PCB电路板设计及Altium-Designer软件使用2013.4

2013.4PCB电路板设计及AltiumDesigner软件使用印刷电路板设计印刷电路板基础知识AltiumDesigner软件介绍有源滤波PCB版图设计注意事项基础知识什么是电路原理图？电路原理图（*.SchDoc）是指说明电路中各个元器件的电气连接关系的图纸。（它不涉及元器件的具体大小、形状，而只是关心元器件的类型、相互之间的连接情况。）电路原理图里的元件只代表相应的电气符号，连线代表连接的网络。同一个元件可以有不同的表现形式，但管脚的标注必须和实际器件对应。(*.SchLib)基础知识电路原理图中的元件基础知识什么是印刷电路板？PCB（PrintedCircuitBoard）中文名称为印刷电路板，是用来安装、固定各个实际电路元器件，并利用铜箔走线实现其正确连接关系的一块基板。基础知识什么是印刷电路板？印制电路板出现之前，电子元件之间都是通过电线直接连接组成完整的线路。现在，电路面包板作为有效的实验工具而存在，而印刷电路板在电子工业中已经成了占据了绝对统治的地位。基础知识印刷电路板的板材印刷电路板的材料有各种等级，不同等级主要描述的是板材的易燃性、高温稳定性和吸湿性。当前，FR-4是工业级设备中最常用的，FR-2则被用于量产的消费类产品。等级名称材料说明FR-1纸与酚醛；可在室温下打孔，抗湿性差FR-2纸与酚醛；适用于单面PCB的消费类产品，抗湿性好FR-3纸与环氧树脂；兼有良好的机械特性和电学特性FR-4玻璃纤维与环氧树脂；极好的机械和电学特性FR-5玻璃纤维与环氧树脂；升温时有高强度，自灭火G10玻璃纤维与环氧树脂；很高的绝缘电阻，最高的玻璃叠层键合强度，高抗湿性G11玻璃纤维与环氧树脂；高温下能保持很高的弯曲强度，有极好的抗溶剂性能早期的电路板和当前简单的电子产品用单面板制作。单面板容易受到辐射噪声的影响，通常用于低频电路。基础知识单面板双面板通常用机械性好的FR-4材料制作，上下两层都可以走线，通常把底层平面做成地线平面。基础知识双面板基础知识多层板四层板六层板多层板的特点是除了顶层、底层走线外，板子中间还有走线层，多层板对EMI/FRI有良好的抑制效果。实验室手工制作电路板的过程。电路设计打印图纸转印图纸修补线条腐蚀铜箔去除碳膜打孔清洗涂助焊剂基础知识手工制作电路板的流程基础知识印刷电路板的制作流程基础知识印刷电路板的制作流程基础知识印刷电路板PCB版图AltiumDesigner软件中记录印刷电路板制作信息的图纸称为为PCB版图（*.PcbDoc）。元件的封装代表的是实际元件焊接到电路板时所指示的外观和焊点的位置。基础知识元件的封装同一种器件厂家提供不同的封装，必须先确定封装再设计电路！同一个元件的封装可以有多种不同的表现形式，但是焊盘的位置必须与元件严格对应。(*.PcbLib)基础知识元件的封装基础知识元件封装的尺寸元件封装的尺寸必须和实际元件严格对应。网络表（*.Net）是AD软件中记录元件封装、标注和网络信息的表格，是连接原理图文件与PCB版图文件的桥梁。[C50603104][R3060310K](NetC7_1C7-1CY1-1U2-4)(NetC8_1C8-1CY1-2U2-5)基础知识什么是网络表？基础知识电子系统的制作流程步骤1：根据功能要求设计出电子系统的电路，用AltiumDesigner软件画出电路原理图。基础知识步骤2：将电路原理图导入PCB版图，将电子元件合理布局并连线，最终得到完整的PCB版图。（BottomLayer）（TopLayer）（TopOverLay）电子系统的制作流程基础知识步骤2：PCB版图还可切换到3维图模式观察。电子系统的制作流程基础知识步骤3：PCB版图外送厂家加工，制作成印刷电路板。（期间采购电路所需的电子元件备用）电子系统的制作流程基础知识步骤4：将电子元件安装、焊接在印刷电路板上，调试电路直至得到符合设计要求的结果。