电压控制振荡电路设计与仿真学士学位.doc

密级： NANCHANG UNIVERSITY GONGQIN COLLEGE学 士 学 位 论 文（设 计）THESIS OF BACHELOR（20092013年）中文题目:电压控制振荡电路设计与仿真英文题目：Design and Simulation of voltage controlled oscillator circuit学 院：共青学院系 别：信息工程系专业班级：09电信本学生姓名：聂志辉学 号：8110109023指导教师：刘定军二 一 三 年 五 月学士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。本人签名： 日期： 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 摘要摘 要近年来，随着无线通信技术的飞速发展，使市场对射频集成电路产生了巨大的需求。在射频电路中，压控振荡器(VCO)占有非常重要的地位，它是锁相环、时钟恢复电路以及频率综合器的重要组成电路，所以设计高性能的压控振荡器对通信系统性能的提高具有十分重要的意义。自其诞生以来就一直在通信、电子、航海航空航天及医学等领域扮演重要的角色，具有广泛的用途。在无线电技术发展的初期，它就在发射机中用来产生高频载波电压，在超外差接收机中用作本机振荡器，成为发射和接收设备的基本部件。随着电子技术的迅速发展，振荡器的用途也越来越广泛，例如在无线电测量仪器中，它产生各种频段的正弦信号电压；在热加工、热处理、超声波加工和某些医疗设备中，它产生大功率的高频电能对负载加热；某些电气设备用振荡器做成的无触点开关进行控制；电子钟和电子手表中采用频率稳定度很高的振荡电路作为定时部件等。尤其在通信系统电路中，压控振荡器(VCO)是其关键部件，特别是在锁相环电路、时钟恢复电路和频率综合器电路等更是重中之重，可以毫不夸张地说在电子通信技术领域，VCO几乎与电流源和运放具有同等重要地位电压控制振荡器是如今使用非常广泛的一类电子器件，为电一光转换电路、移动式手持设备等提供了很好的解决方案。本设计采用运算放大器741芯片组成的反向积分电路和滞回电压比较器，利用三极管2N222相当于电子开关的功能，控制电容的充放电时间，构成的压控振荡电路，从而实现了输入电压对输出频率变化的控制。只要改变输入端的电压，即可改变输出端的输出频率。从而达到设计的目的和要求。关键词：压控振荡器（VCO）；运算放大器741；2N222I 南昌大学共青学院毕业设计（论文） ABSTRACTABSTRACTIn recent years, with the rapid development of wireless communication technology, the market has a huge demand on radio frequency integrated circuits. In rf circuit, voltage controlled oscillator (VCO) occupies very important position, it is a phase locked loop, clock recovery circuit and key circuit of frequency synthesizers, so the design of high performance for voltage-controlled oscillator is of great significance to the improvement of the performance of the communication system.Since its birth has been in communications, electronics, navigation, aerospace, and medical and other fields play an important role, has a wide range of USES. At the beginning of the radio technology development, it is used to generate high frequency carrier wave voltage in the transmitter, used as local oscillator in the superheterodyne receiver, the basic components