Altium-Designer—PCB设计实例解析课件.ppt
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1、电子技术综合设计与实践电子技术综合设计与实践 课程设计要求篇课程设计要求篇主讲教师主讲教师:韩竺秦韩竺秦QQ:13548236E-Mail: 电子技术课程设计第第5章章 PCB设计基础设计基础知识知识 本章将介绍PCB的结构、与PCB设计相关的知识、PCB设计的原则、PCB编辑器的启动方法及界面。电子技术课程设计12345612345612345643212121222324252627282930313233343536373839402019181716151413121110987654321121298765432146532141322019181716151413121110987
2、65432120191817161514131211109876543212112211212D+D-GNDVSS2VccVSS电子技术课程设计87654321021212121212112345678912345678910111213141512345KAKAKAKAKAKAKAKA2121电子技术课程设计第第5章章 PCB设计基础设计基础 5.1 PCB的基本常识 5.2 PCB设计的基本原则 5.3 PCB编辑器的启动电子技术课程设计5.1 PCB的基本常识的基本常识5.1.1 5.1.1 印制电路板的结构印制电路板的结构可以分为可以分为:单面板(单面板(Signal Layer PC
3、BSignal Layer PCB)双面板(双面板(Double Layer PCBDouble Layer PCB)和多层板(和多层板(Multi Layer PCBMulti Layer PCB)电子技术课程设计5.1.2 PCB元件封装元件封装 不同的元件有相同的封装,同一个元件也可不同的元件有相同的封装,同一个元件也可以有不同的封装。所以在取用焊接元件时,不仅要以有不同的封装。所以在取用焊接元件时,不仅要知道元件的名称,还要知道元件的封装。知道元件的名称,还要知道元件的封装。1 1元件封装的分类元件封装的分类(1 1)针脚式元件封装)针脚式元件封装(2 2)表贴式()表贴式(SMTSM
4、T)封装)封装电子技术课程设计5.1.2 PCB元件封装元件封装 不同的元件有相同的封装,同一个元件也可不同的元件有相同的封装,同一个元件也可以有不同的封装。所以在取用焊接元件时,不仅要以有不同的封装。所以在取用焊接元件时,不仅要知道元件的名称,还要知道元件的封装。知道元件的名称,还要知道元件的封装。2 2元件封装的名称元件封装的名称元件封装的名称原则为:元件封装的名称原则为:元件类型元件类型+焊盘距离(焊盘数)焊盘距离(焊盘数)+元件外形尺寸元件外形尺寸电子技术课程设计5.1.3 常用元件的封装常用元件的封装1 1电容类封装电容类封装有极性电容类(有极性电容类(RB5-6.5RB5-6.5R
5、B7.6-15RB7.6-15)非极性电容类(非极性电容类(RAD-0.1RAD-0.1RAD-0.4RAD-0.4)电子技术课程设计5.1.3 常用元件的封装常用元件的封装2电阻类封装电阻类封装电阻类(电阻类(AXIAL-0.3AXIAL-1.0)可变电阻类(可变电阻类(VR1VR5)电子技术课程设计5.1.3 常用元件的封装常用元件的封装3晶体管类封装晶体管类封装晶体三极管(晶体三极管(BCY-W3)电子技术课程设计5.1.3 常用元件的封装常用元件的封装4二极管类封装二极管类封装二极管类(二极管类(DIODE-0.5DIODE-0.7)电子技术课程设计5.1.3 常用元件的封装常用元件的
6、封装5集成电路封装集成电路封装集成电路集成电路DIP-xxx封装、封装、SIL-xxx封装封装电子技术课程设计5.1.3 常用元件的封装常用元件的封装6电位器封装电位器封装可变电阻类(可变电阻类(VR1VR5)电子技术课程设计21222324252627282930313233343536373839402019181716151413121110987654321电子技术课程设计5.1.4 PCB的其他术语的其他术语1 1铜膜导线与飞线铜膜导线与飞线铜膜导线是敷铜板经过加工后在铜膜导线是敷铜板经过加工后在PCBPCB上的铜上的铜膜走线,又简称为导线,用于连接各个焊点膜走线,又简称为导线,用于
