(中职）电子线路CAD项目六ppt课件.ppt

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1、(中职）电子线路CAD项目六电子课件（工信版）项目六项目六 单管放大电路单管放大电路PCB板的设计板的设计 项目基本技能项目基本技能 1创建工程项目及原理图文件(1)绘制如图65所示的单管放大电路原理图，其方法参考项目一。图图65 单管放大电路原理图单管放大电路原理图 2绘制原理图3利用PCB板向导创建PCB板(1)单击底部工作区面板中的【Files】标签，如图66所示，弹出Files控制面板。图图66 Files标签标签(2)在Files控制面板底部的【根据模板新建】选项组内单击【PCB Board Wizard】选项，如图67所示，启动PCB板向导界面。图图67 启动启动PCB板向导板向导

2、 3利用PCB板向导创建PCB板(3)在PCB板向导对话框中，单击【下一步】按钮，如图68所示，弹出度量单位设置对话框。图图5 53 3 生成网生成网络络表菜表菜单单(4)在度量单位设置对话框中，有英制（mil）和公制（mm）两种选择。二者之间的换算关系：1inch=25.4 mm，1000mil=1inch。本例选择英制单位mil，单击【下一步】按钮，如图69所示，弹出PCB板类型选择对话框。图图5 54 4 生成网生成网络络表文件表文件3利用PCB板向导创建PCB板(5)在PCB板类型选择对话框中，给出了多种工业标准板的轮廓或尺寸，根据设计的需要选择。由于本例元件较少，采用Custom(用

3、户定义)类型，自己定义电路板的轮廓和尺寸，单击【下一步】按钮，如图610所示，进入选择电路板详情对话框。图图610 PCB板类型选择对话框板类型选择对话框(6)在选择电路板详情对话框中，【轮廓形状】栏，用来确定PCB的形状，其中包括矩形、圆形和自定义3种；【电路板尺寸】栏，用来确定PCB板的大小，在【宽】和【高】文本框中输入尺寸即可；其它使用默认项。本例中PCB为矩形，2400mil1500mil的尺寸，如图611所示，单击【下一步】按钮，进入电路板层对话框 图图611 选择电路板详情对话框选择电路板详情对话框 3利用PCB板向导创建PCB板(7)在电路板层对话框中，显示PCB层数设置对话框，

4、可以设置信号层数和内部电源层数。其中信号层默认为2层，如果设计单面板，信号层设置为1层，本例较简单，不需要内电源层，将其改为0，如图612所示，单击【下一步】按钮，进入过孔风格对话框。图图612 电路板层对话框电路板层对话框(8)在过孔风格对话框中，显示过孔风格，有两种类型选择，即【只显示通孔】和【只显示盲孔和埋过孔】。如果是双面板则选择【只显示通孔】，如图613所示，单击【下一步】按钮，进入元件和布线逻辑对话框。图图613 过孔风格对话框过孔风格对话框 3利用PCB板向导创建PCB板(9)在元件和布线逻辑对话框中，包括两项设置：电路板中使用的元件和邻近焊盘间的导线数。本例选择【通孔元件】单选

5、按钮，相邻焊盘之间的导线数设为【一条导线】，如图614所示，单击【下一步】按钮，进入导线和过孔尺寸对话框 图图614 元件和布线逻辑对话框元件和布线逻辑对话框 (10)在导线和过孔尺寸对话框中，主要设置的最小导线尺寸、最小过孔宽及孔径、最小间隔等参数，用鼠标单击要修改的参数位置即可进行修改，如图615所示，单击【下一步】按钮，进入电路板向导完成对话框。图图615 导线和过孔尺寸对话框导线和过孔尺寸对话框 3利用PCB板向导创建PCB板(11)在电路板向导完成对话框中，单击【完成】按钮，关闭该向导，结束PCB板的创建，如图616所示。此时，Protel 2004将启动PCB编辑器，根据在向导中设

6、置的参数或属性创建PCB文件。图图616 电路板向导完成对话框电路板向导完成对话框(12)PCB板向导完成后，在项目管理器(Projects)的自由文档(Free Documents)下显示一个名为“PCB1.PcbDoc”的自由文件，编辑区中显示一个默认尺寸的白色图纸和一个2300mil1400mil的PCB，如图617所示。图图617 PCB新文档新文档 3利用PCB板向导创建PCB板(13)选择【文件】【另存为】命令，将新的PCB文件重新命名，用*.PcbDoc表示，并给出文件保存的路径，然后用鼠标将其拖入到自己创建的项目中。本例的文件名为“单管放大电路.PcbDoc，如图618所示。图

7、图618 保存保存PCB文件文件 4载入元件及封装(1)在PCB编辑器中选择【设计】【Import Changes From单管放大电.PRJPCB】命令，如图619所示，弹出确认对话框。图图619 菜单命令菜单命令(2)在确认对话框中，单击【Yes】(确定)按钮，如图620所示，弹出【工程变化订单】(ECO)对话框。图图620 确认对话框确认对话框 4载入元件及封装(3)在【工程变化订单】(ECO)对话框中，列出了元件和网络等信息及其状态，这里需要注意【状态】(Status)栏中【检查】和【完成】的变化。单击【使变化生效】按钮，如图621所示，若所有的改变有效，则【检查】状态列出现勾选，说明

8、网络表中没有错误；否则，在信息(Messages)面板中将给出原理图中的错误信息，双击错误信息自动回到原理图中，就可以修改错误了。图图621 工程变化订单对话框工程变化订单对话框 4载入元件及封装(4)单击【执行变化】按钮，所有的元件信息和网络信息就被载入到PCB文件，如图622所示。图图622 检查通过后画面检查通过后画面 4载入元件及封装(5)这时，【完成】状态列出现勾选，所有内容变成灰色，如图623所示，说明元件信息和网络信息载入PCB文件完成。单击【关闭】按钮，关闭对话框。图图623 变化生效后画面变化生效后画面 4载入元件及封装(6)完成元件信息和网络信息的载入，所有的元件和飞线已经

9、出现在PCB文档中的元件盒，如图624所示。图图624 载入完成画面载入完成画面 5元件布局(1)选择【工具】【放置元件】【自动布局】命令，进行元件布局，如图625所示。图图625 自动布局菜单自动布局菜单 5元件布局(2)在对话框中选择【分组布局】，单击【确认】按钮，系统进入自动布局状态，如图626所示。图图626 自动布局自动布局5元件布局(3)自动布局后的效果如图627所示。很显然，这样的自动布局的结果通常不能令人十分满意。所以，必须对自动布局的结果进行人工布局调整。图图627 自动布局后的效果自动布局后的效果 5元件布局(4)用鼠标拖动元件，对自动布局后元件进行手工布局，如图628所示

10、。图图628 最后布局结果最后布局结果 6自动布线(1)点击菜单【自动布线】【全部对象】命令即可完成自动布线，如图629所示，布线后的效果如图630所示。图图629 自动布线菜单自动布线菜单 7PCB板进一步编辑和完善(1)自动布线速度快、效率高，特别对比较复杂的电路板更能体现出Protel 2004的优越性能，但也有一些不尽人意的地方。如在图630中，存在连线拐角太尖锐和布线在顶层等，常常需要手工对电路板进行布线调整。PCB板的编辑和完善将在下一项目介绍。图图630 布线结果及问题布线结果及问题 项目基本技能项目基本技能 知识点一知识点一 认识印制电路板认识印制电路板 一、元件外型结构一、元

11、件外型结构元器件是实现电器功能的基本单元，他们的结构和外型各异，为了实电器的功能它们必须通过管脚相互连接，并为了确保连接的正确性，各管脚都按一定的标准规定了管脚号，并且各元件制造商为了满足各公司在体积、功率等方面的要求，即使同一类型的元件他们又有不同的元件外型和管脚排列，即元件外型结构。如图631所示，同为电解电容，但大小、外形、引脚距离却差别很大。图图631 元件外形结构元件外形结构 二、二、印制电路板结构印制电路板结构印制电路板是电子元件装载的基板，它要提供元件安装所需的封装，要有实现元件管脚电气连接的导线，要保证电路设计所要求的电气特性，以及为元件装配、维修提供识别字符和图形，如图632

12、所示。图图632 印制电路板结构印制电路板结构 三、印制电路板种类三、印制电路板种类1单面板 图图633单层板示意图单层板示意图 单面板也称单层板，即只有一个导电层，在这个层中包含焊盘及印制导线，称作焊锡面，另外一面则称为元件面，印有元件型号和参数等，如图633所示。单面板的成本较低，在电路板面积要求不高，功能较为简单的电子产品中得到了广泛的应用。三、印制电路板种类三、印制电路板种类2双面板 图图634 双面板示意图双面板示意图 双面板也叫双层板，是一种包括顶层和底层的电路板，双面都有覆铜，都可以布线。通常情况下，元件一般处于顶层一侧，顶层和底层的电气连接通过焊盘或过孔实现，无论是焊盘还是过孔

13、都进行了内壁的金属化处理，如图634所示。相对于单面板而言，双面布线极大地提高了布线的灵活性和布通率，可以适应高度复杂的电气连接的要求。三、印制电路板种类三、印制电路板种类3多面板 图图635 多面板示意图多面板示意图 多层板是在顶层和底层之间加上若干中间层构成，中间层包含电源层或信号层，各层间通过焊盘或过孔实现互连。多层板适用于制作复杂的或有特殊要求的电路板。多层板包括顶层、底层、中间层及电源接地层等，层与层之间是绝缘层，绝缘层用于隔离电源层和布线层，绝缘层的材料要求有良好的绝缘性能、可挠性及耐热性等，图635所示为4层板结构示意图。底 层Bottom中间层绝缘层顶 层TOP元器件隐藏导孔盲

