硬件工程師必備教程

主講人：王澤軍印刷電路板設(shè)計(jì)與制作緒論一、電路簡介，電子元器件基礎(chǔ)知識二、為什么要印刷電路板三、當(dāng)今電子產(chǎn)品的發(fā)展、學(xué)習(xí)本課程的目的電路簡介1.1電路的作用與組成部分1.2電路模型1.3常用理想元件1.1

電路的作用與組成部分

(1)實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配與轉(zhuǎn)換(2)實(shí)現(xiàn)信號的傳遞與處理放大器揚(yáng)聲器話筒1.電路的作用

電路是電流的通路，是為了某種需要由電工設(shè)備或電路元件按一定方式組合而成。

發(fā)電機(jī)升壓變壓器降壓變壓器電燈電動機(jī)電爐...輸電線2.電路的組成部分電源:

提供電能的裝置負(fù)載:取用電能的裝置中間環(huán)節(jié)：傳遞、分配和控制電能的作用發(fā)電機(jī)升壓變壓器降壓變壓器電燈電動機(jī)電爐...輸電線直流電源直流電源:

提供能源信號處理：放大、調(diào)諧、檢波等負(fù)載信號源:

提供信息2.電路的組成部分放大器揚(yáng)聲器話筒電源或信號源的電壓或電流稱為激勵(lì)，它推動電路工作；由激勵(lì)所產(chǎn)生的電壓和電流稱為響應(yīng)。電路的組成：電源，負(fù)載和中間環(huán)節(jié)電源：將非電能轉(zhuǎn)換成電能的裝置，

例如：發(fā)電機(jī)、干電池負(fù)載：將電能轉(zhuǎn)換成非電能的裝置例如：電動機(jī)、電爐、燈中間環(huán)節(jié)：連接電源和負(fù)載的部分，起傳輸和分配電能的作用。例如：輸電線路我們常將具有一定功能的電路視為一個(gè)系統(tǒng)。對一個(gè)系統(tǒng)而言，電源（或信號源）的作用稱為激勵(lì)，由激勵(lì)引起的結(jié)果（如某個(gè)元件上的電流、電壓）稱為響應(yīng)。激勵(lì)和響應(yīng)的關(guān)系就是作用和結(jié)果的關(guān)系，往往對應(yīng)著輸入與輸出的關(guān)系。

分析“電路”問題的

核心點(diǎn)任何電路，都是在電動勢、電壓或電流的作用下進(jìn)行工作的，對于電路的分析和計(jì)算就是要討論電壓、電動勢和電流狀態(tài)以及它們之間的關(guān)系。即討論響應(yīng)的狀態(tài)及與激勵(lì)的關(guān)系電1.2

電路模型（circuitmodel)為了便于用數(shù)學(xué)方法分析電路,一般要將實(shí)際電路模型化，用足以反映其電磁性質(zhì)的理想電路元件或其組合來模擬實(shí)際電路中的器件，從而構(gòu)成與實(shí)際電路相對應(yīng)的電路模型。實(shí)際電路都是根據(jù)人們的需要將實(shí)際的電路元件或器件搭接起來，以完成人們的預(yù)想要求。如發(fā)電機(jī)、變壓器、電動機(jī)、電阻器及電容器等，但是，實(shí)際元器件的電磁特性十分復(fù)雜。為便于對電路的分析和數(shù)學(xué)描述，常將實(shí)際元器件理想化（即模型化）理想電路元件：在一定條件下，突出其主要電磁性，忽略次要因素，將實(shí)際電路元件理想化（模型化）。電路模型：由理想電路元件所組成的電路，就是實(shí)際電路的電路模型。手電筒的電路模型例：手電筒R+RoE–S+U–I電池導(dǎo)線燈泡開關(guān)手電筒由電池、燈泡、開關(guān)和筒體組成。

理想電路元件主要有電阻元件、電感元件、電容元件和電源元件等。手電筒的電路模型R+RoE–S+U–I電池導(dǎo)線燈泡開關(guān)電池是電源元件，其參數(shù)為電動勢E和內(nèi)阻Ro；