of equipment become the transmit and receive. With the rapid development of electronic technology, the purpose of the oscillator is becoming more and more widely, such as in radio measuring instruments, it produces a variety of frequencies of sine signal voltage; In hot working, heat treatment, ultrasonic processing, and some in the medical equipment, it produces high frequency electric energy of power on heating load; Some electrical equipment made of contactless switch to control the oscillator; Electronic clock and electronic watches in using high frequency stability of the oscillating circuit as timing components, etc. Especially in the communication system circuit, voltage controlled oscillator (VCO) is the key components, especially in the phase-locked loop circuit, clock recovery circuit and circuit of frequency synthesizers is Paramount, it is no exaggeration to say in the field of electronic communications technology, VCO with almost have the same important position and current sourceVoltage controlled oscillator is now very widely used class of electronic devices for electric light conversion circuit, mobile handheld devices, etc. Provide solution. This design adopts the operational amplifier, 741 chip of backward integration circuit and the hysteresis voltage comparator, use 2 n222 triode is equivalent to the function of electronic switches, control the capacitor charge and discharge time, constitute the voltage-controlled oscillation circuit, so as to realize the input voltage to control the output frequency change. As long as you change the voltage at the input and output can change the output frequency. So as to achieve of the design requirements.Key words: voltage controlled oscillator；Operational amplifier741；2N222III南昌大学共青学院毕业设计（论文） 目录 目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪论11.1 振荡器概述11.2 本课题设计意义11.3 研究范围及参数21.4 应解决的主要问题2第2章 系统方案设计32.1 设计依据和要求32.2 系统的方案论证32.3 输出信号的实现比较42.4 系统方案的选择和设计原理42.5 