本書從實用角度出發,全面介紹了Protel 99 SE的界面、基本組成以及使用環境等,并詳細講解了電路原理圖、印制電路板的設計方法、電路仿真和PCB信號完整性分析,全書以講解實例為主,將Protel 99 SE的各項功能結合起來,以便讀者能盡快掌握電路設計的方法。
適讀人群 :本科 電子信息類專業
? 本書從實用角度出發,全面介紹了利用Protel 99 SE進行電路原理圖和印制電路板設計的方法,對電路仿真、信號分析和可編程邏輯元器件的設計進行了重點講解。
? 本書以實例貫通全書,在每個知識點的講解中,均結合相應的實例,而且在每講完一個相關章節后,以一個典型實例進行深化,使其內容更易掌握。
前 言電路設計自動化(Electronic Design Automation,EDA)如今已成為不可逆轉的時代潮流。隨著計算機工業的蓬勃發展,EDA的工作環境也從早期昂貴的工作站進入到一般個人計算機,也因此將EDA的設計思想普及到中小型企業及相關大專院校之中。Protel設計系統就是一套建立在IBM兼容PC環境下的EDA電路集成設計系統,是具有強大功能的電子設計CAD軟件。Altium公司2001年正式推出具有產品數據管理(Product Data Management,PDM)功能的強大EDA綜合設計環境Protel 99 SE,它具有原理圖設計、印制電路板(Printed Circuit Board,PCB)設計、層次原理圖設計、報表制作、電路仿真以及邏輯器件設計等功能。
本書從實用角度出發,全面介紹Protel 99 SE的基本操作以及使用環境,并詳細講解了電路原理圖的設計、印制電路板的設計,對電路仿真、信號分析和可編程邏輯元器件的設計進行了重點講解。在講解過程中,以實例貫通全書,每個知識點的講解,均結合相應的實例,而且在每講完一個相關的章節后,還以一個典型的實例進行深化。全書利用多個典型的工程設計實例講述如何在Protel 99 SE環境下,繪制與設計電路原理圖和PCB,以及進行電路仿真和PCB信號完整性分析,體現了作者豐富的電路設計與布線經驗。
全書共7章,第1章為Protel 99 SE應用的基礎知識;第2、3章為Protel 99 SE的電路原理圖設計部分;第4章講述了電路仿真知識;第5、6章是PCB設計知識與實例講解;第7章講述了PCB信號完整性分析。每章均結合了典型實例進行講解,使讀者可以輕松掌握Protel 99 SE的各功能模塊的使用。
本書第1版出版后得到許多讀者的支持,為了滿足廣大讀者的需要,對第1版進行了修訂,更新了很多實例,還增加了PCB設計的一些基礎知識的講解,相信對廣大讀者會有很好的幫助。
本書所使用的軟件環境中部分圖片固有元器件符號可能與國家標準不一致,讀者可自行查閱相關國家標準及資料。
本書由清源科技工作室負責策劃,江思敏和胡燁編寫。由于水平有限,時間倉促,書中疏漏之處在所難免,敬請廣大讀者批評指正。
編 者
前言
第1章 Protel 99 SE基礎入門
1.1 Protel 99 SE的功能模塊
1.2 Protel 99 SE繪圖環境
1.2.1 Protel 99 SE設計環境
1.2.2 Protel 99 SE的設計管理器
1.3 Protel 99 SE文件管理
1.3.1 文件管理
1.3.2 使用快捷菜單
1.3.3 文件編輯
1.3.4 設計管理器
1.3.5 顯示輔助查看工具
1.4 設計組管理
1.5 進入設計環境
1.5.1 啟動原理圖設計環境
1.5.2 啟動印制電路板設計界面
1.6 設置Protel 99 SE界面環境
1.6.1 屏幕分辨率
1.6.2 系統參數設置
習題
第2章 設計電路原理圖
2.1 電路板和電路原理圖的設計步驟
2.1.1 電路板設計的一般步驟
2.1.2 電路原理圖設計的一般步驟
2.2 Protel 99 SE電路圖設計工具
2.2.1 電路原理圖設計工具欄
2.2.2 圖樣的放大與縮小