燈泡主要具有消耗電能的性質(zhì)，是電阻元件，其參數(shù)為電阻R；

筒體用來連接電池和燈泡，其電阻忽略不計(jì)，認(rèn)為是無電阻的理想導(dǎo)體。

開關(guān)用來控制電路的通斷。今后分析的都是指電路模型，簡稱電路。在電路圖中，各種電路元件都用規(guī)定的圖形符號表示。電路與電路模型實(shí)際電路：電路模型：導(dǎo)線開關(guān)電池?zé)襞?R0R開關(guān)E干電池電珠S導(dǎo)線開關(guān)電池+R0R開關(guān)E干電池電珠SI電阻(resistance)R電感(inductance)L電容(capacitance)C電壓源(voltagesource)電流源(currentsource)Is1.3常用理想元件如下：E為什么要印刷電路板電子產(chǎn)品發(fā)展史電子技術(shù)是十九世紀(jì)末、二十世紀(jì)初開始發(fā)展起來的新興技術(shù)，二十世紀(jì)發(fā)展最電子產(chǎn)品加工迅速，應(yīng)用最廣泛，成為近代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。第一代電子產(chǎn)品以電子管為核心。四十年代末世界上誕生了第一只半導(dǎo)體三極管，它以小巧、輕便、省電、壽命長等特點(diǎn)，很快地被各國應(yīng)用起來，在很大范圍內(nèi)取代了電子管。五十年代末期，世界上出現(xiàn)了第一塊集成電路，它把許多晶體管等電子元件集成在一塊硅芯片上，使電子產(chǎn)品向更小型化發(fā)展。集成電路從小規(guī)模集成電路迅速發(fā)展到大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路，從而使電子產(chǎn)品向著高效能低消耗、高精度、高穩(wěn)定、智能化的方向發(fā)展。由于，電子計(jì)算機(jī)發(fā)展經(jīng)歷的四個(gè)階段恰好能夠充分說明電子技術(shù)發(fā)展的四個(gè)階段學(xué)習(xí)本課程的目標(biāo)1、知識方面的要求：要求掌握在了解了數(shù)字、模擬電路的基礎(chǔ)上，熟練掌握電路原理圖、PCB板的設(shè)計(jì)方法，了解相關(guān)的概念、了解電路的仿真功能，熟悉AltiumDesigner軟件的使用，為今后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2、技能和能力方面的要求：通過本課程的學(xué)習(xí)，要求能夠熟練地掌握AltiumDesigner軟件的設(shè)計(jì)環(huán)境、原理圖設(shè)計(jì)、層次原理圖設(shè)計(jì)、多通道設(shè)計(jì)、印制電路板（PCB）設(shè)計(jì)、三維PCB設(shè)計(jì)、PCB規(guī)則約束及校驗(yàn)、交互式布線、原理圖庫、PCB庫、集成庫的創(chuàng)建、電路設(shè)計(jì)與仿真，Protel99SE與AltiumDesigner的轉(zhuǎn)換等相關(guān)技術(shù)內(nèi)容。學(xué)會用該軟件解決在電路設(shè)計(jì)中的各種問題，多掌握一種技能，為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)、工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。二、基礎(chǔ)知識AltiumDesigner軟件簡介及安裝印刷電路板的基礎(chǔ)知識印刷電路板的基本流程印制電路板的制作AltiumDesigner軟件簡介及安裝AltiumDesigner的組成AltiumDesigner的安裝與運(yùn)行AltiumDesigner基本參數(shù)設(shè)置AltiumDesigner的面板操作2.1AltiumDesigner10.0簡介“AltiumDesigner”顧名思義，是Altium公司推出的新一代電子電路輔助設(shè)計(jì)軟件。2.1.1AltiumDesigner發(fā)展演變Protel公司成立于1985年，2001年更名為Altium，主要產(chǎn)品是PCB設(shè)計(jì)的EDA平臺1991年，PROTEL公司推出PROTELFORWINDOWS1.0

1997年：推出Protel98，實(shí)現(xiàn)了原理圖、布局、布線、仿真等功能的綜合1988年：美國ACCELTechnologies公司推出TANGO電路板設(shè)計(jì)軟件，這是第一個(gè)用于電路板設(shè)計(jì)的軟件PROTEL公司：推出PROTELFORDOS升級版本1999年：推出Protel99、Protel99SE。

