快畢業的時候,看了舍友這本書,覺得不錯,分享一下其知識框架,也算是存貨吧——《Altium Designer2020電路仿真與設計》。
導論:Altium Designer 是原Protel軟體開發商Altium公司推出的一體化的電子產品開發系統,主要運行在Windows作業系統。這套軟體通過把原理圖設計、電路仿真、PCB繪製編輯、拓撲邏輯自動布線、信號完整性分析和設計輸出等技術的完美融合,為設計者提供了全新的設計解決方案,使設計者可以輕鬆進行設計,熟練使用這一軟體必將使電路設計的質量和效率大大提高。
Altium電路板總體設計流程&實現步驟:
1.案例分析嚴格來說不屬於設計的部分,但對後期又有影響。它的主要任務是決定原理圖電路如何設計,同時影響PCB電路圖的規劃。
2.電路仿真設計電路圖之前,有時對某一部分電路設計不確定(也就是所謂的黑盒設計了),因此要通過電路仿真來驗證。此外還能用於確定電路中某些元器件的參數。
3.繪製原理圖元器件對於庫裡沒有的元器件,必要時需要自己動手設計,建立DIY自己的元器件庫。
4.繪製電路原理圖庫裡元器件都有的話,就可以開始試繪製原理圖了。根據電路複雜程度決定是否需要使用「層次原理圖」。繪製完成後,用ERC(電氣規則檢查)工具來查錯,找出錯誤並修改,re差錯直到沒有原則性錯誤為止。
5.繪製元器件封裝與元器件庫一樣,有些封裝需要自己動手設計。
6.設計PCB電路板確定原理圖沒有錯誤之後,開始繪製PCB板。首先繪製PCB板的輪廓,確定工藝要求(用幾層板),然後將原理圖傳輸到PCB板,在網絡報表(簡單介紹來歷功能)、設計規則和原理圖的引導下布局和布線。最後利用DRC(設計規則檢查)工具查錯。這是電路設計的另一個關鍵環節,將決定產品的實用性。另外,不同電路有不同的考慮因素。
7.文檔整理對原理圖、PCB圖及元器件清單予以保存,以便以後維護和修改。
原理圖基礎知識
電路圖,即電路板在原理上的表現,主要由一系列具有電氣特性的符號構成。
1.component元件:元件符號由元件管腳和邊框組成。
2.copper銅箔:導線、焊盤等
3.silkscreen level絲印層:元件的說明文字屬性,對應PCB板上的說明文字
4.port埠:跨原理圖(同名埠)的電氣連接
5.net label網絡標號:和埠類似,必須附加在導線、總線和管腳上
6.supply電源符號:電源網絡標註,並非實際的電源器件
原理圖設計的一般流程:
原理圖環境設置:
1.圖紙設置
2.環境參數設置
3.使用圖形工具繪圖——drawing工具條、直線、多邊形、橢圓弧、矩形、圓角矩形、橢圓、扇形、文本字符串、文本框、貝塞兒曲線、
原理圖基礎操作:
1.元器件庫及元器件的放置和屬性編輯
2.繪製電路原理圖——導線和總線、電路節點、電源和接地符號、輸入輸出埠、放置忽略ERC檢查測試點
3.綜合實例——抽水機電路(從元件的查找放置到布局,再到導線連接和標號)、氣流控制電路、最小系統電路、看門狗電路
原理圖高級應用:
1.元件標號管理
2.原理圖中添加PCB設計規則
3.使用list和navigator面板快速瀏覽
4.原理圖查錯和編譯修正
5.綜合實例——汽車多功能報警器電路
層次化原理圖設計:
電路仿真系統——元器件、原理圖、激勵源、節點標籤、仿真方式和結果
激勵源:正弦信號、分段線性、指數激勵、單頻調頻
仿真參數設置:節點電壓、仿真數學函數
實例:正弦、餘弦
綜合實例——雙穩態振蕩器電路仿真、Filter電路仿真、數字電路分析
PCB設計
PCB建立方法:
1.通過嚮導生成。
2.利用模板生成。
3.利用子菜單新建。
PCB的設計流程:
1.繪製電路原理圖 確定元件,完善電路
2.規劃電路板 全面考慮電路板功能、部件元件、封裝、連接方式等。
3.設置各項環境參數
4.載入網絡表和元件封裝
5.元件自動布局 設置自動布局規則
6.手工調整布局
7.電路板自動布線 使用自動布線功能為PCB板布線
8.手工調整布線
9.DRC校驗
10.文件保存、輸出列印 保存列印報表和PCB文件
11.加工製作 送交加工單位
電路板物理結構和環境參數設置:
邊框線、圖紙、層面設置、3D效果圖
最小單片機系統——MCU、完整的PCB板電路、看門狗電路板
電路板後期製作:
電路板測量、DRC檢查
信號完整性分析(重要的高速PCB板級和系統級分析和設計的手段):
串擾分析
可編程邏輯器件設計——VHDL應用設計實例
目前的數字系統設計直接面向用戶需求,根據系統的行為和功能要求,自上而下完成相應的描述、綜合、優化、仿真、驗證,直到生成器件。(除系統行為和功能描述外,其餘都可通過計算機完成)
AD軟體基於FPGA和CPLD符號庫的原理圖設計、VHDL語言及CUPL語言設計,用集成的PLD編譯器編譯設計結果和仿真驗證。
FPGA工程、VHDL設計、測試和行為描述文件
只有設計出符合需要和規則的電路原理圖,才能順利進行仿真分析,最終變為可以用於生產的PCB印製電路板文件。
Tips:
放置忽略ERC檢查點:讓系統在檢查時,忽略掉某些點
對於大規模複雜系統,要採用電路的層次化和模塊化設計方法。將電路分為各獨立的工作模塊,以便不同的設計人員進行協同設計。(C++封裝繼承思想)
在具有仿真功能的EDA軟體出現之前,對電路的驗證方式通常是搭建實際的麵包板,對節點進行逐點測試,觀察示波器看測試波形。
設計PCB印刷電路板是整個工程設計的目的。
PCB走線是電路設計的重要任務,在走通所有導線的前提下,有以下要求: