《2020（PB印制电路板）学习项目二级放大电路P印制电路板设计与制作》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020（PB印制电路板）学习项目二级放大电路P印制电路板设计与制作（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 学习项目10 二级放大器双面印制电路板设计与制作 10.1 任务要求1工作任务二级放大器单面印制电路板设计与制作。2基本要求利用Protel 的基本操作完成二级放大器单面印制电路板设计。制作二级放大器双面印制电路板。3学习产出原理图、电路自动布线图、电气检查报告、网络表、材料清单、二级放大器双面印制电路板和学习总结。10.2 学习目标1原理图设计完成二级放大器的原理图设计。2创建元件封装掌握利用向导创建元件封装的方法。3单面印制电路板设计按照相关行业及国家规范与标准进行二级放大器单面印制电路板设计。4技术文件生成网络表、输出电气检查报告和材料清单。5单面印制电路板制作 按照相关行业及国家规范
2、与标准利用HW-3232线路板刻制机制作二级放大器单面印制电路板。10.3相关知识10.3.1印制电路板（PCB）设计1印制电路板设计流程（1）原理图设计 按照原理图设计流程先完成原理图的设计，图10-1。（2）启动PCB编辑器执行菜单命令File/New/PCB，即可打开PCB编辑器，如图10-2，执行菜单命令File/Save As将文件重命名“两级放大电路.PcbDoc”文件名，图10-3。（3）手动规划电路板前面我们已经生成了一个“两级放大器电路.PcbDoc” PCB文件，可以手动设置图纸的尺寸大小、栅格大小、图纸颜色等。使用环境设置和格点设置PCB 板的使用环境设置和格点设置可以在
3、设置对话框中进行。在主菜单栏中，执行命令 Design/Board Options, 即可打开格点设置对话框，按图10-4设置好各参数，点击OK按钮，关闭该对话框。下面我们为该电路做一块单面电路板，尺寸大小为2000mil1500mil。绘制电路板物理边界：点击PCB编辑器页面下部图层转换按钮Mechanical1，将当前图层切换到机械层1，图10-5。单击布线工具栏Placement中的按钮，画一个2040mil1540mil的封闭矩形。将当前图层切换到禁止布线层（Keep-Out Layer），单击布线工具栏Placement中的按钮，在刚才画的矩形内部画一个2000mil1500mil的
4、封闭矩形。画好的图形如土图10-6所示。确定新的坐标原点。执行菜单命令Edit/Origin/Set，点击电路板左下点为新的坐标原点。图10-1 原理图的设计图10-2 PCB编辑器图10-3文件重命名图10-4设置各参数图10-5 图层切换图10-6绘制电路板（4）生成网络表在原理图中将所有元件的属性（特别是元件封装）填写好，生成网络表。（5）装入网络表及元件 这一步工作是整个设计工作中一个非常重要的环节。对于每一个装入的元件必须有相应的封装形式，这是自动布线中所不能缺少的。对封装的说明包含在网络表文件中。因此，只有将网络表和元件装入后，才能开始印制电路板的自动布线工作。 这里介绍利用网络表
5、文件装入网络表和元件，其步骤如下： 在 SCH 原理图编辑环境下，本例先打开“两级放大电路.SchDoc”文件。执行主菜单命令 Design Update PCB 两级放大电路.PcbDoc，系统弹出如图10-7所示的Engineering Change Order对话框。单击Validate Changes按钮，系统将检查所有的更改是否都有效，如果有效，将在右边 Check 栏对应位置打勾，如果有错误， Check 栏中将显示红色错误标识。一般的错误都是由于组件封装定义不正确，系统找不到给定的封装，或者设计 PCB 板时没有添加对应的集成库。此时则返回到 SCH 原理图编辑环境中，对有错误的
6、组件进行更改，直到修改完所有的错误即 Check 栏中全为正确内容为止，如图10-8。单击 Execute Changes 按钮，系统将执行所有的更改操作，如果执行成功， Status 下的 Done 列表栏将被勾选，执行结果如图10-9所示。单击 Close 按钮，将关闭该对话框，进人 PCB 编辑接口，如图10-10，这样就将网络表装入到PCB编辑器中了。图10-7Engineering Change Order对话框图10-8 有效变更检查后的 Engineering Change Order 对话框图10-9更改操作完成图10-10加载网络表和元件后的 PCB 编辑器 (6) 元件手工
7、调整布局将图10-10中的元件封装分别用鼠标选中，调整封装方向（连线尽量不交叉），手动调整后的布局如图10-11。图10-11手工调整布局(7) 布线宽度设置主菜单中执行菜单命令Desing Rules ，系统将弹出如图10-12所示的 PCB Rules and Constraints Editor(PCB 设计规则和约束 ) 对话框。在 Width 上右击鼠标，从弹出的快捷菜单中选择 New Rule 选项。系统将自动当前设计规则为准，生成名为Width_1 的新设计规则。按图10.12设置好各参数， Width （导线宽度）选项区域设置导线的宽度有三个值可以供设置，分别为 Max wid
