电路设计教程.pptx

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1、学习内容学习内容PCB设计基础知识Protel软件介绍Protel原理电路图设计Protel PCB布局和布线Protel电路仿真Protel信号完整性分析第1页/共135页第第1讲讲 PCB设计基础知识设计基础知识 PCB的设计就是将设计的电路在一块板上实现。一块PCB板上不但要包含所有必须的电路，而且还应该具有合适的元件选择、元件的信号速度、材料、温度范围、电源的电压范围以及制造公差等信息，一块设计出来的PCB必须能够制造出来，所以PCB的设计除了满足功能要求外，还要求满足制造工艺要求以及装配要求。第2页/共135页1.PCB设计流程设计流程 设计要求和规范生成系统组成结构框图功能分解绘制

2、原理图创建元件库原理图仿真确定PCB的尺寸和结构元件布局确定设计布线规则进行PCB布线设计规则检查和调整时序和信号完整性分析生成制造文件PCB的制造和装配PCB产品的测试第3页/共135页2.PCB制造材料制造材料 PCB的信号传导层材料：铜箔铜箔通过加热和压力作用下粘接在衬底层上。铜箔层的厚度通常由其每平方英尺的重量来指定，常用的有1或2盎司规格，其他规格的铜箔材料有0.25、0.5、3和4盎司等类型。1盎司铜的厚度大约为0.035mm0.002mm。选择那种铜箔主要根据它的电阻系数第4页/共135页2.PCB制造材料制造材料不同重量的铜电阻系数和铜箔宽度的关系 铜的重量0.5盎司1盎司2盎

3、司3盎司20700.11.010铜箔的宽度（mm）电阻系数（m/cm）100101.00.1第5页/共135页2.PCB制造材料制造材料绝缘层材料：环氧树脂玻璃和酚醛纸 酚醛纸是一种更加便宜的并且容易冲孔的材料，因此它的主要应用在高产量的非关键性的场合。酚醛纸的电气特性比环氧树脂玻璃的要差、机械性能比较脆、较差的工作温度范围、很容易吸收水分并且不适合通孔的涂层结构。环氧树脂玻璃布可以有效地应用于通孔涂层和多层板。如果对机械和电器特性有较高要求时，它也可以用于简单结构。环氧树脂玻璃具有很好的尺寸稳定性，具有比酚醛纸更好的机械特性，但是成本要高一些，因为它必须钻孔，而不能实现冲孔。第6页/共135

4、页2.PCB制造材料制造材料一些常用的PCB材料特性和选择规范 材料 表面电阻（m）介电常数绝缘强度（kV/mil）温度补偿系数（x-y ppm/C）最高温度（C）标准的FR4最小为1 104 最大为5.4,典型值4.64.9 最小为1.01316 110150 FR408(高质量)1 106 3.8 1.4 13 180 环氧树脂-芳族聚酰胺(适用于更小的走线间距离)5 106 3.8 1.6 10 180 聚酰亚胺 3.4 3.8 20 300 聚酯 3.0 3.4 27 105 第7页/共135页3.PCB板的结构板的结构 一个普通的PCB板由镀铜的树脂玻璃材料或一层铜箔与树脂材料（介电

5、层）粘接在一起 铜层介电绝缘层铜层第8页/共135页3.PCB板的结构板的结构(1)铜箔 铜箔是一薄层的铜（如图0-5所示），放置在介电填充材料之间并且和介电填充材料粘接在一起。铜箔第9页/共135页3.PCB板的结构板的结构(2)铜镀层 铜镀层主要用于板的外层，并且当对板上的钻孔的孔壁进行镀铜层时，也为板上的铜提供了额外的铜层。铜箔铜镀层介电绝缘层蚀刻的铜箔蚀刻的铜镀层介电绝缘层第10页/共135页3.PCB板的结构板的结构(3)焊锡流 焊锡流是将焊锡铺在板的裸露铜表面的工艺，有助于后面装配元件时的焊接，并保护铜放置被氧化。铜箔层铜镀层介电绝缘层焊锡流第11页/共135页3.PCB板的结构板

6、的结构(4)阻焊层 阻焊层可以防止焊锡附着在上面。可以保护铜层放置被氧化。阻焊层可以去绝缘作用，即铺了阻焊层的走线与外界可以实现绝缘。(5)走线 PCB上的走线实际上就是信号导线。它提供了相同的传输电信号的功能，它的两端一般于PCB上的元件的引脚相连接。铜走线介电绝缘层阻焊层第12页/共135页3.PCB板的结构板的结构(6)焊盘 一个焊盘可以有几种不同的形状和类型，最常用的两种焊盘类型为表贴元件安装的镀锡焊盘和通孔镀锡焊盘。元件引脚阻焊层焊锡流铜镀层铜箔粘接层焊锡流第13页/共135页4.PCB的走线配置的走线配置 设计PCB时，有两种基本的走线配置：微带走线（Microstrip）和带状走

7、线（Stripline）。顶层地平面电源平面地平面电源平面底层信号层信号层内层芯电介质电介质电介质内层芯内层芯内层芯带状走线微带走线第14页/共135页5.PCB设计和电磁兼容设计和电磁兼容 PCB设计的好坏对电路的干扰及抗干扰能力影响很大。在PCB设计中，元件的选择和电路设计是影响板级电磁兼容性性能的主要因素。元件的布局对PCB的电磁兼容性具有重要的影响（数字电路、模拟电路以及电源电路的元件布局）第15页/共135页第第2讲讲 Protel软件介绍软件介绍Protel 2004构建于一整套板级设计及实现特性上，其中包括原理图设计、印制电路板设计、混合信号电路仿真、布局前/后信号完整性分析、规

8、则驱动PCB布局与编辑、改进型拓扑自动布线及全部计算机辅助制造（CAM）输出能力。Protel 2004支持FPGA及其它可编程器件设计及其在PCB上的集成。第16页/共135页1.Protel 2004绘图环境绘图环境 Protel 2004主界面 工作区面板，点击其可以弹出相应的工作界面工作区面板按钮，点击其可以弹出相应的工作界面或快捷菜单工作区，点击对应的选择项可快速启动该功能文件工作区面板第17页/共135页1.Protel 2004绘图环境绘图环境新建文件菜单介绍 第18页/共135页2.设置设置Protel 2004系统参数系统参数 执行系统的“Preferences”命令进行系统

9、参数设置。在系统参数对话框的系统设置选项中设定系统参数。第19页/共135页3.Protel 2004的原理图编辑模块的原理图编辑模块 原理图设计编辑模块是Protel 2004主要功能模块之一。原理图是电路设计的开始，是一个用户设计目标的原理实现，图形主要由电子组件和线路组成。原理图是由Schematic模块生成的。Schematic模块具有如下特点：支持多通道设计丰富而又灵活的编辑功能 强大的设计自动化功能 在线库编辑及完善的库管理 电路信号仿真 第20页/共135页3.Protel 2004的原理图编辑模块的原理图编辑模块Protel 2004的原理图编辑环境 项目文件导航原理图编辑区文

10、件标签第21页/共135页4.Protel 2004的的PCB模块模块 印制电路板（PCB）是由原理图到制板的桥梁，设计了原理图后，需要根据原理图生成印制电路板，这样就可以制作电路板。PCB模块具有如下主要特点：32位的EDA系统 丰富而又灵活的编辑功能 强大的自动化布线功能 在线式库编辑及完善的库管理 完备的输出系统 第22页/共135页4.Protel 2004的的PCB模块模块Protel 2004的PCB 设计环境 项目文件导航PCB布局布线第23页/共135页5.Protel 2004文件管理文件管理 当用户启动Protel 2004后，可以单击File菜单上的New命令，从New子

11、菜单中可以选择建立目标文件，包括PCB、Schematic、FPGA、VHDL以及相关的库（Library）文件。Protel 2004的文件类型 文件后缀名文件对象文件后缀名文件对象.SchDoc原理图文件.SchLib原理图的库文件.PcbDoc印制板文件.PcbLib印制板的库文件.PrjPCB板级设计项目文件.PCB3DLib印制板三维库文件.PrjFpgFPGA设计项目文件.Cam辅助制造工艺文件.VhdVHDL设计文件.Txt纯文本文件.PrjEmb嵌入式项目文件.LibPkg集成库文件第24页/共135页6.设置和编译项目设置和编译项目 建立新的Protel 2004项目后，一般

12、可以对其选项进行设置，包括错误检查规则、连接矩阵、比较设置、ECO（工程变化顺序）生成、输出路径和网络表选项，用户也可以指定任何项目规则。所有与项目有关的操作，如错误检查、比较文件和ECO生成均在Options for Project 对话框中设置。执行ProjectProject Options命令，系统将弹出Options for Project 对话框 第25页/共135页6.设置和编译项目设置和编译项目Options for Project 对话框第26页/共135页6.设置和编译项目设置和编译项目编译项目。编译一个项目就是在一个调试环境中，检查设计的文档草图和电气规则错误。对于电气规

