电子线路设计与PCB实验报告

电子线路与PCB设计报告小型调频发射机电路姓名：xxx学号：XXXX专业：电子信息科学与技术学院：计算机与信息学院时间：2015.5.5指导老师：XX一．实验内容（1）设计数据库的建立与管理（2）制作电路图元件库（3）绘制电路原理图及电气规则检查（4）制作PCB元件封装（5）添加封装、导入网络表（6）元件布局、PCB布线及DRC规则检查（7）补泪滴及覆铜（8）生产元器件清单BOM（9）个人总结二．实验过程（1）预备知识：小型立体声调频发射机电路主要由BA1404芯片、电阻、电容、电感、音频变压器、三极管等器件组成。电路图如图1所示。除了BA1404芯片在元件库中找不到，需要单独绘制外，其余原件在MiscellaneousDevice.lib库中都可以找到：电阻：RES2；无极性电容：CAP；电解电容：ELECTRO1；电感：INDUCTOR；稳压二极管：ZENER3；滑动变阻器：POT2；可变电容：CAPVAR；三极管：NPN；音频变压器：TRANS4；天线：ANTENNA；插座：CON2。（2）基本内容：新建原理图设计文档、元件库、元件、放置元件、原理图连接、电气规则检查等；建立PCB文件、确定PCB板的尺寸大小、制作新元件的封装及库、添加元件的PCB封装、元件布局、布线规则及PCB布线、DRC规则检查、补泪滴和覆铜等。（3）基本流程：A电路原理图设计：1、打开Protel99se，File/New：新建设计数据可2、2、双击Document，可进入文件夹操作区。File/New，选择SchematicDocument，新建一个命名为zuoye原理图：zuoye.sch。3、3、新建元件：ZIJIAN。File/New，选择SchematicLibraryDocument。在参考点绘制一个10格*10格的矩形框（PlaceRectangle），然后按下图所示添加管脚（PlacePin）。注意：放置管脚时，电气捕捉节点的一段要放在元件的外侧，它是在绘制电路原理图过程中和电气导线连接的，而十字光标的一段则放置在元件边框上。不要方向放置反了，否者在调用这个元件绘制电路图时，将导致认不到连接关系。4、放置元件。（1）添加元件库：MiscellaneousDevices.lib和你刚刚创建的包含BA1404的元件库。（2）放置元件。5、调整元件布局。图：在元件的调整过程中如果要整块的移动的时候，首先用鼠标拖出一个框选中要移动的一块元件，让后鼠标左键单击该模块，按住鼠标不放拖动该模块就可以整体移动，6、元件标号。在元件标号之前，可以先修改元件的“Part”。双击元件，打开元件part对话框，在Part文本框中按照图1中标示的值输入，例如电容值、电阻值等：修改元件的标号有两种方法：一是双击元件，在元件属性对话框中修改；二是用系统自动编号的方法对所有元件进行标号。7、原理图连接。完成上面的所有步骤之后，开始连接原理图中的元件。单击布线工具栏中的图标开始布线。8、放置电源和地。接着在原理图中添加电源和地符号，在布线工具栏中单击图标。9、放置网络标号。放置网络标号，首先在放置网络标号前，在元件管脚上加一小段电气连线延长，然后单击布线工具栏上的，运行放置网络标号命令。对不连接的管脚，选择PlaceNoERC：，在该管脚上打一个叉，表示该管脚不连接。10、电气规则检查。选择【Tools】/【ERC】命令，系统会给出一个报告，如图所示。最后可对电路原理图产生网络表：Design/CreateNetlist。BPCB设计：1、建立PCB文件并确定电路板的尺寸。裁剪电路板一般是以禁止布线层上的形状为基准的。点击“KeepOutLayer”，切换到禁止布线层（表示只能在该边界内布线）。例如：可确定电路板的尺寸为3000mil*2000mil。也可如下图中所示，重新设计原点坐标到视图中某个顶点，便宜查看距离尺寸。图：定义电路板尺寸电路板的定义也可以利用Protel自带的PCB向导来定义电路板。2、绘制PCB封装。有三个元件封装需要单独绘制，File/New-PCBLibraryDocument：（1）可变电容封装：命名（Rename）为CAPVAR，两个管脚之间的间距500mil（1.25cm）。在参考点放置第一个焊盘，其坐标为（0,0），然后放置第二个焊盘，属性可以如下所示。焊盘放置完成后，一般还需要在丝印层（TopOverLay：顶层丝印层）绘制元件外形轮廓，也即是标示图，以便更清楚的表示该封装。