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1、電工電氣技術實訓 工程軟件-Altium Designer應用基礎工程訓練中心工程訓練中心實訓3 Altium Designer原理圖設計 一一.實訓目的實訓目的 1.熟悉電路設計概念，熟悉電路設計工具熟悉電路設計概念，熟悉電路設計工具Altium Designer的使用方法；的使用方法；2.熟悉原理圖的設計。熟悉原理圖的設計。二二.實訓內容實訓內容 1.學習原理圖設計流程及運算放大器電路原理圖學習原理圖設計流程及運算放大器電路原理圖設計；設計；2.進行多諧振蕩器的電路原理圖設計。進行多諧振蕩器的電路原理圖設計。Altium Designer原理圖設計-電路設計概念繪畫與電路4Copyrigh

2、t 2009 Altium Limited 繪畫是一種在二維的平面上以手工方式臨摹自然的藝術。通俗地說繪畫就是模仿場景或場景再造。電路與繪畫5Copyright 2009 Altium Limited 電路設計實質上與繪畫是異曲同工的，只是運用的素材和達到的目的上有所區(qū)別。電路（電子線路）設計是由電氣設備和元器件按一定方式聯(lián)接起來，為電流流通提供了路徑的總體。一個成功的電子設計一個成功的電子設計 =完善的設計構想 +高效的設計工具 +合格的設計者6Copyright 2009 Altium Limited 設計一個成功的電子產品最核心的要素就是設計者自身，而擁有完善的設計構想和高效的設計工具能

3、加速實現(xiàn)的這一過程。工具的作用7Copyright 2009 Altium Limited 工具，原指工作時所需用的器具，后引申為為達到、完成或促進某一事物的手段。它的好處可以是機械性，也可以是智能性的。例如一根鐵棍可以當作槓桿使用，力點離開支點越遠，杠桿傳遞的力就越大。電子設計工具與技術工具的演變 計算機輔助設計（CAD，Computer Aided Design）計算機輔助制造（CAM，Computer Aided Made）計算機輔助測試（CAT，Computer Aided Test）計算機輔助工程（CAE，Computer Aided Engineering）技術組成 應用電子技術

4、計算機技術 信息處理技術 智能化技術EDA（電子設計自動化(Electronic Design Automation）是現(xiàn)代電子設計技術的核心，利用EDA工具，實現(xiàn)從概念、算法、協(xié)議開始設計電子系統(tǒng)，從電路設計、性能分析直到IC版圖或PCB版圖生成的全過程。8Copyright 2009 Altium Limited關鍵詞關鍵詞電子設計自動化(Electronic Design Automation-EDA)印制電路板（Print Circuit Board-PCB）現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array-FPGA)復雜可編程邏輯器件(Complex Pr

5、ogrammable Logic Device-CPLD)專用集成電路(Application Specific Integrated Circuit-ASIC)知識產權（Intellectual Property-IP）聯(lián)合測試行動組（Joint Test Action Group-JTAG）9Copyright 2009 Altium Limited電子設計數據10Copyright 2009 Altium Limited電子設計數據有那些？電子設計數據有那些？電子設計數據電路原理圖 PCB版圖PCB制板、加工元器件參數機械工藝制圖FPGA組合邏輯電路嵌入式軟件元件倉儲數據元件供應商數據

6、11Copyright 2009 Altium Limited元件符號模型、元件Spice仿真模型元件封裝模型、元件SI分析仿真模型光圈數據、鉆孔數據、CAM數據等元件數據手冊、典型應用設計案例等二維平面數據、三維元件模型等元件IP模型、HDL函數等.h頭文件、標準函數庫等元件名稱、編碼、數量等元件名稱、價格、數量等電子設計數據有那些形式？電子設計數據有那些形式？電子設計數據的核心？電子設計數據的核心？原理圖設計數據PCB設計數據嵌入式軟件代碼元器件模型數據12Copyright 2009 Altium Limited一個真實的完整設計過程13Copyright 2009 Altium Lim

7、ited統(tǒng)一數據管理14Copyright 2009 Altium Limited層次更清晰協(xié)同更流暢數據更連貫過程控制更簡單Altium Designer 原理圖設計-原理圖設計電子產品（早期）電子產品（早期）原理圖設計為什么要設計原理圖？-Why如何實現(xiàn)原理圖設計？-How利用原理圖設計什么？-What17Copyright 2009 Altium Limited18Copyright 2008 Altium Limited原理圖設計習慣19Copyright 2008 Altium Limited原理圖設計習慣層次化設計20Copyright 2009 Altium Limited 萬丈

8、高樓平地起 電子設計與任何工程設計原理都是一致的，整體入手，細節(jié)設計。設想一下，今天我們身邊的電器，如果放在30年前，它的功能是多么不可思議。原理圖設計編輯界面 原理圖設計編輯界面原理圖標準工具欄布線工具欄實用工具欄原理圖設計案例-運算放大器電路設計 創(chuàng)建工程與原理圖文件 1、通過菜單創(chuàng)建PCB工程 File-New-Project-PCB Project，即可在當前工作區(qū)創(chuàng)建新的PCB工程 新建工程并不直接在硬盤中創(chuàng)建文件，需要保存：在工程面板中，右鍵單擊新建的工程名-Save Project，在彈出的對話框中輸入“uA741”,單擊“保存”按鈕，即以名稱“uA741.PrjPCB”保存在默

9、認文件夾“Examples”中創(chuàng)建工程與原理圖文件 2、通過菜單或工程面板向工程中添加原理圖文件 在工程面板中，右鍵單擊新建的工程-Add New to Project-Schematic 新建文件并不直接在硬盤中創(chuàng)建文件，需要保存：單擊工具欄中的保存文件圖標，然后在彈出的對話框中選擇目錄并命名文件，同樣將其保存為”uA741.SchDoc”。原理圖選項 3、設置圖紙參數 快捷鍵“D-O”-Sheet Options圖紙尺寸圖紙放置方向，橫、縱標題欄一般可使用默認的“標準”標題欄，也可自行繪制，存為模板標題欄中圖紙?zhí)枴盨heet of”的間距圖紙引用區(qū)域圖紙尺邊框邊框顏色和背景顏色“捕捉”柵格

10、自定義圖紙尺寸視圖柵格電氣柵格原理圖選項 柵格 柵格幾乎是任何計算機輔助圖形設計工具中必有的概念 在AD的原理圖編輯其中，包含以下三種柵格：捕捉柵格在原理圖中進行操作時，光標在捕捉柵格上移動，移動步長即為柵格大小 視圖柵格原理圖中顯示的柵格 電氣柵格對具有電氣意義的元素操作時，光標能達到的柵格原理圖選項 單位使用英制單位使用公制單位具體單位在原理圖中，尺寸單位并沒有重要的實際意義(只與圖紙打印效果相關)，一般使用“Dxp Default”(10mil)即可安裝元器件庫 4、安裝元器件庫 Altium Designer 系統(tǒng)默認打開的集合元器件庫有很多，其中常用分立元器件庫Miscellaneo

11、us Devices.Intlib和常用接插件庫Miscellaneous Connectors.Intlib是最常用的，本例的uA741AN不在這兩個庫中，在C：Program FilesAD 10LibraryST Operational Amplifier.IntLib集成庫，因此必須先將其加入到系統(tǒng)中。添加庫移除庫(并不在硬盤中刪除)使用庫 執(zhí)行設計瀏覽庫，打開庫文件面板在元件名稱中找到UA741AN,雙擊或單擊Place UA741AN，將UA741AN移動到圖紙適當位置，按空格鍵元件將逆時針旋轉90，采用同樣的方法，將“Miscellaneous Devices.Intlib”設置

12、為當前庫，放置電阻Res3;再將“Miscellaneous Connector.Intlib”置為當前庫，放置接插件 使用庫 當需要一個元件時，建議先搜索AD已有的庫文件查找結果放置元件5、放置元件電阻電容等無源元件的屬性無源元件的參數列表中，一般含有“Value”參數，它同時是元件的仿真參數一般應將元件數值填寫在“Value”參數中，并設置為“Visible”“Comment”用于填寫元件型號，對于一般阻容元件無具體型號的，可將其設置為參數引用“=Value”并隱藏電阻的功率、電容的耐壓等參數，可在參數列表中添加新的自定義參數放置元件 元件的封裝選擇 對于集成庫里的元件，一般封裝已經選定，

13、不用關心 對于自己繪制的元件，若繪制庫時未指定封裝，可在繪制原理圖時指定 可單擊元件屬性對話框右下方的“Add”-“Footprint”添加封裝或選定已有封裝單擊“Edit”編輯已有封裝可更改封裝的顯示模式若Library下拉列表中沒有需要的封裝庫，可以通過這個按鈕添加繪制電路連線 6、繪制線路 執(zhí)行PlaceWire或單擊 按鈕，進行連線操作，系統(tǒng)默認單擊鼠標左鍵的兩個電氣點為導線的起點和終點，如果不再放置導線，單擊右鍵即可取消系統(tǒng)的導線放置狀態(tài)。導線放置完成后，在布線工具欄中單擊 ，光標上即出現(xiàn)一個網絡標號為“VCC”的“T”形電源符號，本例中有兩種電源，即“VCC”（+12V）和“VEE

