Altium Designer 学习笔记(总结)

●?在PCB板界面(默认是二维画面)时使用【Shift+M】键可以快速打

开滤镜(即放大镜),再次使用此组合键可以退出滤镜功能,该快捷组合键同样适用于三维PCB界面。

●?在PCB界面中,按数字键3,打开PCB板的三维界面;在三维界面

时,按数字键2,则又切换到二维界面。

●?在PCB的三维界面时,按住Shift键不松开,同时按下鼠标右键,则

可以旋转PCB板。

●?通常说的低速板一般是指最高频率小于40~50MHz的板子。

●?画PCB板时尽量用45度的折线代替90度的折线。

●?当新建了一个PCB项目并且又添加了两个原理图文件,在保存到指

定文件夹时,默认是先保存原理图表单1、接着保存原理图表单2,最后保存的是PCB项目。即保存的顺序是由内向外的。在PCB项目被保存后,其实Design Workspace(工作区间)也被保存了。

●?已打开的文件隐藏后,可以在Window下拉框里对应项中打开。

●?打开原理图编辑器属性设置对话框(即文件选项)有四种方式,1、

在Design->Document Options中打开;2、按快捷键【D+O】;3、在原理图界面边缘上或其外部双击同样能快速打开对话框;4、在原理图编辑界面中点击鼠标右键,在弹出的对话框中选择

Options->Document Options。

●?按住Ctrl键的同时按下鼠标右键,然后上下滑动鼠标也可以实现缩放

功能。

●?按Shift+Space键可以切换4种连线模式。要注意输入法的选择,否

则可能无法切换。

●?PCB Rule和Parameter Set的属性设置都是在Place ->Directives里面

打开(前者选择PCB Layout,后者选择Parameter Set),当选择

Add as Rule时,添加的属性的Name都是Rule,当选择添加时,属性的Name随设置的不同而异。

●?当点击Parameter Set后,再按F1键,则会快速打开Knowledge Center。

●?同Word的操作一样,按Ctrl+F组合键可以打开快速查找对话框,按

Ctrl+H组合键可以快速打开查找和替换对话框。

●?整体修改一批相同元器件的方法是:首先选中它们,然后打开

Find Similar Objects 面板,在最上方的Selected横排选择

same,点击OK,最后在Inspector对话框中修改它们的属性,修改完毕按回车键即可。

●?当原理图界面内的元器件被蒙版蒙住之后,点击Select all后所有高亮

显示的元器件(即未被蒙版蒙住的元器件)都会被选中。

●?在Find Similar Objects 面板内把左下角的Select Matching勾选上,查

找相似元器件时也会把所有相似元器件都选上。

●?在原理图界面内,所有画红色波浪线的地方说明是有错的或是有不妥

的地方,需要修改。当放置一个集成芯片时,往往会在各个引脚处标出红色波浪线,因为此时的引脚都未使用,而是悬空的。等到接上元器件或是接电源或接地后,红色波浪线便会消失。

●?点击Tools->Annotate Schematics可以快速对元器件的名字重新排序。

尤其是当元器件的名字中含有?(比如C?,R?.....)时。

●?被作为模板而保存起来的Snippet可以在原理图编辑界面右下角的

System里的Snippet中打开。

●?总线必须标注网络标识符。同一个项目的所有文件最好都放在一个文

件夹里。3V3表示3.3V。

●?进行编译后好要进行同步表单入口和端口检查

(Synchronize Sheet Entries and Ports)。

●?Net identifiers include:Net Label,Port,Sheet Entry,Power Port,

Hidden Pin。

●?在画PCB之前一定要把各个元器件的封装设置好,这一点很重要。

●?当放置IEEE Symbols时按键盘上的“+”或“-”号可以把所要放置

的符号放大或缩小。

●?在原理图库与原理图之间是不能进行元器件的粘贴的。另外在绘制原

理图的时候一定要充分利用Altium Designer软件本身自带的原理图库,利用已有的库元器件进行复制粘贴将会大大提高库元器件制作的效率,而且既漂亮又高效。

●?在原理图库的绘制界面中按Ctrl+End可以使鼠标快速跳到原点。

●?Ctrl+Q可以将单位在英制与米制之间来回切换。

●?在绘制元器件的封装时一定要综合考虑一下引脚间距和焊盘间距等

问题,避免引脚放上之后没有镀锡的地方或引脚不能够放到焊盘上等情况的发生。

●?集成库比原理图库和PCB库的优势在于它对元器件和封装都做了保

护<进行了锁定>,不至于出现多人乱维护的现象而使使用时出现混乱。另外,原理图和对应的PCB封装可以不在同一个库中,只需两者建立一种映射关系即可。但最好将它们存储在同一个文件夹下以便移植时能够整体移动而不会丢失源文件。