Protel99SE是一個(gè)精典版本，至今很多公司都還在使用。2001年：Protel公司改名為Altium公司2002年：發(fā)布ProtelDXP2005年：推出AltiumDesigner6.02009年：推出AltiumDesignerSummer092011年推出的AltiumDesigner10.0將ECAD和MCAD兩種文件格式結(jié)合在一起，在其一體化設(shè)計(jì)解決方案中為電子工程師帶來了全面驗(yàn)證機(jī)械設(shè)計(jì)(如外殼與電子組件)與電氣特性關(guān)系的能力.Altium軟件在中國的市場占有率：有73%的工程師和80%的電子工程相關(guān)專業(yè)在校學(xué)生正在使用此軟件。2.1.2AltiumDesigner10.0新特性集成ECAD與MCAD：AltiumDesigner的三維功能增強(qiáng)，能夠連接由各種MCAD軟件制作的STEP模型，允許在設(shè)計(jì)中對任何對象之間進(jìn)行全面的干擾和間隙檢查，例如元件、支架及其周圍的封裝。新增交互式布線引擎：AltiumDesigner引進(jìn)了一個(gè)全新的交互式布線引擎，提供高速的線路和過孔推鏟功能、實(shí)現(xiàn)線路快速放置的導(dǎo)向布線功能、布線時(shí)對現(xiàn)有線路自動套索的功能，以及增強(qiáng)的布線自動完成功能。DesignerInsight功能：DocumentInsight和ConnectivityInsight帶來的彈出式預(yù)覽和鼠標(biāo)懸停時(shí)的上下敏感導(dǎo)航功能讓設(shè)計(jì)師無需打開多個(gè)圖紙即可預(yù)覽文檔和線路網(wǎng)。定制虛擬儀器元件：AltiumDesigner虛擬儀器庫新增定制儀器。該儀器經(jīng)過充分定制后，可用于監(jiān)控FPGA設(shè)計(jì)中的所有信號?；贑的定制FPGA邏輯開發(fā)：能夠?qū)源代碼連接至基于原理圖的FPGA設(shè)計(jì)。符號引用的代碼被轉(zhuǎn)換成VHDL，并作為硬件與系統(tǒng)的其他部分整合，使得設(shè)計(jì)者能夠直接使用C語言創(chuàng)建功能。AllegroPCB導(dǎo)入：AltiumDesigner導(dǎo)入向?qū)У玫皆鰪?qiáng)，能夠支持CadenceAllegroPCB文檔的自動轉(zhuǎn)換和導(dǎo)入。增強(qiáng)的內(nèi)層視圖：可在PCB編輯器中對內(nèi)層進(jìn)行建模，DRC還納入了實(shí)時(shí)電路層連接檢查功能，可探測到由電路層意外分離、焊盤和通孔隔離以及散熱連接匱乏所造成的網(wǎng)絡(luò)故障2.2AltiumDesigner的組成AltiumDesigner10.0并不是一個(gè)簡單的電子電路設(shè)計(jì)工具，而是一個(gè)功能完善的電路設(shè)計(jì)、仿真與PCB制作系統(tǒng)，他由4個(gè)大的設(shè)計(jì)模塊組成，即：原理圖（SCH）設(shè)計(jì)模塊原理圖（SCH）仿真模塊印刷電路板（PCB）設(shè)計(jì)模塊可編程邏輯器件（FPGA）設(shè)計(jì)模塊2.2.1原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)原理圖系統(tǒng)主要用于電路原理圖的設(shè)計(jì)，并生成原理圖的網(wǎng)絡(luò)表文件，以便于進(jìn)行下一步的電路仿真或是PCB電路板的設(shè)計(jì)，圖1-1就是一個(gè)典型的電路原理圖設(shè)計(jì)界面。2.2.2電路原理圖仿真系統(tǒng)AltiumDesigner10.0的電路仿真系統(tǒng)界面，該系統(tǒng)主要用于電路原理圖的模擬運(yùn)行，用來檢驗(yàn)電路在原理設(shè)計(jì)過程中是否存在意想不到的缺陷，它可以通過對設(shè)計(jì)電路引入運(yùn)行的必備條件，使電路在模擬真實(shí)的環(huán)境下運(yùn)行，從而檢驗(yàn)電路是否達(dá)到理想的運(yùn)行效果。2.2.3印制電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)AltiumDesigner10.0的印刷電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中將SCH原理圖設(shè)計(jì)成現(xiàn)實(shí)的印刷電路圖，由它生成的PCB文件將直接應(yīng)用到印刷電路板的生產(chǎn)。2.2.4可編程邏輯器件設(shè)計(jì)系統(tǒng)AltiumDesigner10.0的VHDL編輯系統(tǒng)。該系統(tǒng)可對印刷電路板上的可編程邏輯器件（如CPLD，F(xiàn)PGA等）編程，通過編譯后，再將文件燒錄到邏輯器件中，生成具備特定功能的元器件。2.3AltiumDesigner10.0的安裝和啟動2.3.1AltiumDesigner10.0運(yùn)行的系統(tǒng)需求AltiumDesigner10.0與以前的Protel版本之間的巨大差異，使得其對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的配置有了更高的要求，要想在自己的計(jì)算機(jī)上順利安裝并正常運(yùn)行AltiumDesigner10.0，您的計(jì)算機(jī)必須至少具備以下配置：建議配置操作系統(tǒng)：Windows7及以上CPU：酷睿i5，3GHz以上內(nèi)存：2GBRAM硬盤空間：320GB顯示配置：1280x1024分辨率，32位彩色顯示，2G獨(dú)顯基本配置操作系統(tǒng)：Windows7CPU：酷睿i5，2GHz內(nèi)存：1GBRAM硬盤空間：320GB顯示配置：1024×768分辨率，32位彩色顯示，1G獨(dú)顯AltiumDesigner10的文件大小大約為2.8GB，占用空間2.82G。用戶可以與當(dāng)?shù)氐腁ltium銷售和支持中心或增值代理商聯(lián)系，獲得軟件及許可證。擁有AltiumDesigner許可證的用戶，可以獲得3個(gè)月免費(fèi)的無限制電話和E-mail支持，以幫助用戶快速掌握AltiumDesigner系統(tǒng)的使用方法和有關(guān)的細(xì)節(jié)信息，還可以免費(fèi)訪問Altium公司網(wǎng)站定期發(fā)布的補(bǔ)丁包，這些補(bǔ)丁包會給用戶的AltiumDesigner系統(tǒng)帶來更多新技術(shù)，以及更多的器件支持和增強(qiáng)功能，以確保用戶始終保持最新的設(shè)計(jì)技術(shù)。Altium公司英文網(wǎng)站：http：///中文網(wǎng)站：http：///聯(lián)系郵件地址：support@A2.3.2AltiumDesigner10的安裝與啟動2.3.2AltiumDesigner10的安裝與啟動過程如下：（1）打開安裝文件夾（2）雙擊autorun.exe文件進(jìn)入安裝界面（3）點(diǎn)擊“InstallAltiumDesigner”，顯示如下圖所示的安裝向?qū)g迎窗口。（4）單擊安裝向?qū)g迎窗口的“Next”按鈕，顯示如圖所示的“LicenseAgreement”視圖（5）選擇“LicenseAgreement”視圖中的“Iacceptthelicenseagreement”單選項(xiàng)，同意該協(xié)議，單擊“Next”按鈕，顯示所示的“UserInformation”視圖。（6）單擊“Next”按鈕，顯示“DestinationFolder”視圖。（7）單擊“Next”按鈕，顯示如圖所示的“Board-levelLibraries”視圖。（8）單擊“Next”按鈕，出現(xiàn)如圖的“ReadytoInstalltheApplication”視圖。（9）確定以上安裝信息設(shè)定無誤后，單擊“ReadytoInstalltheApplication”視圖中的“Next”按鈕開始安裝，過程中，文件復(fù)制窗口內(nèi)將顯示操作過程和文件復(fù)制進(jìn)度，以及安裝剩余時(shí)間等信息，如圖所示。（10）文件復(fù)制完畢后，系統(tǒng)彈出安裝完畢窗口，單擊“Finish”按鈕，結(jié)束安裝如圖所示。2.3.3AltiumDesigner軟件激活