14、”（-12V）。在電源符號的預放置狀態(tài)時按下鍵盤的鍵，即可打開“Power Port（電源端口）屬性設置對話框繪制電路“P-O”繪制電源端口“Tab”鍵更改屬性 移動光標確定位置，單擊放置 端口形式（Style）僅決定圖形符號，并不具有電氣意義，電氣意義完全取決于網絡名 Circle Arrow Bar Wave Power Ground Signal Ground Earth網絡名，同時也是顯示的名字形式是否顯示名字電氣規(guī)則檢查 7、元件放置及電路連接完成后進行編輯檢查 執(zhí)行工程Compile PCB Project Ua741.PrjPCB,單擊右鍵，選擇工程區(qū)面板systemmessag

15、e，message面板在原理圖編輯正確時是空白的實訓要求實訓要求 采用Altium Designer設計多諧振蕩器電路原理圖元件符號描述封裝C1，C2CapRAD-0.3Q1,Q22N3904TO-92AR1R4Res1AXIAL-0.3Y1Header2HDR1X2實訓步驟實訓步驟 l.按下列步驟用Altium Designer 設計多諧振蕩器電路原理圖（1）創(chuàng)建新的PCB工程文件（2）添加新的原理圖文件（3）安裝元器件庫（4）放置電路元件（5）繪制電路連線（6）編譯（電氣規(guī)則檢查）無誤 2.經指導教師檢查無誤后，恢復實驗初始狀態(tài)。電工電氣技術實訓 工程軟件-Altium Designer應

16、用基礎工程訓練中心工程訓練中心實訓4 Altium Designer PCB設計 一一.實訓目的實訓目的 1.進一步熟悉進一步熟悉Altium Designer 設計環(huán)境；設計環(huán)境；2.學習學習PCB的設計。的設計。二二.實訓內容實訓內容 1.學習學習PCB設計流程及電源板的設計流程及電源板的PCB設計；設計；2.學習多諧振蕩器的學習多諧振蕩器的PCB板圖設計。板圖設計。PCB制作技術制作技術42Copyright 2009 Altium Limited賽道與賽道與PCB賽道設計與賽道設計與PCB布線一樣，取決于承載對象布線一樣，取決于承載對象印制電路板（印制電路板（Prinit Circui

17、t Board）的設計）的設計主要指版圖設計，并以電路原理圖為根據，主要指版圖設計，并以電路原理圖為根據，通過一定的制作工藝，在絕緣度非常高的基通過一定的制作工藝，在絕緣度非常高的基材上覆蓋一層導電性能良好的銅箔構成覆銅材上覆蓋一層導電性能良好的銅箔構成覆銅板上蝕刻出相關的圖形，再經鉆孔等后處理板上蝕刻出相關的圖形，再經鉆孔等后處理制成，以供元器件裝配，實現(xiàn)電路設計者所制成，以供元器件裝配，實現(xiàn)電路設計者所需要的功能。印刷線路板不僅是重要的電子需要的功能。印刷線路板不僅是重要的電子部件，還是電子元器件的支撐體，是電子元部件，還是電子元器件的支撐體，是電子元器件電氣連接的提供者。由于它是采用器件

18、電氣連接的提供者。由于它是采用電子電子印刷術印刷術制作的，故被稱為制作的，故被稱為“印刷印刷”電路板。電路板。43Copyright 2009 Altium Limited布局與布線布局與布線合理合理的元器件布局對于的元器件布局對于PCB Layout至關重要至關重要！PCB編輯環(huán)境44Copyright 2009 Altium Limited布線和繪圖布線和繪圖工具欄工具欄45Copyright 2009 Altium Limited（1）Utility Tools：繪圖工具。Alignment Tools：對齊工具。Find Selection：查找選擇工具。Interactively R

19、oute Connections：交互式布線。Interactively Route Multiple Connections：差分對布線。Interactively Route Differential Connections：靈巧交互工布線。Place Pad：放置焊盤。Place Via：放置過孔。Place Arc by Edge：放置邊緣弧。Place Component：放置元件Place Fill：放置矩形填充。Place Polygon Plane：放置多邊形填充。Grids：網格工具。Place Room：放置工作區(qū)工具。Place Dimension：尺寸標工具。46Cop

