AltiumDesiger教学ch4

主讲教师：AltiumDesigner10原理图与PCB 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 第4章PCB设计基础本章简介印制电路板（PCB）是所有设计的最终环节，前面所有的设计只是确定了元器件的电气连接关系，而PCB才是生产厂家制作电路板的凭据，本章主要介绍与PCB设计有关的一些概念和基本操作，为学习PCB的高级操作打下基础。第4章PCB设计基础PCB介绍课堂学习目标PCB图的设计过程PCB设计的基本原则4.1PCB设计流程PCB的设计是一个非常繁杂的过程，从最原始的网络 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 到最后设计出的精美的电路板如同写作一般需要作者非常细心的反复修改，因为PCB设计的好坏直接影响到最终产品的工作性能。利用AltiumDesigner10来设计印制电路板，其一般的流程如图5-1所示。如果PCB图比较简单，也可以不采用这样的流程，而直接设计PCB图。但是，在实际设计中一般是不采用这样的方法。因为这样不利于设计的查错以及后期的文件管理和归档。下面根据图5-1所示的流程，具体讲解PCB的设计步骤。4.2传递设计信息到PCB设计同步本节内容传递设计解决同步错误4.2.1设计同步同步设计是AltiumDesigner系列软件电路绘图从基本的绘图方法，这是一个非常重要的概念。对同步设计概念的最简单的理解就是原理图文件和PCB文件在任何情况下保持同步。也就是说，不管是先绘制原理图再绘制PCB，还是原理图和PCB同时绘制，最终要保证原理图上元件的电气连接意义必须和PCB上的电气连接意义完全相同，这就是同步。同步并不是单纯地同时进行，而是原理图和PCB两者之间电气连接意义的完全相同。实现这个目的的的最终方法是用同步器来实现。这个概念称之为同步设计。要完成原理图与PCB图的同步更新，同步比较 规则 编码规则下载淘宝规则下载天猫规则下载麻将竞赛规则pdf麻将竞赛规则pdf 的设置是至关重要的。4.2.2解决同步错误原理图和PCB图是电子电路设计中两个基本的图元，原理图体现了设计者的设计思想，而PCB图则是设计思想的体现，也是制扳厂制作电路板的主要依据。要设计PCB，首先要设计原理图并保证原理图能编译成功，一般由原理图到PCB图的制作过程是这样的，首先设计好原理图，在原理图设计完成后，编译项目工程文件并生成网络表供PCB使用。下面介绍一下网络表。1.网络表的生成Netlist（网络表）分为ExternalNetlist（外部网络表）和InternalNetlist（内部网络表）两种。从SCH原理图生成的供PCB使用的网络表就叫做外部网络表，在PCB内部根据所加载的外部网络表所生成表称为内部网表，用于PCB组件之间飞线的连接。一般用户所使用的也就是外部网络表，所以一般不用将两种网络表严格区分。4.2.2解决同步错误2.AltiumDesigner的网络表格式AltiumDesigner网表的格式由两部分组成，一部分是组件的定义，另一部分是网络的定义。（1）组件的定义网络表第一部分是对所使用的组件进行定义，一个典型的组件定义如下：[；组件定义开始C1；组件标志名称RAD－0．3；组件的封装10n；组件注释]；组件定义结束每一个组件的定义都以符号“[”开始，以符号“]”结束。第一行是组件的名称，即Designator信息；第二行为组件的封装，即Footprint信息；第三行为组件的注释。（2）网络的定义网络表的后半部分为电路图中所使用的网络定义。每一个网络意义就是对应电路中有电气连接关系的一个点。一个典型的网络定义如下：（；网络定义开始NetC2_2；网络的名称C2一2；连接到此网络的所有组件的标志和引脚号X1－1；连接到此网络的组件标志和引脚号）网络定义结束每一个网络定义的部分从符号“（”开始，以符号“）”结束。