進(jìn)入AltiumDesignerWinter10破解文件夾，將jack.alf、patch.exe文件拷貝到安裝目錄下（如：C:\programFiels\Altium\AD10\）即可。2.3.4AltiumDesigner軟件界面設(shè)置啟動AltiumDesigner10的同時(shí)可以看到它的啟動畫面,如圖所示。AltiumDesigner10的啟動畫面AltiumDesigner10啟動后，進(jìn)入主頁面如圖所示，用戶可以使用該頁面進(jìn)行項(xiàng)目文件的操作，如創(chuàng)建新項(xiàng)目、打開文件、配置等。該系統(tǒng)界面由系統(tǒng)主菜單、瀏覽器工具欄、系統(tǒng)工具欄、工作區(qū)和工作區(qū)面板五大部分組成。圖1-17AltiumDesignerWinter10軟件界面系統(tǒng)主菜單系統(tǒng)工具欄瀏覽器工具欄工作區(qū)面板工作區(qū)工作區(qū)面板切換按鈕2.4AltiumDesigner操作環(huán)境2.4.1工作環(huán)境俗話說“工欲善其事，必先利其器”，要想熟練的使用AltiumDesigner10.0，首先必須對AltiumDesigner10.0的工作環(huán)境了如指掌。整個(gè)工作環(huán)境主要包括菜單欄、工具欄、面板控制欄、工作區(qū)等項(xiàng)目，其中工具欄、菜單欄里面的項(xiàng)目都會隨著所打開的文件的屬性而不同。菜單欄工具欄標(biāo)簽式面板工作區(qū)面板轉(zhuǎn)換標(biāo)簽任務(wù)選擇區(qū)彈出式面板標(biāo)簽面板控制欄2.4.2工作面板管理AltiumDesigner的面板大致可分為三類：彈出式面板、活動式面板和標(biāo)簽式面板，各面板之間可以相互轉(zhuǎn)換彈出式面板：顧名思義，就是只有用鼠標(biāo)點(diǎn)擊或觸摸時(shí)才能彈出。如圖所示，在主界面的右上方有一排彈出式面板欄，當(dāng)用鼠標(biāo)觸摸隱藏的面板欄（鼠標(biāo)停留在標(biāo)簽上一段時(shí)間，不用點(diǎn)擊），即可彈出相應(yīng)的彈出式面板；當(dāng)指針離開該面板后，面板會迅速縮回去。倘若希望面板停留在界面上而不縮回，可用鼠標(biāo)單擊相應(yīng)的面板標(biāo)簽，需要隱藏時(shí)再次點(diǎn)擊標(biāo)簽面板即自動縮回?；顒邮矫姘澹航缑嬷醒氲拿姘寮礊榛顒邮矫姘?，使用者可用鼠標(biāo)拖動活動式面板的標(biāo)題欄使面板在主界面中隨意停放。標(biāo)簽式面板：界面左邊為標(biāo)簽式面板，左下角為標(biāo)簽欄，標(biāo)簽式面板同時(shí)只能顯示一個(gè)標(biāo)簽的內(nèi)容，可單擊標(biāo)簽欄的標(biāo)簽進(jìn)行面板切換。系統(tǒng)界面右下角有一個(gè)面板控制欄，控制拉面上有四個(gè)按鈕：如圖1-19.通過該控制欄可設(shè)置相應(yīng)的面板是否在界面上顯示，單機(jī)各項(xiàng)按鈕后彈出的菜單項(xiàng)目見表1-1.圖1-19面板控制欄平鋪窗口：執(zhí)行【W(wǎng)indow】|【Tile】命令，即可將當(dāng)前所有打開的窗口在工作區(qū)平鋪顯示，如圖1-21所示。圖1-21窗口的平鋪顯示垂直平鋪顯示：執(zhí)行【W(wǎng)indow】|【TileVertically】命令，即可將當(dāng)前所有打開的窗口垂直平鋪顯示，如圖1-22所示。圖1-22窗口的垂直平鋪顯示水平平鋪顯示：執(zhí)行【W(wǎng)indow】|【TileHorizontally】命令，即可將當(dāng)前所有打開的窗口水平平鋪顯示，執(zhí)行效果如圖1-23.圖1-23窗口的水平平鋪顯示隱藏所有窗口：執(zhí)行【W(wǎng)indow】|【HideAll】命令，可以將當(dāng)前所有打開的窗口隱藏。關(guān)閉文件：執(zhí)行【W(wǎng)indow】|【CloseAll】命令，關(guān)閉當(dāng)前所有打開的文件并關(guān)閉相應(yīng)的窗口；執(zhí)行【W(wǎng)indow】|【CloseDocuments】則關(guān)閉當(dāng)前打開的文件。窗口的切換：要在多個(gè)文件之間進(jìn)行窗口切換只需點(diǎn)擊工作窗口中的各個(gè)文件名。如圖1-24所示。圖1-24不同文件之間窗口的切換圖1-24不同文件之間窗口的切換將一個(gè)窗口和其他窗口垂直分割顯示：右鍵點(diǎn)擊標(biāo)題欄，在圖1-20所示的彈出菜單中選擇【SplitVertical】命令，即可將該窗口與其他窗口垂直分割顯示。將一個(gè)窗口和其他窗口水平分割顯示；右鍵點(diǎn)擊標(biāo)題欄，在圖1-20所示的彈出菜單中選擇【SplitHorizontal】命令，即可將該窗口與其他窗口水平分割顯示。合并所有窗口：在圖1-20所示的彈出菜單中選擇【MergeAll】，可將所有窗口合并，只顯示一個(gè)窗口。