AltiumDesigner軟件使用練習實驗報告

1、專業(yè)：自動化（電氣）實驗報告姓名：冷嘉昱學號：日期：課程名稱：電工電子工程訓練指導老師：熊素銘 成績： _地點：東三 501實驗名稱： Altium Designer軟件使用練習實驗類型：弱電同組學生姓名：_一、實驗目的和要求（必填）二、實驗內(nèi)容和原理（必填）三、主要儀器設備（必填）四、操作方法和實驗步驟五、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理六、實驗結(jié)果與分析（必填）七、討論、心得一、實驗目的1. 深入學習 Altium Designer軟件的基本操作2. 學習利用 Altium Designer軟件繪制電路原理圖3. 學習利用 Altium Designer軟件繪制印刷電路圖4. 設計直流穩(wěn)壓電源的電路原理

2、圖5. 設計汽車轉(zhuǎn)彎閃光指示燈電路原理圖裝6. 以汽車轉(zhuǎn)彎閃光指示燈原理圖設計相應PCB圖二、實驗內(nèi)容和原理訂1. 在 Altium Designer軟件上畫出直流穩(wěn)壓電源電路原理圖（見圖1）。工作原理降壓變壓器T1 的原邊繞組接交流220V，副邊繞組中間有抽頭，為二組交流15V 輸出， D1 和電容 C1、 C2組成橋式整流和電容濾波電路。在電容器C1、C2 兩端有 18V 左右不穩(wěn)定的直流電壓，經(jīng)三端集成穩(wěn)壓器穩(wěn)壓，在7812 集成穩(wěn)壓器輸出端有 +12V 的穩(wěn)定直流電壓輸出，在7912 集成穩(wěn)壓器輸出端有-12V 的穩(wěn)定直流電壓輸出。該電路可用作為集成運算放大器電路、OCL功率放大電路的

3、電源。C3、C4 用來防止電路自激振蕩。C5、C6 用來改善負載瞬態(tài)響應，防止負載變化時，輸出電壓產(chǎn)生較大的變動。D4、 D5 是發(fā)光二極管，用以防止當集成穩(wěn)壓器輸入端短路時，因電容器C5、C6 放電而損壞集成穩(wěn)壓器。元器件選擇變壓器 T 選用額定功率為20W、輸出二組交流15V 的電源變壓器。 D1 采用橋堆整流二極管。三端集成穩(wěn)壓器 7812、 7912 采用 S-7 型封裝，外加散熱器。 C1、 C2 為 2200F/25V 電解電容。 C3、 C4 可采用獨石電容。 C5、 C6 采用 100pF/15V電解電容。 D2、D3采用二極管1N4001。D4、D5采用直徑 5mm普通圓形發(fā)

4、光二極管，可分別選用紅色、綠色。R1、 R2選用 1k、 1/8W 碳膜電阻。圖 1 直流穩(wěn)壓電源電路原理圖P.2實驗名稱：電工電子工程訓練姓名：冷嘉昱 學號：2. 在 Altium Designer軟件上畫出汽車轉(zhuǎn)彎閃光指示燈電路原理圖（見圖2）工作原理BG1、 BG2組成無穩(wěn)態(tài)電路，當電路通電后，無穩(wěn)態(tài)電路開始工作，由于不斷導通與截止，從而使繼電器J 不斷吸合與釋放，使指示燈電路接通和斷開，BG2燈發(fā)出一閃一閃的亮光。K1 合向左邊時， 汽車左邊的指示燈發(fā)光；K2 合向右邊時，汽車右邊的指示燈發(fā)光。裝元器件選擇R1選用 3.3k 碳膜電阻， R2 選用 7.5k 碳膜電阻， R3 選用 2

