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毕业论文【摘要】Protel是Altium公司推出的电路辅助设计系统,是第一个将所有的设计工具集成于一身的板级设计系统。在原理图已完成的基础上利用Protel进行PCB设计一般遵循：确定外形、布局、布线、规则检查等几个步骤。分析了布局、布线的基本原则,探讨了在整个PCB设计过程中的一些经验和技巧。原理图绘好后,接着是设计印制电路板,简称PCB.进行PCB设计一般遵循:规划电路板、装入元器件封装库及网络表、元器件的布局、布线等步骤PCB在整个电子产品中，扮演了整合连接总其成所有功能的角色。本文通过Protel软件和几个典型的例子探讨了整个PCB设计过程,为正确高效率设计印制电路板提供了有效的途径，分析了各种干扰产生的途径和原因，介绍了PCB设计中的一些特殊规则及抗干扰设计的要求。【关键词】：印刷电路板、电路辅助设计、规则、技巧、布线技术、电磁干扰、PCBPROTELABSTRACTAltiumLaunchesProtelarecircuit-aideddesignsystem,isthefirstofallthedesigntoolsetIntotheboardsinasystem-leveldesign.IntheschematicdiagramhasbeencompletedbasedontheuseofProtelforPCBdesign1Asfollowed:identificationofshape,layout,wiring,afewsteps,suchasrulechecking.Analysisofthelayout,thebasicwiring.TheprincipleoftheentirePCBdesignprocessinsomeoftheexperienceandskills.Afterschematicdrawing,followedbydesignPrintedcircuitboard,orPCB.ForPCBdesigningeneralfollow:Planningcircuitboards,componentsintothepackagedatabaseandnetworktables,thelayoutofcomponents,wiringandotherstepsintheentirePCBElectronicsproducts,playedatotalintegratedintoallthefeaturesoftheirrole.Inthispaper,ProtelDXPsoftwareandafewtypicalexamplesoftheentirePCBdesignprocess,inordertocorrectandefficientdesignofprintedcircuitboardprovidesaneffectivewaytoanalyzeavarietyofinterferencegeneratedbythewaysandreasons,theintroductionofthePCBdesignsomespecialrulesandanti-jammingdesign.【KEYWORD】:Printedcircuitboard、designrules、auxiliarycircuit、wiringtechnologyskills、EMIPCB、PROTELsoftware毕业论文目录一、引言1页二、软件介绍1页三、干扰的来源和传播途径4页四、PCB板图设计的一般原则及注意事项.5页五、抑制干扰源的常用措施6页六、总结8页七、参考文献8页八、致谢9页毕业论文第1页共9页一、引言我国正处在以经济建设为中心和改革开放的大好形势下电子工业的年增长率会超过20%，印刷电路板工业依附整个电子工业也会随势而涨而且超过20%的增长速度，世界电子工业领域发的技术革命和产业结构变化正为印刷电路的发展带来新的机遇和挑战。