在新的窗口中打開文件：在圖1-20所示的彈出菜單中選擇【OpenInNewWindow】，程序會自動打開一個(gè)新的AltiumDesigner10.0界面，并單獨(dú)顯示該文件。2.4.4基本參數(shù)設(shè)置點(diǎn)擊軟件左上角的圖標(biāo)彈出的菜單，較常用的設(shè)置選項(xiàng)包括Customize和Preferences。圖1-25參數(shù)設(shè)置選項(xiàng)單擊customize按鈕，彈出個(gè)性化設(shè)置選項(xiàng)卡，如圖1-26圖1-26Commands選項(xiàng)卡Commands用于設(shè)置常用的命令及其快捷方式，左邊是命令的分類，右邊為命令列表，雙擊相應(yīng)的命令如open即可顯示該命令的信息，如圖1-27.圖1-27命令的編輯Toolbars選項(xiàng)卡用于設(shè)置Altiumdesigner操作界面的上方是否顯示菜單欄、工具欄等項(xiàng)目，默認(rèn)都顯示。圖1-28Toolbars選項(xiàng)卡【Preferences】選項(xiàng)卡用于設(shè)置系統(tǒng)整體和各模塊的參數(shù)。如圖1-29所示，選項(xiàng)卡左側(cè)列出了系統(tǒng)中所有需要參數(shù)設(shè)定的項(xiàng)目，一般情況下是不需要對系統(tǒng)默認(rèn)參數(shù)進(jìn)行任何改動的，不過讀者可進(jìn)行一些個(gè)性化設(shè)置，如【General】選項(xiàng)里面就可以設(shè)定系統(tǒng)啟動時(shí)默認(rèn)所打開的頁面，還可以設(shè)定系統(tǒng)的默認(rèn)文件存放目錄和庫文件存放目錄。中英文轉(zhuǎn)換單擊Preference-General—UseLocalizedresource出現(xiàn)如下對話框圖1-30改變設(shè)置警告框單擊OK按鈕確認(rèn)，當(dāng)下次啟動時(shí)，系統(tǒng)就變成中文界面。圖1-31AltiumDesigner10.0的中文操作界面Altiumdesigner中文支持水平不是很完善，很多菜單還存在中英文夾雜情況，而且翻譯準(zhǔn)確度不是很高，為了不引起誤解，講課采用英文原版操作界面。2.4.5AltiumDesigner的英文界面1．AltiumDesigner的主菜單欄（1）系統(tǒng)菜單2.4.5AltiumDesigner的英文界面1．AltiumDesigner的主菜單欄（2）文件（File）菜單2.4.5AltiumDesigner的英文界面2.4.5AltiumDesigner的英文界面1．AltiumDesigner的主菜單欄（3）顯示（View）菜單2.4.5AltiumDesigner的英文界面1．AltiumDesigner的主菜單欄（4）項(xiàng)目（Project）菜單2.4.5AltiumDesigner的英文界面2．AltiumDesigner的主菜單欄（5）窗口（Window）菜單2.4.5AltiumDesigner的英文界面2．AltiumDesigner的主菜單欄（6）幫助（Help）菜單2.5AltiumDesigner電路設(shè)計(jì)的基本流程前面的各小節(jié)已經(jīng)詳細(xì)的介紹了AltiumDesigner10.0的操作環(huán)境，至此讀者對AltiumDesigner10.0的基本界面操作有了大致的了解，這一節(jié)中我們將介紹AltiumDesigner的文件系統(tǒng)和電子電路設(shè)計(jì)流程，并通過一個(gè)簡單的實(shí)例來演練整個(gè)電路繪制以及PCB電路板設(shè)計(jì)的流程。2.5.1文件系統(tǒng)表1-2常見的AltiumDesigner設(shè)計(jì)文件設(shè)計(jì)文件擴(kuò)展名電路原理圖文件*.SchDOCPCB印制電路板文件*.PCBDOC原理圖原器件庫文件*.SchLibPCB元器件庫文件*.PcbLibPCB項(xiàng)目工程文件*.PRJPCBFPGA項(xiàng)目工程文件*.PRJFPGAltiumDesigner10.0則采用了目前流行的軟件工程中工程管理的方式組織文件，各電路設(shè)計(jì)文件單獨(dú)存儲，并生成相關(guān)的項(xiàng)目工程文件，它包含有指向各個(gè)設(shè)計(jì)文件的鏈接和必要的工程管理信息。所有文件置于同一個(gè)文件夾中，便于管理維護(hù)。下面將通過設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的整流濾波電路來向讀者簡單介紹AltiumDesigner10.0電子電路設(shè)計(jì)的流程。（略）創(chuàng)建一個(gè)PCBProject工程圖1-32通過菜單欄添加工程項(xiàng)目圖1-33通過Files面板添加工程項(xiàng)目