“（”符号下第一行为网络的名称。以下几行都是连接到该网络点的所有组件的组件标识和引脚号。如C2一2表示电容C2的第2脚连接到网络NetC2_2上；X1—1表示还有晶振X1的第1脚也连接到该网络点上。4.2.2解决同步错误3.生成PCB板生成网表后，即可将网表里的信息导人印刷电路板，为电路板的组件布局和布线做准备。AltiumDesigner提供了从原理图到PCB板自动转换设计的功能，它集成在ECO项目设计更改管理器中。启动项目设计更改管理器的方法有两种。●在PCB原理图编辑环境下，本例先打开原理图文件。执行主菜单命令Design（工程）|UpdatePCBrouting.PCBDOC，如图5-6所示。●先进人PCB编辑环境下，本例中打开原理图文件，执行主菜单命令Design（工程）|IrnportChangesFromrouting.PRJPCB，如图5-7所示。4.2.3传递设计想要传递设计，首先应绘制一个原理图。建立一个PCB工程，分别为工程加入名为sheet1.schdoc的原理图文件和名为PCB.Pcbdoc的PCB文件，在sheet1.schdoc中绘制如图5-12所示原理图。4.3使用PCB面板PCB面板本节内容浏览PCB文档PCB规则4.3.1PCB面板在标签式面板中选中PCB设计面板，如图5-18所示该面板中可以对PCB中所有的网络、元件、设计规则等进行定位或是设置其属性。在面板上部的下拉菜单中可以选择需要查找的项目类别，单击下拉菜单可以看到系统所支持的所有项目分类，如图5-19所示。如果要对PCB中某条网络的某条走线进行定位，首先在项目选择下拉菜单中选择“Nets”网络项，则在下面的网络类列表框中列出了该PCB中的所有网络类。选择其中一个网络类，则中间的网络列表框中列出了该网络类中所有的网络。选择其中一条网络，则下面的列表框中列出了该网络中的所有的走线及焊盘。在那上面的选择过程中，鼠标选择任何一个网络类、网络、走线或是焊盘，体统的绘图区均会自动聚焦到该选择的项目：若是鼠标双击该项目，系统则会打开该项目的属性设置对话框，对该项目的属性进行设置。4.3.2PCB规则1．PCB规则AltiumDesignerPCB编辑器内建的规则系统具有一些基本的功能，这与其他PCB编辑环境下的设计规则系统有所区别。⑴规则独立于对象一—定义的设计规则与规则所应用的对象是独立分开的。设计规则并不属于某个设计对象，它是在设计规则集合中定义然后作用于对象。这种方式使得规则能作用于多个对象，并可进行修改，使其作用于不同的对象。单个地改变对象的规则属性已经被证明是一件很麻烦的事。⑵通过编辑检索条件指定规则辖域——灵活的检索条件系统可用于指定规则所作用的对象，这取代了使用预定义的规则辖域进行指定的方法。这种方法可以精确地控制规则与目标对象的匹配。⑶复杂情况下的规则定义——相同类型的多个规则可以定义到不同的对象中，这使得用户可完全的控制板卡设计规则的定义。例如，对一个网络布线宽度规则设定，对顶层指定一个布线宽度，而底层则指定另一个布线宽度；或者指定底层的焊盘阻焊蒙板比顶层的大。⑷规则优先级一—多个设计规则可作用于同一个设计对象，其中包括通用的或特殊的规则。为解决规则的竞争，软件对规则指定了优先级别。系统在应用规则时从高至低检查，从中选择与对象匹配的的第一条规则。⑸两种规则类型—一元规则，该规则定义了一个对象的行为特性；二元规则，定义的是两个对象的交互作用。4.3.2PCB规则2．PCB设计的基本原则与方法⑴印刷电路板的设计从确定板的尺寸大小开始，印刷电路板的尺寸因受机箱外壳大小限制，以能恰好安放入外壳内为宜，其次，应考虑印刷电路板与外接元器件（主要是电位器、插口或另外印刷电路板）的连接方式。印刷电路板与外接元件一般是通过塑料导线或金属隔离线进行连接。但有时也设计成插座形式。