迷你音箱印制电路设计基本步骤新.docx

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迷你音箱印制电路设计基本步骤新

迷你音箱PCB设计基本步骤

第一部分迷你音箱电路的设计

一、新建一PCB项目。

执行菜单【文件】/【新】/【项目】/【PCB项目】

在【Projects】面板上即有一默认名为“PCB_Projects1.PrjPCB”的项目。

二、在PCB项目下新建一原理图文件

执行菜单【文件】/【新】/【原理图】

在【Projects】面板上，系统在前面新建的新项目下自动创建一默认名为“Sheet1.SchDoc”的原理图文件。

三、在PCB项目下新建PCB图文件

执行菜单【文件】/【新】/【PCB】

在【Projects】面板上，系统在前面新建的新项目下自动创建一默认名为“PCB1.PcbDoc”的PCB文件。

四、保存该项目及文件

要求：

实习作业存放路径为“E:

\AD6students\小组文件夹\…”，文件名为中文真实姓名加图纸名。

方法：

在【Projects】面板上，用鼠标右键单击“PCB_Projects1.PrjPCB”项目，打开下拉菜单，点击“保存项目”，按要求找到存放路径，按顺序保存相应文件及项目。

在文件名栏输入中文真实姓名。

如：

“张三PCB1”，“张三Sheet1”，“张三PCB_Project1”。

五、原理图绘制

1.原理图窗口管理及环境参数设置

1）窗口管理

放大：

按PgUp键或按Ctrl键+向前滚动滑轮，

缩小：

按PgDn键或按Ctrl键+向后滚动滑轮，

刷新：

按End键，

面板打开：

窗口右下角面板控制中心点击相应的面板控制标签进入，进行选择打开相应面板。

2）环境参数设置

执行菜单【设计】/【文档选项】

在文档选项对话框中可进行图纸大小、方向、光标移动步长、可视栅格、电气栅格、标题栏等参数的设置，及设计单位的选择。

2.器件库面板

3.放置元器件

打开【器件库】面板，将当前元件库栏切换到所需元件库，在“查询条件输入栏”输入所需元器件的名称，元器件列表框中将显示有相同名称的元器件。

在元器件列表框中双击元器件名，这时光标上即带有该元件，移动光标到编辑窗口中单击鼠标左键，就可进行该元件放置了。

4.元器件属性编辑

在放置元器件过程中，元器件处于浮动状态时（即元器件未放下之前可随光标一起移动），按键盘“Tab”键，可打开元器件属性窗口，或元器件放置在图纸上后，双击元器件也可打开元器件属性窗口。

在该窗口中

【标志符】栏：

标注元器件在原理图中的序号；

【注释】栏：

注释元器件类型、型号或元器件参数；

【Value】栏：

输入元器件参数值；

【Footprint】栏：

选择、编辑或添加元器件封装形式。

5.元器件的电气连接

1）用导线连接元器件

单击【布线】工具栏

工具，将光标移至元器件的电气节点处单击，实现元件间电气连接。

2）放置电气节点

按键盘“Ｐ”＋“Ｊ”键，光标即带有一红色电气节点，在放置处点击鼠标左键即可放置。

3）放置网络标号

单击【布线】工具栏

工具，在浮动时按Tab键打开网络标号属性对话框，在【网络】栏输入网络标号名称，点击选择按钮，移动鼠标到放置处点击鼠标左键即可进行网络标号的放置。

注：

网络标号要放置在导线上或元器件引脚的电气节点上。

4）放置电源和地端口

　单击【布线】工具栏

或

工具，在放置处点击鼠标左键即可进行电源和地端口的放置。

注：

在使用工具栏中工具的过程中，当鼠标点击某工具后处于浮动状态时（即当鼠标点击某工具后还未进行任何操作时）按键盘“Ｔab”键，可打开该工具的属性窗口进行属性编辑。

５．项目及文件保存

１）单击【原理图标准】工具栏

即可将工作窗口中正在编辑的图纸现存状态保存，并将覆盖先前保存过的内容。

２）关闭项目及文件时程序会有一提示保存窗口，确认保存。

六、ＰＣＢ设计

1．规划印制电路板（42×48mm2）

1）参数选项设置

点击菜单【设计】\【板参数选项】，

【测量单位】栏：

单位：

Metric

【跳转网格】栏：

X轴：

1mmY轴：

1mm

【网格可视化】栏：

网格2：

1mm

2）设置原点

点击菜单【编辑】\【原点】\【设置】，移动光标至一位置（此位置可任意选定。

）点击鼠标左键设定一原点（即坐标为（X:

