话筒放大器印制电路板

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1、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

2、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

3、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

4、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

5、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

6、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 EXPORT TO SPREAD. 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

7、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

8、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（Part Type）元件封装（ Footprint）元件序号（Designator ）元件标称值（Part Type）元件封装（Footprint ）R110KAXIAL0.3C3331RAD0.1R210KAXIAL0.3C4331RAD0.1R31KAXIAL0.3C547FRB.2/.4R456KAXIAL0.3C610FRB.2/.4R51KAXIAL0.3C710FRB.2/.4R656KAXIAL0.3C8100FRB.2/.4R73KAXIAL0.3C910

9、4RAD0.1R83KAXIAL0.3C10104RAD0.1R9100AXIAL0.3C1110FRB.2/.4R1010KAXIAL0.3C1210FRB.2/.4R11470KAXIAL0.3C1310FRB.2/.4R12100KAXIAL0.3C1447FRB.2/.4R1382KAXIAL0.3W120KSIP3R14720AXIAL0.3W220KSIP3R1547KAXIAL0.3D14148DIODE0.4R1647KAXIAL0.3D24148DIODE0.4R1747KAXIAL0.3U1JR4558DIP8C1104RAD0.1U2LM358DIP8C2104RAD0.

10、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：DesignCreat Netlist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

11、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

12、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，Protel 99 SE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（BottomOve

13、rLayer）：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

14、约为85mm x 48mm ，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

15、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

16、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PlaceLine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