话筒放大器印制电路板（PPT64页)

《电子产品分析与制作》课程教学资源建设宁波职业技术学院教学资源建设应用电子技术专业任务2-1话筒放大器的自动设计1、什么是印制板？印制电路板是以一定尺寸的绝缘板为基材，以铜箔为导线，经特定工艺加工，用一层或若干层导电图形（铜箔的连接关系）以及设计好的孔（如元件孔、机械安装孔、金属化过孔等）来实现元器件间的电气连接。2、印制板的作用是什么？在电子产品中，印制电路板是电子元器件的支撑体，也是电子元器件电气连接的提供者。3、印制电路板分为几类？印制电路板按照结构分，分为单面板、双面板、多层板。一、话筒放大器的自动设计单面板双面板多层板底层、顶层、中间层…底层丝印层顶层丝印层印制板的分类2、印制版：设计后PCB图一、话筒放大器的自动设计一、话筒放大器的自动设计组成印制板的元素板框：板子尺寸和形状一、话筒放大器的自动设计元件：封装（外形、焊盘）一、话筒放大器的自动设计连线：即铜线，顶层（红色）、底层（蓝色）文字标注（字符、图标）双面板顶层丝印层：TopOverLay，白色油漆底层丝印层：BottomOverLay，白色油漆铜线字：顶层、底层一、话筒放大器的自动设计项目二安排印制线路板设计音频分配板手动设计话筒放大器自动设计CPU控制板自动、手动设计一、话筒放大器的自动设计样机实物照片对应的PCB板图任务2-3话筒放大器的自动设计一、任务目标1．能力目标：能正确导入网络表、排除封装导入时的错误；能正确进行设计参数设置，运用自动设计功能进行印制电路板的设计；能利用制板机制作PCB样板。2．知识目标：能清楚表述网络表的结构与作用；能说出导入时的错误原因及排除方法，能熟练说出自动设计的过程以及参数设设置要点；能基本表述制板流程。3．素质目标：能养成认真做事的习惯；培养团队合作的意识。二、工作任务本工作任务是利用Protel99SE绘图软件的自动设计功能来完成“话筒放大器”的印制电路板设计。通过本任务的具体实施，读者将熟悉自动设计印制板的基本步骤和过程，熟悉PCB环境下的基本操作，并能实施一般的印制板自动设计，为复杂的印制板设计打下基础。原理图产生网络表填写封装自动布线手动修改、检查*由网络表导入封装*布局*任务实施流程布线参数设置案例演示步骤1绘制原理图、填写封装(1)什么是封装呢？封装就是印制板中元件的符号，它兼有元件外形和元件尺寸的属性，一个元件的封装主要包含焊盘和元件外形，封装不仅要求形似（外形与实物相似），更要求神似。比如电阻的封装：AXIAL0.3表示电阻的两个管脚（焊盘）距离为300mil二极管：DIODE0.4表示电阻的两个管脚（焊盘）距离为400mil集成块14脚：DIP14代表双列直插14脚图4-1(b)图4-1(a)步骤1绘制原理图、填写封装同一个元件，可以有不同的封装比如电阻有axial0.4、axial0.3等不同的元件，也可以有相同的封装比如78xx系列稳压集成块、中功率三极管、可控硅等元件，其外形和尺寸一样的。比如数字集成块74LS00、74LS02、74LS04等管脚数目都是14，用DIP14的封装。步骤1绘制原理图、填写封装方法1：采用批量处理的方法填写封装打开“话筒放大器.sch”原理图，双击其中一个电阻如R1，并将其封装AXIAL0.4填入，如图4-2（a）所示，点按GLOBAL进入“批量”处理窗口，如图4-2（b）所示。元件名称元件封装元件序号元件标称值图4-2(a)图4-2(b)属性复制栏元件参数栏匹配条件栏缺点：封装是否填齐需要花费较多时间检查方法2电子表格统一填写的方法其特点是所有器件的标号、参数、封装在同一张表格中，可以比较，不易遗漏，另外在填写时同类的封装可以采用复制的办法，提高填写数据。下面具体来介绍这一方法：1）进入原理图编辑状态。2）执行Edit下的EXPORTTOSPREAD….命令，进入电子表格向导，图4-3。图4-3步骤1绘制原理图、填写封装3）按NEXT，选择PART，如图4-4所示（前面小方框中有“x”代表选中）。