Prtel電路設(shè)計(jì)教程

1、江思敏，陳明江思敏，陳明清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社lpcb設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識lprotel軟件介紹lprotel原理電路圖設(shè)計(jì)lprotel pcb布局和布線lprotel電路仿真lprotel信號完整性分析清華大學(xué)出版社 pcb的設(shè)計(jì)就是將設(shè)計(jì)的電路在一塊板上實(shí)現(xiàn)。一塊pcb板上不但要包含所有必須的電路，而且還應(yīng)該具有合適的元件選擇、元件的信號速度、材料、溫度范圍、電源的電壓范圍以及制造公差等信息，一塊設(shè)計(jì)出來的pcb必須能夠制造出來，所以pcb的設(shè)計(jì)除了滿足功能要求外，還要求滿足制造工藝要求以及裝配要求。 清華大學(xué)出版社設(shè)計(jì)要求和規(guī)范 生成系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)框圖 功能分解 繪制原理圖

2、創(chuàng)建元件庫 原理圖仿真 確定pcb的尺寸和結(jié)構(gòu) 元件布局確定設(shè)計(jì)布線規(guī)則 進(jìn)行pcb布線 設(shè)計(jì)規(guī)則檢查和調(diào)整 時(shí)序和信號完整性分析 生成制造文件 pcb的制造和裝配 pcb產(chǎn)品的測試 清華大學(xué)出版社lpcb的信號傳導(dǎo)層材料：銅箔l銅箔通過加熱和壓力作用下粘接在襯底層上。l銅箔層的厚度通常由其每平方英尺的重量來指定，常用的有1或2盎司規(guī)格，其他規(guī)格的銅箔材料有0.25、0.5、3和4盎司等類型。l1盎司銅的厚度大約為0.035mm0.002mm。選擇那種銅箔主要根據(jù)它的電阻系數(shù)清華大學(xué)出版社l不同重量的銅電阻系數(shù)和銅箔寬度的關(guān)系 銅的重量0.5盎司 1盎司 2盎司 3盎司20700.1 1.0

3、10銅箔的寬度（mm）電阻系數(shù)（m/cm）100101.00.1清華大學(xué)出版社l絕緣層材料：環(huán)氧樹脂玻璃和酚醛紙 l酚醛紙是一種更加便宜的并且容易沖孔的材料，因此它的主要應(yīng)用在高產(chǎn)量的非關(guān)鍵性的場合。酚醛紙的電氣特性比環(huán)氧樹脂玻璃的要差、機(jī)械性能比較脆、較差的工作溫度范圍、很容易吸收水分并且不適合通孔的涂層結(jié)構(gòu)。 l環(huán)氧樹脂玻璃布可以有效地應(yīng)用于通孔涂層和多層板。如果對機(jī)械和電器特性有較高要求時(shí)，它也可以用于簡單結(jié)構(gòu)。環(huán)氧樹脂玻璃具有很好的尺寸穩(wěn)定性，具有比酚醛紙更好的機(jī)械特性，但是成本要高一些，因?yàn)樗仨氥@孔，而不能實(shí)現(xiàn)沖孔。 清華大學(xué)出版社l一些常用的pcb材料特性和選擇規(guī)范 r材料 表面

4、電阻（m）介電常數(shù)絕緣強(qiáng)度 （kv/mil） 溫度補(bǔ)償系數(shù)（x-y ppm/c）最高溫度（c ）標(biāo)準(zhǔn)的fr4最小為1 104 最大為5.4, 典型值4.64.9 最小為1.01316 110150 fr408 (高質(zhì)量) 1 106 3.8 1.4 13 180 環(huán)氧樹脂-芳族聚酰胺 (適用于更小的走線間距離) 5 106 3.8 1.6 10 180 聚酰亞胺 3.4 3.8 20 300 聚酯 3.0 3.4 27 105 清華大學(xué)出版社l一個(gè)普通的pcb板由鍍銅的樹脂玻璃材料或一層銅箔與樹脂材料（介電層）粘接在一起 銅層介電絕緣層銅層清華大學(xué)出版社(1) 銅箔 銅箔是一薄層的銅（如圖0-

5、5所示），放置在介電填充材料之間并且和介電填充材料粘接在一起。 銅箔清華大學(xué)出版社(2)銅鍍層 銅鍍層主要用于板的外層，并且當(dāng)對板上的鉆孔的孔壁進(jìn)行鍍銅層時(shí)，也為板上的銅提供了額外的銅層。 銅箔銅鍍層介電絕緣層蝕刻的銅箔蝕刻的銅鍍層介電絕緣層清華大學(xué)出版社(3)焊錫流 焊錫流是將焊錫鋪在板的裸露銅表面的工藝，有助于后面裝配元件時(shí)的焊接，并保護(hù)銅放置被氧化。 銅箔層銅鍍層介電絕緣層焊錫流清華大學(xué)出版社(4) 阻焊層 阻焊層可以防止焊錫附著在上面?？梢员Ｗo(hù)銅層放置被氧化。阻焊層可以去絕緣作用，即鋪了阻焊層的走線與外界可以實(shí)現(xiàn)絕緣。 (5)走線 pcb上的走線實(shí)際上就是信號導(dǎo)線。它提供了相同的傳輸電