8、th （最大宽度）、 Preferred Width （最佳宽度）、 Min width （最小宽度）三个值。系统对导线宽度的默认值为 10mil ，单击每个项直接输入数值进行更改。这里采用值 40mil 设置VCC导线宽度，点击OK按钮，关闭该对话框。图10-12 PCB 设计规则和约束对话框 （8）自动布线 如果没有特殊要求，可以实行全局布线。执行菜单命令Auto Route(自动布线) All(全部)，打开“Situs Routing Strategies”对话框中的按钮，即完成自动布线，如图10-13、10-14、10-15所示。图10-13自动布线 图10-14完成自动布线图10-1
9、5自动布线报告（9）对地线进行敷铜单击放置工具栏中的按钮，出现放置敷铜对话框，图10-16。在该对话框中Net选GND，点“OK”确定。光标变为十字形，沿着禁止布线层（Keep-Out Layer）边框画一个封闭的矩形，单击鼠标右键，即可在TopLayer生成接地的多边形敷铜填充。按同样的方法对Bottom Layer 矩形敷铜，图10-17。完成敷铜后的效果及3D效果如图10.18。 图10-16 放置敷铜对话框图10-17 Bottom Layer 矩形敷铜图10-18 完成敷铜后的效果图10-19 3D效果10.3.2输出设计规则检查报告设计规则检查报告列出了设计规则的设置与修改内容。执
10、行菜单Tools(工具) Design Ruls Check(设计规则检查)，弹出如图10-20所示对话框。双击按钮，出现设计规则检查报告（DRC文件），图10-21。 图10-20 设计规则检查图10-21设计规则检查报告10.3.3制作二级放大器单面印制电路板（1） 操作详见附录HW-3232线路板刻制机使 用 说 明 书。（2） 选择测试元件。（3） 焊接元件。（4） 测试、检查、验收。10.4项目训练： UC3842 开关电源双面电路板设计与制作。 训练目的： 巩固原理图设计方法，图样设置合理，正确编辑元件属性，连线正确，放置地线节点，标题栏和信息填写正确。掌握印制电路板设计的流程。能
11、够规划电路板、进行元件封装库的添加、封装的选择和编辑、网络表的装入、手工调整布局和自动布线。能够输出PCB报表文件，制作单面印制电路板，进行元件的安插、焊接、检查和测试。 设计要求：添加输入/输出接口、添加电源封装、加宽电源和地线为30mil。 设计图纸如图10.22所示.（一）操作要点如图 10-22 所示的开关电源电路是以 UC3842 为核心的一种基本的中、小功率开关电源。图10-22基本开关电源电路1、电路原理图设计1)建立文件夹在 D 盘建立一个文件夹，名称为：UC3842。2)创建项目文件（1）启动 Protel 。（2）执行菜单命令File/New/PCB Project，系统建
12、立一个项目文件，默认文件名为：PCB Project1.PRJPCB。（3）执行菜单命令File/Save Project，将新建项目文件换命保存，选择文件路径并输入新建项目文件名 UC3842，完成 D:UC3842UC3842.PRJPCB 项目文件的建立。3)创建一个新的原理图文件（1）执行菜单命令File/New/Schematic。（2）然后执行菜单命令File/Save，选择路径并输入文件名 UC3842，建立一个原理图文件 D:UC3842 UC3842.SCHDOC。4)载入元件库该电路元件列表如表 10.1 所示。表 10.1 UC3842 开关电源元件列表由表 10.1 可
13、以看出 UC3842 开关电源电路涉及的元件除 UC3842、变压器的原理图元件以及变压器和保险的元件封装需自己制作外，其余都是系统默认集成元件库Miscallaneous Devices.IntLib 和 Miscallaneous Connectors.IntLib 内的元件。5)参数设置（1）执行菜单命令Design/Options，打开 Documents Options 对话框。（2）将图纸尺寸设为 A4，横向；将电气栅格属性设为 10mil；将捕捉及可视格栅均设为 10mil。6)放置元件将集成元件库Miscallaneous Devices.IntLib和Miscallaneou
14、s Connectors.IntLib 内已有的元件放置在图中。放置元件时尽可能按相互间关系放置。但对于复杂的电路，元件放置一步到位的可能性不大。一般采用化整为零的方式，以某些关键元件为中心完成部分局域图布线，然后进行拚接、调整。也就是说，元件布置和布线常常是穿插进行的，并经常进行调整。7)制作 UC3842 和变压器原理图元件执行菜单命令Design/Make Project Library，系统建立一个项目专用元件库，将已放置在图面上的元件自动载入该库，文件名为：UC3842.SCHLIB。系统自动转到电路原理图元件编辑器中。（1）制作 UC3842单击元件编辑器中 Add 按钮，将新元件
15、名重命名为 UC3842。利用Place/Rectangle命令绘制一个 80mil（W）X120mil（H）的矩形。执行菜单命令Place/Pin放置元件管脚。按 Tab键编辑管脚属性，完成 UC3842 元件如图 10-23 所示。图 10-23 UC3842 原理图元件（2）制作变压器元件单击元件编辑器中 Add 按钮，将新元件名重命名为 Trans1。绘制变压器线圈可利用Place/Arc。这里我们采用另一种更简洁的方法：打开新建元件库 UC3842.SCHLIB 中的电感 Inductor，选取线圈部分进行剪切或复制，再切换到变压器 Trans1，进行粘贴，调整。执行菜单命令Place/Pin放置元