图4-44）按NEXT，选择（元件标号）、（元件封装）、（元件型号/参数），如图4-5所示。图4-5步骤1绘制原理图、填写封装5）再按NEXT，我们得到话筒放大器所对应的元件标号、型号/参数以及封装的表格，如图4-6（a）所示，我们将电阻R1的封装填入Axial0.4，如图4-6（b）所示，然后选中Axial0.4，点右键，选择复制（copy），接着粘贴到R2、R3…等所有电阻的封装栏，如图4-6（c）所示。同样的办法，将电容、插座等利用复制、粘贴等方法填入表格。图4-6（a）步骤1绘制原理图、填写封装图4-6（b）图4-6（c）到此我们已经完成所有封装的填写，而且所有内容一目了然，但这些信息是在表格中。步骤1绘制原理图、填写封装图4-76）接下去我们将他们导入到原理图中，如图4-7所示，执行File下面的Update命令，就可以将所有信息导入到原理图中。步骤1绘制原理图、填写封装话筒放大器元件封装表元件序号（Designator）元件标称值（PartType）元件封装（Footprint）元件序号（Designator）元件标称值（PartType）元件封装（Footprint）R110KAXIAL0.3C3331RAD0.1R210KAXIAL0.3C4331RAD0.1R31KAXIAL0.3C547μFRB.2/.4R456KAXIAL0.3C610μFRB.2/.4R51KAXIAL0.3C710μFRB.2/.4R656KAXIAL0.3C8100μFRB.2/.4R73KAXIAL0.3C9104RAD0.1R83KAXIAL0.3C10104RAD0.1R9100ΩAXIAL0.3C1110μFRB.2/.4R1010KAXIAL0.3C1210μFRB.2/.4R11470KAXIAL0.3C1310μFRB.2/.4R12100KAXIAL0.3C1447μFRB.2/.4R1382KAXIAL0.3W120KSIP3R14720ΩAXIAL0.3W220KSIP3R1547KAXIAL0.3D14148DIODE0.4R1647KAXIAL0.3D24148DIODE0.4R1747KAXIAL0.3U1JR4558DIP8C1104RAD0.1U2LM358DIP8C2104RAD0.1MIC1、MIC2SIP3步骤2网络表（Netlist）生成图4-9图4-8在本任务中，按照图4-9所示设置，然后点击OK按钮，系统就会自动产生网络表文件。网络表的作用：是自动设计PCB板时，连接原理图和PCB板，起到桥梁和纽带的作用。网络表的组成：元件信息、元件之间的电气连接关系。网络表的产生：执行网络表生成命令：Design\CreatNetlist…命令（如图4-8所示），或使用键盘快捷键D-N，执行后出现图4-9所示对话框：图4-9网络表是一种特殊的文本文件，它也可以理解成特殊的“原理图”。网络表的由两个部分组成。第一部分是元件描述段，以“［”和“］”将每个元件单独归纳为一项，每项包括元件标号、参数（型号）和封装形式；第二部分为电路的网络连接描述段，以“（”和“）”把电气上相连的元件管脚归纳为一项，并定义一个网络名。我们打开刚产生的网络表文件，并且截取一段加以说明：步骤2网络表（Netlist）生成步骤3建立印制板文件在F盘下面“话筒放大器.ddb”的Documents中建立“话筒放大器.PCB”文件，如图4-10所示。双击此文件，我们进入PCB的编辑环境，如图4-11所示。图4-10图4-11工具栏文档标签PCB设计工作区状态栏，显示当前光标坐标位置元件管理器菜单栏工作层选择标签在PCB设计工作区下方，有一排标签，这是用来切换PCB的不同工作层面（Layer）的。印制电路板设计时，层是十分重要的概念，Protel99SE中提供了多个工作层面，在此介绍几个常用的工作层。步骤3建立印制板文件顶层（TopLayer）：对应实际印制板的上面层。