6、信號的功能，它的兩端一般于pcb上的元件的引腳相連接。 銅走線介電絕緣層阻焊層清華大學(xué)出版社(6)焊盤 一個(gè)焊盤可以有幾種不同的形狀和類型，最常用的兩種焊盤類型為表貼元件安裝的鍍錫焊盤和通孔鍍錫焊盤。 元件引腳阻焊層焊錫流銅鍍層銅箔粘接層焊錫流清華大學(xué)出版社l設(shè)計(jì)pcb時(shí)，有兩種基本的走線配置：微帶走線（microstrip）和帶狀走線（stripline）。 頂層地平面電源平面地平面電源平面底層信號層信號層內(nèi)層芯電介質(zhì)電介質(zhì)電介質(zhì)內(nèi)層芯內(nèi)層芯內(nèi)層芯帶狀走線微帶走線清華大學(xué)出版社lpcb設(shè)計(jì)的好壞對電路的干擾及抗干擾能力影響很大。l在pcb設(shè)計(jì)中，元件的選擇和電路設(shè)計(jì)是影響板級電磁兼容性性能的

7、主要因素。l元件的布局對pcb的電磁兼容性具有重要的影響（數(shù)字電路、模擬電路以及電源電路的元件布局） 清華大學(xué)出版社lprotel 2004構(gòu)建于一整套板級設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)特性上，其中包括原理圖設(shè)計(jì)、印制電路板設(shè)計(jì)、混合信號電路仿真、布局前/后信號完整性分析、規(guī)則驅(qū)動pcb布局與編輯、改進(jìn)型拓?fù)渥詣硬季€及全部計(jì)算機(jī)輔助制造（cam）輸出能力。lprotel 2004支持fpga及其它可編程器件設(shè)計(jì)及其在pcb上的集成。 清華大學(xué)出版社lprotel 2004主界面 工作區(qū)面板，點(diǎn)擊其可以彈出相應(yīng)的工作界面工作區(qū)面板按鈕，點(diǎn)擊其可以彈出相應(yīng)的工作界面或快捷菜單工作區(qū)，點(diǎn)擊對應(yīng)的選擇項(xiàng)可快速啟動該功能文

8、件工作區(qū)面板清華大學(xué)出版社l新建文件菜單介紹 清華大學(xué)出版社l執(zhí)行系統(tǒng)的“preferences”命令進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置。l在系統(tǒng)參數(shù)對話框的系統(tǒng)設(shè)置選項(xiàng)中設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)。清華大學(xué)出版社l原理圖設(shè)計(jì)編輯模塊是protel 2004主要功能模塊之一。原理圖是電路設(shè)計(jì)的開始，是一個(gè)用戶設(shè)計(jì)目標(biāo)的原理實(shí)現(xiàn)，圖形主要由電子組件和線路組成。 l原理圖是由schematic模塊生成的。schematic模塊具有如下特點(diǎn)：支持多通道設(shè)計(jì)豐富而又靈活的編輯功能 強(qiáng)大的設(shè)計(jì)自動化功能 在線庫編輯及完善的庫管理 電路信號仿真 清華大學(xué)出版社lprotel 2004的原理圖編輯環(huán)境 項(xiàng)目文件導(dǎo)航原理圖編輯區(qū)文件標(biāo)簽清華

9、大學(xué)出版社l印制電路板（pcb）是由原理圖到制板的橋梁，設(shè)計(jì)了原理圖后，需要根據(jù)原理圖生成印制電路板，這樣就可以制作電路板。 lpcb模塊具有如下主要特點(diǎn)： 32位的eda系統(tǒng) 豐富而又靈活的編輯功能 強(qiáng)大的自動化布線功能 在線式庫編輯及完善的庫管理 完備的輸出系統(tǒng) 清華大學(xué)出版社lprotel 2004的pcb 設(shè)計(jì)環(huán)境 項(xiàng)目文件導(dǎo)航pcb布局布線清華大學(xué)出版社l當(dāng)用戶啟動protel 2004后，可以單擊file菜單上的new命令，從new子菜單中可以選擇建立目標(biāo)文件，包括pcb、schematic、fpga、vhdl以及相關(guān)的庫（library）文件。 lprotel 2004的文件類型

10、 文件后綴名文件對象文件后綴名文件對象.schdoc原理圖文件.schlib原理圖的庫文件.pcbdoc印制板文件.pcblib印制板的庫文件.prjpcb板級設(shè)計(jì)項(xiàng)目文件.pcb3dlib印制板三維庫文件.prjfpgfpga設(shè)計(jì)項(xiàng)目文件.cam輔助制造工藝文件.vhdvhdl設(shè)計(jì)文件.txt純文本文件.prjemb嵌入式項(xiàng)目文件.libpkg集成庫文件清華大學(xué)出版社l建立新的protel 2004項(xiàng)目后，一般可以對其選項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置，包括錯(cuò)誤檢查規(guī)則、連接矩陣、比較設(shè)置、eco（工程變化順序）生成、輸出路徑和網(wǎng)絡(luò)表選項(xiàng)，用戶也可以指定任何項(xiàng)目規(guī)則。 l所有與項(xiàng)目有關(guān)的操作，如錯(cuò)誤檢查、比較文件