印刷电路随着电子设备的小型化、数字化、高频化和多功能化发展作为电子设备中电气的互连件。PCB中的金属导线已不只是电流流通与否的问题而是作为信号传输线的作用，也就是说对高频信号和高速数字信号的传输用PCB的电气测试不仅要测量电路或网络的通断和短路等是否符合要求而且还应该测量特性阻抗值是否在规定的合格范围内只有这两方向都合格了印刷板才符合要求，印刷电路板提供的电路性能必须能够使信号传输过程中不发生反射现象信号保持完整降低传输损耗起到匹配阻抗的作用这样才能得到完整可靠精确无干扰、噪音的传输信号。论述利用Protel软件设计印刷电路板的技术,其中包括电路原理图设计、印刷电路板PCB的生成以及CAM文件输出.指出了Protel软件最新所具有的一些优点.分析了在原理图设计和印刷电路板设计过程中会出现的问题，根据实际电路设计给出了如何避免和解决这些问题的方法,为正确高效率设计印刷电路板提供了有效的途径。随着电子技术的飞速发展，PCB的密度越来越高，电子系统的工作频率也越来越高；模拟电路、数字电路、大规模的集成电路和大功率电路的混合使用以及电子设备的工作带宽越来越宽，灵敏度越来越高：并随着网路技术的应用，连接各设备之间的电缆和空间联网也越来越复杂。实践证明，当我们在使用PROTEL制板时，尽管制定了相关的设计规则及约束条件，在进行自动布局和自动布线时，仍然出现印刷电路板设计不当，并对系统的可靠性产生不良影响。因此，要使电子系统获得最佳性能，在用PROTEL制板时，必须采用自动与手动相结合。并应遵循设计的一般及特殊规则。二、软件介绍（一）Protel99se软件介绍Protel是目前国内最流行的通用EDA软件，它是将电路原理图设计、PCB板图设计、电路仿真和PLD设计等多个实用工具软件组合后构成的EDA工作平台，是第一个将EDA软件设计成基于Windows的普及型产品。Protel98率先集成了软件界面，Protel99增加了仿真功能和PLD设计和信号完整性分析。在此基础上，Protel99SE又增加了一些新的功能，用户使用更加方便灵活。（二）利用Protel99se设计PCB的流程印制电路板的设计是Protel99se的另外一个重要部分。在这个过程中，可以借助Protel99se提供的强大功能实现电路板的版面设计，完成高难度的布线工作。在PCB设计中，一般采用双面板或多面板，每一层的功能区分都很明确。在多层结构中零件的封装有两种情况，一种是针式封装，即焊点的导孔是贯穿整个电路板的；另毕业论文第2页共9页一种是STM封装，其焊点只限于表面层；元器件的跨距是指元器件成形后的端子之间的距离。利用Protel99se设计PCB的流程如图1所示。图1Protel99se设计PCB的流程1．PCB设计前的准备工作绘制原理图，然后生成网络表。当然，如果是一个非常简单的电路图，可以直接进行PCB的设计。2．进入PCB设计系统根据个人习惯设置设计系统的环境参数，如格点的大小和类型、光标的大小和类型等，一般来说可以采用系统的默认值。3．设置电路板的有关参数对电路板的大小、电路板的层数等参数进行设置。4．引入生成的网络表网络表引入时，需要对电路原理图设计中的错误进行检查和修正。特别注意的是在电路原理图设计时一般不会涉及零件封装的问题，但PCB设计的时候，零件封装是必不可少的。5．布置各零件封装的位置可利用系统的自动布局功能，但自动布局功能并不太完善，需要进行手工调整各零件封装的位置。6．进行布线规则设置布线规则包括对安全距离、导线形式等内容进行设置，这是进行自动布线的前提。7．进行自动布线Protel99se系统的自动布线功能比较完善，一般的电路图都是可以布完的；但很多走线的布置并不令人满意，需要进行手工调整。8．通过打印机输出或硬拷贝保存毕业论文第3页共9页完成电路板的布线后，保存完成的电路线路图文件，然后利用各种图形输出设备，如打印机或绘图仪输出电路板的布线图。三、干扰技术的来源和传播途径干扰的来源是多方面的。