Altium-Designer电子工程师培训4

AltiumDesignerFundamentalTrainingCourseDay2PM-PCBEdit(Part1)创建PCB文件编辑环境选项规则绘制外形与原理图同步布局布线内容创建PCB文件•通过菜单或工程面板创建–在工程面板中，右键单击工程-AddNewtoProject-PCB–新建的文件并不直接在硬盘中创建，需要保存–这样创建的PCB文档，不包含图纸边框和标题栏•通过文件面板（FilePanel）中的向导创建–在文件面板中的“NewFromTemplate”区域（可能需要收起上面的其它区域才看得到）中，单击“PCBBoardWizard...”–在接下来的几个页面中，依次设置：•单位，英制或公制•图纸类型，自定义或预定义的纸张大小以及一些专用的板卡模板•自定义图纸尺寸，如果在图纸类中选择了自定义，则需要自行设置图纸尺寸和一些相关信息•信号层（顶、底和内层布线层）数量和内电层数量，一般为偶数•过孔形式•主要器件类型（贴片或穿孔）和器件是否分布在PCB的两面•最小线宽、安全间距、最小过孔直径和孔径•一般采用第一种方法创建PCB文件即可编辑环境层标签当层标签过多时，单击这两个按钮可以左右移动它们实时的坐标和偏移提示提示一些视图快捷键PCB的坐标原点单击层标签：选择工作层；Ctrl+单击层标签：高亮并选择工作层；Shift+S：可突出当前工作层，只有当前工作层的内容可被选择和编辑，其它层显示为暗灰色编辑环境•在PCB图纸中–缩放、图纸拖动与原理图中一样操作–选择操作与原理图中一样，但是因为PCB有多个工作层，如果在点选的位置上，有多个层的元素，AD会弹出一个带有缩略图的列表框询问具体需要点选的元素–选择相似对象（“FindSimilarObjects”）和PCB检视器（“PCBInspector”）的使用与在原理图中一样，也可以用于批量更改元件属性–拖动元件时，“Space”和“Shift+Space”与原理图中一样，可用于元件的旋转，但是“X”和“Y”键不可再用于元件镜像翻转选项•图层显示选项（快捷键“L”），层和颜色标签显示配置其中最主要的是2D配置——通常的工作用配置层名颜色是否显示预置的2D颜色配置机械层一般可隐藏其它层(OtherLayers)和系统颜色一般应显示布局阶段需要显示：•信号层•内电层•掩膜层•丝印层布线阶段可只显示：•信号层•内电层布线时如需调整元件位置应显示丝印层选项•图层显示选项（快捷键“L”），显示/隐藏标签用于选择显示某一类型元素的方式：•完全显示•草图显示•隐藏选项•图层显示选项（快捷键“L”），层和颜色标签选项•图纸选项–与PCB库文件中的图纸选项类似，不再赘述–在编辑PCB文件时，要善于使用“G”键，实时地改变栅格大小，便于定位选项•板层（电气层）设定层名，对于内电层括号内显示默认连接到的网络介质厚度层压方式顶层和底层介电常数设置添加信号层添加内电层向上移动向下移动删除层属性设置铜箔厚度、介质厚度、默认网络、介电常数、等配置孔对，在含有盲孔或埋孔时需要配置特征阻抗计算(用于带状线和微带线)在机械层上放置描述叠层顺序的文字一个典型的6层板配置在“DataAcq51”工程中，只需要Top和Bottom两个信号层即可规则•PCB规则–是PCB设计中至关重要的一个环节；保证PCB符合电气要求、机械加工（精度）要求；为自动布局、布线和部分手动布局、布线操作提供依据–为规则检查提供依据，PCB编辑期间，AD会实时地进行一些规则检查，违规的地方会作标记（亮绿色），也可通过“T-D-R”进行全面的批量规则检查•PCB规则分类•Electrical（电气规则）：安全间距、线网连接等•Routing（布线）：线宽、过孔形状尺寸、布线拓扑、布线层、封装出线等•SMT（表面贴装（贴片））：贴片元件焊盘的一些要求•Mask（掩膜）：阻焊和焊膏的扩展•Plane（内电层和铺铜）：内电层和铺铜与焊盘的连接方式•Testpoint