11、和eco生成均在options for project 對話框中設(shè)置 。l執(zhí)行projectproject options命令，系統(tǒng)將彈出options for project 對話框 清華大學(xué)出版社loptions for project 對話框清華大學(xué)出版社l編譯項(xiàng)目。編譯一個(gè)項(xiàng)目就是在一個(gè)調(diào)試環(huán)境中，檢查設(shè)計(jì)的文檔草圖和電氣規(guī)則錯(cuò)誤。對于電氣規(guī)則和錯(cuò)誤檢測等可以在項(xiàng)目選項(xiàng)中設(shè)置。編譯項(xiàng)目的操作步驟如下：打開需要編譯的項(xiàng)目，然后選擇projectcompile pcb project命令。當(dāng)項(xiàng)目被編譯時(shí)，任何已經(jīng)啟動的錯(cuò)誤均將顯示在設(shè)計(jì)窗口下部的messages面板中。被編輯的文件與同級的

12、文件、元件和列出的網(wǎng)絡(luò)以及一個(gè)能瀏覽的連接模型一起顯示在compiled面板中，并且以列表方式顯示。如果電路繪制正確，messages面板不會有錯(cuò)誤報(bào)告。如果報(bào)告給出錯(cuò)誤，則需要檢查電路，并確認(rèn)所有的導(dǎo)線和連接是正確的。 清華大學(xué)出版社 啟動protel 2004電路原理圖編輯器設(shè)置原理圖圖紙大小及版面在圖紙上放置原理圖的元件對所放置的元件進(jìn)行布局連線對走線后的元件進(jìn)行調(diào)整保存設(shè)計(jì)繪制的原理圖清華大學(xué)出版社l執(zhí)行filenewschematic命令，系統(tǒng)將創(chuàng)建一個(gè)原理圖文件。清華大學(xué)出版社l執(zhí)行projectadd existing to project菜單命令，即可以選擇已有的原理圖文件，并

13、且可直接添加到項(xiàng)目中。 l用戶還可以直接從project菜單或右鍵菜單中選擇projectadd new to project命令，向項(xiàng)目添加新的文件，如原理圖、pcb等。 l如果想添加到一個(gè)項(xiàng)目文件中的原理圖圖樣已經(jīng)作為自由文件夾被打開，那么在projects面板上，使用鼠標(biāo)直接將需要添加的文件拖到目標(biāo)項(xiàng)目即可。 清華大學(xué)出版社l選擇designdocument options命令，系統(tǒng)將彈出document options對話框，在其中選擇sheet options選項(xiàng)卡進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)置。 清華大學(xué)出版社l元件庫管理 瀏覽元件庫 執(zhí)行designbrowse library命令，系統(tǒng)將彈出元件

14、庫管理器。在元件庫管理器中，用戶可以進(jìn)行裝載新的元件庫、查找元件、放置元件等操作。 裝載元件庫 直接執(zhí)行designadd/remove library命令，或者單擊元件庫管理器中的libraries按鈕，系統(tǒng)將彈出 “裝載/卸載元件庫”對話框，通過此對話框就可以裝載或卸載元件庫。 清華大學(xué)出版社l放置元件 通過菜單命令placepart或直接單擊布線工具欄上的按鈕，打開 “place part（放置元件）”對話框。另外一種選取元件的方法是直接從元件庫管理器的元件列表中選取。 清華大學(xué)出版社l編輯元件 編輯元件屬性 在元件屬性（component properties）對話框中設(shè)置元件的屬性，

15、包括流水號、注釋、圖形信息等。 設(shè)置元件的封裝 元件封裝主要用于pcb的設(shè)計(jì)。但是在原理圖中必須設(shè)定好元件所對應(yīng)的封裝，這樣才能正確加載到pcb中。 設(shè)置仿真屬性如果要進(jìn)行電路信號仿真的話，那么還需要具有仿真模型，當(dāng)生成pcb圖時(shí)，如果要進(jìn)行信號完整性分析，則還應(yīng)該具有信號完整性模型的定義。 清華大學(xué)出版社l電源與接地元件 電源和接地元件可以使用實(shí)用工具欄中的電源及接地子菜單上對應(yīng)的命令來選取，該子菜單位于實(shí)用（utilities）工具欄中。 對于電源和接地元件，還需要設(shè)定其網(wǎng)絡(luò)名稱。清華大學(xué)出版社l繪制原理圖的基本圖元 清華大學(xué)出版社l連接線路 當(dāng)所有電路對象與電源元件放置完畢后，現(xiàn)在可以著

16、手進(jìn)行原理圖中各對象間的連線。連線的最主要目的是按照電路設(shè)計(jì)的要求建立網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際連通性。l進(jìn)行連線操作時(shí)，可單擊電路繪制工具欄上的按鈕或執(zhí)行placewire命令將編輯狀態(tài)切換到連線模式， 然后就可以進(jìn)行連線操作。 清華大學(xué)出版社l原理圖設(shè)計(jì)實(shí)例：24v功率驅(qū)動模塊 24v功率驅(qū)動模塊功率橋電路（6個(gè)mosfet開關(guān)元件）電源供應(yīng)（24v，12v和5v）電流反饋（使用電流傳感器測量u和v相電流）光柵信號的處理（用于電機(jī)的位置反饋）外部接口（用于連接控制器和電機(jī)）清華大學(xué)出版社l功率驅(qū)動模塊原理圖（電源模塊 ） 清華大學(xué)出版社l功率驅(qū)動模塊原理圖（功率橋模塊 ）清華大學(xué)出版社l功率驅(qū)動模塊原理圖