对于控制系统来说，干扰既可能来自外部，也可能来自系统内部。外部干扰与系统结构无关，而是由系统所处的环境因素决定；内部干扰则与系统结构、制造工艺等有关。外部干扰主要是空间电磁场的影响，包括输电线路和电气设备发出的电磁场，通信广播发射的无线电波，雷电、火花放电、弧光放电和辉光放电等放电现象等。内部干扰主要由分布电容、分布电感等分布参数所引起的耦合感应，电磁场辐射感应，长线传输的波反射，多点接地造成的电位差以及寄生振荡引起的干扰；另外元器件产生的噪声也属于内部干扰。尽管外部干扰和内部干扰产生的原因不同，但是它们的传播途径和影响控制系统的机理基本相同，因而消除或抑制它们的方法和措施没有本质区别。一、干扰传播途径在控制设备的工作现场往往有许多强电设备，它们的启动和工作过程将产生干扰电磁场，另外还有来自于空间传播的电磁波和雷电的干扰，以及高压输电线周围交变磁场的影响等。干扰的传播途径主要有静电耦合、磁场耦合和公共阻抗耦合等；1．静电耦合静电耦合是电场通过电容耦合途径窜入其他线路的。在两根导线之间会构成电容，印刷电路板上各印刷线路之间，以及变压器各绕组之间也都会构成电容。既然存在分布电容，就可以为频率为O的干扰信号提供阻抗为1／jwc的通道，使得电场干扰得以窜人。图7．1为两平行导体之间的电容耦合及其等效电路。图中Cl：是导体1和导体2之间的分布电容的总和，Cl，和C2g，分别是导体1和导体2的对地总电容，R是导体2的对地电阻。如果导体1上有干扰电压V1存在，导体2作为接受干扰的导体，则导体2上出现的干扰电压y。为当导体2对地电阻只很小，使得jwR(C12+C2g)《1时，在这种情况下，干扰电压Vn由电容cl2和C2g，的分压关系及V1确定，其幅值比前一种情况大得多。2．磁场耦合毕业论文第4页共9页空间磁场耦合是通过导体之间的互感进行的。在任何载流导体周围空间中都会产生磁场，而交变磁场则引起其周围的闭合回路中产生感应电动势。在设备内部，线圈或变压器的漏磁会引起干扰；在设备外部，当两导体平行时，也会产生干扰，如图7．2所示。干扰电压是由于感应电磁场引起的耦合，其大小为Vn=iwMI1其中w为交变感应电磁场的角频率，M为两导体之间的互感，Ll为导体1中的电流。电磁场辐射也会造成干扰。当高频电流流过导体时，会在该导体周围产生向空间传播的电磁波。此时整个空间充满了从长波到微波范围的电磁波，一般称为无线电干扰。这种干扰极易被电源线和长信号线接收后传播到控制系统中。另外，长信号线具有天线效应，既能接收干扰信号，同时也能辐射干扰信号。3．公共阻抗耦合公共阻抗耦合发生在两个电路的电流流经一个公共阻抗时，一个电路在该阻抗上的电压降会影响到另一个电路。在控制系统中，通常总是用母线将电源引入，又将返回信号引入地线。在实际系统中，母线不可能是理想的(电阻等于零，电感等于零，电容等于无限大)导体，实际上它也有一定的电阻和电感。当流过较大的信号电流时，它的作用就像一根天线，会对外辐射信号。另外，母线之间、母线与其他信号线之间还有分布电容，干扰信号可以通过这个电容耦合过来。印刷电路板上的“地”线实际上是公共回流线，它也具有一定的电阻和电感，当流过地线的电流发生变化时，各个电路就通过它产生耦合，如图7．3所示。如果各电路之间有公共电源线，各独立回路回流通过公共回流线电阻Rni和R。(i，j=1，2，…，n)产生压降四、PCB板图设计的一般原则以及注意事项（一）印刷电路板的设计，从确定板的尺寸大小开始，印刷电路板的尺寸因受机箱外壳大小限制，以能恰好安放入外壳内为宜，其次，应考虑印刷电路板与外接元器件（主要是电位器、插口或另外印刷电路板）的连接方式。印刷电路板与外接组件一般是通过塑料导线或金属隔离线进行连接。但有时也设计成插座形式。即：在设备内安装一个插入式印刷电路板要留出充当插口的接触位置。对于安装在印刷电路板上的较大的组件，要加金属附件固定，以提高耐振、耐冲击性能。（二）布线图设计的基本方法：首先需要对所选用组件器及各种插座的规格、尺