5、0k 電位器，訂R4選用 4.7k 碳膜電阻， R5 選用 220 碳膜電阻， R6選用 51 碳膜電阻， R7、R8選用 15k 碳膜電阻； C1、C2 選用 47pF 極性電容； BG1、BG2選用 9012 型三極管； J 選用電磁繼電器； LED1、LED2選用發(fā)光二極管； K1 選用標準單刀雙擲開關(guān)；BT1 選用 12V 電源。圖 2汽車轉(zhuǎn)彎閃光指示燈電路原理圖3. 在 Altium Designer軟件上設計并畫出汽車轉(zhuǎn)彎閃光指示燈電路PCB 圖（見圖 3）圖 3汽車轉(zhuǎn)彎閃光指示燈電路 PCB圖P.3實驗名稱：電工電子工程訓練姓名：冷嘉昱學號：三、實驗步驟1. 在 Altium D

6、esigner軟件上畫出直流穩(wěn)壓電源電路原理圖 Altium Designer軟件的啟動點擊桌面圖標，運行Altium Designer軟件；然后新建一個 PCB Project ，更名為“直流穩(wěn)壓電源 .PrjPCB ”并保存。啟動 Altium Designer電路原理圖編輯器裝在工程項目名稱上點擊右鍵，選擇Add New Schematic to Project，則在該訂項目中創(chuàng)建了一個新的空白原理圖文件，同時打開了該原理圖編輯環(huán)境。將該原理圖更名為“直流穩(wěn)壓電源 .SchDoc”并保存。設置電路圖圖紙尺寸及版面在原理圖編輯窗口中，雙擊圖紙紙邊或在Design 中選擇 Document

7、Options可打開文檔選項對話框，進行圖紙尺寸、柵格等內(nèi)容的設置。元件庫載入和瀏覽打開 Libraries面板，然后點擊“ Libraries”按鈕完成元件庫的載入。通過Libraries面板瀏覽庫中的元器件。本實驗中所用7912 型三端集成穩(wěn)壓器并不存在于 Miscellaneous Devices庫中，因此需要在第步后在Design 中選擇 MakeSchematic Library，新建一個SchLib 文件，并在編輯界面中根據(jù)7812 型三端集成穩(wěn)壓器改造出7912 型三端集成穩(wěn)壓器。在圖紙上放置所需元器件打開 Libraries面板，在 Miscellaneous Devices庫

8、中選定所需元器件后雙擊，按照圖 1 在圖紙中參考Grid 找到大概位置進行放置，并修改各個器件的標號及參數(shù)屬性，注意每個器件的標號（Designator ）唯一，完成器件布局。繪制導線在 Place 中選擇 Wire ，根據(jù)圖 1 完成原理圖的連線。電路原理圖的完善a. 放置電源和地符號。在 Place 中選擇 Power Ports ，根據(jù)圖 1 進行放置并修改相應參數(shù)；b. 放置文字和標注。在 Place 中選擇 Text String 。編譯原理圖在 Project 中選擇 Compile 。錯誤將出現(xiàn)在 Message欄中。2. 在 Altium Designer 軟件上畫出汽車轉(zhuǎn)彎閃

9、光指示燈電路原理圖 Altium Designer軟件的啟動點擊桌面圖標，運行Altium Designer軟件；然后新建一個PCB Project ，更名為“汽車轉(zhuǎn)向燈電路.PrjPCB ”并保存。啟動 Altium Designer電路原理圖編輯器在工程項目名稱上點擊右鍵，選擇Add New Schematic to Project，則在該項目中創(chuàng)建了一個新的空白原理圖文件，同時打開了該原理圖編輯環(huán)境。將該原理圖更名為“汽車轉(zhuǎn)向燈電路.SchDoc”并保存。設置電路圖圖紙尺寸及版面在原理圖編輯窗口中，雙擊圖紙紙邊或在Design 中選擇Document Options可打開文檔選項對話框，

10、進行圖紙尺寸、柵格等內(nèi)容的設置。元件庫載入和瀏覽打開 Libraries面板，然后點擊“ Libraries”按鈕完成元件庫的載入。通過Libraries面板瀏覽庫中的元器件。本實驗中所用9012 型三極管并不存在于Miscellaneous Devices庫中，因此需要在第步后在Design中選擇 MakeSchematic Library ，新建一個 SchLib 文件，并在編輯界面中根據(jù)PNP BipolarTransistor改造出 9012型三極管。P.4實驗名稱：電工電子工程訓練姓名：冷嘉昱學號：在圖紙上放置所需元器件打開 Libraries面板，在 Miscellaneous D

