電路圖繪製 參考

2022-10-17 07:27:13 字數 4803 閱讀 9094

電路圖繪製基礎

一:設計的目地:

隨著電力電子技術的迅速發展,直流電源應用非常廣泛,其好壞直接影響著電氣裝置或控制系統的工作效能。目前,市場上各種直流電源的基本環節大致相同,都包括交流電源、交流變壓器、整流電路、濾波穩壓電路等。文章介紹了將微控制器控制系統應用於直流穩壓電源的方法和原理,實現了穩壓電源的數控調節,在寬輸出電壓下實現了0.

1v步進調節,並分析了穩壓工作原理和電壓調節方法。該電源具有電壓調整簡便、電壓輸出穩定、便於智慧型化管理等特點。

隨著電力電子技術的迅速發展,直流電源應用非常廣泛,其好壞直接影響著電氣裝置或控制系統的工作效能。直流穩壓電源是電子技術常用的裝置之一,廣泛的應用於教學、科研等領域。傳統的多功能直流穩壓電源功能簡單、難控制、可靠性低、干擾大、精度低且體積大、複雜度高。

而基於微控制器控制的直流穩壓電源能較好地解決以上傳統穩壓電源的不足。其良好的價效比更能為人們所接受,因此,具有一定的設計價值。

二:製圖步驟:

1微控制器的可程式設計直流穩壓電源的設計:

1.1 原理框圖:

直流穩壓電源的工作原理為,220v的交流電經過變壓器降壓,再通過四個二極體組成的橋式整流電路整流變換成脈動的直流,經過串聯穩壓電路和限流式過載保護環節,在單刀雙擲開關的作用下選擇3v或6v直流電壓輸出

1.2 參考電路:

圖1.2直流穩壓電源的參考電路

2 用protel軟體繪製原理圖:

2.1 新建乙個設計:

用選單file/new新建一設計,命名,選擇檔案路徑,然後進入protel99se的標準介面(圖2.1.1)。

進入documents目錄,用file/new命令,系統彈出檔案型別的對話方塊。我們選擇sch圖示,即進入sch設計系統,同時系統介面變為sch的設計介面。

2.2 元件庫的調入:

我們發現,左邊多了乙個browse sch的選項卡。單擊則進入了原理圖管理器。libraries即所使用的元件庫

一般來說,預設元件庫miscellaneous 即可滿足需要。如需使用其他元件庫,則可按照以下步驟選擇新的庫檔案。

a:點選鈕,彈出對話方塊:

b:選擇路徑,指定所要加入的元件庫,再按add按鈕,即可將它複製到一定的區域

同樣,如果程式加了太多元件庫,也可以在下面的區域中指定所要移除的元件庫,按remove按鈕即可將它拿掉。一切就緒後,再按ok按鈕,我們所指定的元件庫也就已經成功新增好了。

2.3放置元器件:

在元件庫元件列表中選中所需器件,雙擊,移動游標至工作平面的適當位置,在移動的過程中,按空格鍵可以將元器件進行旋轉。單擊左鍵,即可將元件定位到工作平面上了。雙擊該器件,彈出設計元器件屬性的對話方塊。

框中各欄的意義如下:

lib ref : 元件名稱。該項是根據放置元件時的名稱設定自動提供的,不可更改。

footprint : 器件封裝,系統自動根據放置元件提供,不可更改。

designator : 元件標號,如r1,c2。這裡我們輸入u1

part : 器件類別或標準值,如1k,0.01u。這裡我們無需填寫

2.4 原理圖的佈線:

執行畫導線命令的方法有兩種:一是用滑鼠單擊畫原理圖工具欄(wiring tools)中的wiring圖示;二是利用選單命令place/wire。執行以上操作後,單擊滑鼠左鍵,確定導線的起點,移動滑鼠的位置,拖動線頭至導線的末端,單擊左鍵,確定導線的終點。

即可得到電路原理圖,如圖2.4所示:

圖2.4 電路原理圖

3 用protel繪製電路的pcb圖:

3.1 電氣常規檢查(erc):

選擇tools選單下的erc項,彈出對話方塊,直接點選ok鍵即可進行erc檢查,如果有問題將用座標標註元件的位置。返回電路原理圖,改正錯誤的元件屬性,再進行erc檢查,直至完全正確。

3.2 產生網路表:

選取設計選單下的creat netlist 選項彈出對話方塊,直接點選ok即可。

3.3 印刷電路(pcb)版的製作:

3.3.1 建立pcb檔案:

同建立sc**件類似,在設計管理版面中點選「李念」.ddb,然後點選file選單新建項,在彈出的對話方塊中雙擊pcb document,建立pcb檔案,取名為雙擊該圖示進入pcb設計主頁面。

3.3.2 製作pcb:

3.3.2.1 定義邊框:

在設計工作區的版層標籤選擇keepout layer,然後選擇工具條上的按鈕,畫邊框,大小為2*3小格。

3.3.2.2 載入網路表:

選擇設計/載入網路表再彈出的對話方塊中按browse 按鈕,將彈出檔案選擇李念.net檔案,點選ok,彈出對話方塊點選execute鍵,則元件載入到工作區上。

3.3.2.3 擺放元件並佈線:

把重疊的元件拖開,依據電路的功能及元件的大小,適當的擺放元件。完成後,只要選中auto route/all選項,彈出對話方塊,點選route all便開始自動佈線,完成後點選ok鍵,則佈線完成。得到如圖3.