（测试点）•Manufacturing（加工）：孔、焊盘、丝印和阻焊的尺寸及相关关系•HighSpeed（高速信号）：串扰、线长、配长、过孔数量等与高速信号相关的•Placement（放置）：元件放置和元件间距等•SignalIntegrity（信号完整新）：走线阻抗及高速信号的过冲、摆率等–同一类规则下可以包含（新建）多个规则，并为每个规则设置不同的适用范围和优先级，以根据具体需求实现灵活多样的规则规则•常用规则设置（以“DataAcq51”工程为例）–Electrical-Clearance待检查的两个元素之一，这里是All待检查的两个元素之二，这里是All待检查的两个元素之间的最小间距，这里设为0.2mm规则•常用规则设置（以“DataAcq51”工程为例）–Electrical-Clearance•添加一条新规则，设置GND和AGND与任何其它网络的元素之间的最小间距为0.25mm在“Clearance”上单击右键，“NewRule”，出现新的规则此处选择自行填写查询语句最小间距，填写0.25mm像这样填写，选择第一个元素为属于GND或AGND网络的任意元素规则•常用规则设置（以“DataAcq51”工程为例）–Electrical-Clearance•添加一条新规则，设置GND和AGND与任何其它网络的元素之间的最小间距为0.25mm注意新规则的优先级应高于（数值小）原规则，一般来说，适用范围越小的规则，优先级应越高，即越先检查规则•常用规则设置（以“DataAcq51”工程为例）–Routing-Width•同样设置两个规则。添加新规则，适用于“+5V0D”和“+5V0A”，最小线宽定为0.35mm规则•常用规则设置（以“DataAcq51”工程为例）–Routing-RoutingViaStyle•设定过孔直径0.5~1.0mm，孔径0.3mm~0.6mm规则•常用规则设置（以“DataAcq51”工程为例）–Manufacturing-HoleSize规则•常用规则设置（以“DataAcq51”工程为例）–MinimumSolderMaskSliver，最小阻焊桥，可设为0.01mm–SilkscreenOverComponentPads，丝印与元件焊盘间距，可设为0.01mm–SilkToSilkClearance，丝印间距，可设为0.01mm•还有其它一些较常用的规则，将在后面的课中具体讲到–铺铜与焊盘、过孔的连接–内电层与焊盘、过孔的连接或间距–高速信号线的长度、配长–微带线与带状线的阻抗–走线过孔的数量、焊盘下的过孔绘制外形•PCB文件中的绘图工具与PCB库文件中的一样，不再赘述•定义PCB的外形–两种方法：•使用菜单快捷键“D-S-R”（RedefineBoardShape），可绘制边框的外形（绘制过程中可按“Space”更改出线方向，按“Shift+Space”更改线型）绘制至最后一边时可单击右键结束，AD会自动完成最后一边•在Keepout层使用绘图工具绘制任意形状的封闭线条，选中它们，然后使用菜单快捷键“D-S-D”（DefineFromSelectedObjects），AD会根据选中的线条形状定义PCB外形–目前大多数PCB板加工厂仍然使用Keepout层线条定义PCB外形，因此在用上述第一种方式绘制外形后，还应在Keepout层绘制同样的线条，推荐采用第二种方式绘制外形–需要在PCB中切除部分，可使用菜单快捷键“D-S-C”（DefineBoardCutout）–绘制完成后，可重新定义原点位置，“E-O-S”，一般可定义在板子左下角、某个定位孔处或板子中央–PCB外形和原点位置可以在绘制PCB过程中随时更改在“DataAcq51”工程中，将板子外形设置为100mm×100mm原点定在板子左下角与原理图同步•原理图与PCB同步工具–可以将原理图中的更改导入到PCB中•在原理图编辑环境中，菜单“D-U”•在PCB编辑环境中，菜单“D-I”•对于新建的PCB文