ALTIUM DESINGER实验指导书.docx

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ALTIUMDESINGER实验指导书

实验一AltiumDesigner软件的基本操作

一、实验目的

1.熟悉软件的设计编辑界面。

2.熟悉原理图的菜单栏、工具栏及工作面板

3.熟悉PCB编辑器的菜单栏、工具栏及工作面板

4.学会并掌握原理图库文件中原理图符号的绘制方法。

5.学会创建PCB新元件。

二、实验内容

本实验学习软件自带的参考设计4PortSerialInterface.PRJPCB，打开其中的原理图文件、PCB版图文件，原理图库文件和PCB库文件，了解相应的工作面板和工具栏，以及元器件属性的设置方法。

通过原理图符号以及PCB新元件的绘制，进一步掌握工具栏和菜单栏的使用。

三、实验设备和仪器

1、PC机一台

2、正版AltiumDesigner软件一套

四、实验步骤

参考实验指导书附录部分。

五、实验报告

1、叙述实验步骤中图纸平移、缩放，对象的连线拖动和不连线拖动等操作的实现方法。

2、详述查找元器件TL16C554的具体步骤，和加载包含此元器件的集成库的方法。

3、详述在库面板中查找电阻、电容、二极管的具体步骤

4、详述布线宽度的设置方法和电气设计中安全间距规则的设置方法

4、详述绘制元器件1488_1的具体步骤。

5、详述绘制PCB元件DIP8的具体步骤。

附录：

实验步骤

1.打开PCB工程文件4PortSerialInterface.PRJPCB,该工程文件在\AltiumDesigner\

Examples\ReferenceDesigns\4PortSerialInterface文件夹中

2.打开此工程中的原理图文件ISABusandAddressDecoding.SchDoc

3.尝试使用视图菜单（View菜单）的快捷键和工具栏来实现图纸显示区域的设置。

4.使用鼠标进行图纸的平移和缩放。

5.分别进行单个对象和多个对象的选择

6.分别实现所中对象的连线拖动和不连线拖动

7.双击其中一个元器件。

器件属性对话框会显示，你可以编辑器件的任何属性。

8.实现元器件的复制和粘贴

9.选中网络标签+12V_U/P，将其删除；然后执行菜单Place»NetLabel添加一个+12V_U/P的网络标签。

10.删除原理图中的任一总线，然后执行菜单Place»Bus重新添加一条总线。

11.删除原理图中的任一导线，然后执行菜单Place»Wire重新添加一条导线。

12.删除原理图中的任一总线入口，然后执行菜单Place»BusEntry重新添加一条导线。

13．在库面板中，使用“Search”按钮或者菜单Tools»FindComponent来查找器件TL16C554，加载包含此器件的元件库并使元件可用。

14．在打开的元件库中查找电阻、电容、二极管等。

在库面板中选择集成库MiscellaneousDevices.IntLib，此库是安装该软件时，默认安装的两个PCB库之一。

它包括多种离散器件，如：

电阻、电容、二极管等等。

在筛选字段里分别键入res，cap，diode，实现相应元器件的查找。

13.不保存任何改变，关闭原理图。

14.打开此工程中的PCB文件4PortSerialInterface.PcbDoc，双击焊盘（pad），了解焊盘属性的设置方法。

双击过孔（via），了解过孔的属性设置方法。

15、执行菜单Design»Rules，打开“PCBRulesandConstraintsEditor[mm]”面板，在Routing目录下选择Width选项，可设置特定网络的布线宽度。