7、连接各个焊点飞线只是形式上表示出网络之间的连接,没飞线只是形式上表示出网络之间的连接,没有实际的电气连接意义有实际的电气连接意义电子技术课程设计5.1.4 PCB的其他术语的其他术语2 2焊盘和导孔焊盘和导孔焊盘是用焊锡连接元件引脚和导线的焊盘是用焊锡连接元件引脚和导线的PCBPCB图件图件可分为可分为3 3种种:圆形(圆形(RoundRound)方形(方形(RectangleRectangle)八角形(八角形(OctagonalOctagonal)电子技术课程设计5.1.4 PCB的其他术语的其他术语2 2焊盘和导孔焊盘和导孔导孔,也称为过孔。是连接不同板层间的导线的导孔,也称为过孔。是连接
8、不同板层间的导线的PCBPCB图件图件可分为可分为3 3种种:从顶层到底层的穿透式导孔从顶层到底层的穿透式导孔从顶层通到内层或从顶层通到内层或从内层通到底层的盲导孔和内层间的屏蔽导孔从内层通到底层的盲导孔和内层间的屏蔽导孔电子技术课程设计5.1.4 PCB的其他术语的其他术语3 3网络、中间层和内层网络、中间层和内层 网络和导线是有所不同的,网络上还包含网络和导线是有所不同的,网络上还包含焊点,因此在提到网络时不仅指导线而且还包括焊点,因此在提到网络时不仅指导线而且还包括和导线连接的焊盘、导孔和导线连接的焊盘、导孔中间层和内层是两个容易混淆的概念中间层和内层是两个容易混淆的概念中间层是指用于布
9、线的中间板层,该层中布的是导线中间层是指用于布线的中间板层,该层中布的是导线内层是指电源层或地线层,该层一般不布线,它是由内层是指电源层或地线层,该层一般不布线,它是由整片铜膜构成的电源线或地线整片铜膜构成的电源线或地线电子技术课程设计5.1.4 PCB的其他术语的其他术语4 4安全距离安全距离为了避免导线、导孔、焊盘之间相互干扰,必须为了避免导线、导孔、焊盘之间相互干扰,必须在它们之间留出一定的间隙,即安全距离在它们之间留出一定的间隙,即安全距离5 5物理边界与电气边界物理边界与电气边界电路板的形状边界称为物理边界,在制板时用机电路板的形状边界称为物理边界,在制板时用机械层来规范械层来规范用
10、来限定布线和放置元件的范围称为电气边界,用来限定布线和放置元件的范围称为电气边界,它是通过在禁止布线层绘制边界来实现的它是通过在禁止布线层绘制边界来实现的电子技术课程设计5.2 PCB设计的基本原则设计的基本原则5.2.1 PCB设计的一般原则设计的一般原则首先,要考虑首先,要考虑PCB尺寸大小尺寸大小再确定特殊组件的位置再确定特殊组件的位置最后对电路的全部零件进行布局最后对电路的全部零件进行布局原则原则(1)按照电路的流程安排各个功能电路单)按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置,使布局便于信号流通,并使信元的位置,使布局便于信号流通,并使信号尽可能保持一致的方向。号尽可能保持一致的方向。
11、(2)以每个功能电路的核心组件为中心,)以每个功能电路的核心组件为中心,围绕它来进行布局。围绕它来进行布局。电子技术课程设计5.2 PCB设计的基本原则设计的基本原则5.2.1 PCB设计的一般原则设计的一般原则原则原则(3)在高频信号下工作的电路,要考虑零)在高频信号下工作的电路,要考虑零件之间的分布参数件之间的分布参数。(4)位于电路板边缘的零件,离电路板边)位于电路板边缘的零件,离电路板边缘一般不小于缘一般不小于2mm。(5)时钟发生器、晶振和)时钟发生器、晶振和CPU的时钟输入的时钟输入端应尽量相互靠近且远离其他低频器件端应尽量相互靠近且远离其他低频器件(6)电流值变化大的电路尽量远离
12、逻辑电路。)电流值变化大的电路尽量远离逻辑电路。(7)印制板在机箱中的位置和方向,应保)印制板在机箱中的位置和方向,应保证散热量大的器件处在正上方。证散热量大的器件处在正上方。电子技术课程设计5.2 PCB设计的基本原则设计的基本原则5.2.1 PCB设计的一般原则设计的一般原则2.特殊组件特殊组件(1)尽可能缩短高频器件之间的连线,减少它们的电磁噪声。)尽可能缩短高频器件之间的连线,减少它们的电磁噪声。(2)应加大电位差较高的某些器件之间或导线之间的距离,以)应加大电位差较高的某些器件之间或导线之间的距离,以免意外短路。免意外短路。(3)质量超过)质量超过15g的器件,应当用支架加以固定,然
