《电子线路CAD》课程教学大纲
课程编号：08163111
课程名称：电子线路CAD
英文名称：Computer Aid Design for ElectronicCircuit
课程类型：专业基础
课程要求：必修
学时/学分：32/2（讲课学时：12 实验学时：0 上机学时：20）
适用专业：测控技术与仪器；通信工程；电子信息工程
一、课程性质与任务
本课程为测控技术及仪器、电子信息工程、通信工程专业本科生必修的专业基础课。该课程围绕重要EDA软件的应用展开，主要介绍电路原理图及印刷电路板的设计、绘制和仿真技术，其讲授及训练的内容是弱电信息工程类专业学生学习和掌握电子信息系统设计技术的基础，是电路类课程从理论到实践的关键性过渡课程。
该课程重点讲授电路设计、仿真和验证的基本知识，要求学生完成原理图绘制、PCB设计、电路仿真和代码验证四个上机任务（其中有一个课外选作任务）。在培养学生软件操作能力的同时加深其对先前电路知识的理解和验证，培养电路系统工程化应用的能力，进而形成职业期待和专业素质养成。
二、 课程与其他课程的联系
先修课程：高等数学、复变函数、电路分析基础、电工测量、模拟电子技术、数字电子技术、电子技术实验、信号与系统等。
后续课程：通信电子线路、射频电路设计等专业课。
电子线路CAD课程的核心是使学生掌握设计和开发弱电通信系统的硬件电路的基本思路，并使用CAD软件进行相关电路的设计、仿真和调试。本课程是连接弱电工程基础理论和系统应用设计、系统工艺设计、系统仿真、系统开发的桥梁之一。
三、课程教学目标
根据相关毕业要求进行细化分解，本课程主要的教学目标包括：
1．具有较强的专业报告撰写能力和良好的工程职业道德；（支撑毕业要求4：能够基于科学原理并采用科学方法对复杂的通信以及电子信息相关的工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。）
2．掌握扎实的电子、电路基本理论知识，了解专业的前沿发展现状和趋势；（支撑毕业要求12：终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。）
3．具有在工程实践中初步掌握并使用典型EDA工具的能力，并能够对试验结果进行仿真分析；(支撑毕业要求5：使用现代工具：能够针对复杂的工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。)
4．掌握文献检索、资料査询及运用现代信息技术获取元器件库、手册、电路、素材等信息的基本方法。（支撑毕业要求6：工程与社会：能够基于通信技术相关的工程背景知识，对与通信相关的工程实践活动进行合理分析，评价该工程活动或工程方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，特别是对无线辐射对人身安全、环境污染等可能产生的影响有清醒认识，并理解应承担的责任。）
四、教学内容、基本要求与学时分配
| 序号 | 教学内容 |
| 教学要求 | 学时 | 教学 方式 | 对应课程教学目标 |
| 1 | 一、绪论 |
| 1.了解EDA软件在电子工程领域的应用和发展； 2.了解EDA软件的组成和特点； 3.掌握系统参数的设置； 4.理解电路设计及其流程； 5. 掌握软件管理器设置。 | 1 | 讲授 | 5 |
| 2 | 二、原理图设计基础 |
| 1. 了解原理图设计系统； 2. 掌握原理图环境设置； 3. 掌握系统参数设置。 | 1 | 讲授、 | 5 |
| 3 | 三、绘制简单电路原理图 |
| 1. 了解电路原理图设计流程； 2. 掌握原理图的设计方法和步骤； 3. 掌握设置项目选项； | 1 | 讲授 | 5 |
| 4 | 四、原理图编辑 上机训练 |
| 1. 了解组件库的管理； 2. 掌握电路图绘制工具的使用； 3. 掌握原理图编辑方法； 4. 掌握多个对象的选择和编辑方法。 5. 绘制电路原理图（绘制普通原理图和层次原理图各一张） | 13 | 讲授 上机 | 5 |