17、（電流測量模塊 ）清華大學(xué)出版社l功率驅(qū)動模塊原理圖（接口模塊 ）清華大學(xué)出版社l設(shè)置電氣連接檢查規(guī)則 在原理圖完成后，可以執(zhí)行projectproject options命令，然后在彈出項(xiàng)目選項(xiàng)對話框的error reporting 和connection matrix 選項(xiàng)卡中設(shè)置檢查規(guī)則。 清華大學(xué)出版社l檢查結(jié)果報(bào)告 protel檢查原理圖是通過編譯項(xiàng)目來實(shí)現(xiàn)的，編譯的過程中會對原理圖進(jìn)行電氣連接和規(guī)則檢查，并報(bào)告檢查結(jié)果。 清華大學(xué)出版社l網(wǎng)絡(luò)表 執(zhí)行designnetlist for projectprotel命令，然后就可以生成原理圖的網(wǎng)絡(luò)表。 清華大學(xué)出版社l產(chǎn)生元件報(bào)表 執(zhí)行

18、reportsbill of material命令，就可以進(jìn)行生成原理圖的元件報(bào)表的操作。系統(tǒng)會彈出項(xiàng)目的bom（bill of material，材料表）窗口，在此窗口可以看到原理圖的元件列表 清華大學(xué)出版社l產(chǎn)生元件報(bào)表 單擊bom窗口report按鈕，則可以生成預(yù)覽元件報(bào)告。如果單擊export按鈕，則可以將元件報(bào)表導(dǎo)出。導(dǎo)出的文件格式有.xls，.csv和.txt等。清華大學(xué)出版社l元件繪圖工具 清華大學(xué)出版社l創(chuàng)建一個(gè)新元件的操作步驟： 單擊菜單filenewschematic library 命令，系統(tǒng)將進(jìn)入原理圖元件庫編輯工作界面。 使用元件繪圖命令繪制元件的輪廓。 繪制元件的引

19、腳，并設(shè)置引腳的序號和屬性。 繪制隱藏的元件引腳，并設(shè)置其屬性。 為元件添加文本說明。 選擇元件的封裝類型、電路仿真模型等。 將新建的元件添加到元件庫中。清華大學(xué)出版社l元件制作實(shí)例 （具體過程見本書的第5章）清華大學(xué)出版社l層次原理圖的設(shè)計(jì)方法實(shí)際上是一種模塊化的設(shè)計(jì)方法。用戶可以將系統(tǒng)劃分為多個(gè)子系統(tǒng)，子系統(tǒng)下面又可劃分為若干功能模塊，功能模塊再細(xì)分為若干個(gè)基本模塊。設(shè)計(jì)好基本模塊，定義好模塊之間的連接關(guān)系，即可完成整個(gè)設(shè)計(jì)過程。自上而下的層次原理圖設(shè)計(jì)方法 自下而上的層次原理圖設(shè)計(jì)方法 多通道層次原理圖的設(shè)計(jì)方法 清華大學(xué)出版社l層次原理圖設(shè)計(jì)實(shí)例清華大學(xué)出版社l子模塊1：isa總線和地

20、址譯碼模塊 清華大學(xué)出版社l子模塊2：串口通信和線驅(qū)動模塊 清華大學(xué)出版社l印制電路板布線流程 l印制電路板的疊層設(shè)計(jì) l印制電路板設(shè)計(jì)編輯器 l設(shè)置電路板工作層 lpcb布局和布線l制作元件封裝 l生成pcb報(bào)表 清華大學(xué)出版社l規(guī)劃電路板，在繪制印制電路板之前，用戶要對電路板有一個(gè)初步的規(guī)劃，比如說電路板采用多大的物理尺寸、采用幾層電路板（單面板還是雙面板或多層板）、各元件采用何種封裝形式及其安裝位置等。 l設(shè)置參數(shù)，參數(shù)的設(shè)置是電路板設(shè)計(jì)的非常重要的步驟。 l裝入網(wǎng)絡(luò)表及元件封裝。lpcb的元件布局。l手動預(yù)布線。l自動布線。lcam文件的輸出。 清華大學(xué)出版社l12層pcb的疊層設(shè)計(jì)配

21、置 清華大學(xué)出版社l6層pcb的疊層設(shè)計(jì)配置l4層pcb的疊層設(shè)計(jì)配置清華大學(xué)出版社l疊層設(shè)計(jì)布局快速參考 疊層123456789102層s1和地s2和電源4層s1地電源s24層地s1s2電源6層s1s2地電源s3s46層s1地s2s3電源s46層s1電源地s2地s38層s1s2地s3s4電源s5s68層s1地s2地電源s3地s410層s1地s2s3地電源s4s5地s610層s1s2電源地s3s4地電源s5s6清華大學(xué)出版社l啟動設(shè)計(jì)項(xiàng)目后，接著在設(shè)計(jì)管理器環(huán)境下執(zhí)行filenew pcb命令，系統(tǒng)將進(jìn)入印制電路板編輯器。也可以按照本書7.5節(jié)的操作步驟建立一個(gè)pcb文件，并進(jìn)入印制電路板編輯

