
|
3
|
GATE
|
2
|
ON
|
Графическое
изображение
символа
|
4
|
IEEE
|
2
|
OFF
|
Графическое
изображение
символа в IEEE
|
5
|
PINFUN
|
3
|
OFF
|
Функции
выводов (IEEE)
|
6
|
PINNUM
|
1
|
OFF
|
Номер
выводов
|
7
|
PINNAM
|
6
|
ON
|
Имя
выводов
|
8
|
PINCON
|
4
|
ON
|
Соединение
выводов
|
9
|
REFDES
|
2
|
OFF
|
Вспомогательные
обозначения
|
10
|
ATTR
|
6
|
OFF
|
Видимые
атрибуты
|
11
|
SDOT
|
1
|
OFF
|
Точки
межсоединений
|
12
|
DEVIGE
|
5
|
ON
|
Имя
компонента
или номер ячейки
|
13
|
OUTLINE
|
5
|
ON
|
Выходные
линии компонент
|
14
|
ATTR2
|
6
|
OFF
|
Невидимые
атрибуты
|
15
|
NOTES
|
6
|
OFF
|
Текстовые
замечания
|
16
|
NETNAM
|
4
|
OFF
|
Имена
цепей
|
17
|
CMPNAM
|
5
|
OFF
|
Имена
компонент
|
18
|
BORDER
|
5
|
OFF
|
Бордюр
на схеме
|
2.2.5.
Выбор команд.
Программа
использует
меню команд
для вызова
редактирующих
команд. Чтобы
выбрать команду,
пользователь
передвигает
курсор в зону
меню команд
и устанавливает
его на прямоугольник
с надписью
нужной команды.
Затем пользователь
нажимает левую
клавишу мыши,
и выбранная
команда становится
активной до
тех пор, пока
не будет выбрана
другая команда,
или отменена
выбранная.
Также
используються
клавиатурные
команды (вводимые
только с клавиатуры).
В результате
работы с программой
PC-CAPS созданна
пользовательская
база данных
для микросхем
используемых
в схеме и принципиальная
схема самого
устройства
(см. приложение).
2.3.
Графический
редактор печатных
плат PC-CARDS.
2.3.1.
Назначение
программы.
Графический
редактор печатных
плат PC-CARDS используется
для решения
следующих
задач:
-построения/редактирования
графического
изображения
конструкторско-топологического
образа (конструктива)
отдельного
компонента
электронного
устройства
(создается файл
с расширением
.PRT);
-построения/редактирования
контура ПП, на
которой осуществляется
установка
компонентов
(создается файл
с расширением
.PCB);
-построения/редактирования
топологии ПП
в режиме ручного
или полу автоматического
проектирования;
-создания
вспомогательных
файлов для
вывода чертежей
на принтер,
плоттер и
фотоплоттер.
Принцип
работы графического
редактора
печатных плат
PC-CARDS тот же, что
для редактора
принципиальных
схем PC-CAPS. Ряд команд
идентичен.
Далее расмотрим
принципиальные
различия графического
редактора
PC-CARDS.
Вызываеться
программа
PC-CARDS с помощью
управляющей
оболочки или
непосредственно
с помощью командной
строки.
2.3.2.
Общие принципы
работы с графическим
редактором
PC-CARDS
После
выбора в начальном
меню режима
Edit Database экран дисплея
форматируется
и разбивается
на несколько
зон аналогично
экрану программы
PC-CAPS (рис. 2.1).
При
построение
чертежа платы
в системе P-CAD
используются
две системы
единиц: английская
(English unit) и метрическая
(metric unit). В английской
системе условная
единица редактора
PC-CARDS составляет
1 мил = 0,001 дюйма,
т.е. 0,0254 мм, а в метрической
системе - 0,01 мм.
Максимальный
размер чертежа,
помещающегося
в базе данных,
составляет
60000 7& 060000 условных
единиц. Текущие
координаты
курсора x, y указываются
в самом правом
поле строки
состояния.
В английской
системе единиц
координаты
приводятся
в относительных
единицах DBU, в
метрической
системе - в
миллиметрах
с точностью
0,01 мм.
2.3.3.
Структура слоев
чертежа.
В программе
PC-CARDS полная информация
о чертеже заносится
в 45 цветовых
слоёв, устанавливаемых
по умолчанию.
На каждой фазе
работы с графическим
редактором
необходима
не вся имеющаяся
информация,
поэтому часть
слоев делают
невидимыми,
чтобы не перегружать
чертеж. Пользователь
может ввести
новые слои, в
частности,
для проектирования
многослойных
ПП. Всего программа
PC-CARDS поддерживает
до 100 различных
слоев.
Приведем
структуру слоев
графического
редактора,
устанавливаемую
по умолчанию:
Имя
Цвет Состоя-
слоя
слоя ние по
Назначение
слоя
умолча-
нию
PADCOM 7
ON Графика
контактных
площадок на
верхней
стороне
платы (со стороны
компонентов)
FLCOMP 7
OFF Информация
для фотоплоттера
о контактных
площадках
на верхней
стороне платы
PADSLD 8
OFF Графика
контактных
площадок на
нижней
стороне
платы
FLSOLD 8
OFF Информация
для фотоплоттера
о контактных
площадках
на нижней стороне
платы
PADINT 9
OFF Графика
контактных
площадок внутренних
слоев
FLINT 9
OFF Информация
для фотоплоттера
о контактных
площадках
внутренних
слоев
GNDCON 10
OFF Графика
контактных
площадок на
слое "земли"
FLGCON 10
OFF Информация
для фотоплоттера
о контактных
пло-
щадках
на слое "земли"
CLEAR 12
OFF Графическая
информация
о зазорах
FLCLER 12
OFF Информация
для фотоплоттера
о зазорах
PWRCON 13
OFF Графика
контактных
площадок на
слое полей и
шин
питания
FLPCON 13
OFF Информация
для фотоплоттера
о контактных
пло-
щадках
на слое полей
и шин питания
SLDMSK 14
OFF Графика маски
пайки
FLSMSK 14
OFF Информация
для фотоплоттера
о маске пайки
DRILL 15
OFF Графическая
информация
о сверлении
отверстий
FLDRLL 15
OFF Информация
для фотоплоттера
о контроле
сверления
отверстий
PIN 4
ON Слой обозначений
выводов (графика)
BRDOUT 4
ON Слой контура
ПП
FLTARG 4
OFF Информация
о реперных
знаках на
фотошаблонах
слоев
SLKSCR 6
ON Графика
контуров компонентов
для односторон-
него
монтажа
DEVICE 5
ON Имена компонентов
при размещении
компонентов
на
одной стороне
ПП (используются
при создании
псевдонимов
по команде
Alias программы
PC-LIB)
ATTR 6
ON Слой атрибутов
REFDES 6
OFF Позиционные
обозначения
компонентов
при
одностороннем
монтаже
COMP 1
ABL Слой трассировки
на верхней
стороне платы
(сторона
компонентов)
SOLDER 2
ABL Слой трассировки
на нижней стороне
платы
(сторона
проводников)
INT1 14
OFF Первый
внутренний
слой трассировки
INT2 6
OFF Второй
внутренний
слой трассировки
DRLGIN 5
OFF Графика
|