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1、Protel-DXPProtel-DXP基础与应用基础与应用EDAEDAEDA简介n n EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写。EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译等工作。EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可靠性。 n n利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出PCB版图的整个过程的计算机上自动处
2、理完成。 现在对EDA的概念范畴用得很宽。包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用。目前EDA技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。例如在飞机制造过程中，从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟，都可能涉及到EDA技术。本书所指的EDA技术，主要针对电子电路设计、PCB设计。 Protel DXP介绍n nProtelDXP是Altium公司开发的一款功能强大的EDA软件，它几乎具备了当今所有先进的电路辅助设计软件的优点。本书详细介绍了使用ProtelDXP集成开发环境进行电路原理图绘制、PCB印制电路板设计的典型方法和技巧，以及电
3、路仿真的方法和信号完整性分析工具的应用。ProtelDXP的应用领域n n应用领域应用领域n nProtelDXPProtelDXP主要应用于主要应用于电子电路设计与仿电子电路设计与仿电子电路设计与仿电子电路设计与仿真真真真、印刷电路板（印刷电路板（印刷电路板（印刷电路板（PCBPCB）设计）设计）设计）设计及及大规模可编大规模可编大规模可编大规模可编程逻辑器件的设计程逻辑器件的设计程逻辑器件的设计程逻辑器件的设计，它是第一个将所有设计，它是第一个将所有设计工具集成于一身，完成电路原理图到最终印工具集成于一身，完成电路原理图到最终印刷电路板设计全过程的应用型软件。刷电路板设计全过程的应用型软件
4、。Altium公司n n在在20022002年，年，AltiumAltium公司重新设计了公司重新设计了DesignDesignExplorerExplorer（DXPDXP）平台，随着）平台，随着ProtelDXPProtelDXP的上市，出的上市，出现了第一个在新现了第一个在新DXPDXP平台上使用的产品。平台上使用的产品。ProtelProtelDXPDXP是是EDAEDA行业内第一个可以在单个应用程序中完行业内第一个可以在单个应用程序中完成所有板设计处理的工具。成所有板设计处理的工具。n nAltiumAltium公司总部位于澳大利亚悉尼的公司总部位于澳大利亚悉尼的FrenchsFor
5、estFrenchsForest。研发活动在悉尼和欧洲进行。公司在澳大利亚、美研发活动在悉尼和欧洲进行。公司在澳大利亚、美国、日本和欧洲设有多个销售和支持办公室，在其国、日本和欧洲设有多个销售和支持办公室，在其他许多主要市场，包括中国、印度、英国等地维持他许多主要市场，包括中国、印度、英国等地维持有代理销售网络。有代理销售网络。AltiumAltium公司的客户包括公司的客户包括IBMIBM、NASANASA、MotorolaMotorola、Hewlett-PackardHewlett-Packard、CanonCanon、FujitsuFujitsu、BoschBosch、SiemensS
6、iemens、DelphiDelphi、NECNEC、SonySony、BMWBMW、AlcatelAlcatel、Daimler-BenzDaimler-Benz、PhilipsPhilips、CSIROCSIRO、NokiaNokia以及以及TelstraTelstra等公司。等公司。AltiumAltium公司的行业合作伙公司的行业合作伙伴包括伴包括MitsubishiMitsubishi、InfineonInfineon、Intel,Intel,STMicroElectronicsSTMicroElectronics、AtmelAtmel、AnalogDevicesAnalogDevi
7、ces和和PhilipsPhilips等。等。n nNASA(NationalAeronauticsandSpaceAdministration)美国国家航空航天局电子产品开发流程中电子产品开发流程中 Protel DXP的的地位地位n n高速PCB设计电子产品开发流程如下图所示：n由流程图看出生产流程主要有三个阶段：n n1、PCB设计前的仿真分析阶段设计人员在原理设计的过程中，对PCB设计作出总体规划和详细设计，制定相关的设计规则、规范用于指导后续整个产品的开发设计。n n2、PCB设计后的仿真分析阶段在PCB的布局、布线过程中，PCB设计人员需要对产品的信号完整性、电源完整性、电磁兼容性
8、、产品散热情况作出评估（即软件仿真测试）。若评估的结果不能满足产品的性能要求，则需要修改PCB图、甚至原理设计，这样可以降低因设计不当而导致产品失败的风险，在PCB制作前解决一切可能发生的设计问题，尽可能达到一次设计成功的目的。该流程的引入，使得产品设计一次成功成为了现实n n3、测试验证阶段设计人员在测试验证阶段，一方面验证产品的功能、性能的指标是否满足产品的设计要求。另外一个方面，可以验证在PCB设计前的仿真分析阶段和PCB设计后的仿真分析阶段所做的所有的仿真工作、分析工作是否是准确、可靠，为下一个产品开发奠定很好的理论和实际相结合的基础。结论n n从上面的流程我们可以很明显的看出，DXP
9、软件在PCB设计的流程中属于最后两个环节，其基础性和重要性可见一斑。n n信号完整性(SI)n n电磁干扰(EMI)n n电磁兼容性(EMC)ProtelDXP界面简介n nProtelDXPProtelDXP界面界面学习目的n n掌握电子工艺基础n n掌握焊接技巧n n掌握设计SCH和PCB的设计目录n n第一篇第一篇电子工艺基础电子工艺基础n n第二篇第二篇ProtelDXPProtelDXP电路设计与应用电路设计与应用第一篇 电子工艺基础第1章 电子元器件1.1 电阻器1.2 电容器1.3 电感器1.4 变压器1.5 半导体分立元件1.6 集成电路1.7 表面粘贴器件1.8 其他器件1.