14、导孔焊盘知识点二知识点二 印制电路板的设计流程印制电路板的设计流程电路板设计的流程：1设计的先期工作2定义板框3设置PCB设计环境4载入网络表和元件封装5元件布局6布线规则设置7自动布线8手工调整9输出图形知识点三知识点三 Protel DXP中印制电路板的层面中印制电路板的层面印制电路板的铜箔导线是在一层（或多层）敷着整面铜箔的绝缘基板上通过化学反应腐蚀出来的，元件标号和参数是制作完电路板后印刷上去的，因此在加工、印刷实际电路板过程中所需要的板面信息，在Protel DXP的 PCB编辑器中都有一个独立的层面与之相对应。不同的层有不同的功能，有的层并不是实际的物理层，只是电路板设计中的参考层

15、。一、层面的概念 1信号层信号层信号层主要用于布线，也可放置一些与电气信号有关的电气实体，它分为顶层、底层和中间层。二、Protel DXP PCB编辑器常用层面 2内部电源内部电源/接地层接地层内部电源/接地层主要用于放置电源/地线，专门用于系统供电，信号层内需要与电源或地线相连接的网络通过焊盘或过孔实现连接，只有多层板才用到该层。3机械层机械层 用于放置电路板的物理边界、关键尺寸信息及电路板生产过程中所需要的对准孔等，它不具备导电性质。4丝印层丝印层丝印层用于显示元件的外形轮廓、编号或放置其他的文本信息。丝印层分为顶层丝印层(Top Overlay)和底层丝印层(Bottom Overla

16、y)。二、Protel DXP PCB编辑器常用层面 5禁止布线层禁止布线层禁止布线层用于定义PCB的电气边界，即限制了印制导线的布线区域。禁止布线层在实际电路板中也没有实际的层面与其对应。6阻焊层（阻焊层（Solder Mask Layer）阻焊层主要为一些不需要焊锡的铜箔部分（如导线、填充区、敷铜区等）涂上一层阻焊漆（一般为绿色。三、显示层面的设置方法三、显示层面的设置方法 进入Protel DXP PCB编辑器后，执行【设计】【PCB板层次颜色】菜单命令，将弹出如图637所示的层面设置对话框，可根据不同的设计需要在相应板层后面的复选框中打上“”，选中该项，以便显示该层面，但它不能决定该板

17、是单面板还是双面板。图图637 PCB板层和颜色板层和颜色知识点四知识点四 添加添加PCB元件库件元件库件元件封装是指实际的电子元件或集成电路的外形尺寸、引脚的直径及引脚的距离等，它是使元件引脚和PCB上的焊盘一致的保证。元件封装一般由二部分组成：焊盘和外形轮廓。元件的封装可以分为直插式封装和表面粘贴式(SMT)封装两大类。如图638所示和图639所示。一、元件封装概述一、元件封装概述图图638 直插式封装直插式封装 图图639 表面粘贴式封装表面粘贴式封装1点击工作区右侧的【元件库】标签，打开库文件面板。2点击【元件库】按钮，打开可用元件库对话框，显示系统已经载入的元件库，如图640所示。3

18、点击【安装】按钮，弹出打开对话框，Protel DXP的PCB封装库默认保存在安装盘的“*:Program FilesAltiumLibraryPcb”目录下，选中要添加的封装库。二、安装元件封装库二、安装元件封装库图图640 可用元件库对话框可用元件库对话框知识点五知识点五 元件布局元件布局选择【工具】【放置元件】【自动布局】命令，系统弹出【自动布局】对话框通过此对话框可以设置两种自动布局方法：1【分组布局】(Cluster Placer)：它是以布局面积最小为标准，同时可以将元件名称和序号隐藏。2【统计式布局】(Statistical Placer)：它是以飞线长度最短为标准。一、自动布局一、自动布局二、手工调整元件布局二、手工调整元件布局手动布局就是将元件从元件盒(Rooms)中人工地布局在PCB上。主要操作是移动或旋转元件、元件标号和元件型号参数等实体。知识点六知识点六 自动布线自动布线在一般电路板中，只需依据实际情况或设计要求对主要的布线规则进行设置，而其它规则可以采用默认参数。一、自动布线规则设置一、自动布线规则设置二、自动布线二、自动布线一般来说，用户先是对电路板的布线提出某些要求，设计者按这些要求设置布线规则。在自动布线前，除了设置规则以外，还需要设置系统进行自动布线时采取的策略。点击菜单【自动布线】【全部对象】命令即可完成自动布线。