13、则和错误检测等可以在项目选项中设置。编译项目的操作步骤如下：打开需要编译的项目，然后选择ProjectCompile PCB Project命令。当项目被编译时，任何已经启动的错误均将显示在设计窗口下部的Messages面板中。被编辑的文件与同级的文件、元件和列出的网络以及一个能浏览的连接模型一起显示在Compiled面板中，并且以列表方式显示。如果电路绘制正确，Messages面板不会有错误报告。如果报告给出错误，则需要检查电路，并确认所有的导线和连接是正确的。第27页/共135页第第3讲讲 Protel原理电路图设计原理电路图设计 电路原理图的设计步骤电路原理图的设计步骤 启动Protel

14、2004电路原理图编辑器设置原理图图纸大小及版面在图纸上放置原理图的元件对所放置的元件进行布局连线对走线后的元件进行调整保存设计绘制的原理图第28页/共135页1.新建原理图文件新建原理图文件 执行FileNewSchematic命令，系统将创建一个原理图文件。第29页/共135页2.将原理图添加到项目中将原理图添加到项目中 执行ProjectAdd Existing to Project菜单命令，即可以选择已有的原理图文件，并且可直接添加到项目中。用户还可以直接从Project菜单或右键菜单中选择ProjectAdd New to Project命令，向项目添加新的文件，如原理图、PCB等。

15、如果想添加到一个项目文件中的原理图图样已经作为自由文件夹被打开，那么在Projects面板上，使用鼠标直接将需要添加的文件拖到目标项目即可。第30页/共135页3.设置图纸设置图纸 选择DesignDocument Options命令，系统将弹出Document Options对话框，在其中选择Sheet Options选项卡进行图纸设置。第31页/共135页4.电路原理图设计电路原理图设计 元件库管理 浏览元件库 执行DesignBrowse Library命令，系统将弹出元件库管理器。在元件库管理器中，用户可以进行装载新的元件库、查找元件、放置元件等操作。装载元件库 直接执行DesignA

16、dd/Remove Library命令，或者单击元件库管理器中的Libraries按钮，系统将弹出“装载/卸载元件库”对话框，通过此对话框就可以装载或卸载元件库。第32页/共135页4.电路原理图设计电路原理图设计放置元件 通过菜单命令PlacePart或直接单击布线工具栏上的按钮，打开“Place Part（放置元件）”对话框。另外一种选取元件的方法是直接从元件库管理器的元件列表中选取。第33页/共135页4.电路原理图设计电路原理图设计编辑元件 编辑元件属性 在元件属性（Component Properties）对话框中设置元件的属性，包括流水号、注释、图形信息等。设置元件的封装 元件封装

17、主要用于PCB的设计。但是在原理图中必须设定好元件所对应的封装，这样才能正确加载到PCB中。设置仿真属性如果要进行电路信号仿真的话，那么还需要具有仿真模型，当生成PCB图时，如果要进行信号完整性分析，则还应该具有信号完整性模型的定义。第34页/共135页4.电路原理图设计电路原理图设计电源与接地元件 电源和接地元件可以使用实用工具栏中的电源及接地子菜单上对应的命令来选取，该子菜单位于实用（Utilities）工具栏中。对于电源和接地元件，还需要设定其网络名称。第35页/共135页4.电路原理图设计电路原理图设计绘制原理图的基本图元 第36页/共135页4.电路原理图设计电路原理图设计连接线路

18、当所有电路对象与电源元件放置完毕后，现在可以着手进行原理图中各对象间的连线。连线的最主要目的是按照电路设计的要求建立网络的实际连通性。进行连线操作时，可单击电路绘制工具栏上的按钮或执行PlaceWire命令将编辑状态切换到连线模式，然后就可以进行连线操作。第37页/共135页4.电路原理图设计电路原理图设计原理图设计实例：24V功率驱动模块 24V功率驱动模块功率桥电路（6个MOSFET开关元件）电源供应（24V，12V和5V）电流反馈（使用电流传感器测量U和V相电流）光栅信号的处理（用于电机的位置反馈）外部接口（用于连接控制器和电机）第38页/共135页4.电路原理图设计电路原理图设计功率驱