件，即是将整个原理图的内容导入PCB–或将PCB中的更改导入到原理图中•在PCB编辑环境中，菜单“D-U”–同步过程中如有错误，应检查后再次同步，常见错误有：•封装错误•封装库未引用•封装中焊盘与元件引脚不配对•元件标号重复•等等元件属性•双击元件可编辑元件属性元件所在层，可以修改，修改后AD会自动翻转封装锁定原型，去掉选择后可以编辑元件封装内部的元素锁定元件，选择后元件的位置会被固定，不能编辑元件封装元件标号元件注释布局•布局–同步完成后，元器件按照Room整齐摆放，在布线之前需要对元件布局–布局和布线并不完全是两个分离的过程，往往在大概布局后就可以开始着手布线，在布线的过程中可以根据需要再调整部分元件的布局–布局是PCB设计过程中的重要步骤，如果算上布线过程中对元件位置调整花去的时间，布局需要花去的时间和精力有时并不比布线过程花去的少–良好的元件布局•可以使后续的布线工作更加简单，布线更简洁明了，可以说，布局在极大程度上决定了后面布线的成败和优劣•可以使整个PCB具有更好的信号完整性和高频稳定性•使得PCB面积更小–布局时应结合原理图中功能单元的区分和信号的流向，结合原理图中的具体电路连接–自动布局的效果往往远远不及手工布局，不推荐使用布局•布局–规则中，一个Room中的元件是必须放置在Room中的，所以在手工布局前•可将所有Room拖动（会连带room中的元件）到PCB中•将room的大小拖放到比PCB稍稍大一些•可在图层显示选项中（“L”），将room设置为隐藏布局•布局–如果觉得丝印层字符过大，可以使用“FindSimilarObjects”（在对象上单击右键）工具和PCB检视器（PCBInspector）批量修改–根据电路结构，思考元件的大概布置，并粗略布局（以“DataAcq51”为例）•四个通道的信号调理和ADC电路可以上下并排放置在PCB左侧•MCU电源和串口可以放置在PCB右侧•100nF的电源去耦电容需要与芯片电源引脚尽量靠近，可以放置在电源引脚正下方的Bottom层•信号主要通过顶层布线，电源主要通过底层布线，注意模拟部分和数字部分布置分开–多通道的设计中，可以先只对一个通道的元件进行布局，然后通过Room格式复制功能将布局复制到所有其它通道中布局好的一个信号采集通道和单片机、串口部分布局•Room格式复制功能–在图层显示选项中，显示room–在准备复制的源room和目标room上单击右键-RoomActions-WrapRectangleRoomAroundComponent–“D-M-C”，选择源room，然后选择目标room–设置复制选项，确定后，另外三个通道的布局就和源通道一样了–使用“D-M-V”，（移动room），将为排列整齐的通道排列整齐。需要被复制的内容非room内容，但是与room相交的对象是否被复制匹配通道是否应用于所有通道列出同类通道是否需要被复制复制格式并排列整齐后的四个通道布局•调整接插件位置，并重新定义PCB外形布线•布线工具–交互式布线（“P-T”），普通的交互式布线–交互式差分对布线（“P-I”），布置差分信号的线对–交互式多重布线（“P-M”），布置多个相邻的线，选中欲引出线的多个元素后使用该工具•交互式布线的相关设置–系统设定中的PCB-InteractiveRouting冲突解决模式，一般选择“PushObstacle”，即“推挤式”拖拽导线时的行为线宽、过孔尺寸选取的方式移除环形布线布线•布线–在大多数最后大面积铺地的PCB中，布线时，可以不用布置地线–同样地，多通道中，只需要先布通一个通道，然后使用room格式复制功能将布线复制到其它通道中–在从焊盘引出导线时，出线方向应先顺着焊盘延伸方向–实时规则检查会在PCB上打一些标记，按“T-M”可隐藏这些标记–如布线需要穿越板层，可以放置过孔“P-V”–布线过程中•按数字键区“+”、“-”键可以更改工作层，并自动添加过孔•按“Tab”键可设置线宽、过孔尺寸，布线方式等属性•按“Sp