电子线路CAD实用教程:基于Altium Designer平台

第1章 电子线路CAD与Altium Designer概述 1 1.1 电子线路CAD的概念 1 1.2 Altium Designer概述 2 1.3 Altium Designer的安装及启动 4 1.3.1 Altium Designer的安装 4 1.3.2 Altium Designer的启动 5 1.3.3 Altium Designer界面的汉化 5 1.4 Altium Designer文件管理 7 1.4.1 项目文件的概念与项目管理器 7 1.4.2 项目文件的基本操作 8 1.4.3 项目内设计文件的基本操作 12 1.4.4 项目选项设置 13 1.4.5 单一设计文件操作 14 1.5 使用Altium Designer进行电子 ?线路设计的流程 15 习题1 16 第2章 电原理图编辑 17 2.1 电原理图概念及绘制规则 17 2.1.1 电原理图概念 17 2.1.2 集成元件库 18 2.1.3 电原理图编辑操作步骤 19 2.2 Altium Designer原理图编辑器(SCH)的 ?启动及界面认识 20 2.2.1 原理图编辑器窗口组成 20 2.2.2 图纸类型、尺寸、底色、 标题栏等的选择 22 2.2.3 设置SCH的工作环境 26 2.2.4 图纸框及其使用 30 2.3 元件库管理 31 2.3.1 元件库面板 31 2.3.2 从可用元件库中选定当前 元件库 33 2.3.3 元件库启用、装入及移出 34 2.3.4 元件查找 35 2.4 电原理图绘制 36 2.4.1 放置元件 36 2.4.2 连线操作 45 2.4.3 放置手工电气节点 49 2.4.4 放置电源和地线 50 2.4.5 总线、总线分支、网络标号 工具的使用 52 2.4.6 I/O端口 54 2.4.7 元件模型管理 57 2.5 利用画图工具添加说明性 图形和文字 60 2.5.1 实用工具介绍 60 2.5.2 常见图形绘制技巧 60 2.6 原理图编辑技巧 62 2.6.1 操作对象概念 62 2.6.2 单个对象的编辑 62 2.6.3 多个对象的标记、删除与移动 64 2.6.4 利用“查找相似对象命令”与 “Filter”面板标记多个操作对象 65 2.6.5 在Inspector(检查器)与List(列表器) 面板中修改标记对象的参数 70 2.6.6 利用文本查找、替换功能修改 文本类信息 72 2.6.7 元件及图件自动对齐 72 2.6.8 利用拖动功能迅速画一组 平行导线 76 2.6.9 画图工具内“阵列粘贴”工具的 特殊用途 77 2.6.10 迅速恢复系统缺省设置 81 2.7 利用Navigator导航器快速 浏览原理图 81 2.8 元件自动编号 83 习题2 86 第3章 元件电气图形符号 编辑与创建 87 3.1 原理图元件库文件编辑器启动与 界面认识 87 3.1.1 修改原理图元件库文件 87 3.1.2 原理图元件库面板(SCH Library)的 使用 90 3.1.3 修改原理图元件库元件 92 3.1.4 批量更新原理图内元件 95 3.1.5 创建原理图元件库文件 95 3.2 创建元件电气图形符号 96 3.2.1 从头开始创建元件电气 图形符号 96 3.2.2 从当前库文件中复制元件电气 图形符号 100 3.2.3 从已有元件库文件中复制元件 电气图形符号 102 3.2.4 制作含有多个单元电路元件的 电气图形符号 104 3.3 创建原理图项目元件库 106 3.4 添加各类模型 107 3.4.1 添加电性能仿真分析模型 107 3.4.2 添加PCB封装图 111 3.5 元件库文件检查与编译 112 3.5.1 电气图形符号库检查 112 3.5.2 电气图形符号库编译 113 3.5.3 集成元件库文件(.LibPkg)编译与 集成库文件(.IntLib)的生成 113 习题3 113 第4章 层次电路原理图编辑 114 4.1 层次电路设计概念 114 4.1.1 单层次电路 114 4.1.2 多层次电路 115 4.2 层次电路设计中不同原理图文件 之间的切换 116 4.3 层次电路编辑方法 118 4.3.1 自上而下方式建立层次 电路原理图 118 4.3.2 编辑模块电路 123 4.3.3 自下而上编辑层次电路 124 4.3.4 层次电路编译与PCB设计 126 4.4 去耦电容画法 126 习题4 127 第5章 电路仿真测试 128 5.1 电路仿真操作步骤 129 5.2 元器件仿真参数设置 131 5.2.1 元件仿真模型 131 5.2.2 物理量单位及数据格式 134 5.2.3 元件参数设置操作 134 5.2.4 仿真信号源及参数 140 5.3 电路仿真操作初步 146 5.3.1 编辑电原理图 146 5.3.2 选择仿真方式并设置仿真参数 148 5.3.3 仿真操作常见错误与纠正 152 5.3.4 仿真结果观察及波形管理 155 5.4 常用仿真方式及应用 158 5.4.1 工作点分析 158 5.4.2 瞬态特性分析与傅立叶分析 159 5.4.3 参数扫描分析 160 5.4.4 交流小信号分析 162 5.4.5 阻抗特性分析 167 5.4.6 直流扫描分析 