19、动模块原理图（电源模块）第39页/共135页4.电路原理图设计电路原理图设计功率驱动模块原理图（功率桥模块）第40页/共135页4.电路原理图设计电路原理图设计功率驱动模块原理图（电流测量模块）第41页/共135页4.电路原理图设计电路原理图设计功率驱动模块原理图（接口模块）第42页/共135页5.检验电气规则检验电气规则 设置电气连接检查规则 在原理图完成后，可以执行ProjectProject Options命令，然后在弹出项目选项对话框的Error Reporting 和Connection Matrix 选项卡中设置检查规则。第43页/共135页5.检验电气规则检验电气规则检查结果报告

20、 Protel检查原理图是通过编译项目来实现的，编译的过程中会对原理图进行电气连接和规则检查，并报告检查结果。第44页/共135页6.生成原理图的报表生成原理图的报表 网络表 执行DesignNetlist for ProjectProtel命令，然后就可以生成原理图的网络表。第45页/共135页6.生成原理图的报表生成原理图的报表产生元件报表 执行ReportsBill of Material命令，就可以进行生成原理图的元件报表的操作。系统会弹出项目的BOM（Bill of Material，材料表）窗口，在此窗口可以看到原理图的元件列表 第46页/共135页6.生成原理图的报表生成原理图的

21、报表产生元件报表 单击BOM窗口Report按钮，则可以生成预览元件报告。如果单击Export按钮，则可以将元件报表导出。导出的文件格式有.xls，.csv和.txt等。第47页/共135页7.制作元件制作元件 元件绘图工具 第48页/共135页7.制作元件制作元件创建一个新元件的操作步骤：单击菜单FileNewSchematic Library 命令，系统将进入原理图元件库编辑工作界面。使用元件绘图命令绘制元件的轮廓。绘制元件的引脚，并设置引脚的序号和属性。绘制隐藏的元件引脚，并设置其属性。为元件添加文本说明。选择元件的封装类型、电路仿真模型等。将新建的元件添加到元件库中。第49页/共135

22、页7.制作元件制作元件元件制作实例（具体过程见本书的第5章）第50页/共135页8.层次原理图层次原理图 层次原理图的设计方法实际上是一种模块化的设计方法。用户可以将系统划分为多个子系统，子系统下面又可划分为若干功能模块，功能模块再细分为若干个基本模块。设计好基本模块，定义好模块之间的连接关系，即可完成整个设计过程。自上而下的层次原理图设计方法 自下而上的层次原理图设计方法 多通道层次原理图的设计方法 第51页/共135页8.层次原理图层次原理图层次原理图设计实例第52页/共135页8.层次原理图层次原理图子模块1：ISA总线和地址译码模块 第53页/共135页8.层次原理图层次原理图子模块2

23、：串口通信和线驱动模块 第54页/共135页第第4讲讲 Protel PCB布局和布线印制电路板布线流程 印制电路板的叠层设计 印制电路板设计编辑器 设置电路板工作层 PCB布局和布线制作元件封装 生成PCB报表 第55页/共135页1.印制电路板布线流程印制电路板布线流程 规划电路板，在绘制印制电路板之前，用户要对电路板有一个初步的规划，比如说电路板采用多大的物理尺寸、采用几层电路板（单面板还是双面板或多层板）、各元件采用何种封装形式及其安装位置等。设置参数，参数的设置是电路板设计的非常重要的步骤。装入网络表及元件封装。PCB的元件布局。手动预布线。自动布线。CAM文件的输出。第56页/共1

24、35页2.印制电路板的叠层设计印制电路板的叠层设计12层PCB的叠层设计配置 第57页/共135页2.印制电路板的叠层设计印制电路板的叠层设计6层PCB的叠层设计配置4层PCB的叠层设计配置第58页/共135页2.印制电路板的叠层设计印制电路板的叠层设计叠层设计布局快速参考 叠层123456789102层S1和地S2和电源4层S1地电源S24层地S1S2电源6层S1S2地电源S3S46层S1地S2S3电源S46层S1电源地S2地S38层S1S2地S3S4电源S5S68层S1地S2地电源S3地S410层S1地S2S3地电源S4S5地S610层S1S2电源地S3S4地电源S5S6第59页/共135