系统的总原理图5第3章 芯片的选择63.1 运算放大器63.1.1 运算放大器的简介63.1.2 运算放大器的工作原理63.1.3 运算放大器的选择83.2 比较器93.2.1 比较器的简介93.2.2 比较器与运算放大器的区别103.2.3 比较器的分类103.2.4比较器的选择10第4章 单元电路的设计114.1反相积分电路的设计114.2 滞回电压比较电路的设计12第5章 系统电路的仿真与调试155.1 仿真软件的介绍与选择155.2 系统调试主要测试仪器185.3 系统调试185.4 误差分析18总结19参考文献20致 谢21附录A电路原理图22附录B 电压和频率的关系表23附录C电路仿真图24南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第1章 绪论第1章 绪论1.1 振荡器概述振荡器广泛应用于各行各业中，例如在无线电测量仪器中，它产生各种频段的正弦信号电压:在热加工、热处理、超声波加工和某些医疗设备中，它产生大功率的高频电能对负载加热；某些电气设备用振荡器做成的无触点开关进行控制；电子钟和电子手表中采用频率稳定度很高的振荡电路作为定时部件等。在通信系统电路中，压控振荡器(VCO)是其关键部件，特别是在锁相环电路、时钟恢复电路和频率综合器电路等电路中更是重中之重，可以毫不夸张地说在电子通信技术领域，VCO压控振荡器几乎与电流源电路和运放电路具有同等重要的地位。 压控振荡器（VCO）的类型有LC压控振荡器、RC压控振荡器和晶体压控振荡器。对压控振荡器的技术要求主要有：频率稳定度好，控制灵敏度高，调频范围宽，频偏与控制电压成线性关系并宜于集成等。晶体压控振荡器的频率稳定度高，但调频范围窄；RC压控振荡器的频率稳定度低而调频范围宽，LC压控振荡器居二者之间。 电压控制LC振荡器在任何一种LC振荡器电路中都是将压控可变电抗元件插入振荡回路中，早期的压控可变电抗元件是电抗管，后来大都使用了变容二极管。在微波频段，用反射极电压控制频率的反射速调管振荡器和用阳极电压控制频率的磁控管振荡器等也都属于压控振荡器的性质。 在通信技术、测量技术、计算机技术等各种领域中，常常要用到精度比较高，频率稳定度高且方便可调的信号源，电压控制很好的解决方案。振荡器是如今使用非常广泛的一类电子器件，为电光转换电路、移动式手持设备等提供了很好的解决方案。1.2 本课题设计意义随着电子技术的迅速发展，振荡器的用途也越来越广泛，振荡器自其诞生以来就一直在通信、电子、航海航空航天及医学等领域扮演重要的角色，具有广泛的用途。在无线电技术发展的初期，振荡器就在发射机中用来产生高频载波电压，在超外差接收机中用作本机振荡器，成为发射和接收设备的基本部件。本设计电压控制振荡器是如今使用非常广泛的一类电子器件，为电一光转换电路、移动式手持设备等提供了很多的解决方案。本文设计的是电压控制振荡器，设计中采用了运算放大器741构成的反向积分电路和滞回电压比较器电路做为主要组成部分，通过调控制端两端的电压来改变振荡器的输出频率，使设计系统达到30Hz2.8KHz输出频率可变的要求。在振荡器的回路中，使用反馈电阻控制三极管（相当于电子开关）的导通、截止，在反相积分电路的输入端形成矩形波从而控制电容的充放电时间，再由转换电路输入控制电压经电阻分压后决定反相积分电路同相端的电位、电路的积分时间，就可以控制输出频率的变化，即电压控制振荡器。压控振荡器可广泛使用于频率调制器，锁相环路，以及无线电发射机和接收机中。压控振荡器的应用范围很广，集成化是重要的发展方向。石英晶体压控振荡器中频率稳定度和调频范围之间的矛盾也有待于解决。随着深空通信的发展，将需要内部噪声电平极低的压控振荡器。1.3 研究范围及参数压控振荡器的类型有LC压控振荡器、RC压控振荡器和晶体压控振荡器。根据所产生的波形不同，可将振荡器分成正弦波振荡器和非正弦波振荡器两大类。前者能产生正弦波，后者能产生矩形波、三角波、锯齿波等。常用正弦波振荡器主要由决定振荡频率的选频网络和维持振荡的正反馈放大器组成，这就是反馈振荡器。按照选频网络所采用元件的不同，正弦波振荡器可分为LC振荡器、RC振荡器和晶体振荡器等类型。本电压控制振荡器系统包括压控振荡器（VCO），运算放大器。在输入电压从0.1V变化到17V时，输出频率可以从30Hz变化到2.8KHz，且能保持良好的线性度，振荡环路加入了防振措施，高次谐波能得到很好的抑制，输出的波形良好，纯度高，失真低，幅度高且稳定。从操作的灵活性和可靠性方面考虑，此设计简便，可操作性高。1.4 应解决的主要问题通过反馈电阻控制三极管的导通、截止，在反相积分电路的输入端形成矩形波，从而控制电容的充电放电时间。