170 5.4.7 温度扫描分析 171 5.4.8 传递函数分析 174 5.4.9 噪声分析 174 5.4.10 极点-零点分析 175 习题5 176 第6章 印制电路板设计初步 178 6.1 印制板种类及材料 178 6.1.1 印制板材料 178 6.1.2 印制板种类及结构 180 6.2 创建PCB文件启动PCB编辑器 182 6.2.1 利用菜单命令创建PCB文件 182 6.2.2 利用PCB Document Wizard创建 PCB文件 182 6.2.3 PCB编辑器界面 186 6.2.4 PCB面板 188 6.3 手工设计单面印制板—Altium Designer PCB基本操作 192 6.3.1 工作层概念及颜色配置 192 6.3.2 信号层及内电源层的管理 199 6.3.3 可视栅格大小及格点锁定 距离设置 202 6.3.4 PCB编辑器环境参数设置 203 6.3.5 元件封装库的装入 205 6.3.6 画图工具的使用 207 6.3.7 设置电路板尺寸 221 6.3.8 编辑、修改丝印层上的元件 序号、注释信息 223 6.4 沿圆弧均匀分布元件的放置 224 习题6 234 第7章 PCB设计基础 235 7.1 PCB设计操作流程 235 7.2 PCB设计前准备 237 7.2.1 原理图编辑 237 7.2.2 检查并完善原理图 237 7.2.3 阅读并理解印制板加工厂家的 工艺水平 240 7.2.4 元件安装工艺的选择 241 7.3 印制板层数选择及规划 243 7.3.1 双面板结构及规划 244 7.3.2 四层板结构及规划 244 7.3.3 六层板结构及规划 245 7.4 PCB布局 246 7.4.1 板尺寸与板边框 246 7.4.2 布局方式的选择 247 7.4.3 选定排版方向 248 7.4.4 元件间距 249 7.4.5 布局原则 250 7.4.6 在布局过程中合理调整原理图中 元件的连接关系 253 7.5 焊盘选择 256 7.5.1 穿通元件(THC)焊盘 256 7.5.2 贴片元件焊盘 259 7.5.3 过孔 264 7.5.4 测试盘 267 7.6 布线 268 7.6.1 印制导线寄生参数及串扰 268 7.6.2 *小线宽选择 269 7.6.3 *小布线间距选择 272 7.6.4 印制导线走线控制 275 7.6.5 单面板中跨接线设置原则 279 7.7 地线/电源线布局规则 279 7.7.1 地线概念及地线分类 279 7.7.2 地线与电源线共阻抗干扰及 消除方式 281 7.7.3 接地方式 283 7.7.4 地线布线的一些基本原则 286 7.8 PCB贴片功率元件散热设计 287 7.9 PCB工艺边设计与拼板 289 7.9.1 工艺边设计 289 7.9.2 拼板设计 290 7.10 定位孔与光学基准点设计 292 7.10.1 定位孔及定位边 292 7.10.2 光学基准点 294 习题7 296 第8章 PCB元件封装图编辑与 创建 297 8.1 创建PCB封装图元件库文件 298 8.1.1 在用户集成库文件中创建PCB 封装图元件库文件 298 8.1.2 在设计项目内创建PCB封装 图元件库文件 299 8.1.3 创建项目PCB元件封装图库 300 8.2 在PCB库文件中创建元件的PCB 封装图举例 300 8.2.1 在PCB封装库文件中手工创建 元件封装图 300 8.2.2 利用Component Wizard制作 元件封装图 305 8.2.3 利用IPC Footprint Wizard制作 表面贴装元件封装图 313 8.2.4 利用元件复制功能制作元件 封装图 316 8.2.5 极性元件封装图 321 8.2.6 封装图库文件的检查 322 8.3 PCB封装图库元件管理与维护 323 8.3.1 PCB封装图库元件批量修改 323 8.3.2 PCB封装图库元件管理操作 324 8.3.3 PCB封装图库元件与PCB 文件的同步更新 326 8.4 添加3D模型 327 8.4.1 3D显示环境设置 327 8.4.2 给元件封装图添加简易 3D模型 328 8.4.3 进入3D显示模式 329 习题8 331 第9章 双面印制板设计举例 332 9.1 原理图及PCB文件的准备 332 9.1.1 设计环境创建与原理图准备 333 9.1.2 原理图的编译与检查 334 9.2 PCB文件准备 337 9.2.1 PCB文件创建 337 9.2.2 PCB板边框设置 338 9.2.3 初步确定PCB工艺 339 9.3 在原理图中更新PCB文件 340 9.4 元件布局 341 9.4.1 元件间距设置及检查 341 9.4.2 布局与布线前原理图的解读 345 9.4.3 元件分类 347 9.4.4 元件手工布局 348 9.5 PCB板3D模型显示 351 9.6 布线操作 352 9.6.1 设置布线规则 352 9.6.2 手工布线 360 9.6.3 自动布线 366 9.6.4 布线后处理 367 9.7 生成PCB输出文件 371 9.7.1 生成Gerber(光绘)文件 371 9.7.2 生成数控钻孔(NC Drill)文件 373 习题9 374 参考文献 375