| 5 | 五、印刷电路板设计 上机训练 |
| 1. 理解PCB的基本概念及设计流程； 2. 掌握新建 PCB 设计文档的方法； 3. 掌握PCB 电路板编辑环境及设置； 4. 掌握布线规则设置； 5. 掌握自动布线和手动布线方法； 6. 掌握PCB 与原理图的相互更新方法； 7. 掌握PCB 验证和错误检查方法。 8. 绘制PCB图（要求由原理图自动生成PCB图和直接绘制PCB图的能力）。 | 6 | 讲授 上机 | 5 |
| 6 | 六、电路仿真技术 上机训练 |
| 1.了解仿真库构成； 2.掌握常用仿真电源描述； 3.掌握初始状态设置； 4.掌握波形信号分析及操作； 5.掌握仿真设置； 6.理解直流分析及电路仿真实例； 7.理解瞬态分析及电路仿真实例； 8.理解交流分析及电路仿真实例； 9.了解容差分析和噪声分析。 10. 完成两个电路仿真分析报告（分析内容至少包含教材列出的仿真项目中的6项）。 | 9 | 讲授 上机 | 4、5 |
| 7 | 七、 其他EDA软件及其应用和发展 |
| 1. Proteus和AD（DXP）的比较； 2. EDA发展动态。 | 1 | 讲授 讨论 | 4、5 |
上机内容
上机内容一：原理图设计
1.普通原理图设计
2.层次原理图设计
上机内容二：PCB电路图设计
1. 由原理图自动生成PCB图
2. 直接绘制PCB图
上机内容三：仿真电源设计
1.进行直流电源，交流电源，分段线性源脉冲源参数设置
2.根据实际电路功能需求，设计特性信号波形仿真电源
上机内容四：直流仿真及瞬态仿真
1.利用直流仿真对电路静态工作点进行分析
2.利用瞬态仿真，对电路时域输出波形进行分析
上机内容五：交流小信号仿真及直流扫描仿真
1.利用交流小信号分析完成对电路的频率响应特性进行分析
2.利用直流扫描分析对电路供电电源变化，电路工作特性进行分析
上机内容六：参数仿真及蒙特卡罗分析
1.利用器件参数扫描分析，进行电路元器件参数对功能的影响进行分析
2.利用蒙特卡罗分析，进行器件容差对电路功能的影响进行评价分析
五、其他教学环节（课外教学环节、要求、目标）
六、教学方法
教学方式主要以课堂教学为主，辅以上机教学环节。在教学方法上以启发式教学为主，提示本次课程重点内容，增加实际应用举例，并通过上机，训练电路设计能力。
在课堂教学中，通过讲授、提问、讨论、演示等教学方法和手段让学生理解电路设计的方法、流程，掌握相关软件的基本原理、工程组织方法和各种电路仿真分析方法，强调工程应用背景以及计算机辅助技术在团队开发中的应用。
在上机实践制图的教学中，强调学生自主解决问题的能力，对离开教材指导范围，独立找到解决问题办法的同学进行奖励，培养学生自主学习能力、与其他同学合作解决问题的能力、发现问题与解决问题的能力。
在撰写仿真分析报告的教学环节中，重点培养学生初步运用仿真软件进行理论分析的能力。培养学生会获取和整理、分析信息的能力、准确运用语言文字的表达能力，激发学生的创新思维。
七、考核及成绩评定方式
最终成绩由平时出勤成绩、软件操作能力测验成绩、上机报告（包括仿真分析报告）成绩等组合而成。各部分所占比例如下：
过程考核：（共40分）
出勤成绩：10分。主要考核学生的出勤情况。
软件上机操作能力成绩：30分。主要考核CAD软件的操作能力，同时观察学生日常学习和上机训练的成果。上机共分十次完成，每次3分。
结课考试：（共60分）
期末试卷。
八、教材及参考书目
1．教材：
[1]Altium Designer13.0电路设计、仿真与验证权威指南.何宾编.清华出版社，2014
2．参考书目：
[1] 电子线路CAD.车新生著.2012
[2] Altium Designer13标准教程.周冰编.清华大学出版社.2014
课程教学大纲修订小组成员：赵柏山、李振田、陈忠党
修订时间：2015年9月