在Electrical目录下选择Clearance选项，可设置电气规则中的安全间距。

16.打开此项目中的库文件4PortSerialInterface.SchLib，利用SCHLibrary面板打开元器件1488_1，如下图所示

执行菜单Tool»NewComponent，新建一个元器件，按照上图绘制元器件符号，进行相应管脚（pin）的属性设置。

17.打开此项目中的库文件PortSerialInterface.PcbLib，利用PCBLibrary面板打开PCB元件DIP8，如下图所示

DIP8的尺寸为：

焊盘的垂直间距为100mil，水平间距为300mil，外形轮廓框长400mil，宽200mil，距焊盘50mil，圆弧半径25mil。

下图中的4个坐标值是元件符号轮廓4个顶点的坐标。

执行菜单Tool»NewBlankComponent，新建一个PCB元件，按照上图绘制PCB元件，熟悉焊盘的属性设置方法。

实验二uA741放大电路原理图

一、实验目的

6.体会AltiumDesigner的基本操作和使用技巧。

7.学会安装元器件库的方法

8.学会并掌握绘制简单电路原理图的基本步骤及方法和技巧。

9.学习生成印刷电路板的基本步骤和方法，掌握手动布局、手动布线和覆铜等方法。

二、实验内容

本实验设计的是uA741放大电路原理图。

原理图中所涉及的主要元件有输入端：

Header2，Header4；电阻：

Res3；运算放大器：

uA741；还有电源和地。

本实验内容包括：

uA741放大电路原理图的设计及印制电路板PCB的生成、覆铜以及各种报表的生成。

三、实验设备和仪器

1、PC机一台

2、正版AltiumDesigner软件一套

四、实验步骤

参考uA741放大电路实验指导书附录部分。

五、实验报告

1、完整绘制uA741放大电路原理图，写出必要的步骤，并附上所绘制的原理图。

2、详述元器件的自动标注方式。

3、打印出电气规则检查结果，如有错误，你是如何解决的？

4、详述利用向导创建PCB文件的过程。

5、完成PCB文件中的元器件的手动布局和布线，附上所得到的PCB图；

6、打印PCB电气规则检测结果，如有错误，你是如何处理的？

7、进行覆铜，附上覆铜后的PCB图。

附录：

实验步骤

一、绘制简单电路原理图

1、创建新的PCB工程文件

在工具列选择File»New»Project»PCBProject，开启一个项目档，或是在左边

的FILE面板点选NEW区块的BlankProject（PCB）。

2、接着在工程面板按右键选择SaveProjectAs，在文件名的位置上，输入Demo1.prjpcb，然后按储存。

3、添加新的原理图文件，在Prjpcb面板里面按右键选择SaveAs，同样的在文件名位置上输入Demo.schdoc。

4、设置原理图的一些选项

在工具列选择Design»DocumentOptions，在StandardStyle选您所需要的图框大小，选择A4大小并按OK。

5、安装元器件库

在工具列选择Design»Add/RemoveLibrary,在“AvailableLibraries”对话框中单击“install”按钮，添加AltiumDesignerSummer09\Library\STMicroelectronics库文件夹的STOperationalAmplifier.IntLib集成元器件库，如下图所示。

6、放置电路元器件

在工具列选择Design»BrowseLibrary或单击面板标签system,选中libraries,打开库文件面板，如下图所示。

在面板中分别选中相应的元器件库，选择相应元器件，将其放置到电路图中。

相应元器件名称和所属的元器件库如下表所示。

表2.1元器件清单

元器件名称

库文件夹

所属的元器件库

UA741AN

Library\STMicroelectronics

STOperationalAmplifier.IntLib

Res3

Library

MiscellaneousDevices.IntLib

Header2

Library

MiscellaneousConnectors.IntLib

Header4

Library

MiscellaneousConnectors.IntLib

7、绘制电路连线和分配元器件标号

执行菜单命令【place】»【wire】，按下图进行电路连线。

然后执行菜单命令【Tools】»【AnnotateSchematics...】命令进行元器件的自动标注。

最后得到的电路图如下所示。

8、检查电路原理图

执行菜单命令【Project】»【CompilePCBProject】来进行ERC检测。

9、导入原理图设计文件

为此PCB工程文件添加一个PCB文件PCB1.PcbDoc，然后执行菜单命令【Design】»【UpdatePCBDocumentPCB1.PcbDoc】，打开“engineeringChangeOrder”对话框，依次点击对话框中的“ValidateChanges”按钮和“ExecuteChanges”按钮，便可导入原理图设计文件。

10、元器件的布局

对元器件进行手动布局，然后执行菜单命令【Place】»【InteractiveRouting】，进行手动布线，布线时可以通过菜单命令【Place】»【Via】，添加过孔。

可以有不同的布局和布线，最后形成的一种元器件的布局和布线方式如下所示：

11、设计规则检测（DRC）

执行菜单命令【Tools】»【DesignRuleCheck】，弹出“DesignRuleCheck[mil]”对话框，单击图中的“RunDesignRuleCheck”按钮，则系统运行DRC检测，其结果会显示在信息对话框中，如有错误，则要进行布局和布线的修改或者执行菜单命令【Design】»【Rules】，进行PCB设计规则的修改。