0mm,Y:

0mm）位置）。

原点标记显示：

点击菜单【工具】\【优先选项】，点击对话框左侧的【PCBEditdor】选项前的“+”号，打开下拉选项，点选【Display】项，在右侧窗口中的“显示”栏，勾选“起始标记”，单击正确按钮即可。

3）电气边界轮廓绘制

⑴点选【Keep-OutLayer】层面，点击

工具栏中，应用工具中的放置线工具

，从原点开始按印制电路板尺寸要求绘制印制板电气边界基本轮廓（软件支持双命令状态。

即可在放置线状态下按Ctrl+End光标自动跳至原点）。

电气边界的绘制可参考窗口左下角X、Y坐标绘制。

也可在打开顶层信息显示状态下（可通过按Shift+H打开关闭顶层信息显示），参考相对坐标绘制电气边界。

⑵绘制圆弧角边界

点击应用程序工具栏中

从中心放置弧工具，根据圆弧尺寸点击鼠标先确定圆心位置，移动鼠标点击确定半径（水平或垂直移动鼠标容易与欲连接的点相切，可靠连接。

），再移动鼠标确定圆弧的起点与终点。

最后删除多余的边界线段。

4）物理边界确定

点选【Mechanical1】层面，先全部选中编辑窗口中的电气边界，点击菜单【设计】\【板子形状】\【定义从选择的物体】，即刻物理边界根据电气边界确定。

5）重新设置原点

点击菜单【编辑】\【原点】\【设置】，移动光标至坐标为（X:

21mm,Y:

0mm）处点击鼠标左键重新设定原点（即坐标（X:

0mm,Y:

0mm）位置）

6）固定孔及装配孔的绘制

固定孔与装配孔的绘制均采用放置圆形焊盘形式，焊盘的孔径与焊盘外径尺寸相同。

以新原点为基准，定位各孔

1固定孔尺寸2*φ1.2mm

位置：

孔1（-19.8mm,-1.55mm），孔2（-15.8mm,-1.55mm）

所放置焊盘孔径：

1.2mm,焊盘外径：

1.2mm。

2装配孔尺寸2*φ2.5mm

位置：

孔1（-13.5mm,-13mm），孔2（13.5mm,-13mm）

所放置焊盘孔径：

2.5mm，焊盘外径：

2.5mm。

3焊盘的放置方法

点选【BottonLayer】层面，点击

工具栏中的放置焊盘工具

，移动光标至任意位置点击鼠标左键确定，再移动鼠标并点击鼠标左键确定其他焊盘，分别双击已放置的焊盘打开焊盘的属性窗口，在属性窗口中输入焊盘相应位置坐标、焊盘尺寸及确定焊盘形状，并将焊盘锁住固定。

