1、電工電氣技術實訓 工程軟件-Altium Designer工程訓練中心實訓3 Altium Designer原理圖設計一. 實訓目的1. 熟悉電路設計概念，熟悉電路設計工具Altium Designer的使用方法；2. 熟悉原理圖的設計。二. 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設計；2. 進行多諧振蕩器的電路原理圖設計。2Altium Designer原理圖設計- 電路設計概念3電路與繪畫 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

2、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 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加速實現的這一過程。工具的作用 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

3、機輔助工程（CAE，Computer Aided Engineering）技術組成應用電子技術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）是現代電子設計技術的核心，利用EDA工具，實現從概念、算法、協議開始設計電子系統，從電路設計、性能分析直到IC版圖或PCB版圖生成的全過程。7電子設計數據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 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

4、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Altium Designer 原理圖設計- 原理圖設計11電子產品（早期）12原理圖設計習慣原理圖設計習慣原理圖在邏輯關系和設計意圖上的清晰、準確，是確保電路設計正確的關鍵所在。原理圖設計編輯界面 15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16原理圖設計案例-運算放大器電路設計 17創建工程與原理圖文件1、通過

5、菜單創建PCB工程File - New - Project - PCB Project，即可在當前工作區創建新的PCB工程新建工程并不直接在硬盤中創建文件，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”保存在默認文件夾“Examples”中18創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建文件，需要保存：單擊工具欄中的保存文件圖標，

6、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”。19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號”Sheet of”的間距圖紙引用區域圖紙尺邊框邊框顏色和背景顏色“捕捉”柵格自定義圖紙尺寸視圖柵格電氣柵格20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

7、意義的元素操作時，光標能達到的柵格21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22安裝元器件庫 4、安裝元器件庫Altium Designer 系統默認打開的集合元器件庫有很多，其中常用分立元器件庫Miscellaneous 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 Ampli

8、fier.IntLib集成庫，因此必須先將其加入到系統中。添加庫移除庫(并不在硬盤中刪除)23使用庫執行設計瀏覽庫，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”設置為當前庫，放置電阻Res3;再將“Miscellaneous Connector.Intlib”置為當前庫，放置接插件 24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25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，

9、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26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，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

10、庫，可以通過這個按鈕添加27繪制電路連線 6、繪制線路執行PlaceWire或單擊 按鈕，進行連線操作，系統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的導線放置狀態。導線放置完成后，在布線工具欄中單擊 ，光標上即出現一個網絡標號為“VCC”的“T”形電源符號，本例中有兩種電源，即“VCC”（+12V）和“VEE”（-12V）。在電源符號的預放置狀態時按下鍵盤的鍵，即可打開“Power Port（電源端口）屬性設置對話框28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

11、，電氣意義完全取決于網絡名CircleArrowBarWavePower GroundSignal GroundEarth網絡名，同時也是顯示的名字形式是否顯示名字29電氣規則檢查 7、元件放置及電路連接完成后進行編輯檢查執行工程Compile PCB Project Ua741.PrjPCB,單擊右鍵，選擇工程區面板systemmessage，message面板在原理圖編輯正確時是空白的30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-0.3Y1Header2HD

12、R1X231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（電氣規則檢查）無誤2. 經指導教師檢查無誤后，恢復實驗初始狀態。32電工電氣技術實訓 工程軟件-Altium Designer應用基礎工程訓練中心實訓4 Altium Designer PCB設計一. 實訓目的1. 進一步熟悉Altium Designer 設計環境；2. 學習PCB的設計。二. 實訓內容1. 學習PCB設計流程及電源板的PCB設計；2. 學習多諧振蕩器的PCB板圖設計

13、。34PCB制作技術35布局與布線合理的元器件布局對于PCB Layout至關重要！PCB編輯環境布線和繪圖工具欄（1） Utility Tools：繪圖工具。Alignment Tools：對齊工具。Find Selection：查找選擇工具。Interactively Route 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

14、 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：放置工作區工具。Place Dimension：尺寸標工具。PCB示意圖基本PCB布局的規則（1）PCB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。40基本PCB

15、布局的規則（2）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，應保證發熱量大的器件處在上方。41原理圖 PCB數據同步 a. 原理圖向PCB更新 b. PCB導入原理圖數據工程變更訂單 ECO 元器件

16、布局PCB設計案例-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。45PCB設計案例-電源板的設計（2）新建PCB文件在工程面板中單擊右鍵，執行給工程添加新的PCB,則在項目中新創建了一個PCB文件，命名為DCPOWER.PcbDoc（3）設置工作層面執行設計層疊管理，在彈出的對話框中單擊Menu,然后選擇“雙層”46PCB設計案例-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，執行畫線，在“Keep-Out L

17、ayer”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，執行設計Update PCB Document DCPOWER.PcbDoc,將當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。47PCB設計案例-電源板的設計依次點擊生效更改按鈕和執行更改按鈕，若“Status”狀態欄無錯誤顯示，關閉對話框。 48PCB設計案例-電源板的設計（6）元器件的布局執行設計Rooms移動 Room將Room空間內的全部或部分元件移到PCB上，然后再執行編輯刪除，移動光標到Room空間

18、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 執行設計規則，在“PCB Rules and Constraints Editors”對話框的“Width”規則的設置窗口中，將“Min Width”、“Preferred Width”和“Max Width”分別設置為10mil、20mil 、80mil,如圖所示49PCB設計案例-電源板的設計50PCB設計案例-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

19、置為20mil 51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布局規則2.電源線寬度設置為50mil, 地線布線為50mil,其余線的寬度設置為20mil3.雙面板尺寸適中52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53后面為附加內容，有時間的同學選看。54封裝管理器封裝管理器統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

20、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55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一編號圖紙的編號優先次序，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56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標準的制造文件，

21、以便提交給PCB加工廠制板AD通過“Output Job”文件實現上述功能，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57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58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59設計輸出PDF輸出元件報表配置行分類標準需要輸出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60設計輸出PDF輸出輸出pdf在“Publish To PDF”處單擊右鍵，可修改輸出