Hướng dẫn thiết kế mạch in trên máy tính bằng Orcad Capture

Update linh kiện trong thư viện Orcad Capture

Sau khi add thư viện, bạn sẽ thấy hộp thoại Place Part (hình 1.35) hiện ra, bõy giờ bạn cú thể lấy cỏc linh kiện mà bạn cần bằng cỏch gừ tờn linh kiện vào ô Part, sau khi chọn được linh kiện thích hợp. Tới đây bạn đã hoàn thành việc cài đặt Chương trình.Sau khi bẻ Crack xong, để vẽ sơ đồ nguyên lý ta vào Start → Programs → OrCad Family Release 9.2 → Capture để chạy Chương trình (hình 1.20).

Cửa sổ thiết kế Mục tiêu

• Nối dây linh kiện

Sau khi lấy xong linh kiện, để nối các chân linh kiện đúng theo sơ đồ nguyên lý ta nhấp vào biểu tượng hoặc nhấn phím W để chọn chế độ đi dây, sau đó ta rê chuột vào điểm đầu cần nối rồi nhấn phím trái chuột, tiếp tục rê chuột đến điểm thứ 2 rồi nhấn trái chuột để nối (hình 2.8). - Ngoài ra trong quá trình thiết kế, ta thường dùng lệnh Copy để Copy các linh kiện cho tiện thiết kế, nên dẫn đến việc “trùng tên linh kiện” việc này sẽ gây ra lỗi biên dịch từ sơ đồ nguyên lý sang sơ đồ mạch điện, do đó phải đổi tên linh kiện trước khi biên dịch.

Mạch điều chỉnh độ sáng tối của đèn

Như vậy ta đả hoàn thành về việc vẽ sơ đồ nguyên lý, ta bắt đầu chuyễn qua vẽ mạch in.

Mạch điều chỉnh tốc độ động cơ

Để lấy một linh kiện trong thư viện Orcad ta nhấp vào Place part nhập tên linh kiện cần lấy vào ô Name sau đó nhấn Ok. Sau khi lấy xong linh kiện, ta đặt linh kiện theo sơ đồ bố trí như trên các mạch điện đã cho. Thao tác Bus và đặt tên cho dây để mạch nguyên lý dễ nhìn hơn.

Kiểm tra lỗi sơ đồ nguyên lý và tạo Netlist: chúng ta tạo ra netlist để từ đó có thể chuyển sang vẽ mạch in.

Tạo một board thiết kế mới Mục tiêu

• Liên kết Footprint

Nếu các linh kiện trong mạch thiết kế là các linh kiện mới, và chưa từng liên kết đến thư viện footprint của Layout lần nào, thì nó yêu cầu phải liên kết đến footprint. - Sau khi nhấn Save, hộp thoại Link Footprint to Component hiện ra (Hình 3.6), thông báo cho ta biết là không thể tìm thấy chân mạch in của U3 có tên là:LM555.Vì thế nên tìm chân cho linh kiện này bằng cách nhấp chuột. Để nhanh hơn bạn có thể lướt qua thư viện của layout tìm những footprint tương tự footprint mà bạn cần tạo để sửa chữa cho phù hợp với thực tế rồi Save As nó lại, lưu lại trong thư viện mới mà bạn tạo cho dễ tìm kiếm.

Khi thiết kế footprint, ngoài việc cần biết chính xác kích thước thực giữa các chân linh kiện để thiết kế kế đúng, còn phải biết kích thước của cả linh kiện để có thể bố trí khoảng cách giữa các linh kiện cho hợp lý. Mục đích của cách làm này là cho người thiết kế biết được board mạch mình thiết kế có kích thước thật bao nhiêu, để từ đó có những điều chỉnh hợp lý trong việc sắp xếp các linh kiện trong đường bao cho phù hợp với board mạch in mà mình đang có (Hình 3.44). - Nhìn vào màn hình ta thấy rất nhiều chữ có màu xanh lá, làm mạch điện khó nhìn hơn, ta ẩn những chữ này ta nhấn vào Colors Setting nhấp vào ô màu xanh là ở vị trí cuối cùng (Default ASYTOP) nhấn chuột phải chọn thẻ Visible <> Invisible sau đó nhấn nút Close để ẩn chữ, muốn hiển thị lại chữ thì làm lại thao tác này một lần nữa (Hình 3.47).

- Tùy theo từng board mạch có độ phức tạp khác nhau mà ta có thể chọn các lớp đi dây nhiều hay ít, đối với cách làm board thủ công thì nên chọn board một lớp, mặc dù board 1 lớp đi dây rất khó khăn nhưng lại dễ gia công và giá thành hợp lý, còn những board nhiều hơn 1 lớp thường thì dành cho. - Củng tương tự như chọn lớp mạch in cho board 1 lớp nhưng ta nhấn giữ phím CTRL và nhấp chuột vào chữ Routing ở hàng TOP và cả hàng BOTTOM để bỏ chọn, sau đó tiếp tục thao tác như phần trên (Hình 3.52). - Click chuột vào Obstacle Tool, sau đó click vào một góc mà bạn muốn vẽ Outline, con chuột chuyển thành dấu cộng nhỏ, click phải, chọn Properties sẽ hiện ra hộp thoại sau (Hình 3.62).

Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch điện Mục tiêu

Bạn chọn tên cho project, chọn Analog or Mixed A/D để định dạng file mô phỏng (nếu không chọn như trên thì file tạo ra sẽ không mô phỏng được), rồi bấm OK (Hình 4.2). Một hộp thoại khác hiện ra (Hình 4.3), nếu file mô phỏng tạo mới hoàn toàn không kèm theo hay thừa hưởng từ một file có sẵn nào thì bạn chọn Create a blank project rồi bấm OK. Bạn nhấn vào Place Part hộp thoại Place Part hiện ra (Hình 4.5), ta nhấn vào nút để xóa thư viện cũ của Capture, sau đó nhấn vào nút để lấy thư viện Orcad Pspice, thư viện này nằm ở đường dẫn sau: C:\Program Files\Orcad\Capture\Library\Pspice.

- Cuối cùng là lấy nguồn 0V, ta nhấp vào GND hộp thoại Place Ground hiện ra (Hình 4.9), nhấn để xóa thư viện cũ đi, sau đó nhấn. Ta nhấp đúp chuột vào phần Name, sau đó hộp thoại Display Propeties hiện ra (Hình 4.13), ở phần Value nhập tên thích hợp vào đó, nhấn OK để hoàn thành việc đặt tên cho linh kiện. Để thay đổi giá trị ta nhấn đúp chuột vào phần Value, sau đó nhập giá trị vào ô Value rồi nhấn OK để hoàn tất.

- Sau khi hoàn thành việc lấy, sắp xếp, thay đổi thông số cho linh kiện, ta tiến hành việc nối dây cho mạch.

Mô phỏng mạch điện Mục tiêu

Tuy nhiên nếu không chọn phân tích Bias point thì chỉ những điểm điện áp tương tự và những điểm trạng thái số được cho biết từ file đầu ra (file phân tích được tạo ra từ PSpice hoặc PSpice A/D). - Noise: Cho biết đáp ứng đầu ra khi có nhiễu ở đầu vào, đồng thời tổng hợp nhiễu đầu ra khi có nhiều nguồn nhiễu ở đầu vào (để phân tích nhiễu thì bạn phải dùng dạng phân tích AC sweep). - Cách tốt nhất để thực hiện phân tích AC Sweep là thiết lập cho độ lớn của nguồn bằng 1, để đầu ra đo được bằng chính độ lợi, từ đó thấy được rừ mối tương quan giữa đầu ra và đầu vào.

- Interval: điền vào tần số thứ n (n là một số nguyên dương), tại những tần số đó chúng ta sẽ thấy được nhiễu do các linh kiện thành phần, những dữ liệu này được tạo ra trong file .OUT của Pspice. Trong cửa sổ Probe, chúng ta có thể quan sát được tất cả nhiễu của linh kiện tại tần số chỉ định khi thiết lập phân tích AC sweep, thông số Interval không ảnh hưởng tới những gì Pspice trình bày trên file dữ liệu Probe. - Trong mạch phải có một trong những nguồn độc lập biến đổi theo thời gian(nguồn này có thể được tạo ra từ công cụ Stimulus Editor hoặc được lấy từ thư viện linh kiện của Orcad Pspice).

Từ cửa sổ Capture nhấp vào Current into Pin Marker ở thanh công cụ Simulation Settings, sau đó đặt vào chân linh kiện muốn đo để hiển thị dòng điện khi chạy mô phỏng trong Pspice (Hình 4.32).

Mạch chỉnh lưu cầu một pha

- Lấy nguồn Vac, ta nhấn vào Place part nhập vào ô Part tên VSIN sau đó nhấn OK (Hình 5.4). - Kéo thanh trượt ngang ở góc phải cuối màn hình và nhập vào thông số của VAPML và VOFF sau đó nhấn nút tắt để lưu lại (Hình 5.8). - Sau khi đặt tất cả các linh kiện vào bản vẽ, ta dùng công cụ Place Wire để nối các chân linh kiện lại với nhau (Hình 5.10).

Từ thanh công cụ Simulation nhấp chọn vào New Simulation Profile, hộp thoại New Simulation hiện ra (Hình 5.11) bạn nhập tên vào và nhấn nút Create để tạo. Nhấn vào biểu tượng Place Net Alias hộp thoại Place Net Alias hiện ra (Hình 5.13), nhập tên điểm điện áp cần quan sát vào sau đó nhấn OK và đặt chúng lên đường dây cần quan sát. Để hiện thị điện áp đầu vào, ta nhấp chọn vào phần khung sóng phía dưới, sau đó nhấp vào Trace menu, chọn thẻ Add Trace (Hình 5.17).

Tiếp theo, ta nhấp vào khung sóng còn lại, nhấp vào Trace menu, hộp thoại Modify hiện ra (Hình 5.20) trong khung Simulation Output Variables nhấp chọn V(IN).

Mạch khuếch đại đơn (Hình 5.22)

- Cuối cùng là lấy nguồn 0V, ta nhấp vào GND hộp thoại Place Ground hiện ra (Hình 5.25 nhấn để xóa thư viện cũ đi, sau đó nhấn. Sau khi đặt tất cả các linh kiện vào bản vẽ, ta dùng công cụ Place Wire để nối các chân linh kiện lại với nhau theo hình 5.22. Lấy điện trở, ta nhấn vào Place part nhập vào ô Part tên linh kiện sau đó nhấn OK (Hình 5.33).

- Kéo thanh trượt ngang ở góc phải cuối màn hình và nhập vào thông số của VAPML và VOFF sau đó nhấn nút tắt để lưu lại. Nhấp chọn vào phần hiển thị sóng phía dưới, sau đó nhấn chuột vào Trace menu chọn thẻ Add Trace (Hình 5.49). Sau đó ta chọn khung hiển thị sóng phía trên, làm lại các thao tác ở trên, nhưng phần Add Trace ta chọn V(OUT2).

- Kéo thanh trượt ngang ở góc phải cuối màn hình và nhập vào thông số của VAPML và VOFF sau đó nhấn nút tắt để lưu lại (Hình 5.58).