電路輔助設(shè)計(jì)CAD實(shí)訓(xùn)報(bào)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(yǔ) 九、 附錄 一、 實(shí)訓(xùn)目的 在電子技術(shù)類(lèi)專(zhuān)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(guò)集中長(zhǎng)時(shí)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(gè)臺(tái)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(dòng)手能力、查閱資料那里和書(shū)寫(xiě)工作報(bào)告的能力。 實(shí)訓(xùn)過(guò)程采用“基于工作過(guò)程”的教學(xué)思想，通過(guò)對(duì)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(guò)實(shí)訓(xùn)，學(xué)習(xí)比較簡(jiǎn)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(jiǎn)單的數(shù)?；旌想娐稰CB的繪制和設(shè)計(jì)，初步理解數(shù)?；旌显O(shè)計(jì)電路PCB圖的繪制要求。 通過(guò)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(jiàn)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(gè)實(shí)訓(xùn)過(guò)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(gè)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(hào)圖紙。 電路原理圖中無(wú)法從軟件自帶中找到的器件，建立原理圖元件庫(kù)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(duì)出現(xiàn)的錯(cuò)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(wú)法從PCB軟件自帶的封裝庫(kù)中找到的器件，建立元件封裝庫(kù)并創(chuàng)建相應(yīng)的元件封裝。（3）PCB圖繪制完成后對(duì)焊盤(pán)進(jìn)行補(bǔ)淚滴處理。（4）生成電路板的信息報(bào)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(kù)并制作原理圖的元件符號(hào)，能夠創(chuàng)建PCB封裝庫(kù)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(guò)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(dòng)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(hào)器件與數(shù)字信號(hào)器件分開(kāi)，高電壓、大電流信號(hào)與小電流，低電壓的弱信號(hào)完全分開(kāi)。布局目標(biāo)是使總的連線盡可能的短，關(guān)鍵是信號(hào)線最短。相同的結(jié)構(gòu)電路部分，盡可能采用對(duì)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(gè)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(lái)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(shí)，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(dòng)和手動(dòng)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(hào)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(guò)程中由于器件的移動(dòng)而交叉重疊的字符移動(dòng)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(duì)原理圖有一定功能上的認(rèn)識(shí)。從模塊功能上該電路原理圖可分為三個(gè)單元，分別為數(shù)字音頻信號(hào)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(hào)接收電路主要完成數(shù)字音頻信號(hào)的接收解碼。輸入信號(hào)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(gè)24位數(shù)字音頻接口接收器，有基地的時(shí)基抖動(dòng)，但封裝是 TSSOP28的，引腳間距很小，對(duì)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(shí)要加去耦電容。在進(jìn)行PCB布局時(shí)，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(hào)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(gè)高性能多為西格瑪-德?tīng)査D(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(jiǎn)單，不用的輸入引腳直接接地處理。 放大電路應(yīng)用時(shí)電源設(shè)置非常重要，DIR9001信號(hào)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(shí)考慮將不同的工作電壓的單元電路相對(duì)分開(kāi)放置。同時(shí)DIR9001和愛(ài)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(kāi)，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(hào)流向。本任務(wù)布局任然一句信號(hào)流向進(jìn)行，各功能模塊相對(duì)集中，在這個(gè)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(gè)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(duì)相同結(jié)構(gòu)電路部分，盡可能采用對(duì)稱式的標(biāo)準(zhǔn)布局。同類(lèi)型插裝元器件在X或Y方向上應(yīng)朝著一個(gè)方向放置。同一種類(lèi)型的有記性分立元件也要力爭(zhēng)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(kù)文件：在D盤(pán)建立自己的文件夾文件夾名為班號(hào)-姓名。并啟動(dòng)Protel 99 ES軟件。 （2） 繪制原理圖：設(shè)置圖紙的大小，裝載元件庫(kù)。繪制導(dǎo)線時(shí)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(kù)，繪制元件。需要繪制的元件有26C32、AD1955、DIR9001、NE5532。 （4）電氣檢查（ERC） （5）報(bào)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(kù)，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(kù)，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(méi)有連上。這種情況時(shí)有發(fā)生，問(wèn)題出在原理圖上，原理圖看上去是連上了，但畫(huà)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(guò)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(huà)原理圖連線時(shí)，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(shí)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(kù)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(kù)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(kù)是否已調(diào)入，同時(shí)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(kù)中的名稱是否一致； （3）將印刷電路板元件封裝庫(kù)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(kù)中焊盤(pán)序號(hào)定義為E，B，C，必須修改印刷電路板封裝庫(kù)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(yǔ) 隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展，電路設(shè)計(jì)越來(lái)越復(fù)雜，手工設(shè)計(jì)越來(lái)越難以適應(yīng)形勢(shì)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(kāi)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(gè)良好的工具。 九、附錄