圖1-34空的Project文檔圖1-35添加原理圖文件1.5.2繪制原理圖繪制一個(gè)簡單的整流濾波電路的原理圖。圖1-36元件的選取圖1-37元器件屬性設(shè)置

圖1-38放置好元器件的電路圖圖1-39元器件的連線

圖1-40整流濾波電路最終原理圖2.5.3繪制PCB圖圖1-41工程變更單對話框圖1-42元器件和電氣連線圖1-43元器件布局示意圖圖1-45交互式布線參數(shù)設(shè)置圖1-46電氣連線過程圖1-47整流濾波電路PCB完成圖印刷電路板的基礎(chǔ)知識電子元器件基礎(chǔ)知識印制電路板簡介電子元器件基礎(chǔ)知識了解器件的封裝和包裝熟悉SMD常用元器件類別熟悉各類器件常見缺陷類別掌握辯別器件表面絲印型號的方法與技巧掌握器件極性及加工方向性的方法與技巧PTH：穿孔元件（引腳能穿過PCB板的元件）SMD：表面貼裝元件SIP：單列直插（一排引腳）DIP：雙列直插（兩排引腳）軸向元件：元件兩引腳從元件兩端伸出徑向元件：元件引腳從元件同一端伸出PCB：印刷電路板PCP：成品電路板引腳：元件的一部分，用于把元件焊在電路板上常用術(shù)語單面板：電路板上只有一面用金屬處理；雙面板：上下兩面都有線路的電路板；層板：除上、下兩面都有線路外，在電路板內(nèi)層也有路；元件面：電路板上插元件的一面；焊接面：電路板中元件面的反面，有許多焊盤提供焊用；焊盤：ＰＣＢ板上用來焊接元件引腳或金屬端的金屬分；常用術(shù)語金屬化孔(PTH):一般用來插元件和布明線的金屬化孔；連接孔:（相對與金屬化孔）一般不用來插元件和布明線的金屬化孔；空焊:零件腳或引線腳與錫墊間沒有錫或其它因素造成沒有接合。假焊:假焊之現(xiàn)象與空焊類似，但其錫墊之錫量太少，低于接合面標(biāo)準(zhǔn)。冷焊:錫或錫膏在回風(fēng)爐氣化后，在錫墊上仍有模糊的粒狀附著物。橋接:有腳零件腳與腳之間焊錫聯(lián)接短路常用術(shù)語元件符號：Ｒ、Ｃ、Ｌ、Ｄ（ＣＲ）、Ｑ、Ｕ、（Ｙ）、Ｓ（ＳＷ）、ＢＡＴ極性元件：有些元件，插入電路板時(shí)必需定向；極性標(biāo)志：印刷電路板上，極性元件的位置印有極性志；錯(cuò)件：零件放置之規(guī)格或種類與作業(yè)規(guī)定不符；缺件：應(yīng)放置零件之位置，因不正常之緣故而產(chǎn)生空缺；跪腳：零件引腳打折形成跪腳常用術(shù)語PCB板上字母標(biāo)志元件名稱特性極性or方向計(jì)量單位功能R(RN/RP)電阻有色環(huán)有SIP/DIP/SMD封裝SIP/DIP有方向歐姆Ω/KΩ/MΩ限制電流C電容色彩明亮、標(biāo)有DC/VDC/pF/uF等部分有法拉pF/nF/uF存儲電荷，阻直流、通交流L電感單線圈無亨利uH/mH存儲磁場能量,阻直流,通交流T變壓器兩個(gè)或以上線圈有匝比數(shù)調(diào)節(jié)交流電的電壓與電流D或CR二極管小玻璃體，一條色環(huán)標(biāo)記為1Nxxx/LED有允許電流單向流動Q三極管三只引腳，通常標(biāo)記為2Nxxx/DIP/SOT有放大倍數(shù)用作放大器或開關(guān)U集成電路IC有多種電路的集合X或Y晶振crystal金屬體有赫茲（Hz）產(chǎn)生振蕩頻率F保險(xiǎn)絲fuse無安培（A）電路過載保護(hù)S或SW開關(guān)switch有觸發(fā)式、按鍵式及旋轉(zhuǎn)式，通常為DIP有觸點(diǎn)數(shù)通斷電路J或P連接器有引腳數(shù)連接電路板B或BJT電池正負(fù)極，電壓有伏特（安培）提供直流電流基本電子元件特性一覽表封裝PACKAGE=元件本身的外形和尺寸。包裝PACKAGING=成形元件為了方便儲存和運(yùn)送的外加包裝封裝=SOT89包裝=TAPE-AND-REELBaseCollectorEmitterDieBondingwire封裝和包裝封裝影響：－電氣性能（頻率、功率等）－元件本身封裝的可靠性－組裝難度和可靠性大的封裝種類范圍增加組裝難度！包裝影響：－組裝前的元件保護(hù)能力－貼片質(zhì)量和效率－生產(chǎn)的物料管理了解封裝和包裝有助于現(xiàn)場的質(zhì)量控制。帶式包裝有單邊孔和雙邊孔；上料時(shí)注意進(jìn)料角度。管式包裝常用在SOIC和PLCC包裝上。添料時(shí)可能受人的影響，注意方向性。盤式包裝供體形較大或引腳較易損壞的元件如QFP、BGA等器件使用，添料時(shí)注意方向性。QFP

quadflatpackage（四側(cè)引腳扁平封裝）

4邊翼形引腳，間距一般為由0.3至1.0mm；引腳數(shù)目有32至360左右；有方形和長方形兩類，視引腳數(shù)目。常用的封裝形式此類器件易產(chǎn)生引腳變形、虛焊和連錫缺陷，貼裝時(shí)也要注意方向。種類和名稱繁多SMD常用器件封裝介紹BGABallGridArray（球形觸點(diǎn)陳列）比QFP還高的組裝密度,體形可能較薄。接點(diǎn)多為球形;常用間距有1，1.2和1.5MM.柵陣排列PGABGA一般焊接點(diǎn)不可見，工藝規(guī)范難度較高，因無法目視檢驗(yàn)，多借助于5DX設(shè)備檢測。PLCCplasticleadedchipcarrier（帶引線的塑料芯片載體）引腳一般采用J形設(shè)計(jì)，16至100腳；間距采用標(biāo)準(zhǔn)1.27MM式,可使用插座。此類器件易產(chǎn)生方向錯(cuò)、打翻及引腳變形缺陷SOPsmallOut-Linepackage（小外形封裝。）引腳從封裝兩側(cè)引出呈海鷗翼狀(L字形),主要有SOP、VSOP、SSOP、TSOP。TSOP比SSOP的引腳間距更小。SSOPTSOPI型TSOPII型此類器件易產(chǎn)生引腳變形及虛焊/連錫缺陷SOJSmallOut-LineJ-LeadedPackage（J形引腳小外型封裝）SOJJ形引腳從體形上可看成是采用J形引腳的SOL系列，引腳數(shù)目從16至40之間。SOJ20SOTSmallOutlineTransistor