即在设备内安装一个插入式印刷电路板要留出充当插口的接触位置。对于安装在印刷电路板上的较大的元件，要加金属附件固定，以提高耐振、耐冲击性能。⑵布线图设计的基本方法首先需要对所选用元件器及各种插座的规格、尺寸、面积等有完全的了解；对各部件的位置安排作合理的、仔细的考虑，主要是从电磁场兼容性、抗干扰的角度，走线短，交叉少，电源，地的路径及去耦等方面考虑。各部件位置定出后，就是各部件的连线，按照电路图连接有关引脚，完成的方法有多种，印刷线路图的设计有计算机辅助设计与手工设计方法两种。最原始的是手工排列布图。这比较费事，往往要反复几次，才能最后完成，这在没有其它绘图设备时也可以，这种手工排列布图方法对刚学习印刷板图设计者来说也是很有帮助的。计算机辅助制图，现在有多种绘图软件，功能各异，但总的说来，绘制、修改较方便，并且可以存盘贮存和打印。4.3.2PCB规则3．PCB设计中的注意事项⑴布线方向：从焊接面看，元件的排列方位尽可能保持与原理图相一致，布线方向最好与电路图走线方向相一致，因生产过程中通常需要在焊接面进行各种参数的检测，故这样做便于生产中的检查，调试及检修（注：指在满足电路性能及整机安装与面板布局要求的前提下）。⑵各元件排列，分布要合理和均匀，力求整齐，美观，结构严谨的工艺要求。⑶电阻，二极管的放置方式：分为平放与竖放两种。平放：当电路元件数量不多，而且电路板尺寸较大的情况下，一般是采用平放较好，对于1/4W以下的电阻平放时,两个焊盘间的距离一般取4/10英寸，1/2W的电阻平放时,两焊盘的间距一般取5/10英寸；二极管平放时，1N400X系列整流管,一般取3/10英寸;1N540X系列整流管,一般取4～5/10英寸；竖放：当电路元件数较多，而且电路板尺寸不大的情况下，一般是采用竖放，竖放时两个焊盘的间距一般取1～2/10英寸。4.3.3浏览PCB文档（1）执行菜单File（文件）|Open（打开）命令。弹出选择文件对话框。（2）选择“U盘电路设计.PCBDOC”文件，单击“打开”按钮。如图5-22所示。（3）单击PCB面板中的“Nets”选项，则在下面的网络类列表框中列出了该PCB中的所有网络类。浏览U盘电路设计.PCBDOC的网络标号，如图5-23所示。（4）单击PCB面板中的下拉按钮，选择“Component”选项，则在下面的网络类列表框中列出了该PCB中的所有的元件。如图5-24所示。4.4项目浏览与交叉检测编译PCB项目本节内容导航与交叉检测导航4.4.1编译PCB项目1.设置比较器OptionforProject对话框中的Comparator（比较器）选项卡用于设置当一个项目修改时给出文件之间的不同，如图5-26所示。设置比较器的方法如下。4.4.1编译PCB项目2.ECO设置在如图5-16所示的对话框中选择Generation选项卡，即可打开ECO（工程变化顺序）的设置面板。如图所示。ECO设置主要用来在生成一个工程变化顺序时的修改类型，这个生成过程是基于比较器发现的差别而进行的。ECO的设置对一个项目来说很重要，因为由原理图装在元器件和电气信息到PCB编辑器时，主要依据这个顺序来进行的。该设置方法如下。（１）在OptionforProject面板中单击ECOGeneration选项卡，在ECO设置面板中找到要设置的选项。如图5-27所示。　（2）在需要设置的选项右边的Model下拉列表中选择GenerateChangeOrders（生成变化顺序）或是IgnoreDifference（忽略不同点）。设置完成后，单击OK按钮，关闭对话框，即可完成ECO设置。5.4.1编译PCB项目1.设置比较器OptionforProject对话框中的Comparator（比较器）选项卡用于设置当一个项目修改时给出文件之间的不同，如图5-26所示。设置比较器的方法如下。4.4.1编译PCB项目3.