電子制圖與PCB設(shè)計-基于Altium Designer 課件 項(xiàng)目9、10 單面（針插式）印制電路板設(shè)計、綜合練習(xí)

項(xiàng)目九 單面（針插式）印制電路板設(shè)計項(xiàng)目九 單面（針插式）印制電路板設(shè)計任務(wù)9.1單面PCB基礎(chǔ)9.1.1單層印制電路板的基本結(jié)構(gòu)單面PCB實(shí)物構(gòu)成頂面：即元件安裝面，主要在其中印上文字、元件符號及其他安裝信息等。絕緣基材：承載元件、銅膜等。底面：覆銅層—主要布置銅膜和焊盤等。它與元件安裝面分別在絕緣層的兩邊不同層面上。阻焊涂覆層—防止焊接短路的圖層，一般用有色涂料。錫膏涂覆層—主要用于SMD元件的安裝，針腳安裝的元件則不需要此層。PCB設(shè)計軟件環(huán)境中需要設(shè)置顯示的層面（2）底層覆銅層（Bottom

Layer）（4）底層錫膏層（Bottom

Paste）（6）禁止布線層（Keep-Out

Layer）（1）頂層絲印層（TOP

Overlay）（3）底層阻焊層（Bottom

Solder

Mask）（5）機(jī)械層（Mechanical

1）（7）多層（Multi-Layer）項(xiàng)目九 單面（針插式）印制電路板設(shè)計9.1.2單層印制電路板設(shè)計的一般步驟設(shè)計繪制原理圖

設(shè)定選用的元件及其封裝，編譯原理圖并完善電路。規(guī)劃電路板設(shè)置工作參數(shù)

根據(jù)電路板的功能、部件、元件封裝形式、連接器及安裝方式等，設(shè)置電路板編輯區(qū)圖紙、網(wǎng)格類型及大小、板層參數(shù)顯示等。導(dǎo)入元件封裝庫

收集原理圖中所有元件的封裝，將封裝相關(guān)的元件封裝庫或集成庫導(dǎo)入到設(shè)計環(huán)境中。載入原理圖信息（網(wǎng)絡(luò)表或PCB更新）

將所有元件的編號、封裝形式、參數(shù)及元器件各引腳間的電氣連接關(guān)系導(dǎo)入到PCB設(shè)計環(huán)境中。布局布線通過自動布局和手動布局，將元件在PCB中的安裝位置進(jìn)行合理安排。設(shè)定布線規(guī)則，通過自動布線和手動布線進(jìn)行調(diào)整。設(shè)計規(guī)則（DRC）檢查為確保PCB板圖符合設(shè)計規(guī)則、網(wǎng)絡(luò)連接正確，需要進(jìn)行設(shè)計規(guī)則檢查。如果有違反規(guī)則的地方，則需要對前期布局、布線進(jìn)行調(diào)整，直到符合設(shè)計規(guī)則為止。保存輸出保存、打印各種報表文件及其單面PCB制作文件。項(xiàng)目九 單面（針插式）印制電路板設(shè)計任務(wù)9.2“555電路”單面板設(shè)計電路準(zhǔn)備編譯圖紙元件封裝檢查3．生成原理圖元件庫4．檢查和建立原理圖元件與PCB元件模型的鏈接9.2.2創(chuàng)建電路板并設(shè)置參數(shù)利用PCB向?qū)?chuàng)建PCB文件設(shè)定單面PCB編輯環(huán)境中板層顯示參數(shù)單擊菜單“設(shè)計→板層顏色”命令圖9-20生成的PCB圖9-3

555電路圖9-21

PCB板層顯示設(shè)置項(xiàng)目九 單面（針插式）印制電路板設(shè)計圖9-23“工程更改順序”對話框9.2.3裝載元件庫導(dǎo)入原理圖網(wǎng)絡(luò)信息裝載元件庫利用同步器將原理圖導(dǎo)入PCB在原理圖環(huán)境中，單擊菜單“設(shè)計→Update

PCB

Document

555電路.PcbDoc”命令。在PCB環(huán)境中，單擊菜單“設(shè)計→Import

Changes

From

555電路.PrjPcb”命令執(zhí)行以上命令后彈出“工程更改順序”對話框單擊“生效更改”按鈕，PCB中可以實(shí)現(xiàn)合法改變，如圖9-24所示圖9-24