－組裝容易，工藝成熟。－SOT23封裝最為普遍，其次是SOT143和SOT223。受到歡迎。－包裝形式都為帶裝(Tape-and-Reel).集極焊線芯片基極（或射極）射極（或基極）SOT23封裝結(jié)構(gòu)必須注意方向性SOT143小功率大功率中功率SOT23SOT143SOT25SOT26SOT89DPAKD2PAKD3PAKSOT223晶體管封裝器件，易產(chǎn)生打翻、方向錯(cuò)及飄移缺陷二極管封裝－常用封裝有MELF、SOD和SOT23。－發(fā)光二極管多采用SOT或SOD123之類的封裝。SOD123,323封裝此類器件易產(chǎn)生偏位、方向錯(cuò)缺陷發(fā)光二極管LED阻容類器件J或C接腳無接腳式無接腳式電阻電容極性標(biāo)記外形區(qū)別此類器件易產(chǎn)生立碑缺陷無接腳矩形元件封裝無引腳式－最常用的RC封裝。－以尺寸的4位數(shù)編號命封裝名。－美國用英制，日本用公制，其他國家兩種都有。PackagecodeSize(LXW)ImperialMetric04021005*05041210*06031508080520121005*2512120632161210*32251812453222255664Imperial(in)Metric(mm)0.04X0.021.0X0.50.05X0.041.2X1.00.06X0.031.5X0.80.08X0.052.0X1.20.10X0.052.5X1.20.12X0.063.2X2.50.12X0.103.2X1.60.18X0.124.5X3.20.22X0.255.6X6.4多連矩形電阻封裝（電阻網(wǎng)絡(luò)）端接點(diǎn)－采用LCCC式多端接點(diǎn)。－體形采用標(biāo)準(zhǔn)矩形件0603,0805

和1206尺寸。也有采用新的SIP不固定長度封裝的。SIP封裝矩形封裝－端點(diǎn)間距一般0.8和1.27mm.易產(chǎn)生連錫和虛焊缺陷電感器封裝PackagecodeImperialMetric0805201210082520120632161210322518124532常用封裝：模塑式多層式PackagecodeImperialMetric080520121206321612103225常用封裝：線繞式其它無引源SMD封裝振蕩器Oscillators插座Connectors過濾器Filters開關(guān)Switches變壓器Transformer其它元器件芝麻管MOS管插座晶振繼電器開關(guān)插針認(rèn)一認(rèn)、說一說認(rèn)一認(rèn)、說一說認(rèn)一認(rèn)、說一說BOM中電容（片式）的分類電容器介質(zhì)分類名稱小類編碼備注08類電解類鉭電解電容器0802固體燒結(jié)型陶瓷類片狀電容器0807SMD、固定、兩端引出穿芯電容器0808兩端或三端引出可變電容器0809四端或三端引出二、電容器的基本特性就是儲存元件，具有隔直流電通交流電子的特性。

電容器在電路中用“C”表示，電容器單位是法拉，用“F”表示。

1法拉（F）＝106微法（UF)＝1012

皮法（PF）電容器的性能參數(shù)：

1、標(biāo)稱容量與允許誤差：電容器上所標(biāo)出的電容量稱為標(biāo)稱容量。實(shí)際生產(chǎn)的電容器的電容量與標(biāo)稱容量之差稱為誤差。常見的容量誤差等級有三種：±5%、±10%、±20%，分別用J、K、M表示。

2、額定工作電壓：片式電容的電壓因體積小，一般只能靠型號判斷；體積大的插裝類電容將電壓直接標(biāo)在電容器上。一、電容分類：電容器是由二個(gè)彼此絕緣而又相互靠近的導(dǎo)體組成，這二個(gè)導(dǎo)體叫做電容器的二個(gè)極板，中間的絕緣材料叫電介質(zhì)。容值、電壓、誤差分別？3、電容器參數(shù)的標(biāo)注：一般有直標(biāo)法和數(shù)碼法二種。直標(biāo)法就是將耐壓及容值直接印在電容器上。一般適用于大體積的電容器，如電解電容。用直標(biāo)法標(biāo)注時(shí)前幾位是小數(shù)時(shí)，如不帶單位，單位一律是uF，不用小數(shù)時(shí)單位是pF。數(shù)碼法是用三位數(shù)字表示元件的標(biāo)稱值。一般適用于體積小的片式電容器，體現(xiàn)在型號上；從左到右前二位表示有效數(shù)，第三位為零的個(gè)數(shù)。當(dāng)?shù)谌粸?時(shí)，表示10的負(fù)1次方。如479表示4.7pF,104表示0.1uF。數(shù)碼法標(biāo)注不帶單位時(shí)一律是pF。容值、電壓？鉭電容有正負(fù)極性,一般元件體上用“粗體陰影部分”表示，如下圖：極性標(biāo)記外形區(qū)別鉭電容的粗體隱影部分與電解電容不同，鉭電容表示為正極。4、BOM清單中電容項(xiàng)目內(nèi)容（下圖）：BOM中電阻（片式）的分類電阻器是電子產(chǎn)品中使用最廣泛的電子元件。電阻器可分為固定電阻和可變電阻（也叫電位器）二大類。固定電阻按電阻的伏安特性來分又可分為線性電阻及非線性電阻，線性電阻的伏安特性是通過坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線，阻值是一常量，符合歐姆定律R=U/I。非線性電阻，其伏安特性不是直線，阻值不是常量，如，壓敏電阻，熱敏電阻，光敏電阻等。一、電阻分類：電阻器