20、yright 2009 Altium LimitedPCB示意圖 頂層(零件面)零件 底層(焊錫面)連接至內層 防焊層 零件接腳 零件接腳 走線 導孔 零件 防焊層 焊錫 玻璃纖維基板 與內層不連接 內層 基本基本PCBPCB布局的規(guī)則布局的規(guī)則（1）PCB的可制造性與布局設計的可制造性與布局設計 要有合理的走向，如輸入/輸出、交流/直流、強信號/弱信號、高/低頻、高/低壓等，它們的走向應該呈線形（或分離），不相互交叉。選好接地點，一般情況下要求共地。合理布置電源濾波/退耦電容，應盡可能靠近相應元件 在允許情況下，線條應盡量放寬；高壓及高頻線應圓滑。基本基本PCBPCB布局的規(guī)則布局的規(guī)則（2

21、）電路的功能單元與布局設計）電路的功能單元與布局設計按照電路的流向安排各個功能單元的位置，使信號盡可能保持一致的方向以每個功能電路的核心組件為中心來進行步局，盡量縮短各元器件之間的引線和連接對于在高頻下工作的電路，要考慮元件之間的分布參數，一般盡量元件平行排列位于電路板邊緣的元器件，離電路板邊緣的距離一般不小于2mm,電路板的最佳形狀為矩形，其長寬比為3：2或4：3時鐘發(fā)生器、晶振和CPU的時鐘輸入端應盡量相互靠近且遠離其他低頻器件考慮印刷電路板在機箱中的位置和方向時，應保證發(fā)熱量大的器件處在上方。49Copyright 2009 Altium Limited多層板層棧設置 頂層 底層 絕緣板

22、層 內層(電源板層)中間布線板層 熔合膠片 50Copyright 2009 Altium Limited原理圖 PCB數據同步 a.原理圖向PCB更新 b.PCB導入原理圖數據51Copyright 2009 Altium Limited工程變更訂單 ECO 52Copyright 2009 Altium Limited元器件布局 編輯區(qū) 零件布置區(qū)間 PCB設計案例設計案例-電源板的設計電源板的設計（1）準備原理圖新建一個PCB工程，命名為DCPOWER.PrjPCB,建立一個原理圖文件，如圖所示：將其保存為DCPOWER.SchDOC，并編譯成功。PCB設計案例設計案例-電源板的設計電源

23、板的設計（2）新建PCB文件在工程面板中單擊右鍵，執(zhí)行給工程添加新的PCB,則在項目中新創(chuàng)建了一個PCB文件，命名為DCPOWER.PcbDoc（3）設置工作層面執(zhí)行設計層疊管理，在彈出的對話框中單擊Menu,然后選擇“雙層”PCB設計案例設計案例-電源板的設計電源板的設計（4）定義電路板的邊界 單擊板層標簽中的“Keep-Out Layer”標簽，將其設置為當前層，執(zhí)行畫線，在“Keep-Out Layer”中畫出一個外框，確定電路板的電氣邊界。（5）導入原理圖設計文件 打開原理圖DCPOWER.SchDoc，執(zhí)行設計Update PCB Document DCPOWER.PcbDoc,將當

24、前原理圖中的設計導入PCB文件中，并打開“工程更改順序”對話框，該對話框中列出了對PCB文件加載網表的一些具體操作。PCB設計案例設計案例-電源板的設計電源板的設計依次點擊生效更改按鈕和執(zhí)行更改按鈕，若“Status”狀態(tài)欄無錯誤顯示，關閉對話框。PCB設計案例設計案例-電源板的設計電源板的設計（6）元器件的布局 執(zhí)行設計Rooms移動 Room將Room空間內的全部或部分元件移到PCB上，然后再執(zhí)行編輯刪除，移動光標到Room空間的DCPOWER上，單擊左鍵刪除空間。用鼠標拖動各個器件，放到合適的位置。（7）手動布線 執(zhí)行設計規(guī)則，在“PCB Rules and Constraints Ed

25、itors”對話框的“Width”規(guī)則的設置窗口中，將“Min Width”、“Preferred Width”和“Max Width”分別設置為10mil、20mil、80mil,如圖所示PCB設計案例設計案例-電源板的設計電源板的設計PCB設計案例設計案例-電源板的設計電源板的設計 單擊工具欄內的按鈕開始布線，在布線過程中，可隨時按鍵，在彈出的對話框中修改導線的寬度。本例將電源線的布線寬度設置為50mil,地線的布線寬度設置為50mil,將其余線的布線寬度設置為20mil 實訓要求實訓要求 根據實訓3中的電路原理圖設計相應的PCB板圖 基本要求：1.滿足基本PCB布局規(guī)則 2.電源線寬度設

