电子制图与PCB设计-基于Altium Designer 课件 项目9、10 单面（针插式）印制电路板设计、综合练习

项目九 单面（针插式）印制电路板设计项目九 单面（针插式）印制电路板设计任务9.1单面PCB基础9.1.1单层印制电路板的基本结构单面PCB实物构成顶面：即元件安装面，主要在其中印上文字、元件符号及其他安装信息等。绝缘基材：承载元件、铜膜等。底面：覆铜层—主要布置铜膜和焊盘等。它与元件安装面分别在绝缘层的两边不同层面上。阻焊涂覆层—防止焊接短路的图层，一般用有色涂料。锡膏涂覆层—主要用于SMD元件的安装，针脚安装的元件则不需要此层。PCB设计软件环境中需要设置显示的层面（2）底层覆铜层（Bottom

Layer）（4）底层锡膏层（Bottom

Paste）（6）禁止布线层（Keep-Out

Layer）（1）顶层丝印层（TOP

Overlay）（3）底层阻焊层（Bottom

Solder

Mask）（5）机械层（Mechanical

1）（7）多层（Multi-Layer）项目九 单面（针插式）印制电路板设计9.1.2单层印制电路板设计的一般步骤设计绘制原理图

设定选用的元件及其封装，编译原理图并完善电路。规划电路板设置工作参数

根据电路板的功能、部件、元件封装形式、连接器及安装方式等，设置电路板编辑区图纸、网格类型及大小、板层参数显示等。导入元件封装库

收集原理图中所有元件的封装，将封装相关的元件封装库或集成库导入到设计环境中。载入原理图信息（网络表或PCB更新）

将所有元件的编号、封装形式、参数及元器件各引脚间的电气连接关系导入到PCB设计环境中。布局布线通过自动布局和手动布局，将元件在PCB中的安装位置进行合理安排。设定布线规则，通过自动布线和手动布线进行调整。设计规则（DRC）检查为确保PCB板图符合设计规则、网络连接正确，需要进行设计规则检查。如果有违反规则的地方，则需要对前期布局、布线进行调整，直到符合设计规则为止。保存输出保存、打印各种报表文件及其单面PCB制作文件。项目九 单面（针插式）印制电路板设计任务9.2“555电路”单面板设计电路准备编译图纸元件封装检查3．生成原理图元件库4．检查和建立原理图元件与PCB元件模型的链接9.2.2创建电路板并设置参数利用PCB向导创建PCB文件设定单面PCB编辑环境中板层显示参数单击菜单“设计→板层颜色”命令图9-20生成的PCB图9-3

555电路图9-21

PCB板层显示设置项目九 单面（针插式）印制电路板设计图9-23“工程更改顺序”对话框9.2.3装载元件库导入原理图网络信息装载元件库利用同步器将原理图导入PCB在原理图环境中，单击菜单“设计→Update

PCB

Document

555电路.PcbDoc”命令。在PCB环境中，单击菜单“设计→Import

Changes

From

555电路.PrjPcb”命令执行以上命令后弹出“工程更改顺序”对话框单击“生效更改”按钮，PCB中可以实现合法改变，如图9-24所示图9-24

PCB中可以实现的合法改变（5）单击“执行更改”按钮，执行变更命令后如图9-25所示。可见到原理图的所有元件已经导入到PCB编辑器中了。单击“关闭”按钮退出该对话框。图9-25执行变更命令后项目九 单面（针插式）印制电路板设计9.2.4手动布局9.2.5布线1．设置布线规则设置单击菜单“设计→规则”（1）电气规则（Electrical）（2）布线规则（Routing）图9-26元件拖动到布线区域内信号线的线宽