以此来确定各焊盘大小、形状及位置。

7）板参数选项设定

执行菜单【设计】／【板参数选项】命令，打开对话框，重新设定板参数，便于后面的PCB设计。

【测量单位】栏：

单位：

Metric

【跳转网格】栏：

Ｘ轴：

0.1mmＹ轴：

　0.1mm。

【元器件网格】栏：

Ｘ轴：

　0.1mmＹ轴：

　0.1mm。

【网格可视化】栏：

网格2：

1mm。

2．网络与元器件封装的载入

点击菜单【设计】\【ImportChangesForm…】,打开对话框，点击左下角

按钮，再点击右下角

按钮,关闭对话框。

3.布局元件

合理的布局是PCB布线的关键。

如果单面板设计元器件布局不合理，将无法完成布线操作；如果双面板元器件布局不合理，布线时将会放置很多过孔，使电路板导线变得非常复杂。

合理的布局要考虑到很多因素，比如电路的抗干扰等，在很大程度上取决于设计者的设计经验。

元器件布局应安放合理，既要注意美观性，同时也要考虑对电路性能的影响。

一般来说，应注意以下几点。

◆放置顺序。

应先放置与结构有关的位置固定的元器件，如开关、电源插座、连接器、指示灯等，放置好后，尽量将其锁定，避免以后移动。

之后放置特殊的或比较大的元器件，如IC、变压器、发热元器件等，最后按照地址线和数据线的走向，依照就近原则，放置其他较小的元器件。

◆注意散热。

大功率电路中，应将发热的元器件如变压器、功率管等，尽量靠边分散放置，不要集中在一起，以便于热量散发。

◆电性能。

应把连线关系密切的元器件尽量放在一起，并尽量对齐平行摆放，以缩短布线长度，减小彼此之间的分布参数。

但是，带强电的元器件与其他元器件的距离应尽量远些，并注意放置在调试时手不易碰到的地方。

◆对于需要手动调节的元器件，如电位器、可变电容等，放置的位置应便于调试。

◆模拟电路与数字电路应分开布设，不能放置在一起。

AltiumDesigner6.0提供了两种元器件布局的方法，一种是自动布局，一种是手动布局。

这两种方法各有优劣，设计者应根据不同的电路设计需要选择合适的布局方法。

⑴元件手工布局

元器件的手工布局是在遵循电气性能合理的前提下，通过对元器件进行一些基本操作，如移动、方向调整、排列元器件，修改元器件封装、调整文字标注等，使元器件合理布局在PCB上。

⑵元器件的自动布局

执行【工具】/【器件布局】/【自动布局】菜单命令。

选中【簇放置】选项，勾选【快速元件放置】复选项，系统将根据元器件之间的连接关系以高速进行布局。

往往自动布局后元器件布局通常还不是很完善，可先执行【工具】/【器件布局】/【推挤】菜单命令调整元器件布局，再通过手工进行优化调整。

⑶元件锁住固定

电源插座J1,电位器VOL1，发光二极管D1，开关S1四元件需锁定位置及方向。

四元件相对坐标原点的位置为

J1:

（-17.8mm,-7.5mm）,VOL1:

（-4mm,-11.5mm）,D1:

（7.5mm,-6mm）,S1:

（16mm,-4.5mm）.