电子系统的制作流程AltiumDesigner是一个功能强大的通用电路板设计软件，简称AD。发展历程如下：1.1985年-----TANGO2.1988年-----ProtelforDOS3.1998年-----Protel984.1999年-----Protel995.2000年-----Protel99se6.2001年-----ProtelDXP7.2004年-----ProtelDXP20048.2006年-----AltiumDesigner6.09.2009年-----AltiumDesignerWinter09（8.3）AD软件软件简介软件简介1.电路原理图设计:SCH、SCHLIB、各种文本编辑器。2.印刷电路板设计:PCB、PCBLIB、电路板组件管理器。3.电路模拟仿真。4.FPGA及逻辑器设计。5.高级信号完整性分析。AltiumDesigner主要特点:功能强大，支持多国语言，完全兼容Protel各版本。AltiumDesigner主要功能:AD软件AltiumDesigner提供了两种绘图尺寸的单位：英制（imperial)和公制（Metric)。1000mil=25.4mm=1英寸。电阻、电容、集成电路等绝大多数器件的管脚间距是以英制单位定义的。例如：电阻AXIAL0.3表示管脚间距300mil=7.62mm;电容RAD0.2间距＝200mil＝5.08mm；直插IC相邻管脚间距＝100mil=2.54mm。⑴AltiumDesigner的绘图单位：※单位切换：“Q”。基础知识AD软件印刷电路板的设计流程原理图设计编译原理图生成网络表规划电路板调取网络表设计电路板规则检查加载元件库.SchDoc.Net.PcbDoc电子实习.PrjPcb.htmlAD软件印刷电路板的设计流程一般而言，一个电路设计要经过以下步骤：1.建立pcb设计工程文件：(.PrjPcb文件)；2.绘制电路原理图，对元件属性赋值:(.SchDoc文件)；3.编译原理图，以消息方式显示错误；4.生成网络表(.NET文件，系统自动生成）；5.生成PCB板图，绘制板框：(.PcbDoc文件)；6.调入网络表，完成元件位置布置，设置布线规则，完成全部布线；7.电路板规则检查(.html文件，系统自动生成）。AD软件软件的汉化重启后生效！AD软件主要教学内容原理图的设计流程常用原理图库调用生成网络表的方法电路原理图设计原理图设计流程⑴在E盘下建立以自己的学号命名的文件夹里，新建一个PCB项目工程。并保存，名字改为“电子实习”。电路原理图设计设计流程⑵右键点击“电子实习.PrjPcb”,为工程添加原理图文件，并保存，名字为“练习1”。其它文件名为心率计1、2等。电路原理图设计设计流程⑶设置文档选项：在图纸上点击鼠标右键。电路原理图设计电路原理图设计设计流程⑷安装所有元件库，包括原理图符库和元件封装库。设计流程⑸添加图中所有元件，依据原理图进行元器件间的电气联接。画导线快捷:PW注意：要捕捉到元件的电气节点才能画正确的线电路原理图设计设计流程⑹双击元件编辑修改其属性：标识、参数、封装等。鼠标右键电路原理图设计设计流程电路原理图设计设计流程⑺编译（规则检查）：没错误，则Messages为空白。下图为出错和有警告的Messages。要把错误修改好。电路原理图设计设计流程⑻生成网络表文件（练习1.NET)电路原理图设计※如标准库里没有,要自定义其图符及封装。⑴MiscellaneousDevices.SCHLIB:包含常用的电阻、电容、二极管、三极管、接插件（端口）、MOS管等的符号；⑵ProtelDOSSchematic4000CMOS.SCHLIBProtelDOSSchematicIntel.SCHLIBProtelDOSSchematicLinear.SCHLIBProtelDOSSchematicOperationalAmplifiers.SCHLIBProtelDOSSchematicVoltageRegulators.SCHLIB常用元件库电路原理图设计⑴在工程中新建一个SchematicLibrary文件，并打开。