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1、基于ProtelDXP的印制电路板设计及实现工科组张平娃摘要:ProtelDXP是进行印制电路板(PBC)设计的重要工具。原理图设计工作主要包括电路板规划、元器件的选择、布局和连线,构成了制版的基础内容。为了测试设计结果需要进行了电路仿真分析。最后,本文简略阐述了制版的工艺流程及需注意的问题。关键词:ProtelDXP;印制电路板;设计;制版前言电路设计的最终目的是生产制作电子产品,各种电子产品的使用功能与物理结构都是通过印制电路板来实现的。印制电路板(PCB)是电子设备中的重要部件之一,其设计和制造是影响电子设备的质量、成本的基本因素之一。因此,印制
2、电路板(PCB)设计质量直接影响着电子产品的性能。2002年7月底由Altium公司发布的ProtelDXP电路设计软件,由于其良好的操作性等优点已成为电路设计者的新宠。本文以ProtelDXP为设计平台对PCB板主要设计步骤及其内容进行了分析,以提高电路板备板的制作效率及可靠性。一.原理图设计原理图设计是整个Protel工程的开始,是PCB文档设计乃至最后制版的基础。一般设计程序是:首先根据实际电路的复杂程度确定图纸的大小,即建立工作平面;然后从元器件库中取出所需元件放到工作面上,并给它们编号、对其封装进行定义和设定;最后利用ProtelDXP提供的
3、工具指令进行布线,将工作平面上的元器件用具有电气意义的导线、符号连接起来,对整个电路进行信号完整性分析,确保整个电路无误。1.电路板规划电路板规划的主要目的是确定其工作层结构,包括信号层、内部电源/接地层、机械层等。通过执行菜单命令DesignBoardLayers,在打开的对话框中可以控制各层的显示与否,以及层的颜色等属性设置。如果不是利用PCB向导来创建一个电路板文件的话,就要自己定义PCB的形状和尺寸。绘制时需单击工作窗口底部的层标签,再由PlaceKeepout命令来单独定义。该操作步骤实际上就是在KeepOutLayer(禁止布线层)上用
4、走线绘制出一个封闭的多边形,而所绘多边形的大小一般都可以看作是实际印制电路板的大小。2.元器件的选择对元器件的选择要严格遵循设计要求。在ProtelDXP软件中,常用的分立元件和接插件都在软件分目录Library下MiscellaneousDevice.Intlib和MiscellaneousConnectors.Intlib两个集成元件库中。其它的元件主要按元器件生产厂商进行分类,提供了型号丰富的集成库。但是有时候出于个人设计的需要,设计者无法在库文件中找到完全匹配的元器件,此时就只有通过制作工具绘制所需元器件。需要注意的是,绘制元件时一般元件均放置
5、在第四象限,象限交点即为元件基准点。3.元器件的布局ProtelDXP提供了强大的自动布局功能,在预放置元件锁定的情况下,可用自动布局放置其他元件。执行命令ToolsAutoPlacementAutoPlacer,在AutoPlace对话框中选择自动布局器。ProtelDXP提供两种自动布局工具:ClusterPlacer自动布局器使用元件簇算法,将元件依据连接分为簇,考虑元件的几何形状,用几何学方法布放簇,这种算法适用于少于100个元件的情况;GlobalPlacer自动元件布局器使用基于人工智能的模拟退火算法,分析整个设计图形,考虑线长、连线密
6、度等,采用统计算法,适用于更多元件数量的板图。自动布局较方便,但产生的板并不是最佳方案,仍需要手工调整。3.元器件的连线连线很讲究原则和技巧,走线应尽量美观、简洁。一些设计人员在初期使用ProtelDXP进行设计时,只在表象上将元件连起,而出现“虚点”。导致在生成网络报表时出错。好的设计习惯是打开电气网络,使连线可以轻松连接到一个不在捕获网络上的实体;打开在线DRC,监控布线过程,违反规则的设计被立即显示出来。完成预布线后,为了在自动布线时保持不变,需要对预布线锁定。打开菜单EditFindSimilarObjects,选择要锁定的对象。自动布线与交
7、互式布线相结合可以很好地提高布线成功率和效率。自动布线的结果为手工调整提供参考。二.电路仿真分析所谓仿真是指在计算机上通过软件来模拟具体电路的实际工作过程,并计算出在给定条件下电路中各关键点的输出波形。电路的仿真是否成功取决于电路原理图、元器件模型的仿真属性、电路的网表结构以及仿真设置等因素。仿真时首先通过Analysessetup对话框设置仿真方式并制定要显示的数据。该软件提供了解种分析仿真方式,包括直流工作点、直流扫描、交流小信号、瞬态过程、噪声、传输函数、参数扫描等。设置好仿真环境后单击OK按钮,系统自动进行电路仿真并显示分析结果。通过对仿真结果
8、的分析,设计者可以对电路进行合理的调整,直到完全满意。最后将设计好的原理图通过打印输出,以供制