22、器。 清華大學(xué)出版社l層的管理：執(zhí)行designlayer stack manager命令，系統(tǒng)將彈出pcb層管理器對話框，就可以進(jìn)行層的管理操作。 清華大學(xué)出版社l單擊add layer按鈕可以添加中間信號層l單擊add plane按鈕可添加內(nèi)層電源/接地層。l選中top dielectric復(fù)選框則在頂層添加絕緣層，單擊其左邊的按鈕，打開“絕緣層屬性”對話框 ，可以設(shè)置絕緣層的屬性。 清華大學(xué)出版社l設(shè)置內(nèi)部電源層的屬性。首先選中需要設(shè)置屬性的內(nèi)部電源層，然后單擊鼠標(biāo)右鍵，彈出快捷菜單。然后從快捷菜單選擇properties選項(xiàng)。系統(tǒng)將彈出內(nèi)部電源層屬性設(shè)置對話框。此時(shí)可以設(shè)置內(nèi)部電源層的

23、名稱、銅箔的厚度、該電源層所連接的網(wǎng)絡(luò)以及電源層離邊界的距離（pullback）。 清華大學(xué)出版社。印制電路板（pcb）設(shè)計(jì)管理器提供了布線工具欄（wiring tools）和繪圖工具欄。 布線工具欄繪圖工具欄清華大學(xué)出版社l規(guī)劃電路板和電氣定義。 （1）首先執(zhí)行filenewpcb命令，系統(tǒng)將啟動pcb設(shè)計(jì)管理器。（2）用戶用鼠標(biāo)單擊編輯區(qū)下方的標(biāo)簽keep-out layer，即可將當(dāng)前的工作層設(shè)置為keep out layer。該層為禁止布線層，一般用于設(shè)置電路板的邊界，以將元件限制在這個(gè)范圍之內(nèi)。（3）執(zhí)行命令placekeepouttrack，或單擊繪圖工具欄中相應(yīng)的按鈕 。然后就可

24、以繪制pcb的電氣輪廓清華大學(xué)出版社l使用向?qū)呻娐钒逶趂iles面板的底部的new from template單元點(diǎn)擊pcb board wizard創(chuàng)建新的pcb。然后選擇電路板的單位，英制或公制。 清華大學(xué)出版社l使用向?qū)呻娐钒鍐螕鬾ext，此時(shí)允許用戶選擇要使用的pcb的圖樣輪廓尺寸。 然后可以設(shè)置pcb的層、過孔、板的參數(shù)等。具體請參考 本書的7.5節(jié)。清華大學(xué)出版社l網(wǎng)絡(luò)與元件的裝入編譯設(shè)計(jì)項(xiàng)目。在裝入原理圖的網(wǎng)絡(luò)與元件之前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該先編譯設(shè)計(jì)項(xiàng)目，根據(jù)編譯信息檢查項(xiàng)目的原理圖是否存在錯(cuò)誤，如果有錯(cuò)誤，應(yīng)及時(shí)修正，否則裝入網(wǎng)絡(luò)和元件到pcb時(shí)會產(chǎn)生錯(cuò)誤，而導(dǎo)致裝載失敗。裝

25、入網(wǎng)絡(luò)與元件。打開已經(jīng)創(chuàng)建的pcb文件。然后執(zhí)行命令designimport changes from 命令，系統(tǒng)會彈出“工程改變順序”對話框 。 然后就可以將網(wǎng)絡(luò)和元件裝入到當(dāng)前pcb中。清華大學(xué)出版社l元件的自動布局。 執(zhí)行命令toolsauto placementauto player。然后在彈出的“元件自動布局設(shè)置”對話框中選擇自動布局方式：（1）cluster placer自動布局器 這種布局方式將元件基于它們連通屬性分為不同的元件束，并且將這些元件按照一定幾何位置布局。這種布局方式適合于元件數(shù)量（小于100）較少的pcb制作。（2）statistical placer布局器使用一種

26、統(tǒng)計(jì)算法來放置元件，以便使連接長度最優(yōu)化，使元件間用最短的導(dǎo)線來連接。一般如果元件數(shù)量超過100，建議使用統(tǒng)計(jì)布局器（statistical placer）。l手工編輯調(diào)整元件的布局。對元件進(jìn)行排列、移動和旋轉(zhuǎn)等操作，手動調(diào)整元件的布局清華大學(xué)出版社l添加或修改網(wǎng)絡(luò)連接。執(zhí)行designnetlistedit nets命令，系統(tǒng)將彈出 “網(wǎng)絡(luò)表管理器”對話框。在該對話框中就可以添加或修改網(wǎng)絡(luò)連接。 清華大學(xué)出版社l設(shè)計(jì)規(guī)則的設(shè)置。通常需要設(shè)置如下的布線規(guī)則： 安全間距允許值（clearance constrant） 在布線之前，需要定義同一個(gè)層面上兩個(gè)圖元之間所允許的最小間距，即安全間距。 布

27、線拐角模式 根據(jù)電路板的需要，將電路板上的布線拐角模式設(shè)置為45度角模式。 布線層的確定 對雙面板而言，一般將頂層布線設(shè)置為沿垂直方向，將底層布線設(shè)置為沿水平方向。 布線優(yōu)先級（routing priority）。 布線拓?fù)浞绞剑╮outing topology） 一般說來，確定一條網(wǎng)絡(luò)的走線方式是以布線的總線長最短作為設(shè)計(jì)原則。 過孔的類型（routing via style） 對于過孔類型，應(yīng)該與電源/接地線以及信號線區(qū)別對待。在這里設(shè)置為通孔（through hole）。 對走線寬度的要求。根據(jù)電路的抗干擾性和實(shí)際的電流的大小，確定走線寬度。清華大學(xué)出版社l布線規(guī)則的設(shè)置。執(zhí)行命令des