设计单面印制板时，用来放置元件封装，对于双面板，还可以布线（即铜膜），默认布线颜色为红色。底层（BottomLayer）：对应印制板的下面层，一般用来布线（即铜膜）。随着贴片元件的使用，也同时用来放置贴片元件。顶层丝印层（TopOverlayer）：在实际印制板中表现为白色的油漆层，元件的外形轮廓、元件标号和元件注释等文字、图形信息一般都在该层上。底层丝印层（BottomOverLayer）：与顶层丝印层一样，主要是底层贴片元件的外形轮廓、元件标号和元件注释等文字、图形信息。禁止布线层（KeepOutLayer）：用于定义放置元件和布线的范围，实际就是板子的边框。多层（MultiLayer）：用于放置电路板上所有的穿透式焊盘和过孔。在一般的设计中，打开这些层已经够用了，在图4-11状态下，按键盘“L”可以选择这些层是否打开，如图4-12所示，将相应层前面钩上代表这些层打开，否则这些层关闭。图4-12步骤3建立印制板文件步骤4规划印制板边框（板子尺寸）作为一个产品，印制板的设计要考虑诸多因素，其中之一就是印制板的形状、尺寸，我们假设话筒放大器印制板的尺寸约为85mmx48mm，下面我们来绘制这个边框。板子的规划有两种方法，一种是利用软件提供的“印制电路板向导”，然后按照系统的提示和引导完成板子的规划，对于像计算机中板、卡具有标准结构的板子设计是非常方便（如果自己来规划显卡等中的金手指是十分困难也容易出错的，向导中已经有了这些“标准件”的模版）。操作如下：1）打开“话筒放大器.DDB”文件，双击Documents文档，在空白处单击鼠标右键，在出现的菜单中选择New…，启动新建文件对话框，如图4-13（a）所示。图4-13（a）选择图4-13（a）左上角的标签，进入图4-13（b）所示界面，选择印制板向导图标，并按进入设计向导，如图4-13（c）所示。图4-13（b）图4-13（c）接下去按照系统提示进行板子大小、形状.等的设置工作，按照提示进行相关设置即可。这种方法适合形状规则或者标准结构的电路板设计。步骤4规划印制板边框（板子尺寸）在实际工作中大多采用另外一种规划方式，即设计者自己手工规划，在非标准件以及特殊形状的板子设计中大多是这样。图4-14绝对坐标在手工规划以及今后的印制板设计过程中，坐标数据将会是非常有用的，元件的位置、线的长度确定等，最简单的方法就是利用坐标的数据，而所有坐标的数据都是相对于坐标系中原点为参照的。Protel给定的坐标原点称为绝对坐标原点，是在整个屏幕的左下角，如图4-14所示，实际设计时用绝对坐标有诸多不便（图必须放在左下角的区域中），设计人员常常自己设定一个坐标原点，称之为相对坐标原点。步骤4规划印制板边框（板子尺寸）设置相对坐标的方法是点击原点坐标工具条，然后在工作区中某位置点一下鼠标左键，这样就设置了新的坐标原点（相对坐标原点。图4-16相对坐标有了相对坐标我们接下去来绘制板子的边框：步骤4规划印制板边框（板子尺寸）1）首先，我们用鼠标左击工作区下面的KeepOutLayer标签，切换到禁止布线层。2）执行菜单Place\Line或工具条中的按钮来放置连线。此时光标变成“十”字状，如图4-17所示，按组合键“Ctrl+End”(“Ctrl+Home”光标跳到绝对坐标原点)使光标自动跳到相对坐标原点（可以同时观测左下角的坐标状态数据），如图4-18所示，按鼠标左键，确定线的起点，移动鼠标，拉出一条85mm长的线条。图4-17图4-18步骤4规划印制板边框（板子尺寸）提示2：如果拉线时对线的长度不能很好把握的话，可以先大致拉一条。然后双击这条线，出现图4-19(a)所示的线属性框，从这里可以看出，这条线起点是（0，0），终点是(111.76，0)，将终点数据修改为（85，0），这样线的长度（根据坐标可知线长为85mm）就绘制完毕，在此大家可以体会坐标数据在这里的作用。提示1：Ｐrotel中表示线条、焊盘等尺寸的单位有两种，一种是英制单位mil，另外一种是公制单位cm，两者之间的关