直到检查结果没有错误为止。

12、设计覆铜

执行菜单命令【Place】»【PolygonPour】，打开覆铜属性对话框，进行属性设置后，单击“OK”按钮，依次选择覆铜区域的各个顶点，进行覆铜。

13、档案输出

执行菜单命令【Report】»【BillofMaterials】，输出零件表。

实验三A/D转换电路

一、实验目的

10.进一步体会AltiumDesigner的基本操作和使用技巧。

11.学会并掌握绘制电路原理图的基本步骤及方法和技巧。

12.学习新建元件库的方法，并学会调用。

13.学习生成印刷电路板的基本步骤和方法，掌握自动布局和自动布线等方法。

二、实验内容

本实验设计的是视频用20MHz的8位A/D转换电路。

视频信号需要进行数字处理，在电路设计时一般采用8位分辨率、频率为20MHz左右的HI1175模数转换器，如图3.1所示。

在该电路中，复位信号输入箝位放大器U1中，用以除掉同步脉冲。

放大器A1使钳位信号位于模数转换器的输入范围内，并进行放大驱动。

模数转换器的输入电压范围为0.6~2.6V，数字信号经总线驱动缓冲器U4输出。

本实验内容包括：

A/D转换电路原理图及PCB图的绘制。

三、实验设备和仪器

1、PC机一台

2、正版AltiumDesigner软件一套

四、实验步骤

参考A/D转换电路实验指导书附录部分。

五、实验报告

1、完整绘制A/D转换电路系统原理图，写出必要的步骤，并附上所绘制的原理图。

2、打印出电气规则检查结果，如有错误，你是如何解决的？

3、详述HI1175如何生成。

4、完整绘制A/D转换电路印刷电路板图，写出必要的步骤，并附上所绘制的PCB图；

5、打印PCB电气规则检测结果，如有错误，你是如何处理的？

图3.1A/D转换电路原理图

附录：

实验步骤

一、绘制原理图

1.新建项目工程文件，并保存为“AD.PrjPCB”。

2.在项目AD.PrjPCB中创建一个原理图文件，保存为“AD.SchDoc”。

3.加载元器件库，相应元器件库如表3.1所示。

表3.1元器件库清单

元器件

库文件夹

库文件

EL2090CM

Elantec

ElantecVideoAmplifier.IntLib

SN74LS373N

TexasInstruments

TILogicLatch.IntLib

SN74LS04N

TexasInstruments

TILogicGate2.IntLib

AN680N

AnalogDevices

ADPowerMgtVoltageReference.IntLib

4.绘制HI1175的元器件库：

a.新建库文件，命名为“AD.SchLib”。

b.在库文件内绘制图3.2所示元器件HI1175：

绘制元器件体，添加引脚，添加封装（添加的封装列表为DIP-24）。

图3.2元器件HI1175

5.放置元器件，进行手工布局。

设置元器件属性，各元器件属性如表3.2所示。

按图3.1及分块放大后的图3.3-图3.8进行连线。

表3.2各元器件属性的设置

编号

注释/参数值

封装形式

编号

注释/参数值

封装形式

A1-A3

AD645

CAN-8/D9.4

R1

75Ω

AXIAL-0.4

C1

100pF

RAD-0.3

R2

360Ω

AXIAL-0.4

C2

0.1uF

RAD-0.3

R3

2KΩ

AXIAL-0.4

C3

47pF

RAD-0.3

R4

300Ω

AXIAL-0.4

C4-C6

0.1uF

RAD-0.3

R5

2KΩ

AXIAL-0.4

C7

10uF

POLAR0.8

R6

1KΩ

AXIAL-0.4

C8-C9

0.1uF

RAD-0.3

R7

2KΩ

AXIAL-0.4

C10

470pF

RAD-0.3

R8

1KΩ

AXIAL-0.4

C11-C12

0.1uF

RAD-0.3

R9

75Ω

AXIAL-0.4

C13

470pF

RAD-0.3

R10

10KΩ

AXIAL-0.4

C14

10pF

RAD-0.3

R11

10KΩ

AXIAL-0.4

C15-C18

0.1uF

RAD-0.3

R12

490Ω

AXIAL-0.4

RP1

500Ω

VR2

R13