10、9 印刷电路板基础1.10 印刷电路板设计原则一 电子元器件1.1 电阻器1.1.1 电阻器的分类：碳膜电阻器、金属膜电阻器、合成膜电阻器、线绕电阻器、保险电阻器、NTC、PTC热敏电阻器等。1.1.2 电阻器的主要参数：标称电阻值和允许偏差（误差）、额定功率、温度系数、最高工作电压、稳定性、噪声电动势、高频特性等 电阻器的标称方法 1. 直标法2. 文字符号法3. 色标法注意：读色环的顺序是以靠近电阻器引线的色环是第一环，若两端色环与两端引线等距离时，可借助于电阻的标称值系列以及色环符号的规定中有效数字与偏差的特点来判断。1.2 电容器1.2.1 电容器的分类 按结构可分为固定电容器、可变电
11、容器和微调电容器；按绝缘介质可分为空气介质电容器、云母电容器、瓷介电容器、涤沦电容器、聚苯烯电容器、金属化纸电容器、电解电容器、玻璃釉电容器、独石电容器等 表1-2 色环电阻的颜色-数码对照表1.2.2 电容器的参数1. 标称容量和允许偏差2. 额定电压3. 绝缘电阻1.2.3 电容器的标称方法1. 直标法2. 文字符号法直接标注主要技术指标的方法 用阿拉伯数字和字母符号有规律地组合来表示标称容量的方法 3. 色标法1.3 电感器1.3.1 电感器的分类按电感的形式可分为固定电感和可变电感线圈；按导磁性质可分为空芯线圈和磁芯线圈；按工作性质可分为天线线圈、振荡线圈、1.3.2 电感器的主要参数
12、1. 电感量2. 品质因数3. 分布电容4. 额定电流5. 稳定性1.3.3 电感器的测试及代换用万用表检测。若测得线圈的电阻值远大于标称值或趋于无穷大，说明电感器断路；若测的线圈的电阻远小于标称阻值，说明线圈内部有短路故障。 1.4 变压器变压器按使用的工作频率可以分为高频、中频、低频、脉冲变压器。 1.4.1 变压器的主要特征参数1. 额定功率2. 变压比3. 效率1.5 半导体元件1.5.1 二极管1.5.2 三极管1.5.3 场效应晶体管1.6 集成电路集成电路是利用半导体工艺或厚薄膜工艺（或者这些工艺的结合）将电路的有源元件（三极管、场效应管等）、无源元件（电阻器、电容器等）及其连线
13、制作在半导体基片上或绝缘基片上，形成具有特定功能的电路，并封装在管壳之中。集成电路与分立元件电路相比，具有体积小、重量轻、功耗低、成本低、可靠性高、性能稳定等优点，广泛应用于电子产品中。 1.6.1 集成电路的分类及命名1.6.2 集成电路的封装形式及识别1.7 表面粘贴器件SMC(Surface Mounted Component) 表面贴装技术SMT（ Surface Mounting Technology）指的是将元件贴装，然后焊到PCB（Printed Circuit Board印制电路板）上的一种新型电子装联技术。 二.印刷电路板设计的基本知识n n1.1.印刷电路板的组成印刷电路板
14、的组成n n印刷电路板主要由焊盘、过孔、安装孔、导线、印刷电路板主要由焊盘、过孔、安装孔、导线、元器件、接插件、填充等组成，如图所示。元器件、接插件、填充等组成，如图所示。 n n2.2.印刷电路板的板层结构印刷电路板的板层结构 n n印刷电路板常见的板层结构包括单层板（印刷电路板常见的板层结构包括单层板（SingleSingleLayerPCBLayerPCB）、双层板（）、双层板（DoubleLayerPCBDoubleLayerPCB）和多）和多层板（层板（MultiLayerPCBMultiLayerPCB）三种，见下图。）三种，见下图。n n1 1、单单面面板板：是是一一种种一一面面