分類名稱

小類編碼備注07類片狀薄膜電阻器0711新產(chǎn)品集成厚膜電阻器0708有插裝和SMT兩種片狀厚膜電阻器0709SMT電位器0707有插裝和SMT等熱敏電阻器0705有插裝和SMT等，插裝較多二、電阻器的標(biāo)稱值與偏差（誤差）：標(biāo)稱阻值：在電阻上標(biāo)注的阻值。是規(guī)定的一個(gè)特定數(shù)值數(shù)列。標(biāo)稱阻值是不連貫的，電阻的單位是歐姆（Ω）。常用的單位還有千歐（KΩ）、兆歐（MΩ），它們之間的換算關(guān)系為：1兆歐＝103千歐＝106歐姆偏差（誤差）：電阻的實(shí)際阻值與標(biāo)稱阻值之差為誤差。它表示的是標(biāo)稱阻值的精度。阻值、額定功率、偏差分別？常見的普通電阻誤差有±5％，±10％，±20％，精密電阻的誤差有±0.5％、±1％、±2％。三、電阻器的額定功率：電阻在正常工作時(shí)允許消耗的最大功率叫做電阻的額定功率。它與電阻所用材料及體積大小有關(guān)，一般線繞電阻的額定功率較大，體積大的電阻額定功率較大，設(shè)計(jì)時(shí)為保證安全，所選用的電阻的額定功率應(yīng)比實(shí)際消耗的功率大1---2倍。額定功率的標(biāo)稱值有1/8W，1/4W，1/2W，1W，2W，5W，10W等。四、電阻器標(biāo)稱值的標(biāo)注有三種方法：⒈直標(biāo)法⒉文字符號法⒊色碼法直標(biāo)法：在元件上直接標(biāo)出電阻值，誤差，一般用在大體積電阻上文字符號法：現(xiàn)用得較少色碼法：用得最為普遍，它是用不同顏色代表數(shù)字，按一定的規(guī)律在元件體上分布的一種表示方法。

電阻值的換算規(guī)律：如器件字面為“473”，則阻值為47000歐姆或47KΩ。五、電阻器的電路符號：R

常用的電阻器有：碳膜電阻，金膜電阻，線繞電阻，集成電阻電阻器在電路中的作用：降低電壓，分配電流，限制電流，分配電壓，與電容和電感可組成具有某種功能的電路。阻值?33Ω4.7KΩ六、BOM清單中電阻項(xiàng)目內(nèi)容：BOM中電感（片式）的分類電感器簡稱電感,也有叫線圈的,它是用絕緣導(dǎo)線如漆包線或紗包線繞在支架上或鐵芯上制成.

一、電感器的主要參數(shù)：

1、電感量及誤差：電感量簡稱電感，它表示在電流變化量一定的條件下，線圈產(chǎn)生感應(yīng)，電動勢大小的能力。電感用字母“L”表示，單位是亨利，用“H”表示。

1亨利(H)=1000毫亨(mH)=1000000微亨(uH)

實(shí)際測出的電感量與標(biāo)稱值之差稱為電感的誤差，一般在5%--20%之間。

2、電感的參數(shù)標(biāo)注：單位是uH.大體積的電感有的直接標(biāo)在元件體上，不便標(biāo)注的在元件包裝上有標(biāo)注，如片式電感，多標(biāo)注在元件包裝上。

3、常見的幾種電感：電感線圈、片狀電感器、電源變壓器、中頻變壓器等。10uHBOM中半導(dǎo)體（晶體管）的分類一、二極管：是一種非線性電子器件，流過它的電流隨電壓變化而變化，它的伏安特性不是一條直線，它具有正向?qū)ǚ聪蚪刂沟奶匦?有正負(fù)極之分)。二極管的分類：普通二極管有：整流二極管檢波二極管穩(wěn)壓二極管開關(guān)二極管恒流二極管特殊二極管：變?nèi)荻O管肖特基二極管微波二極管發(fā)光二極管：各種顏色的LED二、三極管：是一種半導(dǎo)體器件,有三個(gè)電極(引腳)，分別為e極(發(fā)射極)、b極(基極)、c極(集電極)。按三極管的材料及工藝特性分為PNP三極管及NPN三極管。三極管最主要的特性就是線性放大作用，在電路中用作放大器，另外三極管在一定的條件下還起開關(guān)作用。三、場效應(yīng)管：也是一種晶體管，有三個(gè)或四個(gè)引腳，同樣具有放大的特性。BOM中集成電路的分類

集成電路是在一小片硅片上，制成多個(gè)晶體管、電阻、電容等元器件，并將它們連接能夠完成一定功能的電子線路。一、集成電路的引腳封裝與引腳識別常見的封裝有：扁平封裝、雙列直插封裝、單列直插封裝、三端塑料封裝等等。SMT的主要扁平封裝。二、集成電路的引腳序號：將集成電路的方向標(biāo)記置左邊，標(biāo)記左下方的第一腳為1號腳，其它腳按逆時(shí)針方向順序?yàn)?、3、4……腳,標(biāo)記一般為缺口、缺角(SIP時(shí))、小圓點(diǎn)等。

廠家符號物料型號批次器件料面字