●?原理图绘制好之后通过编译进行检查看是否有错误,通过封装管理器

查看各元器件的PCB封装是否符合所需。

●?使用New from template 新建的PCB文件可以对其参数进行修改。包

括PCB Template和PCB Board Wizard(参数设置更详细些)。

●?在PCB编辑环境下坐标原点离图纸有一定的距离,可以使用

Edit->Origin->Set重新设置原点位置。

●?使用View->Connection->Hide all并在PCB环境下可以隐藏选中的属

类。

●?在PCB编辑环境下按住Shift+Ctrl并滚动鼠标滑轮可以在不同的层之

间进行切换。

●?在PCB环境下,按+号键在不同层之间进行切换(按照从左到右的顺

序),按-号键也是在不同层之间进行切换(从右到左),按*号键是在信号层之间进行切换;按键盘上的L字母键弹出颜色设置对话框。

Altium Designer中的元件及封装:

Altium Designer中的电阻的标识为Res1、Res2、Res3等,其封装属性为AXIAL系列,其中AXIAL的中文意思就是轴状的。电阻封装

有AXIAL-0.3、AXIAL-0.4及AXIAL-0.5。其中,0.3是指该电阻在印制电路板上焊盘间的间距为300mil(1mil=0.0254mm,即

100mil=2.54mm),同理,0.4的含义是指该电阻在印制电路板上焊盘间的间距为400mil,……

Altium Designer中的电位器的标识为RPot,其封装属性为VR系列,如VR-5。

Altium Designer中的无极性电容的标识为Cap,其封装属性为RAD 系列,如RAD-0.1、RAD-0.2、RAD-0.3、ARD-0.4……,小数的含义与电阻的相同。

Altium Designer中的极性电容(电解电容)的标识为Cap Pol,其封装属性为RB系列,如RB5-10.5、RB7.6-15。其中,RB5-10.5中的5表示焊盘间的距离是5mm,10.5表示电容圆筒的外径为10.5mm。二极管的种类比较多,常用的有整流二极管1N4001和开关二极管1N4148。Altium Designer中的二极管的标识为Diode(普通二极管)、D Schottky(肖特基二极管)、D Tunnel(隧道二极管)、D Varactor (变容二极管)以及Diode Zener(稳压二极管)。其封装属性为DO系列,如DO-35、DO-41等。对于发光二极管,Altium Designer 中的标识符为LED,通常发光二极管使用Altium Designer中提供的LED-0、LED-1封装。

Altium Designer中的三极管的标识为NPN和PNP,其封装属性为TO系列,如TO-92A。

集成电路IC有双列直插封装形式DIP,也有单排直插封装形式SIP。

Altium Designer中的单排多针插座标识为Header,Header后的数字表示单排插座的针数,如Header 12即为12脚单排插座,它们的封装都是SIP系列。

Altium Designer中的整流桥标识为Bridge,其封装为D系列,如D-38、D-46_6A

Altium Designer中的数码管标识为Dpy Amber(其实直接搜Dpy会更好一些,因为出来的备选项比较多),它们的封装为A、H、HDSP-A2(双数码管)等。

大多数元件的引脚间距都是100mil(2.54mm)的整数倍。在PCB

设计中必须准确测量元件的引脚间距,因为它决定着焊盘放置间距。PCB布局问题:

一、PCB布局时应遵循信号从左到右或从上到下的原则,即在布局时将输入信号放在电路板的左侧或上方,而将输出放置到电路板的

右侧或下方。当布局受到连线优化或空间的约束而需放置到电路板

同侧时,输入端与输出端不宜靠的太近,以免引起电路震荡,甚至

导致系统工作不稳定。

二、优先确定核心元件的位置。以电路的功能判别电路的核心元件,然后以核心元件为中心,围绕核心元件布局。优先确定核心元件的

位置有利于其余元件的布局。

三、布局时考虑电路的电磁特性。通常强电部分(220V交流电)与弱电部分要远离,电路输入级与输出级的元件应尽量分开。同时,

当直流电源引线较长时,要增加滤波元件,以防止50Hz干扰。当元

件可能有较大电位差时,应加大它们之间的距离,以免因放电、击穿引起的意外。此外,金属壳的原件应避免相互接触。

四、布局时考虑电路的热干扰。对于发热元件应尽量放置在外壳或通风较好的位置,以便利用机壳上开凿出的散热孔散热。当元件需要安装散热装置时,应将元件放置到电路板的边缘,以便于安装散热器或小风扇来确保元件的温度在允许的范围内。对于温度敏感的元件,如晶体管、集成电路和热敏电路等,不宜放在热源附近。五、可调节元件的布局。在放置可调元件时,应尽量布置在操作者手方便操作的位置,以便可调元件使用方便,而对于一些带高电压的元件则应尽量布置在操作者手不宜触及的地方,以确保调试、维修的安全。