转换电路输入电压需经过电阻分压后决定反相积分电路同相端的电位、电路的积分时间，用以控制输出频率的变化，测量各个借点的电压频率变化，设置合适的参数值和元器件型号，环环相扣达到功能齐全，可靠性高，稳定度高，抗干扰性强的特点。29 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第2章 系统方案设计第2章 系统方案设计2.1 设计依据和要求依据：与电子电路设计有关的国家和行业的法规、技术标准与规范；本电压控制振荡器设计任务书要求的技术范围。要求：（1）振荡器输出为三角波形，波形无明显失真。（2）输出频率范围：30HZ2.8KHz。（3）输出频率稳定度：优于。（4）输出电压峰峰值 =1V±0.1V。2.2 系统的方案论证人们通常把压控振荡器称为调频器，用以生产调频信号。在自动频率控制环路和锁相环环路中，输入控制电压是误差信号电压，压控振荡器是环路中的一个受控部件。低频振荡器的比较 :在各种低频振荡电路中，常见的振荡器有以下几种：方案一：采用互感耦合振荡器形式。调基电路振荡频率在较宽的范围改变时，振幅比较稳定。调发电路只能解决起始振荡条件和振荡频率的问题，不能决定振幅的大小。调集电路在高频输出方面比其他两种电路稳定，幅度较大谐波成分比较小。互感耦合振荡器在调整反馈（改变耦合系数）时，基本上不影响振荡频率。但由于分布电容存在，在频率较高时，难于做出稳定性高的变压器，而且灵活性较差。一般应用于中、短波波段。方案二：集成电路振荡器。采用压控振荡器芯片MC1648和变容二极管MV209，外接一个LC振荡回路构成变容二极管压控振荡器。只需要调节变容二极管两端的电压，即可改变MC1648的输出频率。由于采用了集成芯片，电路设计简单，系统可靠性高，并且利用锁相环频率合成技术可以使输出频率稳定度进一步提高。方案三：应用集成运放芯片741和电阻电容组成反相积分电路，再和若干个电阻构成滞回电压比较器，分别给两个电路输入两个参考电压，然后由反馈电阻控制三极管的导通和截止，在反相积分电路的输入端形成一个矩形波，从而来控制电容的充放电的时间，以此来控制输出频率的变化，从而实现电压控制频率的这一目的，涉及的芯片很常见，电压和频率之间的关系也稳定，整个电路分工明确，可操作性高。2.3 输出信号的实现比较方案一：采用VCO,函数发生器，如ICL8038。它通过改变外加控制电压，改变芯片內的电容充电电流，从而可以输出一定频率的正弦波。但是其输出的频率较低，而且频率的稳定度差，频率的难以控制检测。方案二：采用锁相环路技术，利用锁相环，使振荡器（VCO）的输出频率锁定在所需的频率上，从而产生稳定的VCO控制电压，这样大大提高了控制信号的稳定性，但是在电路上提高了复杂程度，操作起来也会有很多问题需要反复调试，实现起来会有相当的难度。方案三：采用普通电压源或可调电压源，通过改变振荡器的输入电压来实现对输出频率的控制，这种方案可以实现较设计所要求的频率间隔，操作性高，稳定度也高等优点。因此，根据本次设计要求我们优先采用方案三的设计。2.4 系统方案的选择和设计原理考虑到此次设计为低频信号输出，且波形稳定，电压和频率的关系接近线性关系，可实施性高等要求，故优先选择方案三来进行设计和仿真。设计原理框图如图2.1所示。741芯片反相积分电路可调电压源仪器示波器仪器频率计比较器741滞回电压比较电路图2.1 总体设计框图主要采用运算放大器741系列芯片和若干个电阻电容组成反相积分电路，再直接与电阻组成一个滞回电压电路，利用三极管相当于开关的功能，给反相积分电路输入端输送一个矩形波，从而控制电容的充放电时间，以此来控制频率的变化。通过可调电压源的电压值的改变，来实现由电压控制频率的目的，最终达到本次设计的目的和要求。2.5 系统的总原理图采用可调电压源来控制运放芯片的输入端电压，经过两个电阻的分压，再通过由运放芯片组成的反相积分电路，输入到滞回电压比较电路的输入端，经过比较器的两个输入端电压的比较，然后利用三极管的导通和截止的功能经过反馈，在运放输入端形成一个矩形波，控制电容的充放电的时间，以此来控制输出端的频率的变化，达到频率随电压变化而变化这一设计目的。南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第3章 芯片的选择第3章 芯片的选择3.1 运算放大器3.1.1 运算放大器的简介运算放大器（简称“运放”）是具有很高放大倍数的电路单元。在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。