13、后焊接。的器件,应当用支架加以固定,然后焊接。(4)对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可)对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调组件的布局应考虑整机的结构要求。调组件的布局应考虑整机的结构要求。(5)应留出印制电路板定位孔及固定支架所占用的位置。)应留出印制电路板定位孔及固定支架所占用的位置。电子技术课程设计5.2 PCB设计的基本原则设计的基本原则5.2.1 PCB设计的一般原则设计的一般原则3布线布线(1)输入)输入/输出端用的导线应尽量避免相邻平行输出端用的导线应尽量避免相邻平行(2)印制电路板导线间的最小宽度主要是由导线与绝)印制电路板导线间的最小宽度主要是
14、由导线与绝缘基板间的黏附强度和流过它们的电流值决定的。缘基板间的黏附强度和流过它们的电流值决定的。(3)功率线、交流线尽量布置在和信号线不同的板上,)功率线、交流线尽量布置在和信号线不同的板上,否则应和信号线分开走线。否则应和信号线分开走线。电子技术课程设计5.2 PCB设计的基本原则设计的基本原则5.2.1 PCB设计的一般原则设计的一般原则4焊点焊点焊点中心孔要比器件引线直径稍大一些,焊点焊点中心孔要比器件引线直径稍大一些,焊点太大易形成虚焊太大易形成虚焊5电源线电源线尽量加粗电源线宽度尽量加粗电源线宽度电子技术课程设计5.2 PCB设计的基本原则设计的基本原则5.2.1 PCB设计的一般
15、原则设计的一般原则6地线地线(1)正确选择单点接地与多点接地。)正确选择单点接地与多点接地。(2)将数字电路电源与模拟电路电源分开。)将数字电路电源与模拟电路电源分开。(3)尽量加粗接地线。)尽量加粗接地线。(4)将接地线构成死循环路。)将接地线构成死循环路。电子技术课程设计5.2 PCB设计的基本原则设计的基本原则5.2.1 PCB设计的一般原则设计的一般原则7去耦电容配置去耦电容配置(1)电源输入端跨接一个)电源输入端跨接一个660F的电解电容器的电解电容器(2)每个集成芯片的)每个集成芯片的VCC和和GND之间跨接一个之间跨接一个0.010.1F的陶瓷电容的陶瓷电容(3)对抗噪声能力弱、
16、关断电流变化大的器件及)对抗噪声能力弱、关断电流变化大的器件及ROM、RAM,应在,应在VCC和和GND间接去耦电容间接去耦电容(4)在单片机复位端)在单片机复位端“RESET”上配以上配以0.01F的去耦电容。的去耦电容。(5)去耦电容的引线不能太长)去耦电容的引线不能太长(6)开关、继电器、按钮等产生火花放电,必须采用开关、继电器、按钮等产生火花放电,必须采用RC电电路来吸收放电电流路来吸收放电电流电子技术课程设计5.2 PCB设计的基本原则设计的基本原则5.2.1 PCB设计的一般原则设计的一般原则8电路板的尺寸电路板的尺寸印制电路板大小要适中,过大时印制线条长,阻抗增加,印制电路板大小
17、要适中,过大时印制线条长,阻抗增加,不仅抗噪声能力下降,成本也高;过小,则散热不好,不仅抗噪声能力下降,成本也高;过小,则散热不好,同时易受临近线路干扰。同时易受临近线路干扰。5热设计热设计从有利于散热的角度出发,印制电路板最好是直立安装,从有利于散热的角度出发,印制电路板最好是直立安装,板与板之间的距离一般不应小于板与板之间的距离一般不应小于2cm,而且组件在印制,而且组件在印制板上的排列方式应遵循一定的规则板上的排列方式应遵循一定的规则电子技术课程设计5.2 PCB设计的基本原则设计的基本原则5.2.1 PCB设计的一般原则设计的一般原则5热设计热设计对于采用自由对流空气冷却对于采用自由对
18、流空气冷却的设备,最好是将集成电路的设备,最好是将集成电路(或其他组件)按纵长方式(或其他组件)按纵长方式排列排列对于采用强制空气冷却的设对于采用强制空气冷却的设备,最好是将集成电路(或备,最好是将集成电路(或其他组件)按横长方式排列其他组件)按横长方式排列电子技术课程设计5.2.2 PCB的抗干扰设计原则的抗干扰设计原则1抑制干扰源抑制干扰源常用措施如下:常用措施如下:(1)继电器线圈增加续流二极管。)继电器线圈增加续流二极管。(2)在继电器接点两端并接火花抑制电路。)在继电器接点两端并接火花抑制电路。(3)给电机加滤波电路。)给电机加滤波电路。(4)布线时避免)布线时避免50折线。折线。(
19、5)晶闸管两端并接)晶闸管两端并接RC抑制电路。抑制电路。电子技术课程设计5.2.2 PCB的抗干扰设计原则的抗干扰设计原则2切断干扰传播路径切断干扰传播路径常用措施如下:常用措施如下:(1)充分考虑电源对单片机的影响。)充分考虑电源对单片机的影响。(2)如果单片机的)如果单片机的I/O口用来控制电机等噪声器件,口用来控制电机等噪声器件,在在I/O口与噪声源之间应加隔离。口与噪声源之间应加隔离。(3)注意晶振布线。)注意晶振布线。(4)电路板合理分区,如强、弱信号,数字、模)电路板合理分区,如强、弱信号,数字、模拟信号,尽可能把干扰源与敏感器件远离。拟信号,尽可能把干扰源与敏感器件远离。电子技