其他如高热元件要均衡分布,电源插座要尽量布置在印制板的四周,所有IC器件单边对齐,有极性元件极性标示明确,同一印制板上极性标示不得多于两个方向,出项两个方向时,两个方向应互相垂直,还有贴片单边对其,字符方向一致,封装方向一致等等。

PCB布线的注意事项:

?印制导线的布设应尽可能短。当电路为高频电路或布线密集的情况下,印制导线的拐弯应成圆角。当印制导线的拐弯成直角或尖脚时,高频电路或布线密集的情况下会影响电路的电气特性。

?PCB尽量使用45度折线,而不用90度折线布线,以减小高频信号对外的发射与耦合。

?当两面布线时,两面的导线应互相垂直、斜交或弯曲走线,避免互相平行,以减小寄生耦合。

?作为电路输入及输出用的印制导线应尽量避免相邻平行,以免发生回流,在这些导线之间最好加接地线。

?当板面布线疏密差别大时,应以网状铜箔填充,栅格大于8mil (0.2mm)。

?贴片焊盘上不能有通孔,以免焊膏流失造成元件虚焊。

?重要信号线不准从插座间穿过。

?卧装电阻、电感(插件)、电解电容等元件的下方避免布过孔,以免波峰焊后孔与元件壳体短路。

?手工布线时应先步电源线,再布地线,且电源线应尽量在同一层面。

?信号线不能出现回环走线,如果不得不出现环路,应尽量让环路小。

?走线通过两个焊盘之间而不与它们连通的时候,应该与它们保持最大且相等的间距。

?走线与导线之间的距离应当均匀、相等并且保持最大。

?导线与焊盘连接处的过渡要圆滑,避免出现小尖角。

?当焊盘之间的中心间距小于一个焊盘的外径时,焊盘之间的连接导线宽度可以和焊盘的直径相同;当焊盘之间的中心间距大于焊盘的外径时,应减小导线的宽度;当一条导线上有3个以上焊盘,它们之间的距离应该大于两个直径的宽度。

PCB导线宽度与电路电流承载值有关,一般导线越宽承载电流的能力越强。因此在布线时,因尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽。它们的关系是地线>电源线>信号线。通常信号线宽为0.2~0.3mm (8~12mil)。导线宽度和间距可取0.3mm(12mil)。导线的宽度在大电流的情况下还要考虑其温升问题。在DIP封装的IC脚间导线,当两脚间通过两根线时,焊盘直径可设为50mil,线宽与线距都为10mil;当两脚间只通过一根线时,焊盘直径可设为64mil,线宽与线距都为12mil。导线不能有急剧的拐弯和尖角,拐角不得小于90度。通常情况下以金属引脚直径值加0.2mm(8mil)作为焊盘内孔直径,如电容的金属引脚直径为0.5mm(20mil)时,其焊盘内孔直径应设置为0.5+0.2=0.7mm (28mil)。

通常,焊盘的外径应比内孔直径大1.3mm(51mil)以上。

当焊盘直径为1.5mm(59mil)时,为了增加焊盘抗剥强度,可采用长不小于1.5mm(59mil)、宽为1.5mm(59mil)的长圆形焊盘。

PCB设计时,焊盘的内孔边缘应放置到距离PCB边缘大于1mm

(39mil)的位置,以便加工时焊盘的缺损;当与焊盘连接的导线较细时,要将焊盘与导线之间的连接设计成水滴状,以避免导线与焊盘断开;相邻的焊盘要避免成锐角等。此外,在PCB设计中,用户可根据电路特点选择不同形式的焊盘,如方形、正八边形等。

铺铜:通常,对于大面积的地或电源铺铜,可起到屏蔽作用;对于布线较少的PCB板层铺铜,可保证电镀效果,或者压层不变形;此外,铺铜后可给高频数字信号一个完整的回流路径,并减少直流网络的布线。

使用PCB元件向导制作元器件封装时系统给出的封装模型有12种:

1.Ball Grid Arrays(BGA):球型栅格列阵封装,是一种高密度、高性

能的封装形式。

2.Capacitors:电容型封装,可以选择直插式或贴片式封装。

3.Diodes:二极管封装,可以选择直插式或贴片式封装。

4.Dual In-line Packages(DIP):双列直插型封装,是最常见的一种集

成电路封装形式,其引脚分布在芯片两侧。

5.Edge Connectors:边缘连接的接插件封装。

6.Leadless Chip Carriers(LCC):无引线芯片载体型封装,其引脚紧

贴于芯片体,在芯片底部向内弯曲。

7.Pin Grid Arrays(PGA):引脚栅格列阵式封装,其引脚从芯片底部

垂直引出,整齐地分布在芯片四周。

8.Quad Packs(QUAD):方阵贴片式封装,与LCC封装相似,但其

引脚是向外伸展的而不是向内弯曲的。

9.Resistors:电阻封装,可以选择直插式或贴片式封装。

10.Small Outline Packages(SOP):是与DIP封装相对应的小型表贴

式封装,体积较小。

11.Staggered Ball Grid Arrays(SBGA):错列的BGA封装形式。

12.Staggered Pin Grid Arrays(SPGA):错列引脚栅格阵列式封装,与

PGA封装相似,但引脚错开排列。

焊盘直径通常为焊盘内径的1.5~2.0倍。

PCB设计中使用的测量单位有公制(Metric)和英制(Imperial)两种,一般常用的元器件封装多用英制单位。例如,双列直插器件,其引脚间距正好是100mil,其宽度通常为300mil或600mil,而一些贴片式元器件引脚间距通常为mil的整数倍,如50mil。因此,为了布局布线上的方便,通常用英制单位作为测量单位。

PCB的工作层面是根据信号层、中间层、机械层、掩膜层、其它层和丝印层6个区域分类设置的。

飞线显示了PCB上网络的电气连接关系,对于手工布线非常有用。它是一种形式上的连线,它只从形式上表示出各个焊点间的连接关系,没有电气的连接意义。其按照电路的实际连接将各个节点相连,使电路中的所有节点都能够连通,且无回路。

由于电子元件对热比较敏感,因此当电路板上的某个区域元件密度过高时,会导致热能集中,降低这一区域内电子元件的使用寿命。因此,用户应在元件布局结束后,对电路板进行密度分析。步骤:工具->密度图。在密度图分析中,用颜色表示密度级别,其中绿色表示低密度,黄色表示中密度,而红色表示高密度。

对布局好后的板子执行【查看】->【3D显示】,用户就可以查看电路板的3D布局图。

Altium Designer自动布线的设计规则针对不同的目标对象,可以定义同类型的多重规则。例如用户可定义一个适用于整个PCB的导线宽度约束条件,所有导线都是这个宽度。但由于电源线和地线通过的电流比较大,比起其他信号来要宽一些,所以要对电源线和地线重新定义一个导

线宽度约束规则,当然,还可以使用规则向导设置自动布线规则(都重点看一下)。

Knowledge Center(帮助中心)会随着所打开的软件界面的变化而实时更新。

右下角的Help里的Shortcut面板可以实时显示当前所打开的界面的快捷键。

印制板总体设计流程:原理图的设计->原理图的仿真(布线前的仿真)->网络报表生成->印制板的设计->信号完整性分析(布线后的仿真)->文件存储及打印(说明:对于广大初学者来说布线前后的仿真是不需要的,因为我们一般做的板子都比较简单而且是低速板)。

布线时一般采用10mil的线。

top layer——顶层

bottom layer——底层

mechanical——机械层

top overlay——顶层丝印层

bottom overlay——底层丝印层

top paste——顶层阻焊层/顶层锡膏层(相当于绿油,覆盖在铜箔上面,阻止焊接)

bottom paste——底层阻焊层/底层锡膏层

top solder——顶层焊锡层

bottom solder——底层焊锡层

drill drawing——钻孔图/层

keep-out layer——禁止布线层(板子轮廓,板子形状由该层所画的线决定)

multi-layer——多层

在Keep-Out Layer层定义板子的形状(注意:定义板子外形所画的线与连接元器件所画的线是不同的,在工具栏选择时注意选不同的线)。在PCB Filter里面输入IsComponent可以快速选中当前PCB编辑界面里的全部元器件而不会选中Keep-Out Layer边框。

把AD中的pcb文件保存为Protel99SE里的文件必须选择PCB4.0 Binary File(*.pcb)的格式才能制作板子。

铺铜时选用Solid(固体填充or 实填充)的填充模式时转换成Protel 99se格式时是不显示的,选用hatched(阴影线的or 网格线的)的格式则没问题。

