電路輔助設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)報告.doc

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目錄 一、 實(shí)訓(xùn)目的 二、 實(shí)訓(xùn)任務(wù) 三、 實(shí)訓(xùn)要求 四、 任務(wù)分析 五、 布局規(guī)劃 六、 操作步驟 七、 實(shí)訓(xùn)心得建議 八、 結(jié)語 九、 附錄 一、 實(shí)訓(xùn)目的 在電子技術(shù)類專業(yè)課程體系中，本課程屬于基本能力訓(xùn)練層次課程。根據(jù)教學(xué)計(jì)劃安排，《電路輔助設(shè)計(jì)CAD實(shí)訓(xùn)》是繼《電路輔助設(shè)計(jì)CAD》課后，為進(jìn)一步鞏固和提高學(xué)生的原理圖和印刷電路板繪制能力設(shè)置的實(shí)訓(xùn)課程，通過集中長時間的訓(xùn)練，使學(xué)生在鞏固已學(xué)習(xí)的內(nèi)容的基礎(chǔ)上再上一個臺階，除了繪圖之外加入一些印刷電路板圖設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，進(jìn)一步提高學(xué)生實(shí)際動手能力、查閱資料那里和書寫工作報告的能力。 實(shí)訓(xùn)過程采用“基于工作過程”的教學(xué)思想，通過對實(shí)際產(chǎn)品中具有完整功能的電路模塊原理圖和印制板圖的繪制設(shè)計(jì)，進(jìn)一步掌握原理圖的繪制方法。能夠正確的繪制原理圖，并產(chǎn)生各種文檔。通過實(shí)訓(xùn)，學(xué)習(xí)比較簡單的數(shù)?；旌想娐稰CB圖的繪制，學(xué)習(xí)表面粘貼器件PCB圖繪制的方法和要求，能夠完成表面粘貼器件PCB圖的繪制，完成簡單的數(shù)?；旌想娐稰CB的繪制和設(shè)計(jì)，初步理解數(shù)模混合設(shè)計(jì)電路PCB圖的繪制要求。 通過實(shí)訓(xùn)，進(jìn)一步熟悉電子元器件的原理圖標(biāo)準(zhǔn)符合及常見器件的封裝形式。進(jìn)一步理解并應(yīng)用印制電路板設(shè)計(jì)布局布線的基本規(guī)則和要求。 整個實(shí)訓(xùn)過程在實(shí)驗(yàn)室完成，采取“做中學(xué)”的教學(xué)方法。實(shí)訓(xùn)重點(diǎn)是PCB元件的布局，有了合理的布局，布線也就容易成功了。另一個重點(diǎn)是PCB布線，在初步布局的基礎(chǔ)上，邊調(diào)整布局邊布線。 、 二、 實(shí)訓(xùn)任務(wù) 本次的實(shí)訓(xùn)是完成任務(wù)一音頻解碼器電路原理圖和印制板圖的設(shè)計(jì)繪制。 音頻解碼電路原理圖和印制板圖的設(shè)計(jì)繪制 1、 原理圖的繪制 原理圖使用B號圖紙。 電路原理圖中無法從軟件自帶中找到的器件，建立原理圖元件庫并創(chuàng)建相應(yīng)的元件。 完成電路原理圖的電氣規(guī)則檢查，對出現(xiàn)的錯誤進(jìn)行修改。 生成電路原理圖元件的列表清單，并填在相應(yīng)的表格中。 2、 印制板圖：（1）雙面板，印制板的大小是3730mil、5000mil。（2）無法從PCB軟件自帶的封裝庫中找到的器件，建立元件封裝庫并創(chuàng)建相應(yīng)的元件封裝。（3）PCB圖繪制完成后對焊盤進(jìn)行補(bǔ)淚滴處理。（4）生成電路板的信息報表 三、 實(shí)訓(xùn)要求 熟練掌握電路圖繪制軟件PROTEL的基本操作，能夠繪制單張?jiān)韴D，能夠繪制印制電路板圖，能夠創(chuàng)建原理圖的元件庫并制作原理圖的元件符號，能夠創(chuàng)建PCB封裝庫并制作元器件封裝圖。 原理圖：保證電路的連接正確。連線不能有多余的節(jié)點(diǎn)，也不能缺少必須的節(jié)點(diǎn)，保證連接的關(guān)系正確。要求元器件的布局合理，分布均勻、美觀。生成原理圖的網(wǎng)絡(luò)表后，要求能夠讀懂該網(wǎng)絡(luò)表文件的內(nèi)容，且能夠靈活運(yùn)用。 