28、ignrules，系統(tǒng)將會彈出“設(shè)置布線規(guī)則”對話框 ，在此對話框中可以設(shè)置布線規(guī)則的參數(shù)。 清華大學(xué)出版社l交互手動和自動布線交互手動布線：執(zhí)行placeinteractive routing（快捷鍵為先按p，然后按t）命令或點(diǎn)擊放置（placement）工具欄的interactive routing按鈕 。 然后就可以進(jìn)行交互手動布線操作。 自動布線：執(zhí)行auto routeall命令，對整個(gè)電路板進(jìn)行布線。執(zhí)行該命令后，系統(tǒng)將彈出 “自動布線設(shè)置”對話框， 然后就可以實(shí)現(xiàn)自動布線。在進(jìn)行自動布線時(shí)，用戶可以對預(yù)布的走線鎖定（即選中l(wèi)ock all pre-routes復(fù)選框），從而自動布

29、線時(shí)不會影響已經(jīng)存在的預(yù)布線。l 清華大學(xué)出版社l設(shè)計(jì)規(guī)則檢查。執(zhí)行toolsdesign rule check命令，系統(tǒng)將彈出design rule check（設(shè)計(jì)規(guī)則檢查）對話框。單擊run design rule check按鈕，就可以啟動drc運(yùn)行模式，完成檢查后將在設(shè)計(jì)窗口顯示任何可能違反規(guī)則的情況。 清華大學(xué)出版社l布線實(shí)例：功率驅(qū)動模塊的印制電路板 布線前的元件布局清華大學(xué)出版社l布線實(shí)例：功率驅(qū)動模塊的印制電路板 布線后的pcb清華大學(xué)出版社l元件封裝編輯器。執(zhí)行菜單命令file newpcb library，就可以啟動元件封裝編輯器。 pcb lib放置工具欄元件編輯界面清

30、華大學(xué)出版社l創(chuàng)建封裝。 執(zhí)行toolsnew component命令，建立一個(gè)新的元件封裝，但是不使用向?qū)Р僮鳎丛趶棾龅膶υ捒蛑兄苯訂螕鬰ancel按鈕，就可以建立一個(gè)空白的元件封裝。 執(zhí)行editjumplocation命令，系統(tǒng)將彈出位置設(shè)置對話框 ，在x/y-location編輯框中輸入坐標(biāo)值，將當(dāng)前的坐標(biāo)點(diǎn)移到原點(diǎn)，輸入的坐標(biāo)點(diǎn)為（0,0）。在元件封裝編輯時(shí)，需要將基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定在原點(diǎn)位置。 清華大學(xué)出版社l創(chuàng)建封裝。執(zhí)行placepad菜單命令，如圖9-6所示。也可以單擊繪圖工具欄中相應(yīng)的按鈕。執(zhí)行該命令后，光標(biāo)變?yōu)槭?，中間帶有一個(gè)焊盤。隨著光標(biāo)的移動，焊盤跟著移動，移動到適當(dāng)?shù)奈?/p>

31、置后，單擊鼠標(biāo)將其定位。還可以執(zhí)行繪圖命令，繪制封裝的外輪廓等?？梢詧?zhí)行editset reference子菜單中的相關(guān)命令，設(shè)置元件封裝的參考點(diǎn)。 清華大學(xué)出版社l使用向?qū)?chuàng)建元件封裝啟動并進(jìn)入元件封裝編輯器，執(zhí)行toolsnew component命令。執(zhí)行該命令后，系統(tǒng)會彈出元件封裝向?qū)Ы缑?，這就進(jìn)入了元件封裝創(chuàng)建向?qū)?。清華大學(xué)出版社l使用向?qū)?chuàng)建元件封裝然后選擇創(chuàng)建的封裝類型。清華大學(xué)出版社l使用向?qū)?chuàng)建元件封裝設(shè)置焊盤的尺寸。清華大學(xué)出版社l使用向?qū)?chuàng)建元件封裝然后設(shè)置引腳的位置（即焊盤的位置）。清華大學(xué)出版社l使用向?qū)?chuàng)建元件封裝設(shè)置封裝的外輪廓尺寸。清華大學(xué)出版社l使用向?qū)?chuàng)建

32、元件封裝設(shè)置封裝的焊盤數(shù)量。最后設(shè)定元件封裝名稱，即完成了元件封裝的制作。清華大學(xué)出版社 首先執(zhí)行filenewoutput job file命令。執(zhí)行該命令后，系統(tǒng)將彈出輸出文件工作面板。此時(shí)可以選中需要生成的文件對象，在fabrication outputs欄選中nc drill files選項(xiàng)，即生成nc鉆孔文件，也可以選擇其他需要輸出的報(bào)表文件選項(xiàng)。 清華大學(xué)出版社 清華大學(xué)出版社使用鼠標(biāo)雙擊nc drill files項(xiàng)，系統(tǒng)會彈出nc鉆孔設(shè)置對話框?qū)υ捒颍藭r(shí)可以設(shè)置單位和數(shù)據(jù)格式。設(shè)置完成后按ok按鈕即回到如 。選中了需要輸出的文件對象后，就可以執(zhí)行toolsrun select