2.3 設置圖紙
2.3.1 圖紙大小設置
2.3.2 圖紙方向
2.3.3 設置圖紙顏色
2.3.4 設置圖紙的設計信息
2.3.5 設置系統字體
2.4 網格和光標設置
2.4.1 設置網格
2.4.2 電氣節點
2.4.3 設置光標
2.5 加載元器件庫
2.6 放置元器件
2.6.1 使用元器件庫放置元器件
2.6.2 使用工具欄放置元器件
2.7 編輯元器件
2.7.1 編輯元器件屬性
2.7.2 編輯元器件組件的屬性
2.8 元器件位置的調整
2.8.1 對象的選取
2.8.2 元器件的移動
2.8.3 單個元器件的移動
2.8.4 多個元器件的移動
2.8.5 元器件的旋轉
2.8.6 取消元器件的選擇
2.8.7 復制粘貼元器件
2.8.8 陣列式粘貼元器件
2.8.9 元器件的刪除
2.8.10 元器件的排列
2.9 放置電源與接地元器件
2.10 更新元器件流水號
2.11 放置電路方塊圖
2.12 原理圖的電氣連接
2.12.1 畫導線
2.12.2 設置網絡標號
2.12.3 放置輸入/輸出端口
2.12.4 放置節點
2.12.5 電氣連接線路
2.12.6 畫總線
2.12.7 畫總線出入端口
2.13 設置原理圖的環境參數
2.13.1 設置原理圖環境
2.13.2 設置圖形編輯環境
2.13.3 設置默認原始環境
2.14 繪制電路原理圖實例
2.14.1 放置元器件
2.14.2 電氣連接
2.14.3 保存原理圖文件
習題
第3章 原理圖設計進階
3.1 層次原理圖的設計
3.1.1 電路的層次化設計方法
3.1.2 層次化的原理圖
3.1.3 不同層次電路之間的切換
3.1.4 由方塊電路符號生成原理圖中的I/O端口符號
3.1.5 由原理圖文件生成方塊電路符號
3.1.6 生成層次表
3.2 使用繪圖工具
3.2.1 繪圖工具欄
3.2.2 繪制直線
3.2.3 繪制多邊形
3.2.4 繪制圓弧與橢圓弧
3.2.5 放置注釋文字
3.2.6 放置文本框
3.2.7 繪制矩形
3.2.8 繪制圓與橢圓
3.2.9 繪制餅圖
3.2.10 插入圖片
3.2.11 繪制Bezier曲線
3.3 編輯與添加元器件
3.3.1 元器件庫編輯器
3.3.2 元器件庫的管理
3.3.3 元器件繪圖工具
3.3.4 制作元器件實例
3.3.5 生成元器件報表
3.4 電氣規則檢查與報告
3.4.1 電氣規則檢查
3.4.2 電氣規則檢查報告
3.5 生成原理圖的報表
3.5.1 網絡表
3.5.2 元器件材料表
3.5.3 交叉參考表
3.5.4 網絡比較表
習題
第4章 電路的信號仿真
4.1 SIM 99仿真庫中的元器件
4.1.1 電阻
4.1.2 電容
4.1.3 電感
4.1.4 二極管
4.1.5 晶體管
4.1.6 JFET結型場效應晶體管
4.1.7 MOS場效應晶體管
4.1.8 MES場效應晶體管
4.1.9 電壓/電流控制開關
4.1.10 熔絲
4.1.11 晶體振蕩器
4.1.12 繼電器(RELAY)
4.1.13 互感器(電感耦合器)
4.1.14 傳輸線
4.1.15 TTL和CMOS數字電路元器件
4.1.16 集成塊
4.2 SIM 99中的激勵源描述
4.2.1 直流源
4.2.2 正弦仿真源
4.2.3 周期脈沖源
4.2.4 分段線性源
4.2.5 指數激勵源
4.2.6 單頻調頻源
4.2.7 線性受控源
4.2.8 非線性受控源
4.2.9 頻率/電壓轉換器
4.2.10 壓控振蕩器(VCO)仿真源
4.3 初始狀態的設置
4.3.1 節點電壓設置NS
4.3.2 初始條件設置IC
4.4 仿真器的設置
4.4.1 進入分析主菜單
4.4.2 瞬態特性分析
4.4.3 傅里葉分析
4.4.4 交流小信號分析
4.4.5 直流分析
4.4.6 蒙特卡羅分析
4.4.7 掃描參數分析