由于早期应用于模拟计算机中，用以实现数学运算，故得名“运算放大器”。运放是一个从功能的角度命名的电路单元，可以由分立的器件实现，也可以实现在半导体芯片当中。随着半导体技术的发展，大部分的运放是以单芯片的形式存在。运放的种类繁多，广泛应用于电子行业当中。3.1.2 运算放大器的工作原理运放如图3.1有两个输入端a（反相输入端），b（同相输入端）和一个输出端o。也分别被称为倒向输入端非倒向输入端和输出端。当电压U-加在a端和公共端（公共端是电压为零的点，它相当于电路中的参考结点。）之间，且其实际方向从a 端高于公共端时，输出电压U实际方向则自公共端指向o端，即两者的方向正好相反。当输入电压U+加在b端和公共端之间，U与U+两者的实际方向相对公共端恰好相同。为了区别起见，a端和b 端分别用"-"和"+"号标出，但不要将它们误认为电压参考方向的正负极性。电压的正负极性应另外标出或用箭头表示。反转放大器如图3.2，非反转放大器如图3.3图3.1 运算放大器图3.2 反转放大器 图3.3 非反转放大器一般可将运放简单地视为：具有一个信号输出端口（Out）和同相、反相两个高阻抗输入端的高增益直接耦合电压放大单元，因此可采用运放制作同相、反相及差分放大器。运放的供电方式分双电源供电与单电源供电两种。对于双电源供电运放，其输出可在零电压两侧变化，在差动输入电压为零时输出也可置零。采用单电源供电的运放，输出在电源与地之间的某一范围变化。运放的输入电位通常要求高于负电源某一数值，而低于正电源某一数值。经过特殊设计的运放可以允许输入电位在从负电源到正电源的整个区间变化，甚至稍微高于正电源或稍微低于负电源也被允许。这种运放称为轨到轨（rail-to-rail）输入运算放大器。运算放大器的输出信号与两个输入端的信号电压差成正比，在音频段有：输出电压=A0（E1-E2），其中，A0 是运放的低频开环增益（如 100dB，即 100000 倍），E1 是同相端的输入信号电压，E2 是反相端的输入信号电压。3.1.3 运算放大器的选择运算放大器分三端集成运放、五端集成运放、七端集成运放、九端集成运放。其中，三端运算放大器不需要接电源和地线，仿真速度快，但是模型不是十分准确，可以满足一般需要。 五端运算放大器有电源和接地端。七端、九端运算放大器功能强，管脚也多。此次设计应用七端运算放大器741就能满足需求，因此优先选择741运放芯片。3.1.4 741运放的引脚图和功能说明741单运放是高增益运算放大器，用于军事，工业和商业应用.这类单片硅集成电路器件提供输出短路保护和闭锁自由运作。 这些类型还具有广泛的共同模式，差模信号范围和低失调电压调零能力与使用适当的电位。芯片引脚如图3.4所示图3.4 741芯片引脚功能图其中1和5为偏置(调零端)，2为正向输入端，3为反向输入端，4接地，6为输出，7接电源 8空脚，工作参数如表3.1所示表3.1 741的工作参数Symbol符号 Parameter 参数UA741M UA741I UA741C Unit单位 VCC Supply voltage 电源电压 ±22  V Vid Differential Input Voltage 差分输入电压 ±30  V Vi Input Voltage 输入电压 ±15  V PtotPower Dissipation 功耗 500 mW Toper Output Short-circuit Duration输出短路持续时间Infinite无限制 Operating Free-air Temperature Range工作温度-55 to +125 -40 to +1050 to +70  3.2 比较器3.2.1 比较器的简介两个或多个数据项进行比较，以确定它们是否相等，或确定它们之间的大小关系及排列顺序称为比较。 能够实现这种比较功能的电路或装置称为比较器。 比较器是将一个模拟电压信号与一个基准电压相比较的电路。比较器的两路输 入为模拟信号，输出则为二进制信号，当输入电压的差值增大或减小时，其输出保持恒定。因此，也可以将其当作一个1位模/数转换器（ADC）。运算放大器在不加负反馈时从原理上讲可以用作比较器，但由于运算放大器的开环增益非常高，它只能处理输入差分电压非常小的信号。而且，一般情况下，运算放大器的延迟时间较长，无法满足实际需求。比较器经过调节可以提供极小的时间延迟，但其频响特性会受到一定限制。为避免输出振荡，许多比较器还带有内部滞回电路。比较器的阈值是固定的，有的只有一个阈值，有的具有两个阈值。常见的芯片有LM324、LM358、uA741、TL081234、OP07、OP27，这些都可以做成电压比较器。