输出路径与网络表设置输出路径和网络表的设置在OptionforProject的Option选项卡中完成，如图5-28所示。现在对其中个项解释如下。OutputPath：用来设置输出路径。OutputOption：用来设置输出选项，。Openoutputaftercompile：编译后打开输出。Timestampfolder：时间信息文件夹。Archiveprojectdocument：项目文件存档。Useseparatefolderforeachoutputtype：为每种输出类型使用单独文件夹。AllowPortstoNameNets：允许端口到名称网络。AllowSheetEntriestoNameNets：允许原理图到名称网络。AppendSheetNumberstoLocalNets：添加原理图编号到本地网络。4.4.1编译PCB项目4.多通道设置AltiumDesigner10提供了模块化设计的功能，设计人员不但可以实现层次原理图的设计，还可以实现多通道设计。即单个模式多次使用，这可以通过多通道来实现，如图5-29所示为多通道设置选项卡，单击OptionforProject对话框中的Multi-channel选项卡，即可进入多通道设置选项卡，在该选项卡中，可以设置Room（方块）的命名格式以及元件的命名格式。4.4.1编译PCB项目1.设置比较器OptionforProject对话框中的Comparator（比较器）选项卡用于设置当一个项目修改时给出文件之间的不同，如图5-26所示。设置比较器的方法如下。4.4.1编译PCB项目5.打印输出设置打印输出在电路设计中很重要，项目打印输出的设置是在OptionforProject对话框的打印设置选项卡（DefaultPrints）中进行的，如图5-30所示。在此选项卡中可以进行输出配置设置（Configuer），页面设置（PageSetup）、在页面中还可以进行打印设置（Print）、打印机设置（Printer）.4.4.2导航1．导航控制面板的管理在进行PCB设计时，通常会用到导航控制面板，单击主控制面板下面PCB标签，即可打开PCB导航控制面板，如图5-33所示。下面介绍各项功能。（1）对象类型选择框：用于选择要查询编辑的对象，在该下拉列表中有五个对象：Nets（网络），Components（元器件封装），Rules（规则），From-ToEditor（飞线编辑器），SplitPlaneEditor（分割内层编辑器）。（2）对象列表框：该列表用于编辑以及查询已经选择的所有对象（3）对象子列表框：用于编辑查询对象列表框中选择的对象的子对象（4）子列表框中的对象列表框：用于编辑查询子列表框种对象的子对象。（5）对象预览框：用于预览对象的外形以及在电路板中的位置。4.4.2导航2．管理Nets(网络)对象在对象选择列表中选择Nets，在子对象列表中双击某一网络对象，弹出5-34如图所示的网络编辑框。在对话框中有四项设置。（1）NetName：显示所选择的网络名，网络名不可以修改。（2）ConnectionColor：修改网络飞线颜色。（3）Hide：设置是否隐藏网络飞线。（4）CurrentInteractiveRoutingSetting：当前布线设置，可设置布线的颜色、布线的线型等。4.4.3从原理图到PCB的交叉检测交互定位，也称为交互探测或交互探查，是查看PCB与原理图对象对应关系的工具。执行菜单Tool（工具）|CrossProbe（交叉探测）,出现十字光标，在PCB中单击要查看或定位的对象，则原理图对应的对象高亮显示，如图5-36所示。执行菜单命令Tools（工具）|CrossSelectMode（交互选择模式），单击PCB中的元件，被单击元件处于选中状态同时，原理图对应的元件也被选中。Shift十单击鼠标左键，可以选中多个对象，如图5-37所示。ThankYou!