25、页3.印制电路板设计编辑器印制电路板设计编辑器启动设计项目后，接着在设计管理器环境下执行FileNew PCB命令，系统将进入印制电路板编辑器。也可以按照本书7.5节的操作步骤建立一个PCB文件，并进入印制电路板编辑器。第60页/共135页4.设置电路板工作层设置电路板工作层 层的管理：执行DesignLayer Stack Manager命令，系统将弹出PCB层管理器对话框，就可以进行层的管理操作。第61页/共135页4.设置电路板工作层设置电路板工作层单击Add Layer按钮可以添加中间信号层单击Add Plane按钮可添加内层电源/接地层。选中Top Dielectric复选框则在顶层

26、添加绝缘层，单击其左边的按钮，打开“绝缘层属性”对话框，可以设置绝缘层的属性。第62页/共135页4.设置电路板工作层设置电路板工作层设置内部电源层的属性。首先选中需要设置属性的内部电源层，然后单击鼠标右键，弹出快捷菜单。然后从快捷菜单选择Properties选项。系统将弹出内部电源层属性设置对话框。此时可以设置内部电源层的名称、铜箔的厚度、该电源层所连接的网络以及电源层离边界的距离（Pullback）。第63页/共135页5.PCB布局和布线布局和布线 PCBPCB布线和绘图工具布线和绘图工具。印制电路板（PCB）设计管理器提供了布线工具栏（Wiring Tools）和绘图工具栏。布线工具栏

27、绘图工具栏第64页/共135页5.PCB布局和布线布局和布线规划电路板和电气定义。（1）首先执行FileNewPCB命令，系统将启动PCB设计管理器。（2）用户用鼠标单击编辑区下方的标签Keep-Out Layer，即可将当前的工作层设置为Keep Out Layer。该层为禁止布线层，一般用于设置电路板的边界，以将元件限制在这个范围之内。（3）执行命令PlaceKeepoutTrack，或单击绘图工具栏中相应的按钮 。然后就可以绘制PCB的电气轮廓第65页/共135页5.PCB布局和布线布局和布线使用向导生成电路板在Files面板的底部的New from Template 单元点击PCB B

28、oard Wizard创建新的PCB。然后选择电路板的单位，英制或公制。第66页/共135页5.PCB布局和布线布局和布线使用向导生成电路板单击Next，此时允许用户选择要使用的PCB的图样轮廓尺寸。然后可以设置PCB的层、过孔、板的参数等。具体请参考 本书的7.5节。第67页/共135页5.PCB布局和布线布局和布线网络与元件的装入编译设计项目。在装入原理图的网络与元件之前，设计人员应该先编译设计项目，根据编译信息检查项目的原理图是否存在错误，如果有错误，应及时修正，否则装入网络和元件到PCB时会产生错误，而导致装载失败。装入网络与元件。打开已经创建的PCB文件。然后执行命令DesignIm

29、port Changes From 命令，系统会弹出“工程改变顺序”对话框。然后就可以将网络和元件装入到当前PCB中。第68页/共135页5.PCB布局和布线布局和布线元件的自动布局。执行命令ToolsAuto PlacementAuto Player。然后在弹出的“元件自动布局设置”对话框中选择自动布局方式：（1）Cluster Placer自动布局器 这种布局方式将元件基于它们连通属性分为不同的元件束，并且将这些元件按照一定几何位置布局。这种布局方式适合于元件数量（小于100）较少的PCB制作。（2）Statistical Placer布局器使用一种统计算法来放置元件，以便使连接长度最优化

30、，使元件间用最短的导线来连接。一般如果元件数量超过100，建议使用统计布局器（Statistical Placer）。手工编辑调整元件的布局。对元件进行排列、移动和旋转等操作，手动调整元件的布局第69页/共135页5.PCB布局和布线布局和布线添加或修改网络连接。执行DesignNetlistEdit nets命令，系统将弹出“网络表管理器”对话框。在该对话框中就可以添加或修改网络连接。第70页/共135页5.PCB布局和布线布局和布线设计规则的设置。通常需要设置如下的布线规则：安全间距允许值（Clearance Constrant）在布线之前，需要定义同一个层面上两个图元之间所允许的最小间距

31、，即安全间距。布线拐角模式 根据电路板的需要，将电路板上的布线拐角模式设置为45度角模式。布线层的确定 对双面板而言，一般将顶层布线设置为沿垂直方向，将底层布线设置为沿水平方向。布线优先级（Routing Priority）。布线拓扑方式（Routing Topology）一般说来，确定一条网络的走线方式是以布线的总线长最短作为设计原则。过孔的类型（Routing Via Style）对于过孔类型，应该与电源/接地线以及信号线区别对待。在这里设置为通孔（Through Hole）。对走线宽度的要求。根据电路的抗干扰性和实际的电流的大小，确定走线宽度。第71页/共135页5.PCB布局和布线布局

