电子线路CAD实用教程－基于AltiumDesigner平台第7章PCB设计基础.pptx

2018/9/22
电子线路CAD实用教程——基于Altium Designer平台
电子产品的功能由原理图决定(所用元器件以及它们之间的连接关系),但电子产品的许多性能指标,如成品率、热稳定性、可靠性、抗震强度、EMC指标等不仅与原理图设计、元器件品质、生产工艺有关,而且很大程度上取决于印制电路板布局、布线是否合理。在电路图和元器件相同条件下,印制板设计是否合理将直接影响到产品的稳定性(例如电路系统性能指标等几乎不随环境温度的变化而变化)和可靠性(抗干扰性能及平均无故障工作时间)、成品率(PCB设计过程中的元件布局会影响焊接质量——虚焊或桥连短路;布线间距不合理导致短路)、生产效率等。
、,已简要介绍了Altium Designer PCB编辑器的基本操作方法,本章将详细介绍与PCB设计有关的基本知识。
2018/9/22
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PCB设计操作流程
在Altium Designer中进行印制板(PCB)设计流程大致如下:
(1) 编辑原理图。
(2) 确定电路板数量与层数。
(3) 初步确定电路板形状及尺寸(指在形状、尺寸没有约束情况下)。
(4) 创建空白的PCB文件。
(5) 装入常用集成元件库以及用户自己创建的PCB设计专用元件库文件(.PcbLib)。
(6) 通过“Update PCB Document …”(更新PCB文件)命令将原理图中元件封装图及电气连接关系等信息传递到新生成的PCB文件中。
(7) 在此基础上,根据元件布局基本规则,大致确定各单元电路在印制板上的位置(即划分各单元电路存放区域),单元内主要元器件安装位置及安装方式。
(8) 执行“Design”菜单下的“Layer Stack Manager…”(层堆栈管理)命令,在“层堆栈管理器”窗口内,设置工作层的参数,如各导电层铜膜厚度、板芯及绝缘层厚度;对多层板来说,尚需要增加中间信号层及内电层。
(9) 设置Altium Designer PCB编辑器的工作参数。
(10) 执行“Design”菜单下的“Rule…”(设计规则)命令,定义元件布局参数,如设置电气图形符号最小间距、元件安全间距等。
2018/9/22
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(11) 执行“Design”菜单下的“Board Options…”命令,设置元件移动最小间距、可视栅格形状及大小。
(12) 在PCB编辑窗口内,将各元件封装图逐一移到对应单元电路布线区内,完成元器件的预布局操作。
(13) 布线前确定元件的最终位置。
(14) 执行“Design”菜单下的“Rules…”命令,定义布线规则,如设置印制导线与焊盘之间的最小间距、印制导线最小宽度、走线转角模式、过孔参数等;采用自动布线时,还需要设置布线拓扑模式、布线层、各(类)节点布线优先权等。
(15) 预布线,对有特殊要求的印制导线,如电源线、地线、容易受干扰的信号线等先预布线并锁定,以获得良好的自动布线效果。
(16) 自动布线。
(17) 自动布线后的手工修改。
(18) 以设计规则作为浏览对象,找出并修改不满足设计要求的连线、焊盘、过孔等。
(19) 调整丝印层上元件序号(包括注释信息)字体、大小及位置。
(20) 必要时创建网络表文件,并与原理图状态下生成的网络表文件比较,确认PCB板上连线的正确性。
2018/9/22
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PCB设计前准备

原理图编辑是PCB设计的前提和基础,实际上编辑原理图的最终目的就是为了编辑PCB文件。有关原理图编辑方法可参阅第2、4章内容。

在编辑印制板前,需要进一步检查原理图的完整性,如数字逻辑电路芯片中未用输入端和未用单元的连接是否正确、合理;IC储能及退耦电容是否已标出。
1. 未用引脚的处理方式
2. 未用单元电路输入引脚处理
在印制板设计时,最容易忽略未用单元电路输入端的处理(因为是原理图中可能没有给出)。尽管它不影响电路的功能,但却增加了系统的功耗,并可能带来潜在的干扰,应根据电路芯片种类、( VDD)。
为降低功耗,并避免因输入端感应电荷引起输出逻辑变化,造成潜在干扰:无论是74LS系列TTL数字IC,还是74HC系列及CD系列CMOS数字IC,所有未用单元的输入端应全部接地, (a)、(b)、(c)所示;对比较器、运算放大器来说,未用单元的同相输入端与输出端相连,构成电压跟随器,而反相输入端接地, (d)所示。
未用单元