电源线宽

电源及接地线Routing

Topology（拓扑结构）

Routing

Priority（布线优先级）Routing

Layers（布线层）单面板勾选的布线层为Bottom

Layer，同时去除Top

Layer选项，如图9-31所示（此设置步骤在单面板布线过程中尤为重要）。Routing

Corners（拐角形状）项目九 单面（针插式）印制电路板设计自动布线单击“自动布线→全部”命令单击“Situs布线策略”对话框下方的“Route

All”按钮

3．调整布线（手动修改）使用鼠标直接拖动铜膜改变铜膜的位置直接画线替换原来铜膜线项目九 单面（针插式）印制电路板设计4．布线结果检查（1）单击菜单“工具→设计规则检查”命令单击对话框中的“运行DRC”按钮关闭检测“Messages”对话框图9-41设计完成的PCB文件项目九 单面（针插式）印制电路板设计练习题【练习1】单级放大器电路如图9-42所示，试设计该电路的电路板。设计要求：使用单层布线电路板。电源地线的铜膜宽度为50mil。一般布线的宽度为20mil。布线时考虑只能单层走线。单级放大器电路PCB参考图如图9-43所示图9-42单级放大器电路项目九 单面（针插式）印制电路板设计【练习2】与非门组成的简单振荡电路如图9-44所示，试设计该电路的电路板设计要求：使用单层电路板。电源地线的铜膜宽度为20mil。一般布线的宽度为20mil。人工放置元件封装。人工连接铜膜线。布线时只能单层走线。简单振荡电路PCB参考图如图9-45所示。简单振荡电路元件参数见表9-2。练习题项目九 单面（针插式）印制电路板设计【练习3】由555构成的振荡电路如图9-46所示，试设计该电路的电路板。设计要求：使用单层电路板。电源地线铜膜宽度为50mil。一般布线的宽度为25mil。人工放置元件封装。人工连接铜膜线。布线时考虑只能单层走线练习题项目九 单面（针插式）印制电路板设计【练习4】正负电源电路如图9-48所示，试设计该电路的电路板。设计要求：使用单层电路板。电源地线的铜膜宽度为40mil。一般布线的宽度为20mil。人工放置元件封装。人工连接铜膜线。布线时只能单层走线。正负电源电路PCB参考图如图9-49所示练习题项目九 单面（针插式）印制电路板设计练习题项目九 单面（针插式）印制电路板设计【练习5】方波信号发生器电路如图9-50所示，试设计该电路的电路板。设计要求：使用单层电路板。电源地线的铜膜宽度为25mil。一般布线的宽度为10mil。人工放置元件封装。人工连接铜膜线。布线时考虑只能单层走线。方波信号发生器电路PCB参考图如图9-51所示。练习题项目十 综合练习项目十 综合练习【综合练习1】串联型稳压电源分立元件电路图。该电路能输出稳定的9～15V可调直流电压。如图10-1至图10-3所示分别为本电路的印制电路板图、实物装配图、原理图。本电路的元器件明细见表10-1。要求：根据下面提供的数据，完成从原理图到PCB设计的全过程。工程项目名称为“综合练习一”。项目十 综合练习项目十 综合练习【综合练习2】场扫描振荡电路图。该电路能输出50Hz线性良好、幅度为±2V的锯齿波。如图10-4至图10-6所示分别为本电路的印制电路板图、实物装配图、原理图。本电路的元器件明细见表10-2。要求：根据下面提供的数据，完成从原理图到PCB设计的全过程。工程项目名称为“综合练习二”。项目十 综合练习项目十 综合练习【综合练习3】3位半A/D转换电压表电路。该电路能对小于2V的模拟直流输入电压用数码方式准确显示。如图10-7至图10-9所示分别为本电路的印制电路板图、实物装配图、原理图。本电路的元器件明细见表10-3。要求：根据下面提供的数据，完成从原理图到PCB设计的全过程。工程项目名称为“综合练习三”。项目十 综合练习项目十 综合练习项目十 综合练习【综合练习4】下面是静态电流不超过25mA的OTL功放电路。该功放电路输出不失真功率为1W、13倍左右的电压放大、100Hz～5kHz的频响。如图10-10至图10-12所示分别为本电路的印制电路板图、实物装配图、原理图。本电路的元器件明细见表10-4。要求：根据下面提供的数据，完成从原理图到PCB设计的全过程。工程项目名称为“综合练习四”。项目十 综合练习项目十 综合练习【综合练习5】PWM脉宽调制控制电路。该电路通过对输入直流电平的调节达到输出直流

电平可调的目的。如图10-13至图10-15所示分别为本电路的印制电路板图、实物装配图、原理图。本电路的元器件明细见表10-5。要求：根据下面提供的数据，完成从原理图到PCB设计的全过程。工程项目名称为“综合练习五”项目十 综合练习项目十 综合练习【综合练习6】数字频率计电路。该电路对大于3V、频率为300～6000Hz的交流电压用数码方式准确显示。如图10-16至图10-18所示分别为本电路的印制电路板图、实物装配图、原理图。本电路的元器件明细见表10-6。要求：根据下面提供的数据，完成从原理图到PCB设计的全过程。工程项目名称为“综合练习六”。项目十 综合练习项目十 综合练习项目十 综合练习【综合练习7】交流有效值平均值转换电路。该电路对小于1V、频率为20Hz～5kHz交流

电进行等值变换为直流电。如图10-19至图

10-21所示分别为本电路的印制电路板图、实物装配图、原理图。本电路的元器件明细见表10-7。要求：根据下面提供的数据，完成从原理图到PCB设计的全过程。