PCB中可以實(shí)現(xiàn)的合法改變（5）單擊“執(zhí)行更改”按鈕，執(zhí)行變更命令后如圖9-25所示?？梢姷皆韴D的所有元件已經(jīng)導(dǎo)入到PCB編輯器中了。單擊“關(guān)閉”按鈕退出該對話框。圖9-25執(zhí)行變更命令后項(xiàng)目九 單面（針插式）印制電路板設(shè)計9.2.4手動布局9.2.5布線1．設(shè)置布線規(guī)則設(shè)置單擊菜單“設(shè)計→規(guī)則”（1）電氣規(guī)則（Electrical）（2）布線規(guī)則（Routing）圖9-26元件拖動到布線區(qū)域內(nèi)信號線的線寬

電源線寬

電源及接地線Routing

Topology（拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）

Routing

Priority（布線優(yōu)先級）Routing

Layers（布線層）單面板勾選的布線層為Bottom

Layer，同時去除Top

Layer選項(xiàng)，如圖9-31所示（此設(shè)置步驟在單面板布線過程中尤為重要）。Routing

Corners（拐角形狀）項(xiàng)目九 單面（針插式）印制電路板設(shè)計自動布線單擊“自動布線→全部”命令單擊“Situs布線策略”對話框下方的“Route

All”按鈕

3．調(diào)整布線（手動修改）使用鼠標(biāo)直接拖動銅膜改變銅膜的位置直接畫線替換原來銅膜線項(xiàng)目九 單面（針插式）印制電路板設(shè)計4．布線結(jié)果檢查（1）單擊菜單“工具→設(shè)計規(guī)則檢查”命令單擊對話框中的“運(yùn)行DRC”按鈕關(guān)閉檢測“Messages”對話框圖9-41設(shè)計完成的PCB文件項(xiàng)目九 單面（針插式）印制電路板設(shè)計練習(xí)題【練習(xí)1】單級放大器電路如圖9-42所示，試設(shè)計該電路的電路板。設(shè)計要求：使用單層布線電路板。電源地線的銅膜寬度為50mil。一般布線的寬度為20mil。布線時考慮只能單層走線。單級放大器電路PCB參考圖如圖9-43所示圖9-42單級放大器電路項(xiàng)目九 單面（針插式）印制電路板設(shè)計【練習(xí)2】與非門組成的簡單振蕩電路如圖9-44所示，試設(shè)計該電路的電路板設(shè)計要求：使用單層電路板。電源地線的銅膜寬度為20mil。一般布線的寬度為20mil。人工放置元件封裝。人工連接銅膜線。布線時只能單層走線。簡單振蕩電路PCB參考圖如圖9-45所示。簡單振蕩電路元件參數(shù)見表9-2。練習(xí)題項(xiàng)目九 單面（針插式）印制電路板設(shè)計【練習(xí)3】由555構(gòu)成的振蕩電路如圖9-46所示，試設(shè)計該電路的電路板。設(shè)計要求：使用單層電路板。電源地線銅膜寬度為50mil。一般布線的寬度為25mil。人工放置元件封裝。人工連接銅膜線。布線時考慮只能單層走線練習(xí)題項(xiàng)目九 單面（針插式）印制電路板設(shè)計【練習(xí)4】正負(fù)電源電路如圖9-48所示，試設(shè)計該電路的電路板。設(shè)計要求：使用單層電路板。電源地線的銅膜寬度為40mil。一般布線的寬度為20mil。人工放置元件封裝。人工連接銅膜線。布線時只能單層走線。正負(fù)電源電路PCB參考圖如圖9-49所示練習(xí)題項(xiàng)目九 單面（針插式）印制電路板設(shè)計練習(xí)題項(xiàng)目九 單面（針插式）印制電路板設(shè)計【練習(xí)5】方波信號發(fā)生器電路如圖9-50所示，試設(shè)計該電路的電路板。設(shè)計要求：使用單層電路板。電源地線的銅膜寬度為25mil。一般布線的寬度為10mil。人工放置元件封裝。人工連接銅膜線。布線時考慮只能單層走線。方波信號發(fā)生器電路PCB參考圖如圖9-51所示。練習(xí)題項(xiàng)目十 綜合練習(xí)項(xiàng)目十 綜合練習(xí)【綜合練習(xí)1】串聯(lián)型穩(wěn)壓電源分立元件電路圖。該電路能輸出穩(wěn)定的9～15V可調(diào)直流電壓。如圖10-1至圖10-3所示分別為本電路的印制電路板圖、實(shí)物裝配圖、原理圖。本電路的元器件明細(xì)見表10-1。要求：根據(jù)下面提供的數(shù)據(jù)，完成從原理圖到PCB設(shè)計的全過程。工程項(xiàng)目名稱為“綜合練習(xí)一”。項(xiàng)目十 綜合練習(xí)項(xiàng)目十 綜合練習(xí)【綜合練習(xí)2】場掃描振蕩電路圖。該電路能輸出50Hz線性良好、幅度為±2V的鋸齒波。如圖10-4至圖10-6所示分別為本電路的印制電路板圖、實(shí)物裝配圖、原理圖。本電路的元器件明細(xì)見表10-2。要求：根據(jù)下面提供的數(shù)據(jù)，完成從原理圖到PCB設(shè)計的全過程。工程項(xiàng)目名稱為“綜合練習(xí)二”。項(xiàng)目十 綜合練習(xí)項(xiàng)目十 綜合練習(xí)【綜合練習(xí)3】3位半A/D轉(zhuǎn)換電壓表電路。該電路能對小于2V的模擬直流輸入電壓用數(shù)碼方式準(zhǔn)確顯示。如圖10-7至圖10-9所示分別為本電路的印制電路板圖、實(shí)物裝配圖、原理圖。本電路的元器件明細(xì)見表10-3。要求：根據(jù)下面提供的數(shù)據(jù)，完成從原理圖到PCB設(shè)計的全過程。工程項(xiàng)目名稱為“綜合練習(xí)三”。項(xiàng)目十 綜合練習(xí)項(xiàng)目十 綜合練習(xí)項(xiàng)目十 綜合練習(xí)【綜合練習(xí)4】下面是靜態(tài)電流不超過25mA的OTL功放電路。該功放電路輸出不失真功率為1W、13倍左右的電壓放大、100Hz～5kHz的頻響。如圖10-10至圖10-12所示分別為本電路的印制電路板圖、實(shí)物裝配圖、原理圖。本電路的元器件明細(xì)見表10-4。要求：根據(jù)下面提供的數(shù)據(jù)，完成從原理圖到PCB設(shè)計的全過程。工程項(xiàng)目名稱為“綜合練習(xí)四”。項(xiàng)目十 綜合練習(xí)項(xiàng)目十 綜合練習(xí)【綜合練習(xí)5】PWM脈寬調(diào)制控制電路。該電路通過對輸入直流電平的調(diào)節(jié)達(dá)到輸出直流