PCB圖繪制要求：通過網(wǎng)絡(luò)將元器件封裝加載到PCB圖中，進(jìn)行合理的布局。位于電路板的邊緣的器件，離電路板邊緣不要小于2mm或者50mil。根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖設(shè)置板框的尺寸，按結(jié)構(gòu)要素布置安裝孔、接插件等需要定位的器件，并給這些器件賦予不可移動的屬性。按工藝設(shè)計(jì)規(guī)范的要求進(jìn)行尺寸的設(shè)計(jì)標(biāo)注。 布局要求：模擬信號器件與數(shù)字信號器件分開，高電壓、大電流信號與小電流，低電壓的弱信號完全分開。布局目標(biāo)是使總的連線盡可能的短，關(guān)鍵是信號線最短。相同的結(jié)構(gòu)電路部分，盡可能采用對稱式的布局。遵循先大后小，先難后易的布置原則，即重要的單元電路、核心元器件應(yīng)當(dāng)優(yōu)先布局。各個集成電路的去耦濾波電容應(yīng)盡量靠近本集成電路的電源腳。以功能電路的核心元件為中心，圍繞它來布局。元件應(yīng)均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上。按照均勻分布、重心平衡、版面美觀的標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化布局。元件布局時，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)考慮使用同一種電源的器件盡量放在一起，便于電源的分隔。 步線要求：可以使用自動和手動相結(jié)合的方式進(jìn)行步線，步線做到：電源、地線的步線寬度是40mil，其他信號線為12 mil。導(dǎo)線拐角為45度角。盡可能使所步的線縮短距離。 字符調(diào)整：將在布局過程中由于器件的移動而交叉重疊的字符移動到合適的位置。 四、 實(shí)訓(xùn)任務(wù)分析 本次實(shí)訓(xùn)任務(wù)是進(jìn)行音頻解碼電路原理圖和PCB圖的繪制設(shè)計(jì)。在進(jìn)行PCB圖繪制之前需要對原理圖有一定功能上的認(rèn)識。從模塊功能上該電路原理圖可分為三個單元，分別為數(shù)字音頻信號接收模塊、數(shù)字音頻解碼器電路模塊和電源電路模塊。 數(shù)字音頻信號接收電路主要完成數(shù)字音頻信號的接收解碼。輸入信號首先經(jīng)查分線路接收器26C32作為輸入緩沖，再送到數(shù)字音頻接口接收器DIR9001進(jìn)行處理。這里26C32工作使用單一5V電源供電，使用16腳的表面粘貼封裝SO—16.數(shù)字接收部分使用DIR9001數(shù)字接收芯片，DIR9001是一個24位數(shù)字音頻接口接收器，有基地的時基抖動，但封裝是 TSSOP28的，引腳間距很小，對布線有一定難度。DIR9001使用3.3V電源，有模擬和數(shù)字兩路電源。在電源引入時要加去耦電容。在進(jìn)行PCB布局時，應(yīng)用電路中的去耦濾波電容應(yīng)盡量靠近本集成電路的電源腳。 經(jīng)DIR9001接收的信號送到AD1955進(jìn)行數(shù)字解碼，解碼后的兩路輸出經(jīng)放大器NE5532、NE5534運(yùn)放放大后輸出。AD1955是一個高性能多為西格瑪-德爾塔轉(zhuǎn)換器件，單電源5V供電，支持采樣頻率數(shù)字濾波器，方便設(shè)計(jì)。AD1955的應(yīng)用非常簡單，不用的輸入引腳直接接地處理。 放大電路應(yīng)用時電源設(shè)置非常重要，DIR9001信號線到AD1955需串上緩沖電阻，阻值為33-51歐姆之間。本設(shè)計(jì)任務(wù)工作單元電路需要不同的電源電壓，26C32使用5V電壓，DIR9001使用3.3V電壓，AD1955使用5V電壓，而NE5532和NE5534采用5V電壓。布局時考慮將不同的工作電壓的單元電路相對分開放置。同時DIR9001和愛的1955盡管都是單電源電壓供電，但兩者都極有模擬工作電壓又有數(shù)字電壓，將模擬電壓和數(shù)字電壓分開，分別提供模擬和數(shù)字各自的電源電壓。 