20、术课程设计5.2.3 PCB可测性设计可测性设计PCB可测性设计包括两个方面的内容:可测性设计包括两个方面的内容:1结构的标准化设计结构的标准化设计结构的标准化设计和应用新的测试技术。结构的标准化设计和应用新的测试技术。(1)进行模块划分。可按以下方法进行划分:)进行模块划分。可按以下方法进行划分:根据功能划分(功能划分);根据功能划分(功能划分);根据电路划分(物理划分);根据电路划分(物理划分);根据逻辑系列划分;根据逻辑系列划分;按电源电压的分隔划分。按电源电压的分隔划分。(2)测试点和控制点的选取。)测试点和控制点的选取。(3)尽可能减少外部电路和反馈电路。)尽可能减少外部电路和反馈电
21、路。电子技术课程设计5.2.3 PCB可测性设计可测性设计PCB可测性设计包括两个方面的内容:可测性设计包括两个方面的内容:2应用新的测试技术应用新的测试技术结构的标准化设计和应用新的测试技术。结构的标准化设计和应用新的测试技术。常用的可测性设计技术有扫描通道、电平敏感扫常用的可测性设计技术有扫描通道、电平敏感扫描设计、边界扫描等。描设计、边界扫描等。电子技术课程设计5.3 PCB编辑器的启动编辑器的启动5.3.1 利用新电路板生成向导启动利用新电路板生成向导启动PCB编辑器编辑器Pick a task栏内选择栏内选择【Printed Circuit Board Design】命令】命令在设计
22、界面中,单击在设计界面中,单击PCB Documents栏最下栏最下部的【部的【PCB Board Wizard】命令】命令电子技术课程设计5.3.1 利用新电路板生成向导启动利用新电路板生成向导启动PCB编辑器编辑器新电路板生成向导新电路板生成向导电子技术课程设计5.3.1 利用新电路板生成向导启动利用新电路板生成向导启动PCB编辑器编辑器度量单位设置度量单位设置电子技术课程设计5.3.1 利用新电路板生成向导启动利用新电路板生成向导启动PCB编辑器编辑器PCB模板的选择模板的选择电子技术课程设计5.3.1 利用新电路板生成向导启动利用新电路板生成向导启动PCB编辑器编辑器PCB模板的选择模
23、板的选择电子技术课程设计5.3.1 利用新电路板生成向导启动利用新电路板生成向导启动PCB编辑器编辑器PCB外形尺寸设定对话框外形尺寸设定对话框电子技术课程设计5.3.1 利用新电路板生成向导启动利用新电路板生成向导启动PCB编辑器编辑器PCB的结构(层数)设置对话框的结构(层数)设置对话框电子技术课程设计5.3.1 利用新电路板生成向导启动利用新电路板生成向导启动PCB编辑器编辑器导孔样式设置对话框导孔样式设置对话框电子技术课程设计5.3.1 利用新电路板生成向导启动利用新电路板生成向导启动PCB编辑器编辑器表贴式元件设置对话框表贴式元件设置对话框电子技术课程设计5.3.1 利用新电路板生成
24、向导启动利用新电路板生成向导启动PCB编辑器编辑器导线和过孔属性设置对话框导线和过孔属性设置对话框电子技术课程设计5.3.1 利用新电路板生成向导启动利用新电路板生成向导启动PCB编辑器编辑器PCB生成向导设置完成对话框生成向导设置完成对话框电子技术课程设计5.3.2 其他方法启动其他方法启动PCB编辑器编辑器执行【执行【File】/【New】/【PCB】命令,或单击】命令,或单击(Files)面板下部的)面板下部的New栏中的选项栏中的选项“PCB File”,都可以创建,都可以创建PCB文件并启动文件并启动PCB编辑器。编辑器。这样创建的这样创建的PCB文件,其各项参数均采用了系文件,其各
25、项参数均采用了系统默认值。统默认值。电子技术课程设计PCB设计基本操作设计基本操作本章介绍PCB编辑器为用户提供了多种编辑工具和命令,其中最常用的是图件放置、移动、查找和编辑等操作方法,将在以及元器件封装的自制方法。电子技术课程设计第第6章章 PCB设计基本操作设计基本操作 6.1 PCB编辑器界面 6.2 PCB编辑器工具栏 6.3 放置图件方法 6.4 图件的选取/取消选择 6.5 删除图件 6.6 移动图件 6.7 跳转查找图件电子技术课程设计6.1 PCB编辑器界面编辑器界面命令【命令【File】/【Open Project】电子技术课程设计6.1 PCB编辑器界面编辑器界面(1)主菜
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