锁定方法：

如双击J1元件，打开J1元件属性对话框，

【元件属性】栏：

X-定位：

-17.8mm，Y-定位：

-7.5mm。

固定：

勾选。

即可将该元件锁住固定。

其他固定元件以此方法锁定。

⑷BT1元件的封装位置放置在PCB中可用两种方法实现

一种拆散封装元件，调整其焊盘到合适的位置，另一种方法是删除导入到PCB中BT1封装，另外放置焊盘并连接到相应的网络来实现。

拆散元件封装的方法：

双击已放置到PCB中的元件打开元件属性窗口，在【元件属性】栏去掉【固定原始点】的勾选即可，此时的元件封装的所有元素即可编辑移动。

4.布线

在PCB设计中，布线操作是完成最终产品的关键步骤，布线时应注意以下几点。

◆导线宽度的设置应达到导线的载流要求，并尽可能宽些，留出裕量。

具体数值视PCB的功耗和元器件的工作电流而定。

电源和地的导线要宽些，并尽量与其他导线的走向一致，以增强抗噪声的能力。

◆平行信号线之间应尽量留出较大的间距，以减少窜扰。

若两条信号线相距较近，最好在两线之间走一条接地线，这样可以起到屏蔽的作用，另外，两相邻层的布线应互相垂直，以防止互相感应产生窜扰。

◆设计信号传输线时应避免急拐弯，以防止传输线由于特性阻抗突变而产生反射，应尽量设计成具有一定尺寸的均匀的圆弧形。

◆PCB上若装有大电流器件，如继电器、指示灯、喇叭等，它们的地线应尽量分开单独走，以减少地线上的噪声。

◆对于小信号放大器放大前的弱信号应远离强信号线，而且走线要尽可能地短，必要时还需要用地线对其进行屏蔽。

执行菜单【设计】\【规则】，打开对话框，进行相应规则设置。

1）电气规则设置

点击左侧窗口【Electrical】项前面的

号,点选【Clearance】项，进行导线与焊盘安全间距子规则设置。

【约束】区域:

选择DifferentNetsOnly（仅在不同的网络之间适用）。

小音箱电路此处设置最小间距：

0.254mm

2）布线规则设置

点击菜单【设计】\【规则】，点击左侧【Routing】前面的

号

⑴点选【Width】项：

ALL:

MaxWidth1mm

PreferredWidth0.7mm

MinWidth0.2mm

GND：

MaxWidth1mm

PreferredWidth1.0mm

MinWidth0.2mm

⑵点选【RoutingLayer】项：

TopLayer后面的勾去掉（限定导线只能在BottomLayer层面布线）。

3）布局规则设置

点击左侧窗口【Placement】项前面的

号,点选【Clearance】项，进行元件间最小间距子规则设置。

【约束】区域:

检查模式:

UseComponentBodies

最小水平间隙：

0.254mm。

最小垂直间隙：

0.254mm。

4）布线

（1）自动布线

点击菜单【自动布线】\【全部】，打开布线策略对话框，默认布线策略，点击

按钮。

（2）手工布线

点选布线层面（如【BottomLayer】）,单击布线工具栏中的交互式布线工具

，在需要布线处进行导线绘制。

5.PCB设计的优化调整

在PCB设计过程中，为使设计更合理，布线更清晰简洁，经常要进行一些优化调整，包括元器件位置、方向的优化调整，布线的优化调整等。

对自动布线某些不合理的地方可进行手工调整。

其中包括修改拐角过多的导线，移动走线位置不合理的导线，删除不必要的过孔，调整布线的密度，加粗大电流导线的宽度，增强抗干扰性能等，具体设计根据实际情况进行相应调整。

6.PCB图的保存

1）单击【PCB标准】工具栏

保存工具，即可将工作窗口中正在编辑的文档现存状态保存，并将覆盖先前保存过的内容。

2）关闭项目及文件时程序会有一提示保存窗口，确认保存。

第二部分迷你音箱PCB设计说明：

1.印制板尺寸为42×48mm2矩形，采用2*Φ2.5mm的装配孔固定，另外，板中有两元件固定孔2*Φ1.2mm,位置参照PCB结构尺寸图纸。

2.采用单面印制电路板，单层面布线。

3.印制导线的宽度为0.7mm，地线宽带1.0mm。

导线与焊盘的最小间距为0.254mm,元件间最小间隙0.254mm。

4.板中的电源插座J1,电位器VOL1，发光二极管D1，开关S1四元件均需锁定方向及位置。

相对原点坐标:

J1（-17.8mm,-7.5mm）,VOL1（-4mm,-11.5mm）,D1（7.5mm,-6mm）,

S1（16mm,-4.5mm）。

5.BT1元件的封装位置在PCB中可用两种方法实现，一种拆散封装元件，调整其焊盘到合适的位置，另一种方法是删除导入到PCB中BT1封装，另外放置焊盘并连接到相应的网络来实现。

6.K1为跨接短路导线。

7.设计项目的存放路径为“E:

\AD6students\小组文件夹\…”，文件名为中文真实姓名。

迷你音箱原理图

迷你音箱PCB结构及尺寸图

迷你音箱元件J1、VOL1、D1、S1位置尺寸

元件尺寸图

第三部分实习作业：

1.在PCB设计中，元器件合理布局一般应注意哪些问题？

2.在PCB设计中，合理布线应注意哪几点？