比较器的特点：1、使用可更换的插件（选件），可快速检测内螺纹中径。2、可调量爪能够实现大范围内径比较。3.2.2 比较器与运算放大器的区别运算放大器在不加负反馈时，从原理上讲可以用作比较器，但由于运算放大器的开环增益非常高，它只能处理输入差分电压非常小的信号。而且，在这种情况下，运算放大器的响应时间比比较器慢许多，而且也缺少一些特殊功能，如：滞回、内部基准等。比较器通常不能用作运算放大器，比较器经过调节可以提供极小的时间延迟，但其频响特性受到一定限制，运算放大器正是利用了频响修正这一优势而成为灵活多用的器件。另外，许多比较器还带有内部滞回电路，这避免了输出振荡，但同时也使其不能当作运算放大器使用。3.2.3 比较器的分类过零电压比较器：典型的幅度比较电路。电压比较器：将过零比较器的一个输入端从接地改接到一个固定电压值上，就得到电压比较器。窗口比较器：电路由两个幅度比较器和一些二极管与电阻构成，高电平信号的电位水平高于某规定值VH的情况，相当比较电路正饱和输出。低电平信号的电位水平低于某规定值VL的情况，相当比较电路负饱和输出。该比较器有两个阈值，传输特性曲线呈窗口状，故称为窗口比较器。滞回比较器：从输出引一个电阻分压支路到同相输入端，当输入电压vI从零逐渐增大，且VI上限阀值（触发）电平。当输入电压VI>VT时，VT称为下限阀值（触发）电平。3.2.4比较器的选择因为常见的比较器芯片有LM324、LM358、uA741、TL081234、OP07、OP27，而在上面的运算放大器芯片的选择中，我选择了741系列芯片，为了后续的方便，故此次比较器的选择，我同样选择741系列比较器芯片。其引脚功能和内部结构与上面的运算放大器是一致的，在此就不再做介绍。南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第4章 单元电路的设计 第4章 单元电路的设计4.1 反相积分电路的设计积分电路主要用于波形变换、放大电路失调电压的消除及反馈控制中的积分补偿等场合。图4.1是一个典型的积分电路图。由图可以看出，输入信号经过了一个电阻后经过反馈流到电容上，但此时认为电容的初始电量为零，故此时给电容充电。由理想运算放大器的虚短虚断性质可推出，vn-vo=1/c idt,所以vo=-1/（RC） vdt.如果把R1和C换个位置，就成了微分电路（但输入的电压应该是交流信号才可通过电容）。图4.1 标准的反相积分电路但此次的设计由于需要满足设计的一系列要求，因此选用一个100K的电阻和一个51K的电阻以及一个2nF的电容来构成反相积分电路，具体如图4.2所示图4.2 反相积分电路4.2 滞回电压比较电路的设计电路有两个阀值电压，输人电压U1，从小变大过程中使输出电压UO产生跃变的阀值电压UTI，不等于uI从大变小过程中使输出电压UO产生跃变的阀值电压UT2电路具有滞回特性。它与单限比较器的相同之处在于：单输人电压向单一方向变化时，输出电压只跃变一次。图4.3所示是某滞回比较器的电压传输特性。在单限比较器中，输入电压在阀值电压附近的任何微小变化，都将引起输出电压的跃变，不管这种微小变化是来源于输入信号还是外部干扰。因此，虽然单限比较器很灵敏，但是抗干扰能力差。而滞回比较器具有滞回特性，即具有惯性，因此也就具有一定的抗干扰能力。从反向输入端输人的滞回比较器电路如图4.4所示，滞回比较器电路中引人了正反馈。图4.3 电压传输特性图4.4 滞回电路本次设计采用741比较器和2个稳压二极管BZX84-C6V8以及不同阻值的电阻来构成滞回电压比较电路，具体设计电路图如图4.5所示。图4.5 滞回电压比较电路南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第五章 系统电路的仿真与调试第5章 系统电路的仿真与调试5.1 仿真软件的介绍与选择1.ELECTRONICS WORKBENCH EDA（以下简称EWB）： EWB软件是加拿大交互图像技（INTERACTIVE IMAGE TECHNOLOGIES Ltd）在九十年代初推出的EDA软件，但在国内开始使用却是近几年的事，现在普遍使用的是在WIN95环境下工作的EWB5.0 （在国内曾见过6.0的演示版，注：EWB5.0也可以在WINDOWS3.1环境下使用，但需安装WING32工具），相对其它EDA软件而言，它是个较小巧的软件，只有16M，功能也比较单一，就是进行模拟电路和数字电路的混合仿真，但你绝对不可小看它，它的仿真功能十分强大，可以几乎100的仿真出真实电路的结果，而且它在桌面上提供了万用表、示波器、信号发生器、扫频仪、逻辑分析仪、数字信号发生器、逻辑转换器等工具，它的器件库中则包含了许多大公司的晶体管元器件、集成电路和数字门电路芯片，器件库中没有的元器件，还可以由外部模块导入，在众多的电路仿真软件中，EWB是最容易上手的，它的工作界面非常直观，原理图和各种工具都在同一个窗口内，未接触过它的人稍加学习就可以很熟练地使用该软件，对于电子设计工作者来说，它是个极好的EDA工具，许多电路你无需动用烙铁就可得知它的结果，而且若想更换元器件或改变元器件参数，只需点点鼠标即可，它也可以作为电学知识的辅助教学软件使用，利用它可以直接从屏幕上看到各种电路的输出波形。