33、ed命令，然后系統(tǒng)就會生成選擇的“nc鉆孔文件”。生成的“nc鉆孔文件”包括三個(gè)文件，即 .ddr、.ldp和.txt， 清華大學(xué)出版社 清華大學(xué)出版社l生成光繪（gerber）文件。gerber文件是用于pcb加工工藝的光繪文件。工程師在設(shè)計(jì)好pcb后，通常需要送到pcb廠加工，而比較流行的做法是將pcb文件轉(zhuǎn)換為gerber文件和鉆孔數(shù)據(jù)后交pcb廠。gerber文件是一種國際標(biāo)準(zhǔn)的光繪格式文件，它包含rs-274-d和rs-274-x兩種格式，其中rs-274-d稱為基本gerber格式，并要同時(shí)附帶d碼文件才能完整描述一張圖形；rs-274-x稱為擴(kuò)展gerber格式，它本身包含有d碼

34、信息。常用的cad軟件都能生成此二種格式文件。protel 2004可以有效地由pcb文件產(chǎn)生gerber文件。 清華大學(xué)出版社l生成光繪（gerber）文件。由protel 2004產(chǎn)生gerber文件后，各文件描述如下（下面擴(kuò)展格式名中“t”表示頂層，“b”表示底層）：ld碼文件，即“*.apt”或“*.apr”文件。l線路層為“*.gtl”和“*.gbl”文件。l絲印層（字符）為“*.gto”和“*.gbo”文件。l貼片層為“*.gtp”和“*.gbp”。l綠油層（阻焊）為“*.gts”和“*.gbs”文件。l邊框?qū)訛椤?.gko”或“*.gm1”文件。 清華大學(xué)出版社l生成光繪（ger

35、ber）文件的具體操作：首先執(zhí)行filenewoutput job file命令。執(zhí)行該命令后，系統(tǒng)將彈出輸出文件工作面板。此時(shí)可以選中需要生成的文件對象，在fabrication outputs欄選中g(shù)erber files選項(xiàng)，即生成gerber文件。使用鼠標(biāo)雙擊nc drill files項(xiàng)，系統(tǒng)會彈出gerber設(shè)置對話框，此時(shí)可以設(shè)置gerber輸出文件的單位和數(shù)據(jù)格式等。設(shè)置完成后按ok按鈕即回到輸出文件工作面板。 清華大學(xué)出版社l生成光繪（gerber）文件的具體操作：gerber設(shè)置對話框 general選項(xiàng)卡 層選項(xiàng)卡 清華大學(xué)出版社l生成光繪（gerber）文件的具體操作：

36、gerber設(shè)置對話框 鉆孔圖形選項(xiàng)卡 孔選項(xiàng)卡 清華大學(xué)出版社l生成光繪（gerber）文件的具體操作：完成了設(shè)置后，就可以返回到輸出文件工作面板，然后就可以執(zhí)行toolsrun selected命令，系統(tǒng)就會生成選擇的“gerber文件” 清華大學(xué)出版社lprotel的仿真元件庫l仿真器的設(shè)置 l設(shè)計(jì)仿真原理圖 l電路仿真實(shí)例 清華大學(xué)出版社lprotel的仿真元件庫描述仿真信號源的元件庫，simulation sources.intlib 。仿真專用函數(shù)元件庫，simulation special function.intlib仿真數(shù)學(xué)函數(shù)元件庫，simulation math func

37、tion.intlib 信號仿真?zhèn)鬏斁€元件庫，simulation transmission line.intlib 清華大學(xué)出版社l進(jìn)入仿真設(shè)置環(huán)境。執(zhí)行designsimulatemixed sim命令，或者從mixed sim工具欄中選擇按鈕 進(jìn)入電路“仿真分析設(shè)置”對話框。 清華大學(xué)出版社l一般設(shè)置。在 “仿真分析設(shè)置”對話框選擇general setup選項(xiàng)，那么在對話框中顯示的是仿真分析的一般設(shè)置。設(shè)計(jì)者可以選擇分析對象，在available signals列表中顯示的是可以進(jìn)行仿真分析的信號；active signals列表框中顯示的是激活的信號，即將要進(jìn)行仿真分析的信號；按和按

38、鈕可添加或移去激活的信號。 清華大學(xué)出版社l瞬態(tài)特性分析設(shè)置。在protel中設(shè)置瞬態(tài)分析的參數(shù)，可以通過激活transient/fourier選項(xiàng)，在 “瞬態(tài)分析/傅里葉分析參數(shù)設(shè)置”對話框進(jìn)行設(shè)置。 清華大學(xué)出版社l傅里葉分析設(shè)置。選擇transient/fourier analysis選項(xiàng)，在“瞬態(tài)分析/傅里葉分析參數(shù)設(shè)置”對話框中，選中enable fourier復(fù)選框，可設(shè)置傅里葉分析的參數(shù)。fourier fundamental frequency：設(shè)置傅里葉分析的基頻。fourier number of harmonics：設(shè)置所需要的諧波數(shù)。 清華大學(xué)出版社l直流分析設(shè)置。通過

39、激活dc sweep analysis選項(xiàng)，系統(tǒng)打開 “直流分析參數(shù)設(shè)置”對話框，此時(shí)可設(shè)置直流分析參數(shù)。 清華大學(xué)出版社l蒙特卡羅分析設(shè)置。激活monte carlo analysis選項(xiàng)打開 “蒙特卡羅分析參數(shù)設(shè)置”對話框，就可以進(jìn)行蒙特卡羅分析參數(shù)設(shè)置 清華大學(xué)出版社l參數(shù)掃描分析設(shè)置。激活parameter sweep選項(xiàng)，可打開 “參數(shù)掃描分析”對話框進(jìn)行操作。 清華大學(xué)出版社l溫度掃描分析設(shè)置。激活temperature sweep選項(xiàng)，打開 “溫度掃描分析”對話框進(jìn)行操作。 清華大學(xué)出版社l傳遞函數(shù)分析設(shè)置。激活transfer function analysis選項(xiàng)，打開 “傳