32、和布线布线规则的设置。执行命令DesignRules，系统将会弹出“设置布线规则”对话框，在此对话框中可以设置布线规则的参数。第72页/共135页5.PCB布局和布线布局和布线交互手动和自动布线交互手动布线：执行PlaceInteractive Routing（快捷键为先按P，然后按T）命令或点击放置（Placement）工具栏的Interactive Routing按钮 。然后就可以进行交互手动布线操作。自动布线：执行Auto RouteAll命令，对整个电路板进行布线。执行该命令后，系统将弹出“自动布线设置”对话框，然后就可以实现自动布线。在进行自动布线时，用户可以对预布的走线锁定（即选中

33、Lock All Pre-routes复选框），从而自动布线时不会影响已经存在的预布线。第73页/共135页5.PCB布局和布线布局和布线设计规则检查。执行ToolsDesign Rule Check命令，系统将弹出Design Rule Check（设计规则检查）对话框。单击Run Design Rule Check按钮，就可以启动DRC运行模式，完成检查后将在设计窗口显示任何可能违反规则的情况。第74页/共135页5.PCB布局和布线布局和布线布线实例：功率驱动模块的印制电路板 布线前的元件布局第75页/共135页5.PCB布局和布线布局和布线布线实例：功率驱动模块的印制电路板 布线后的P

34、CB第76页/共135页6.制作元件封装制作元件封装元件封装编辑器。执行菜单命令File NewPCB Library，就可以启动元件封装编辑器。PCBLib放置工具栏元件编辑界面第77页/共135页6.制作元件封装制作元件封装创建封装。执行ToolsNew Component命令，建立一个新的元件封装，但是不使用向导操作，即在弹出的对话框中直接单击Cancel按钮，就可以建立一个空白的元件封装。执行EditJumpLocation命令，系统将弹出位置设置对话框，在X/Y-Location编辑框中输入坐标值，将当前的坐标点移到原点，输入的坐标点为（0,0）。在元件封装编辑时，需要将基准点设定在

35、原点位置。第78页/共135页6.制作元件封装制作元件封装创建封装。执行PlacePad菜单命令，如图9-6所示。也可以单击绘图工具栏中相应的按钮。执行该命令后，光标变为十字，中间带有一个焊盘。随着光标的移动，焊盘跟着移动，移动到适当的位置后，单击鼠标将其定位。还可以执行绘图命令，绘制封装的外轮廓等。可以执行EditSet Reference子菜单中的相关命令，设置元件封装的参考点。第79页/共135页6.制作元件封装制作元件封装使用向导创建元件封装启动并进入元件封装编辑器，执行ToolsNew Component命令。执行该命令后，系统会弹出元件封装向导界面，这就进入了元件封装创建向导。第8

36、0页/共135页6.制作元件封装制作元件封装使用向导创建元件封装然后选择创建的封装类型。第81页/共135页6.制作元件封装制作元件封装使用向导创建元件封装设置焊盘的尺寸。第82页/共135页6.制作元件封装制作元件封装使用向导创建元件封装然后设置引脚的位置（即焊盘的位置）。第83页/共135页6.制作元件封装制作元件封装使用向导创建元件封装设置封装的外轮廓尺寸。第84页/共135页6.制作元件封装制作元件封装使用向导创建元件封装设置封装的焊盘数量。最后设定元件封装名称，即完成了元件封装的制作。第85页/共135页7.生成生成PCB报表报表 NCNC钻孔报表。钻孔报表。NCNC钻孔文件用于提供

37、制作电路板时所需的资料，该资料可钻孔文件用于提供制作电路板时所需的资料，该资料可直接用于数控钻孔机，生成直接用于数控钻孔机，生成NCNC钻孔文件的具体操作如下：钻孔文件的具体操作如下：首先执行FileNewOutput Job File命令。执行该命令后，系统将弹出输出文件工作面板。此时可以选中需要生成的文件对象，在Fabrication Outputs栏选中NC Drill Files选项，即生成NC钻孔文件，也可以选择其他需要输出的报表文件选项。第86页/共135页7.生成生成PCB报表报表 NCNC钻孔报表。钻孔报表。输出文件工作面板输出文件工作面板 第87页/共135页7.生成生成PC