348Ω

AXIAL-0.4

RP2

200Ω

VR2

R14

110Ω

AXIAL-0.4

U1

EL2090CM

SO-G16/G8.4

R15

Ω22

AXIAL-0.4

U2

AD680N

DIP-8/D11

R16

10KΩ

AXIAL-0.4

U3

HI1175

DIP-24

R17

10KΩ

AXIAL-0.4

U4

SN74LS373N

DIP-20/D25

R18

22Ω

AXIAL-0.4

U5

SN74LS04N

DIP-14/D19.7

D1

Diode

DSO-C2/X3.3

图3.3去除同步脉冲放大电路模块

图3.4由A1组成的放大模块

图3.5由A2组成的放大模块

图3.6由A3组成的放大模块

图3.7U2电源电路模块

图3.8A/D转换电路

6.编译项目并查错。

二、绘制印刷电路板图

1.利用向导建立PCB文档并保存为“AD.PcbDoc”。

2.导入已经画好的原理图文件。

3.采用PCB编辑器提供的自动布局功能进行自动布局，待自动布局完成后，进行合理的手工调整。

4.自动布线。

其中需要设置的自动布线规则，包括“Width”中，“MinWidth”、“PreferredWidth”、“MaxWidth”分别为10mil、20mil、150mil。

+5V电源线布线宽度为150mil。

GND接地线布线宽度为80mil。

5.进行DRC检查。

完成本次A/D转换电路的设计。

实验四运算放大器测量电路

一、实验目的

1.进一步掌握AltiumDesigner的各种操作和使用技巧。

2.掌握绘制电路原理图的方法和技巧。

3.掌握绘制元件库的方法。

4.熟悉生成印刷电路板的方法，掌握自动布局和自动布线方法，学习手动布局和手工布线方法。

二、实验内容

运算放大器测量电路在模拟电路中应用非常普遍，主要用于对模拟信号进行各种变换，如改变幅度、微分、积分、整形、隔离等。

本实验以LinearTechnology公司的OpAmp为例，进行运算放大器测量电路的设计。

本实验内容包括：

运算放大器测量电路原理图及PCB图的绘制。

三、实验设备和仪器

1、PC机一台

2、正版AltiumDesigner软件一套

四、实验步骤

参考运算放大器测量电路实验指导书附录部分。

五、实验报告

1、完整绘制运算放大器测量电路原理图，写出必要的步骤，并附上所绘制的原理图。

2、详述LT1970生成步骤。

3、完整绘制运算放大器测量电路印刷电路板图，分别写出：

a.采用自动布局和自动布线的步骤，并附上所绘制的PCB图；

b.采用手动布局和手动布线的步骤，并附上所绘制的PCB图。

附录：

实验步骤

一、绘制原理图

1.新建原理图文件，保存为“MySheet1.SchDoc”。

2.绘制元器件LT1970，相应的库文件保存为“MySchLib.SchLib”，元器件LT1970如图4.1所示。

图4.1LT1970

绘制完整的运算放大器测量电路，完成后的原理图如图4.2所示。

其中“D1”为MiscellaneousDevices.IntLib中的LED0，“LOAD”非具体电路元器件，只是画出的符号。

图4.2运算放大器测量电路原理图

二、绘制印刷电路板图

1.新建项目“OPamp.PrjPCB”,加载步骤一绘制的原理图，并更名为“opamp.SchDoc”。

2.新建PCB文件并保存为“opamp.PcbDoc”。

（自动布局及自动布线步骤参照实验三，下文为手动布局及手动布线步骤）。

3.在【Design】→【LayerStackManager】中设置“Mneu”为双层电路板。

4.选择“Mechanical1”，执行【Design】→【BoardShape】→【RedefineBoadShape】确定PCB的物理边界。

选择“Keep-OutLayer”,在该面板定义电路板的电气边界。

5.编译原理图，将原理图中的设计导入PCB文件中。

进行合理手动布局，调整各个元器件的位置，并进行手动布线。

设置布线规则，包括“Width”中，“MinWidth”、“PreferredWidth”、“MaxWidth”分别为10mil、20mil、150mil。

+5V电源线布线宽度为150mil。

GND接地线布线宽度为80mil。

来自Tofriend有朋国际互惠