3所示的pcb:

圖3.3 電路的pcb圖

三:protel99se 使用中的常見問題:

1 .原理圖常見錯誤:

( 1 ) erc 報告管腳沒有接入訊號:

a .建立封裝時給管腳定義了工/o 屬性;

b .建立元件或放置元件時修改了不一致的grid 屬性,管腳與線沒有連上;

c .建立元件時pin 方向反向,必須非pin name 端連線。

( 2 )元件跑到圖紙界外:沒有在元件庫圖表紙中心建立元件。

( 3 )建立的工程檔案網路表只能部分調入pcb :生成netlist 時沒有選擇為global 。

( 4 )當使用自己建立的多部分組成的元件時,千萬不要使用annotate .

2 . pcb 中常見錯誤:

( 1 )網路載入時報告node 沒有找到:

a原理圖中的元件使用了pcb 庫中沒有的封裝;原理圖中的元件使用了pcb庫中名稱不一致的封裝;原理圖中的元件使用了pcb 庫中pin ntllnber 不一致的封裝。如三極體:sch 中pin ntllnber為e,b,c,而pcb中為1,2,3 。

( 2 )列印時總是不能列印到一頁紙上:

建立pcb 庫時沒有在原點;多次移動和旋轉了元件,pcb 板界外有隱藏的字元。選擇顯示所有隱藏的字元,縮小pcb ,然後移動字元到邊界內。

( 3 ) drc 報告網路被分成幾個部分,表示這個網路沒有連通,看報告檔案,使用選擇connected copper 查詢。

在pcb 設計中,佈線是完成產品設計的重要步驟,可以說前面的準備工作都是為它而做的,在整個pcb 中,以佈線的設計過程限定最高,技巧最細、工作量最大。pcb 佈線有單面佈線、雙面佈線及多層佈線。佈線的方式也有兩種:

自動佈線及互動式佈線,在自動佈線之前,可以用互動式預先對要求比較嚴格的線進行佈線,輸入端與輸出端的邊線應避免相鄰平行,以免產生反射干擾。必要時應加地線隔離,兩相鄰層的佈線要互相垂直,平行容易產生寄生藕合。

自動佈線的布通率,依賴於良好的布局,佈線規則可以預先設定,包括走線的彎曲次數、 導通孔的數目、步進的數目等。一般先進行探索式布經線,快速地把**連通,然後進行迷宮式佈線,先把要布的連線進行全域性的佈線路徑優化,它可以根據需要斷開已佈的線。並試著重新再佈線,以改進總體效果。

對目前高密度的pcb 設計已感覺到貫通孔不太適應了,它浪費了許多寶貴的佈線通道,為解決這一矛盾,出現了盲孔和埋孔技術,它不僅完成了導通孔的作用,還省出許多佈線通道使佈線過程完成得更加方便,更加流暢,更為完善,pcb 板的設計過程是乙個複雜而又簡單的過程,要想很好地掌握它,還需廣大電子工程設計人員去自已體會,才能得到其中的真諦。

3 電源、地線的處理:

既使在整個pcb 板中的佈線完成得都很好,但由於電源、地線的考慮不周到而引起的干擾,會使產品的效能下降,有時甚至影響到產品的成功率。所以對電、地線的佈線要認真對待,把電、地線所產生的噪音干擾降到最低限度,以保證產品的質量。

對每個從事電子產品設計的工程人員來說都明白地線與電源線之間噪音所產生的原因,現只對降低式抑制噪音作以表述:

眾所周知的是在電源、地線之間加上去藕電容。盡量加寬電源、地線寬度,最好是地線比電源線寬,它們的關係是:地線>電源線>訊號線,通常訊號線寬為:

0.2 一0.3,最經細寬度可達0.

05一0.07,電源線為1 .2 一2 .

5,對數位電路的pcb 可用寬的地導線組成乙個迴路,即構成乙個地網來使用(模擬電路的地不能這樣使用) 用大面積銅層作地線用,在印製板上把沒被用上的地方都與地相連線作為地線用。或是做成多層板,電源,地線各占用一層。

4 數位電路與模擬電路的共地處理:

現在有許多pcb 不再是單一功能電路(數字或模擬電路),而是由數位電路和模擬電路混合構成的。因此在佈線時就需要考慮它們之間互相干擾問題,特別是地線上的噪音干擾。數位電路的頻率高,模擬電路的敏感度強,對訊號線來說,高頻的訊號線盡可能遠離敏感的模擬電路器件,對地線來說,整個pcb 對外界只有乙個結點,所以必須在pcb 內部進行處理數、模共地的問題,而在板內部數字地和模擬地實際上是分開的它們之間互不相連,只是在pcb 與外界連線的介面處(如插頭等)。

數字地與模擬地有一點短接,請注意,只有乙個連線點。也有在 pcb 上不共地的,這由系統設計來決定。

5 訊號線布在電(地)層上:

在多層印製板佈線時,由於在訊號線層沒有佈完的線剩下已經不多,再多加層數就會造成浪費也會給生產增加一定的工作量,成本也相應增加了,為解決這個矛盾,可以考慮在電(地)層上進行佈線。首先應考慮用電源層,其次才是地層。因為最好是保留地層的完整性。

6 大面積導體中連線腿的處理大面積的接地(電)中,常用元器件的腿與其連線,對連線腿的處理需要進行綜合的考慮,就電氣效能而言,元件腿的焊盤與銅面滿接為好,但對元件的焊接裝配就存在一些不良隱患如:① 焊接需要大功率加熱器。② 容易造成虛焊點。

所以兼顧電氣效能與工藝需要,做成十字花焊盤,稱之為熱隔離(heat shield )俗稱熱焊盤(thermal ) ,這樣,可使在焊接時因截面過分散熱而產生虛焊點的可能性大大減少。多層板的接電(地)層腿的處理相同。

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