38、B报表报表 NCNC钻孔报表。钻孔报表。使用鼠标双击NC Drill Files项，系统会弹出NC钻孔设置对话框对话框，此时可以设置单位和数据格式。设置完成后按OK按钮即回到如输输出文件工作面板出文件工作面板。选中了需要输出的文件对象后，就可以执行ToolsRun Selected命令，然后系统就会生成选择的“NC钻孔文件”。生成的“NC钻孔文件”包括三个文件，即.DDR、.LDP和.TXT，第88页/共135页7.生成生成PCB报表报表 NCNC钻孔报表。钻孔报表。NCNC钻孔设置对话框钻孔设置对话框 第89页/共135页7.生成生成PCB报表报表生成光绘（Gerber）文件。Gerber文

39、件是用于PCB加工工艺的光绘文件。工程师在设计好PCB后，通常需要送到PCB厂加工，而比较流行的做法是将PCB文件转换为GERBER文件和钻孔数据后交PCB厂。GERBER文件是一种国际标准的光绘格式文件，它包含RS-274-D和RS-274-X两种格式，其中RS-274-D称为基本GERBER格式，并要同时附带D码文件才能完整描述一张图形；RS-274-X称为扩展GERBER格式，它本身包含有D码信息。常用的CAD软件都能生成此二种格式文件。Protel 2004可以有效地由PCB文件产生Gerber文件。第90页/共135页7.生成生成PCB报表报表生成光绘（Gerber）文件。由Prot

40、el 2004产生Gerber文件后，各文件描述如下（下面扩展格式名中“T”表示顶层，“B”表示底层）：D码文件，即“*.APT”或“*.APR”文件。线路层为“*.GTL”和“*.GBL”文件。丝印层（字符）为“*.GTO”和“*.GBO”文件。贴片层为“*.GTP”和“*.GBP”。绿油层（阻焊）为“*.GTS”和“*.GBS”文件。边框层为“*.GKO”或“*.GM1”文件。第91页/共135页7.生成生成PCB报表报表生成光绘（Gerber）文件的具体操作：首先执行FileNewOutput Job File命令。执行该命令后，系统将弹出输出文件工作面板。此时可以选中需要生成的文件对象

41、，在Fabrication Outputs栏选中Gerber Files选项，即生成Gerber文件。使用鼠标双击NC Drill Files项，系统会弹出Gerber设置对话框，此时可以设置Gerber输出文件的单位和数据格式等。设置完成后按OK按钮即回到输出文件工作面板。第92页/共135页7.生成生成PCB报表报表生成光绘（Gerber）文件的具体操作：Gerber设置对话框 General选项卡层选项卡第93页/共135页7.生成生成PCB报表报表生成光绘（Gerber）文件的具体操作：Gerber设置对话框 钻孔图形选项卡孔选项卡第94页/共135页7.生成生成PCB报表报表生成光绘

42、（Gerber）文件的具体操作：完成了设置后，就可以返回到输出文件工作面板，然后就可以执行ToolsRun Selected命令，系统就会生成选择的“Gerber文件”第95页/共135页第第5讲讲 Protel电路仿真电路仿真Protel的仿真元件库仿真器的设置 设计仿真原理图 电路仿真实例 第96页/共135页1.Protel的仿真元件库的仿真元件库Protel的仿真元件库描述仿真信号源的元件库，Simulation Sources.IntLib。仿真专用函数元件库，Simulation Special Function.IntLib仿真数学函数元件库，Simulation Math Fu

43、nction.IntLib 信号仿真传输线元件库，Simulation Transmission Line.IntLib 第97页/共135页2.仿真器的设置仿真器的设置 进入仿真设置环境。执行DesignSimulateMixed Sim命令，或者从Mixed Sim工具栏中选择按钮 进入电路“仿真分析设置”对话框。第98页/共135页2.仿真器的设置仿真器的设置一般设置。在“仿真分析设置”对话框选择General Setup选项，那么在对话框中显示的是仿真分析的一般设置。设计者可以选择分析对象，在Available Signals列表中显示的是可以进行仿真分析的信号；Active Sign

44、als列表框中显示的是激活的信号，即将要进行仿真分析的信号；按和按钮可添加或移去激活的信号。第99页/共135页2.仿真器的设置仿真器的设置瞬态特性分析设置。在Protel中设置瞬态分析的参数，可以通过激活Transient/Fourier选项，在“瞬态分析/傅里叶分析参数设置”对话框进行设置。第100页/共135页2.仿真器的设置仿真器的设置傅里叶分析设置。选择Transient/Fourier Analysis选项，在“瞬态分析/傅里叶分析参数设置”对话框中，选中Enable Fourier复选框，可设置傅里叶分析的参数。Fourier Fundamental Frequency：设置傅里