数码管画法电路原理图设计⑵放置一个大小合适的矩形。数码管画法电路原理图设计⑶用画直线和椭圆的命令绘制“8.8.8.”。数码管画法电路原理图设计⑷放置10个元件管脚：管脚上的十字叉朝外。双击每个管脚，修改其名称和编号。十字叉数码管画法电路原理图设计绘制完成的数码管：数码管画法电路原理图设计⑸修改元件名称。把绘制完成的数码管文件安装到库中，可以正常使用该元件。参考前面PPT说明。数码管画法电路原理图设计Ctrl+C:复制Ctrl+X:剪切Ctrl+V:粘贴Ctrl+R:复制多个Ctrl+D:复制一个（先选中元件）SA：选中所有的元件XA:释放被选中所有的元件鼠标左键点中某元件＋X：元件方向水平切换鼠标左键点中某元件＋Y：元件方向垂直切换点中元件＋TAB键：打开元件属性编辑器鼠标左键点中某元件＋空格：元器件旋转PP：放置元器件※快捷键要在输入法是英文的状态下才起作用。常用快捷操作电路原理图设计名称封装(footprint)SCHLIB名称•直插电阻:AXIAL0.3RES2•无极性电容:RAD0.1CAP•LM741:DIP8LM741•CD4049：DIP164049•普通二极管:DIODE0.4DIODE•单列直插接口：SIP2、SIP1等CON2、CON1等•电解电容：RB.1/.2ELECTRO1•发光二极管：LEDLED(自定义)•传感器：SENOPTOISO1(自定义)常用元件说明心率计1——传感器、放大、负电源电路原理图设计名称封装(footprint)SCHLIB名称•直插电阻:AXIAL0.3RES2•无极性电容:RAD0.1CAP•单片机:DIP408051•单列直插接口：SIP3CON3•三极管：TO92CNPN、PNP•拨动开关：SIP3SWSPDT•电解电容:RB.1/.2ELECTRO1•发光二极管：LEDLED（自定义）•数码管：DISDIS（自定义）•按钮开关：SWSW-PB（自定义）•晶振：CRYSTALCRYSTAL（自定义）常用元件说明心率计2——单片机部分电路原理图设计名称封装(footprint)SCHLIB名称•无极性电容:RAD0.1CAP•IC6:DIP164553•IC7：DIP164543•IC5：DIP8555•单列直插接口：SIP2、SIP3等CON1、CON2等•三极管：TO92CNPN、PNP•电位器：VR5POT2•电解电容:RB.1/.2ELECTRO1•发光二极管：LEDLED（自定义）•数码管：DISDIS（自定义）•按钮开关：SWSW-PB（自定义）常用元件说明心率计2——计数、显示、门控电路原理图设计•电容：10pF～10uF,常用封装：0603,0805,1005.•电阻：几欧～数百K，常用封装：0603,0805,1005.•集成电路：SO4～SO20,依据IC手册选用.•三极管：SOT-23,SOT-89.•选用贴片集成电路时一定要仔细查阅该器件手册.确保选用的封装符合所用元件的尺寸要求.常用元件说明电路原理图设计PCB版图设计PCB绘图的基础知识电路板的设计流程元件放置和走线的原则主要教学内容⑵电路板中常用各个层的含义：•Toplayer:顶层走线层（默认红色）；•Bottomlayer:底层走线层（默认蓝色）；•TopOverlayer:顶层丝印层，用于字符的丝网露印（默认黄色）；•BottomOverlayer:(可选）底层丝印层；•KeepOutlayer:禁止层，用于定义PCB板框；•Multilayer:穿透层（焊盘镀锡层）；•MechanicalLayer1~4:机械层，用于尺寸标注等。基础知识PCB版图设计⑶常用元件所在的封装库名称•1）PCBFootprints.PCBLIB:大多数常见元