11、evices庫中選定所需元器件后雙擊，按照圖 1 在圖紙中參考Grid 找到大概位置進行放置，并修改各個器件的標號及參數(shù)屬性，注意每個器件的標號（Designator ）唯一，完成器件布局。繪制導線在 Place 中選擇 Wire ，根據(jù)圖 1 完成原理圖的連線。裝電路原理圖的完善a放置電源。在MiscellaneousDevices 庫中選定 Battery后雙擊，按照圖訂1 放置到相應位置，并修改標號為12V。b放置文字和標注。在Place 中雙擊 Text String。3.在 Altium Designer軟件上設計并畫出汽車轉(zhuǎn)彎閃光指示燈電路PCB圖（此實驗步驟前提是完成第2 步實驗

12、所有步驟，即獲得一個正確的“汽車轉(zhuǎn)向燈電路 .SchDoc”文件）啟動 Altium Designer PCB圖編輯器在工程項目名稱上點擊右鍵，選擇Add New PCB to Project，則在該項目中創(chuàng)建了一個新的空白PCB圖文件，同時打開了該PCB圖編輯環(huán)境。將該PCB圖更名為“汽車轉(zhuǎn)向燈電路 .PcbDoc”并保存。生成網(wǎng)絡文件并從原理圖文件導入封裝后的元器件在原理圖界面中選擇Design 中的 Netlist for Document，選擇 Protel ，生成網(wǎng)絡文件。在Design 中選擇 Import changes from汽車轉(zhuǎn)向燈電路 .SchDoc ，彈出Import

13、對話框，先點擊Validate Changes進行驗證，然后點擊ExecuteChanges 將封裝后的元器件添加到PCBsheet 中，元器件出現(xiàn)在Board 右側(cè)，將其整體移動至Board 中間，刪除暗紅色Room。自建元件庫由于上一步封裝是默認從Miscellaneous Devices庫中封裝，器件外形與要求外形多有不同，因此需要自建PCBLib 文件，對原有封裝進行修改。在Design中選擇 Make PCB Library ，跳轉(zhuǎn)至“汽車轉(zhuǎn)向燈電路.PCBLib”界面。具體修改方法如下：（修改前注意切換到Top Overlay層）R3所用電位器， 在原有 AXIAL-0.6 碳膜電

14、阻上進行修改。修改 Line 外形，并增加一個Pad 0 置于原有Pad 1 、 Pad 2 之間。修改后形狀如圖4。重命名為AXIAL-0.6-1 。圖 4 AXIAL-0.6-1C1、C2 所用極性電容，在原有POLAR0.8極性電容上進行修改。修改Line 外形。修改后形狀如圖5。重命名為POLAR0.8-1。P.5實驗名稱：電工電子工程訓練姓名：冷嘉昱學號：圖5 POLAR0.8-1BG1、 BG2所用三極管，在原有SOT-23B三極管上進行修改。修改Line外形。注意三個Pad 的位置。修改后形狀如圖6。重命名為SOT-23B-1。圖6 SOT-23B-1J 所用電磁繼電器，在原有M

15、ODULE4電磁繼電器上進行修改。修改Pad 位置，并增加一個Pad。修改后形狀如圖7。重命名為MODULE4-。1裝圖7 MODULE4-1K1 所用單刀雙擲開關(guān)，在原有TL36WW15050單刀雙擲開關(guān)上進行修改，刪除訂Pad M，修改 Line 外形。修改后形狀如圖8。重命名為 TL36WW15050-。1圖 8 TL36WW15050-1P.6實驗名稱：電工電子工程訓練姓名：冷嘉昱學號：替換元器件回到FootprintPCB sheet 選項下選擇界面，雙擊要修改的元器件，彈出Name，彈出 Browse LibrariesComponent 對話框，在對話框，選擇“汽車轉(zhuǎn)向燈電路 .