EWB的兼容性也较好，其文件格式可以导出成能被ORCAD或PROTEL读取的格式，该软件只有英文版，在中文版的WINDOWS98下它的一些图标会偏移两个位置（在WINDOWS95下正常），但不影响它的使用。 2.PROTEL： PROTEL是澳大利亚的PORTEL公司在80年代末推出的EDA软件，在电子行业的CAD软件中，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面，是电子设计者的首选软件，它较早就在国内开始使用，在国内的普及率也最高，有些学校的电子专业还专门开设了课程来学习它，几乎所有的电子公司都要用到它，许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用PROTEL。早期的PROTEL主要作为印制板自动布线工具使用，运行在DOS环境，对硬件的要求很低，在无硬盘286机的1M内存下就能运行，但它的功能也较少，只有电原理图绘制与印制板设计功能，其印制板自动布线的布通率也低，而现今的PROTEL已发展到PROTEL99SE，是个庞大的EDA软件，完全安装有200多兆，它工作在WINDOWS9X环境下，是个完整的板级全方位电子设计系统，它包含了电原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印制电路板设计（包含印制电路板自动布线）、可编程逻辑器件设计、图表生成、电子表格生成、支持宏操作等功能，并具有Client/Server （客户/服务器）体系结构，同时还兼容一些其它设计软件的文件格式，如ORCAD，PSPICE，EXCEL等，其多层印制线路板的自动布线可实现高密度PCB的100布通率。 3.PSPICE： PSPICE是较早出现的EDA软件之一，1985年就由MICROSIM公司推出，在电路仿真方面，它的功能可以说是最为强大，在国内被普遍使用，现在使用较多的是PSPICE6.2，工作于WINDOWS环境，占用硬盘空间20多兆，整个软件由原理图编辑、电路仿真、激励编辑、元器件库编辑、波形图等几个部分组成，使用时是一个整体，但各个部分各有各的窗口。PSPICE发展至今，已被并入ORCAD，成为ORCADPSPICE，但PSPICE仍然单独销售和使用，新推出的版本为PSPICE9.1，工作于WINDOWS9598NT平台上，要求是奔腾以上CPU、32M内存、50M以上剩余硬盘空间、800X600以上显示分辨率，是功能强大的模拟电路和数字电路混合仿真EDA软件，它可以进行各种各样的电路仿真、激励建立、温度与噪声分析、模拟控制、波形输出、数据输出、并在同一个窗口内同时显示模拟与数字的仿真结果，无论对哪种器件哪些电路进行仿真，包括IGBT、脉宽调制电路、模数转换、数模转换等，都可以得到精确的仿真结果，对于库中没有的元器件模块，还可以自已编辑。 以下图表为目前10个具有代表性的电路仿真软件主参数的统计。表中安装容量是指软件安装后在硬盘中所占的空间，Protel的安装包括了PCB设计组件；电源种类的多少和软件对电源的分类有关，如有的软件将同一电源分别放在多个目录下，有的软件将5种瞬态分析源放在一个图标中；Pspice的正式版的仿真元件数为1.6万。表 5.1 各种仿真软件的数据统计表仿真软件名称、版本安装容量（M）电源种类数仿真元件数虚拟设备数模拟分析种类数字仿真混合仿真图线处理能力样例文件数B2 SPICE A/D V466671.5万无17有有良64CircuitMaker12290.6万210有有优84ICA/4V8.7.1023631.4万无11有有优24IVEX Spice1340.3万无8有无良16MicroCap V71134 1.5万无8有有优150Multisim 10183271.7万1118有有优31Protel 99 SE245230.6万无10有有良39Pspice V9.1Student4140280无10有有良10SIMex