(2)天线封装：命名（Rename）为ANT，封装很简单，就是一个焊盘，只是比普通焊盘的面积大一些。如下所示：(3)音频变压器：命名（Rename）为AUDIO，共有5个管脚，管脚1-4间距600mil，管脚1-2间距800mil，管脚2-3和3-5间距300mil，管脚和外形轮廓之间的间距为80mil。如下图所示：注意管脚编号的顺序位置。C在电路原理图中给元器件添加封装，生成网络表并导入PCB。（1）添加元件封装库：PCBFootprint.lib--Advpcb.ddb以及新建包含CAPVAR、ANT、AUDIO的PCBLibraryDocument.（2）添加元件封装：在元件属性对话框中，将其对于封装添加到：属性Footprint。CON2:SIP2;BA1404:DIP18;RES2:AXIAL0.3;CAP:RAD0.1;Electro1:RB.2/.4;Inductor:0805;ZENER3:AXIAL0.4;POT2:SIP3;NPN:TO-18;CAPVAR:CAPVAR;ANTENNA:ANT;TRANS4:AUDIO.（３）从电路图中生成网络表：ERC检查无误后，生产网络表：菜单Design/CreateNetlist，确认网络表无误。（4）在PCB中导入将网络表：属性Design/Netlist，选择要导入的网络表。系统会提示所有元件的封装匹配成功：Allmacrosvalidated。如果显示errors，则表示封装加载不成功，可以通过双击错误提示进行修改。D元件布局。元件成功导入PCB后，就开始元件布局。可以先自动布局，再结合手动调整，根据连接关系或相关要求使元件的摆放布局尽量合理并适当均匀。自动布局：Tools/AutoPlace，ClusterPlacer（几何布局）手动布局E设定布线规则，自动布线。元件布局完成后，在自动布线之前，需要对相关布线规则进行设置。菜单：Design/Rules。在Routing栏中，可以通过ClearanceConstraint项设置整个电路板中导线之间的安全间距为10mil。Routing/ClearanceConstraint在WidthConstraint项中可以设置信号线的走线宽度。例如，可以将信号线宽度设置为10-15mil，将电源线宽度设置为30-60mil。例如：下列图示中，将整个电路板的信号线宽度设置为10milPreferred，电源线设置为40milPreferred。Routing/WidthConstraint整个电路板中信号线Routing/WidthConstraint电源5V线Routing/WidthConstraint电源GND线在Manufacturing栏中，可以通过HoleSizeConstraint项设置孔径的大小参数。图13：Manufacturing/HoleSizeConstraint孔径大小参数在Routing栏，ClearanceConstraint项中可以通过修改FilterKind，实现对某一类的安全间距的设置。例如，另外设置覆铜网络这焊盘及元件之间的间距为30mil。设计覆铜网络和焊盘安全间距在规则设置完成后，就可以开始自动布线：AutoRoute/All，双面板的自动布线。如下图：Ｆ设置规则检查（DRC）。用设计规则来检查刚设计的电路板，执行菜单命令【Tools】/【DesignRulesCheck】。检查的结果显示没有错误：Ｇ补泪滴和覆铜。为了增加电路板的机械性能和抗干扰能力，在PCB设计完成之后，要补泪滴和覆铜。执行【Tools】/【Teardrops】/【Add】命令，在窗口中设置泪滴的属性。接着分别开始顶层和底层覆铜，可以设置覆铜的网络和地网络连接起来。如下图所示：removeDeadCopper：去除死铜，即独立的，无法连接到指定网络的铜膜。泪滴后如下：覆铜后：底层覆铜后顶层覆铜后Ｈ生成元件清单：Report/BillofMaterial，得到本PCB用到的元件采购清单。三．实验总结1在做实验设计时，首先遇到的的问题是创建新元件时，放置电气捕捉结点时放反，导致连接时认不到连接关系，最后重新左右放置。2绘制ＰＣＢ封装时，没能注意管脚的分配，导致ＰＣＢ布局时有的管脚不能相互连接，最后修改管脚序号得以改正。３ＰＣＢ布局时，发现有两个元件之间没有导线连接，然后在网络表上加以修改，两个元件成功连接。４总的来说，通过实验设计，自己的动手能力和发现错误能力，修改错误能力有了很大的提高。对电子线路设计和ＰＣＢ布局总体有了比较清楚的了解，能做一些简单的布局设计。