26、置為50mil,地線布線為50mil,其余線的寬度設置為20mil 3.雙面板尺寸適中實訓步驟 l.按下列步驟用Altium Designer 設計多諧振蕩器PCB板圖（1）新建PCB文件（2）設置工作層面（3）定義電路板的邊界（4）導入原理圖設計文件（5）對元器件進行合理布局（6）手動布線 2經指導教師檢查無誤后，恢復實驗初始狀態(tài) 后面為附加內容，有時間的同學選看。封裝管理器 封裝管理器統(tǒng)一列出所有元件的封裝，并可更改“T-G”原件及其當前封裝備選封裝和當前封裝封裝視圖添加、刪除、管理封裝校驗封裝是否可用，如果不可用，可能需要添加相應的庫自動元件標號 對元件標號沒有特殊要求時，可通過自動元件

27、標號工具自動對工程中的所有元件標號“T-A”圖紙內的編號順序編號分組原則哪些屬性一樣的對象統(tǒng)一編號圖紙的編號優(yōu)先次序，Order值越小越先編號，即編號越小可設置不同圖紙的元件從不同的起始值開始編號編號前后的對照更新編號清除所有編號將更新應用于工程中設計輸出設計輸出整個PCB工程設計完成之后，可能需要打印原理圖、PCB和元件報表等，其中PCB可能需要分層打印，以便于查看導出原理圖、PCB和元件報表等到PDF文檔，便于傳播生成不帶有網絡信息的工業(yè)標準的制造文件，以便提交給PCB加工廠制板AD通過“Output Job”文件實現(xiàn)上述功能，為工程新建OutJob文件，進行設置PDF輸出制造文件等的輸出

28、源文檔部分制造文件部分報告部分點選這里將源添加到輸出設計輸出PDF輸出可將原理圖、PCB、元件報表等內容添加到PDF輸出輸出的PDF文件中將自動包含各種標簽，便于瀏覽在所有的源項目上均可單擊右鍵，以修改頁面設置和輸出配置原理圖的輸出配置輸出包含的內容pdf標簽中是否展開一些重復的、多通道的內容設計輸出PDF輸出PCB輸出配置PCB配置相對復雜，可配置輸出頁面、逐頁面配置包含的圖層、逐圖層配置包含的元素類型右鍵單擊可進行添加頁面、添加圖層等操作輸出頁面頁面中包含的圖層是否包含孔是否翻轉頁面，常用于底層添加圖層或雙擊圖層時，可修改圖層中包含的元素類型設計輸出PDF輸出元件報表配置行分類標準需要輸出

29、的列預置的模板導出文件的格式點此可單獨導出為xls文檔輸出的內容設計輸出PDF輸出輸出pdf在“Publish To PDF”處單擊右鍵，可修改輸出文件路徑的信息，默認在工程目錄中的“Project Output for XXX”目錄下最后單擊“Publish To PDF”即可生成pdf文件輸出路徑頁面設置依據源文檔的頁面設置，還是outjob文件中對源的頁面設置導出完成后立即打開文檔pdf標簽中包含的附加內容設計輸出制造文件輸出制造文件的種類有很多種，Gerber文件（圖層）和NC-Drill文件（鉆孔）是較常用的在outjob文件中選定Generate File之后，點選Gerber F

30、iles和NC Drill Files設計輸出制造文件輸出Gerber文件設置General：Unit：可選英制或公制；Format：一般選擇2:5即可Layers：選擇需要輸出的圖層，一般在PCB中用到的圖層均可選上，右側的添加機械層全部不選Drill Drawing：勾選Drill Drawing Plots和Drill Guide Plots兩處中的“Plot All Used Layer Pairs”，Drill Drawing Symbols選擇Graphic SymbolsApertures：勾選Embedded Apertures(RS274X)即可Advanced：全部默認即可

31、設計輸出制造文件輸出生成制造文件在“Generate Files”處單擊右鍵，可修改輸出文件路徑等信息因為將會生成許多單個的Gerber文件，需要為它們指定一個單獨的目錄最后單擊“Generate Files”即可生成Gerber文件和NC Drill文件指定目錄73Copyright 2008 Altium LimitedAltium將令您脫穎而出！附錄一電子設計流程介紹74Copyright 2009 Altium Limited附錄二電路設計流程控制圖75Copyright 2009 Altium Limited附錄三產品開發(fā)流程控制圖76Copyright 2009 Altium Limited演講完畢，謝謝觀看！