PCB绘制完成之后要进行规则检查,为了对自己的工作的保护(知识保护),可以生成工厂制作PCB板的文件,发给他们就行了,当然也可以发给他们一个PCB文件,他们会自己生成制作PCB板所需的文件。

布线时按数字“1”可以改变线型的预览模式,按“2”可以在遇到障碍物时改变行为(如忽略障碍物或穿过或停止)。

在布线的过程中按下键盘左上角的Esc键下面的键可以打开快捷菜单对话框。

铜柱的内径取3mm,外径取5mm。

键盘上的“+”或“-”键可以切换层。

按住Shift+S可以把板子视图切换为单层模式,按“*”键在顶层和底层之间切换。

在PCB库的编辑界面中,按Ctrl+end可以快速将鼠标跳到原点。

绘制表贴元器件的封装时,选择top layer,绘制直插元器件的封装时选择multi-layer。

当参考某个元器件的手册绘制其封装时不能完全按照手册来绘制,因为绘制的过程中必须得给焊盘留一些空间,因此绘制时就要稍微加一些尺寸(一般是根据Package Dimensions绘制封装)。

在绘制完PCB元件的封装后一定要设置封装元器件的参考点。

0805和0603都是表贴发光二极管和表贴电阻的封装,前者稍大些。

重要说明:在学校做PCB板子,要想在板子上打上字,需要把字符串写在Top Layer(顶层),如果是发到工厂做板子,则把字符串放在Top Overlayer(顶层丝印层)或(Bottom Overlayer)底层丝印层,同样地,对添加的图片也是相同的处理。另外,在学校做板子的话,无论是布线还是焊盘都应该比发到工厂里的板子设计的要宽大,否则导线很容易断路,或焊盘钻孔后就没焊盘了。

在学校做单面板时,无论是顶层布线还是底层布线都可以,打印时正常打印即可,无需镜像;如果板子上的汉字没有镜像,那么打印时镜像就行了;如果板子上的汉字已经镜像,则打印时直接正常打印即可。

对单面板上的汉字镜像可以批量操作,首先查找相似物体,然后可以按住上档键(Shift键)点击某些不想镜像的汉字进行取消选中,最后勾选镜像选项完成批量镜像操作。

使用AD软件时,有时快捷键不好使,遇到这种情况首先将搜狗输入法切换到系统默认的英文输入法进行解决。

布置单面板,假如需要飞线的话,则可以在需要连接的两个焊盘旁边再放上焊盘,这样可以把导线布置在放元器件的一面,而布线的一面不会有飞线出现,这样就会显得板子漂亮了。

画单面板的话只需要在底面布线就行了,也就是说在画PCB时设置成在底面操作。

完全可以使用一个PcbLib文件绘制多个元器件的封装。

在Top Solder(顶层焊锡层)添加的文本在工厂做好后是以镀锡的形式展现的(注:如果还要铺铜,就先添加字符,然后再铺铜);若是在Top Overlayer(顶层丝印层)添加文本,则在工厂做好后是以白色字符的形式显示,就如同元器件的标号一样。

在PCB板子上添加图片在转换(Convert)这一步选好某个层之后就可以在特定层放置了。

比如,在转换时如若选的是顶层或底层,则转换后的图片是作为一个元器件的形式存在的,如若选择的是丝印层,则转换后则是作为镀锡的那层来显示的。

元器件清单使用元器件报表生成,即BOM(Bill of Material)。采购元器件只需这张表就行了。

使用AD打印时,需要将顶层、底层、双面、过孔都选上,TTFont在有汉字时也需要选上。

一般的PCB生产厂商都是使用Gerber文件来进行PCB的制作。

对大的PCB工程,原理图设计有两种方法:一是把原理图改成大号的(比如A3、A2等);而是采用多个原理图文件共同完成(即分层设计)。分层设计又包括平级设计和等级设计,一般还是等级设计比较好,浏览起来方便。等级设计可以由顶层到底层,也可以由底层到顶层来设计。平级设计可以使用PORT或Net Label来实现电路的连接,等级设计只使用PORT来连接电路。在等级设计中,电源具有全局属性,即等级设计的所有原理图文件中的电源都是连接在一起的。可以使用Design里Synchronize Sheet Entries and Ports来检查PORT的方向是否正确。铺地时注意最好将板子的边缘与地隔离开一些,就是说将板子的边缘的几毫米不要铺铜;另外注意铜柱处不要与板子的地相连。

贴片电阻的表示一般使用三位数字或四位数字,三位数字的一般精度是±5%,四位数字的一般是±1%,且一般0603的贴片使用三位数字表示。

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