45、叶分析的基频。Fourier Number of Harmonics：设置所需要的谐波数。第101页/共135页2.仿真器的设置仿真器的设置直流分析设置。通过激活DC Sweep Analysis选项，系统打开“直流分析参数设置”对话框，此时可设置直流分析参数。第102页/共135页2.仿真器的设置仿真器的设置蒙特卡罗分析设置。激活Monte Carlo Analysis选项打开“蒙特卡罗分析参数设置”对话框，就可以进行蒙特卡罗分析参数设置 第103页/共135页2.仿真器的设置仿真器的设置参数扫描分析设置。激活Parameter Sweep选项，可打开“参数扫描分析”对话框进行操作。第104

46、页/共135页2.仿真器的设置仿真器的设置温度扫描分析设置。激活Temperature Sweep 选项，打开“温度扫描分析”对话框进行操作。第105页/共135页2.仿真器的设置仿真器的设置传递函数分析设置。激活Transfer Function Analysis选项，打开“传递函数分析”对话框进行操作。第106页/共135页2.仿真器的设置仿真器的设置噪声分析设置。激活Noise Analysis选项，打开“噪声分析设置”对话框来操作。第107页/共135页2.仿真器的设置仿真器的设置极点-零点分析设置。激活Pole-Zero Analysis选项，打开“极点-零点分析设置”对话框来操作。

47、第108页/共135页3.设计仿真原理图设计仿真原理图 采用Protel进行电流混合信号仿真的流程 设计仿真原理图的一般流程图 设计需要仿真的原理图文件设置Protel的仿真环境及对象对设计的原理图进行仿真分析仿真结果电路仿真的一般流程调用仿真用元件库选择仿真用原理图元件整理并连接该原理图添加激励源到原理图中设置节点的网络标号仿真原理图设计的流程第109页/共135页3.设计仿真原理图设计仿真原理图在仿真原理图绘制时，必须为原理图添加下面的元件或网络：激励源：给所设计电路一个合适的激励源，以便仿真器进行仿真。网络标号：设计者须在需要观测输出波形的节点处定义网络标号，以便于仿真器的识别。第110

48、页/共135页4.电路仿真实例电路仿真实例 模拟电路仿真实例 第111页/共135页4.电路仿真实例电路仿真实例模拟电路仿真实例添加激励源。在该实例电路中定义了一个幅值为100mV，频率为160kHz的正弦波激励源，即V1。还定义了一个直流源V2(-10V)。激励源的这些参数需要在元件的属性对话框中定义。可以先打开元件属性编辑对话框，然后选择添加或编辑仿真模型，就可以选择激励源选项，然后进入其参数选项卡，设置该激励源的参数。第112页/共135页4.电路仿真实例电路仿真实例模拟电路仿真实例为元件添加仿真仿真模型。例如三极管元件Q1（2N3906），可以执行FileNewMixed-Signal

49、 SimulationAdvancedSim Model。其仿真模型的源文件如下：*2N3906*Si 310mW 40V 200mA 250MHz pkg:TO-92B 1,2,3.MODEL 2N3906 PNP(IS=4E-14 BF=400 VAF=50 IKF=0.02 ISE=7E-15 NE=1.16+BR=7.5 RC=2.4 CJE=6.3E-12 VJE=0.75 TF=5E-10 CJC=5.8E-12 VJC=0.75 TR=2.3E-8+VJS=0.75 XTB=1.5 KF=6E-16)*Origin:Mcebjt.lib第113页/共135页4.电路仿真实例电路仿

50、真实例模拟电路仿真实例执行DesignSimulateMixed Sim命令，进入电路仿真分析设置对话框。在本次仿真中，分别设置瞬态分析和交流小信号分析参数，对这两种模拟信号特性进行分析，并对A、B、IN和OUT网络的信号进行仿真分析。第114页/共135页4.电路仿真实例电路仿真实例模拟电路仿真实例仿真器将输出仿真结果（瞬态仿真波形显示）。第115页/共135页4.电路仿真实例电路仿真实例模拟电路仿真实例仿真器将输出仿真结果（交流小信号分析显示）。第116页/共135页4.电路仿真实例电路仿真实例数字电路仿真实例第117页/共135页4.电路仿真实例电路仿真实例数字电路仿真实例仿真器的设置（