16、PCBLib”庫，然后選擇修改過的相應元器件。調(diào)整位置按照目標PCB板將調(diào)整各元器件位置，使得飛線盡量不交叉，元器件成散開裝狀。設置原點并畫外邊緣線訂在 Edit中選擇 Set Origin設置原點，原點應于元器件范圍的左下角。然后切換到 Keep-Out Layer ，點擊畫筆畫外邊緣線。修改 Rules在 Design 中選擇 Rules ，切換到 Route 項，將相關(guān)項目勾銷。并在Width 選項中根據(jù)需要更改線寬。自動布線在 Auto Route中點擊 All彈出 Auto Route對話框。點擊Route 開始自動布線。四、思考題1. 說明 Grid 和 ElectricalGri

17、d 的區(qū)別， Grids 中 Snap 和 Visible設置的含義。答：Snap Grid: 捕獲柵格。指光標移動的最小間隔。Electrical Grid:電氣柵格。電氣柵格的作用是在移動或放置元件時，當元件與周圍電氣實體的距離在電氣柵格的設置范圍內(nèi)時，元件與電氣實體會互相吸住。VisibleGrid: 可視柵格。該選項可以對柵格類型設定選擇Lines 和 Dots ，可以設定第一可視柵格和第二可視柵格的尺寸，在編輯過程中看到的網(wǎng)格就是可視網(wǎng)格。2. 了解集成庫的概念，從庫中找尋元器件有幾種常用的方法？答：集成庫是將原理圖符號、PCB封裝、仿真模型、信號完整性分析、3D 模型都集成在一起。

18、用戶采用集成庫中的元器件設計好原理圖后，即可獲得相應PCB封裝模型等。從庫中尋找元器件的方法：首先在搜索框中輸入通配符“* ”，然后輸入所需元器件的前幾個字母即可。3. 元器件屬性里有哪些主要參數(shù)，具體意義是什么？答：（主要參數(shù)加粗）Designator標識符；Comment元件的參數(shù)定義比如元件值；Component Kind 元件類型；Component Link Description這個元件指定鏈接里的描述；Component Link URL 這個元件的鏈接地址；Date sheet Version這個元件的規(guī)格書版本；Description描述；Footprint封裝；Latest

19、 Revision Date最新版本的日期；Latest Revision Note最新版本記錄；Library Name所在庫名；Library Reference庫參考；Package Description包裝描述；Package Reference參考包裝；Package Version包裝版本；P.7實驗名稱：電工電子工程訓練姓名：冷嘉昱學號：PCB 3D元件 3D 圖；Publisher出版方；Signal Integrity信號完整性；Simulation仿真；Value 值。4.Wire 和 Line 的區(qū)別是么，繪制連線時如何選用？答： Wire 是電路原理圖中各元器件之間的

20、導線，Line 是元器件內(nèi)部組成部分的導線。當繪制原理圖時選用Wire ，繪制元器件時選用Line 。5. 電源端口 Power Ports 有哪些類型？答： VCC Power Ports 與 GND Power Ports 。前者為電壓輸入端口，后者為接地端口。6. 如何對印刷電路板進行分類？答：剛性電路板和柔性電路板；酚醛樹脂板、環(huán)氧樹脂板、氮化鋁板、碳化硅板等；目前常用的電路板有單層、雙面、四層板、六層板等。7. 如何畫出 PCB的物理邊界和電氣邊界？答：在 Design 中選擇 Redefine Board Shape，畫出 PCB的物理邊界；在 Keep-OutLayer 用畫筆畫出PCB的電氣邊界。8. 修改元件封裝的方法？答：自建PcbLib 庫文件，在庫中根據(jù)需要修改Pad 數(shù)量、位置；修改Line形狀、位置。9.PCB 布局時應該考慮哪些問題？答：電路板的尺寸，長寬以3： 2 或 4： 3 為最佳；當大于