五、 布局規(guī)劃 印制電路板布局的基本依據(jù)室信號流向。本任務(wù)布局任然一句信號流向進(jìn)行，各功能模塊相對集中，在這個基礎(chǔ)上，自然地將不同工作電壓的單元電路部分進(jìn)行了分離。電源電路根據(jù)產(chǎn)生的不同電壓放置在相應(yīng)的工作模塊附近。在一個單元內(nèi)先放置核心器件和面積大的器件。遵循先大后小，先難后易得布置原則。對相同結(jié)構(gòu)電路部分，盡可能采用對稱式的標(biāo)準(zhǔn)布局。同類型插裝元器件在X或Y方向上應(yīng)朝著一個方向放置。同一種類型的有記性分立元件也要力爭在X或Y方向上保持一致，便于產(chǎn)生和檢驗(yàn)。 六、 實(shí)訓(xùn)操作步驟 （1） 建立設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫文件：在D盤建立自己的文件夾文件夾名為班號-姓名。并啟動Protel 99 ES軟件。 （2） 繪制原理圖：設(shè)置圖紙的大小，裝載元件庫。繪制導(dǎo)線時應(yīng)當(dāng)采用wiring tools，才具有電器意義。 （3） 創(chuàng)建原理圖的元器件庫，繪制元件。需要繪制的元件有26C32、AD1955、DIR9001、NE5532。 （4）電氣檢查（ERC） （5）報表生成：產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表、產(chǎn)生元件列表 （6）創(chuàng)建元件封裝庫，制作元件封裝元件的封裝。需要建立的封裝 （7）印制電路板設(shè)計(jì)（PCB設(shè)計(jì)）：規(guī)劃印制電路板大小，設(shè)置工作層和工作參數(shù)裝載印制板元件封裝庫，加載裝入網(wǎng)絡(luò)表，元件布局。 七、實(shí)訓(xùn)心得建議 1．生成的印刷電路板圖與電路原理圖不相符，有一些元件沒有連上。這種情況時有發(fā)生，問題出在原理圖上，原理圖看上去是連上了，但畫圖不符合規(guī)范，導(dǎo)致未連接上。不規(guī)范的連線有： （1）連線超過元器件的斷點(diǎn)； （2）連線的兩部分有重復(fù)。 解決方法是在畫原理圖連線時，應(yīng)盡量做到： （1）在元件端點(diǎn)處連線； （2）元器件連線盡量一線連通。 2．在印刷電路板設(shè)計(jì)中裝入網(wǎng)絡(luò)表時元器件不能完全調(diào)入。原因有： （1）原理圖中未定義元件的封裝形式； （2）印刷電路板封裝的名稱不存在，致使在封裝庫中找不到； （3）封裝可以找到，但元件的管腳名稱與印刷電路板庫中封裝的管腳名稱不一致。 解決方法： （1）到網(wǎng)絡(luò)表文檔中查找未定義封裝的元件，補(bǔ)上元件封裝； （2）確認(rèn)印刷電路板元件封裝庫是否已調(diào)入，同時檢查原理圖中元件封裝名稱是否與印刷電路板元件封裝庫中的名稱是否一致； （3）將印刷電路板元件封裝庫中的元件修改成與原理圖中定義的一致。如三極管的管腳名稱在原理圖中定義為1，2，3，而在印刷電路板封裝庫中焊盤序號定義為E，B，C，必須修改印刷電路板封裝庫中的三極管管腳名稱，使他與原理圖中定義的三極管管腳名稱一致。 八、結(jié)語 隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展，電路設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜，手工設(shè)計(jì)越來越難以適應(yīng)形勢發(fā)展的需要，Protel 99 SE以其強(qiáng)大的功能、快捷實(shí)用的操作界面及良好的開放性，為設(shè)計(jì)者提供了現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)手段，使設(shè)計(jì)者能快捷、準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)出滿意的電路原理圖和印刷電路板，不愧是從事電路設(shè)計(jì)的一個良好的工具。 九、附錄