40、遞函數(shù)分析”對話框進(jìn)行操作。 清華大學(xué)出版社l噪聲分析設(shè)置。激活noise analysis選項(xiàng)，打開 “噪聲分析設(shè)置”對話框來操作。 清華大學(xué)出版社l極點(diǎn)-零點(diǎn)分析設(shè)置。激活pole-zero analysis選項(xiàng)，打開 “極點(diǎn)-零點(diǎn)分析設(shè)置”對話框來操作。 清華大學(xué)出版社l采用protel進(jìn)行電流混合信號仿真的流程 l設(shè)計(jì)仿真原理圖的一般流程圖 設(shè)計(jì)需要仿真的原理圖文件 設(shè)置protel的仿真環(huán)境及對象對設(shè)計(jì)的原理圖進(jìn)行仿真分析仿真結(jié)果電路仿真的一般流程調(diào)用仿真用元件庫選擇仿真用原理圖元件整理并連接該原理圖添加激勵(lì)源到原理圖中設(shè)置節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號仿真原理圖設(shè)計(jì)的流程清華大學(xué)出版社l在仿真原理

41、圖繪制時(shí)，必須為原理圖添加下面的元件或網(wǎng)絡(luò)：激勵(lì)源：給所設(shè)計(jì)電路一個(gè)合適的激勵(lì)源，以便仿真器進(jìn)行仿真。網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號：設(shè)計(jì)者須在需要觀測輸出波形的節(jié)點(diǎn)處定義網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號，以便于仿真器的識別。清華大學(xué)出版社l模擬電路仿真實(shí)例 清華大學(xué)出版社l模擬電路仿真實(shí)例添加激勵(lì)源。在該實(shí)例電路中定義了一個(gè)幅值為100mv，頻率為160khz的正弦波激勵(lì)源，即v1。還定義了一個(gè)直流源v2(-10v)。激勵(lì)源的這些參數(shù)需要在元件的屬性對話框中定義?？梢韵却蜷_元件屬性編輯對話框，然后選擇添加或編輯仿真模型，就可以選擇激勵(lì)源選項(xiàng)，然后進(jìn)入其參數(shù)選項(xiàng)卡，設(shè)置該激勵(lì)源的參數(shù)。 清華大學(xué)出版社l模擬電路仿真實(shí)例為元件添加仿真仿真模

42、型。例如三極管元件q1（2n3906），可以執(zhí)行filenewmixed-signal simulationadvancedsim model。其仿真模型的源文件如下： *2n3906*si 310mw 40v 200ma 250mhz pkg:to-92b 1,2,3.model 2n3906 pnp(is=4e-14 bf=400 vaf=50 ikf=0.02 ise=7e-15 ne=1.16+ br=7.5 rc=2.4 cje=6.3e-12 vje=0.75 tf=5e-10 cjc=5.8e-12 vjc=0.75 tr=2.3e-8+ vjs=0.75 xtb=1.5 kf=

43、6e-16 )* origin: mcebjt.lib清華大學(xué)出版社l模擬電路仿真實(shí)例執(zhí)行designsimulatemixed sim命令，進(jìn)入電路仿真分析設(shè)置對話框。在本次仿真中，分別設(shè)置瞬態(tài)分析和交流小信號分析參數(shù)，對這兩種模擬信號特性進(jìn)行分析，并對a、b、in和out網(wǎng)絡(luò)的信號進(jìn)行仿真分析。 清華大學(xué)出版社l模擬電路仿真實(shí)例仿真器將輸出仿真結(jié)果（瞬態(tài)仿真波形顯示 ）。 清華大學(xué)出版社l模擬電路仿真實(shí)例仿真器將輸出仿真結(jié)果（交流小信號分析顯示）。清華大學(xué)出版社l數(shù)字電路仿真實(shí)例清華大學(xué)出版社l數(shù)字電路仿真實(shí)例仿真器的設(shè)置（瞬態(tài)分析/傅里葉分析設(shè)置） 清華大學(xué)出版社l數(shù)字電路仿真實(shí)例各節(jié)點(diǎn)瞬態(tài)分析仿真波形 清華大學(xué)出版社l數(shù)字電路仿真實(shí)例各節(jié)點(diǎn)傅立葉分析仿真波形 清華大學(xué)出版社l信號完整性分析規(guī)則 lpcb信號完整性分析器 lpcb信號波形分析實(shí)例 清華大學(xué)出版社lprotel中包含了許多信號完整性分析規(guī)則，這些規(guī)則用于在pcb設(shè)計(jì)中檢測一些潛在的信號完整性問題。 l在打開的需要進(jìn)行信號完整分析的pcb文檔中，首先需要執(zhí)行designrules命令設(shè)置信號完整性規(guī)則，系統(tǒng)將彈出 “pcb規(guī)則設(shè)置”對話框。l在“pcb規(guī)則設(shè)置”對話框的signal integrity選項(xiàng)中，設(shè)計(jì)者可以選擇信號完整性分析