電平可調(diào)的目的。如圖10-13至圖10-15所示分別為本電路的印制電路板圖、實(shí)物裝配圖、原理圖。本電路的元器件明細(xì)見表10-5。要求：根據(jù)下面提供的數(shù)據(jù)，完成從原理圖到PCB設(shè)計的全過程。工程項(xiàng)目名稱為“綜合練習(xí)五”項(xiàng)目十 綜合練習(xí)項(xiàng)目十 綜合練習(xí)【綜合練習(xí)6】數(shù)字頻率計電路。該電路對大于3V、頻率為300～6000Hz的交流電壓用數(shù)碼方式準(zhǔn)確顯示。如圖10-16至圖10-18所示分別為本電路的印制電路板圖、實(shí)物裝配圖、原理圖。本電路的元器件明細(xì)見表10-6。要求：根據(jù)下面提供的數(shù)據(jù)，完成從原理圖到PCB設(shè)計的全過程。工程項(xiàng)目名稱為“綜合練習(xí)六”。項(xiàng)目十 綜合練習(xí)項(xiàng)目十 綜合練習(xí)項(xiàng)目十 綜合練習(xí)【綜合練習(xí)7】交流有效值平均值轉(zhuǎn)換電路。該電路對小于1V、頻率為20Hz～5kHz交流

電進(jìn)行等值變換為直流電。如圖10-19至圖

10-21所示分別為本電路的印制電路板圖、實(shí)物裝配圖、原理圖。本電路的元器件明細(xì)見表10-7。要求：根據(jù)下面提供的數(shù)據(jù)，完成從原理圖到PCB設(shè)計的全過程。