15、敷敷铜铜，另另一一面面没没有有敷敷铜铜的的电电路路板板，只可在它敷铜的一面布线和焊接元件。只可在它敷铜的一面布线和焊接元件。n n2 2、双双面面板板：是是一一种种包包括括顶顶层层(Top(TopLayer)Layer)和和底底层层(Bottom(BottomLayer)Layer)的的电电路路板板，双双面面都都有有敷敷铜铜，都都可可以以布布线线，顶顶层层一一般般为元件面，底层一般为焊接面。为元件面，底层一般为焊接面。n n3 3、多多层层板板：就就是是包包含含多多个个工工作作层层面面的的电电路路板板，除除了了有有顶顶层层和和底底层层外外还还有有中中间间层层，顶顶层层和和低低层层与与双双面面板
16、板一一样样，中中间间层一般是由整片铜膜构成的电源层或接地层、信号层。层一般是由整片铜膜构成的电源层或接地层、信号层。PCB（Printed Circuit Board），中文名称为印刷线路板，简称印制板 n n 整整个个电电路路板板将将包包括括顶顶层层( (Top)Top)、底底层层( (Bottom)Bottom)、内内层层和和中中间间层层。层层与与层层之之间间是是绝绝缘缘层层，绝绝缘缘层层用用于于隔隔离离电电源源层层和和布布线线层层，绝缘层的材料要求绝缘性能、可挠性、耐热性等良好。绝缘层的材料要求绝缘性能、可挠性、耐热性等良好。n n 通通常常在在印印刷刷电电路路板板上上布布上上铜铜膜膜导
17、导线线后后，还还要要在在上上面面印印上上一一层层防防焊焊层层( (SolderSolderMask)Mask)，防防焊焊层层留留出出焊焊点点的的位位置置，而而将将铜铜膜膜导导线线覆覆盖盖住住。防防焊焊层层不不粘粘焊焊锡锡，甚甚至至可可以以排排开开焊焊锡锡，这这样样在在焊焊接接时时，可可以以防防止止焊焊锡锡溢溢出出造造成成短短路路。另另外外，防防焊焊层层有有顶顶层层防防焊焊层层( (TopTopSolderMask)SolderMask)和底层防焊层和底层防焊层( (BottomSolderMask)BottomSolderMask)之分之分。n n 有有时时还还要要在在印印刷刷电电路路板板的的
18、正正面面或或反反面面印印上上一一些些必必要要的的文文字字，如如元元件件标标号号、公公司司名名称称等等，能能印印这这些些文文字字的的一一层层为为丝丝印印层层( (SilkscreenSilkscreenOverlay)Overlay)，该该层层又又分分为为顶顶层层丝丝印印层层( (TopTopOverlay)Overlay)和和底层丝印层底层丝印层( (BottomOverlay)BottomOverlay)。n n3.3.印刷电路板的工作层类型印刷电路板的工作层类型印刷电路板包括许多类型的工作层面，如信号层、防护印刷电路板包括许多类型的工作层面，如信号层、防护层、丝印层、内部层等，下面就各层的
19、作用进行简要层、丝印层、内部层等，下面就各层的作用进行简要介绍。介绍。信号层：主要用来放置元器件或布线。信号层：主要用来放置元器件或布线。 n n印刷电路板的工作层类型印刷电路板的工作层类型防护层：主要用来确保电路板上不需要镀锡的地方不被防护层：主要用来确保电路板上不需要镀锡的地方不被镀锡，从而保证电路板运行的可靠性。镀锡，从而保证电路板运行的可靠性。 n n印刷电路板的工作层类型印刷电路板的工作层类型丝印层：主要用来在印刷电路板上印上元器件的流水号、生丝印层：主要用来在印刷电路板上印上元器件的流水号、生产编号、公司名称等产编号、公司名称等 。 n n元器件封装的基本知识元器件封装的基本知识
20、所谓元器件封装，是指元器件焊接到电路板上时，在电所谓元器件封装，是指元器件焊接到电路板上时，在电路板上所显示的外形和焊点位置的关系。常用的封装类型路板上所显示的外形和焊点位置的关系。常用的封装类型有直插式封装和表贴式封装。有直插式封装和表贴式封装。直插式封装：是指将元器件的引脚插过焊盘导孔，然后再进直插式封装：是指将元器件的引脚插过焊盘导孔，然后再进行焊接，如图所示。行焊接，如图所示。 n n元器件封装的基本知识元器件封装的基本知识 表贴式封装：是指元器件的引脚与电路板的连接仅限于电路表贴式封装：是指元器件的引脚与电路板的连接仅限于电路板表层的焊盘，如图所示。板表层的焊盘，如图所示。 结束结束