4.4.8 掃描溫度分析
4.4.9 傳遞函數分析
4.4.10 噪聲分析
4.5 設計仿真原理圖
4.5.1 調用元器件庫
4.5.2 選擇仿真用原理圖元器件
4.5.3 仿真原理圖
4.6 模擬電路仿真實例
4.7 數字電路仿真實例
習題
第5章 印制電路板設計基礎
5.1 印制電路板基礎
5.1.1 印制電路板結構
5.1.2 元器件封裝
5.1.3 銅膜導線
5.1.4 助焊膜和阻焊膜
5.1.5 層
5.1.6 焊盤和過孔
5.1.7 絲印層
5.1.8 敷銅
5.2 PCB設計的基本原則
5.2.1 布局
5.2.2 布線
5.2.3 焊盤大小
5.2.4 印制電路板電路的抗干擾措施
5.2.5 去耦電容配置
5.2.6 各元器件之間的電氣布線
5.2.7 印制電路板的分割
5.2.8 印制電路板布線流程
5.3 印制電路板的疊層設計
5.3.1 多層板
5.3.2 六層板
5.3.3 四層板
5.3.4 單面和雙面板
5.3.5 疊層設計布局快速參考
5.4 接地方法
5.4.1 單點接地
5.4.2 多點接地
5.4.3 接地和信號回路
5.5 信號走線
5.5.1 單端走線
5.5.2 差分對走線
5.5.3 使用地保護走線
5.5.4 拐角走線
5.5.5 PCB的布線配置
5.6 PCB設計編輯器
5.6.1 PCB編輯器界面操作
5.6.2 工具欄的使用
5.6.3 PCB電路參數設置
5.6.4 PCB參數設置技巧
5.7 PCB布線和圖形繪制工具
5.7.1 繪制導線
5.7.2 放置焊盤
5.7.3 放置過孔
5.7.4 補淚滴設置
5.7.5 放置字符串
5.7.6 放置坐標
5.7.7 放置尺寸標注
5.7.8 設置初始原點
5.7.9 繪制圓弧或圓
5.7.10 放置填充
5.7.11 放置多邊形平面
5.7.12 放置電源平面的切分多邊形
5.7.13 放置房間定義
5.8 制作與管理元器件封裝
5.8.1 啟動元器件封裝編輯器
5.8.2 元器件封裝編輯器介紹
5.8.3 創建新的元器件封裝
5.8.4 使用向導創建元器件封裝
5.8.5 元器件封裝管理
習題
第6章 制作印制電路板
6.1 PCB工作層
6.1.1 層的管理
6.1.2 層的類型
6.1.3 層的設置
6.2 準備原理圖和網絡表
6.3 規劃PCB和電氣定義
6.3.1 手動規劃PCB
6.3.2 使用向導生成PCB
6.4 網絡表與元器件封裝的加載
6.4.1 加載元器件封裝庫
6.4.2 瀏覽元器件封裝庫
6.4.3 網絡表與元器件封裝的加載
6.4.4 放置元器件封裝
6.4.5 添加網絡連接
6.5 元器件的自動布局
6.6 手動編輯調整元器件的布局
6.6.1 選取元器件
6.6.2 旋轉元器件
6.6.3 移動元器件
6.6.4 排列元器件
6.6.5 調整元器件標注
6.6.6 剪貼復制元器件
6.6.7 刪除元器件
6.7 布線前的設置
6.7.1 工作層
6.7.2 設置布線的設計規則
6.7.3 設計規則檢查
6.8 自動布線
6.9 手動調整
6.9.1 手動調整布線
6.9.2 預布電源/接地線
6.9.3 敷銅處理
6.9.4 對焊盤和過孔補淚滴
6.10 PCB流水號和原理圖的更新
6.11 手動交互布線
6.12 PCB的三維顯示
6.13 生成PCB報表
6.13.1 NC鉆孔報表
6.13.2 生成元器件清單
6.13.3 生成光繪(Gerber)文件
6.13.4 生成其他報表文件
習題
第7章 PCB信號完整性分析
7.1 設置信號完整性分析規則
7.2 PCB的DRC檢查
7.3 內部完整性仿真器
7.3.1 File菜單
7.3.2 Edit菜單
7.3.3 Simulation菜單
7.3.4 Library菜單
7.3.5 Options菜單
7.4 波形分析
習題
附錄 書中非標準符號與國標的對照表