PCB(PrintedCircuitBoard),中文名称为印制电路板,又称印刷电路板、印刷线路板,是重要的电子部件,是电子元器件的支撑体,是电子元器件电气连接的提供者。由于它是采用电子印刷术制作的,故被称为“印刷”电路板。学习protel软件的体会
摘 要:介绍了Protel 99 SE的系统结构、主要特色以及在电路设计中的应用,指出了设计中出现的问题,并给出了具体的解决方法。
关键词:Protel 99 SE;电路原理图;印刷电路板;电路设计
2007年8月,在江苏省教育厅统一组织的“四新培训”活动中,我参加了由东南大学举办的“电子线路CAD——protel软件应用”培训。
作为初学者,我通过为期8天的学习,比较全面地了解和掌握了绘制、编辑电路原理图和印制电路图的方法和技巧,并能处理一些常见问题。在对protel软件的学习中,我有不少心得体会,下面我就谈一下我的学习体会。
一、简要介绍Protel软件。Protel是protel公司在80年代末推出的一款功能强大的电路CAD软件,其所设计的电子电路产品范围,涵盖了从小型的电子产品,一直到复杂的电子计算机,是目前国内电子行业使用最广泛的电子电路设计软件。我所学习的Protel 99 SE 是Protel公司推出的最新版本,应用于电路原理图设计、电路板设计等,他基于Windows环境,功能强大,人机界面友好,能让人们在具有最完整的功能环境下,提升设计上的品质和效率。
二、Protel99SE软件的组成。Protel99SE由五大系统构成。
1.原理图设计系统---原理图设计系统是用于原理图设计的Advanced Schematic
系统。这部分包括用于设计原理图的原理图编辑器Sch以及用于修改、生成零件的零件库编辑器SCHLib。
2.印刷电路板设计系统---印刷电路板设计系统是用于电路板设计的 Advanced PCB。这部分包括用于设计电路板的电路板编辑器PCB以及用于修改、生成零件封装的零件封装编辑器PCBLib。
3.信号模拟仿真系统---信号模拟仿真系统是用于原理图上进行信号模拟仿真的SPICE 3f5系统。
4. 可编程逻辑设计系统---可编程逻辑设计系统是基于CUPL的集成于原理图设计系统的PLD设计系统。
5.Protel99SE内置编辑器---这部分包括用于显示、编辑文本的文本编辑器Text和用于显示、编辑电子表格的电子表格编辑器Spread。
三、Protel99SE的主要特色。
1.Protel99SE系统针对Windows NT4/9X作了纯32位代码优化,使得Protel99SE设计系统运行稳定而且高效。
2 SmartTool(智能工具)技术将所有的设计工具集成在单一的设计环境中;SmartDoc(智能文档)技术将所有的设计数据文件储存在单一的设计数据库中,用设计管理器来统一管理;SmartTeam(智能工作组)技术能让多个设计者通过网络安全地对同一设计进行单独设计,再通过工作组管理功能将各个部分集成到设计管理器中。
3. 对印刷电路板设计时的自动布局采用两种不同的布局方式,即组群式和基于统计方式;新增加了自动布局规则设计功能;增强的交互式布局和布线模式。
4.电路板信号完整性规则设计和检查功能可以检测出潜在的阻抗匹配、信号传播延时和信号过载等问题; 广泛的集成向导功能引导设计人员完成复杂的工作。
5.原理图到印刷电路板的更新功能加强了Sch和PCB之间的联系; 可以用标准或者用户自定义模板来生成新的原理图文件;集成的原理图设计系统收集了超过60000个元器件。
6.通过完整的SPICE 3f5仿真系统可以在原理图中直接进行信号仿真;可以选择超过60种工业标准计算机电路板布线模板或者用户可以自己生成一个电路板模板。
四、用Protel99SE进行电路设计的基本步骤。
1.设计电路原理图
电路原理图的设计是整个电路设计的基础,因此电路原理图要设计好,以免影响后面
的设计工作。电路原理图的设计一般有如下步骤:
(1)设置原理图设计环境;(2)放置元件;(3)原理图布线;(4)编辑和调整;(5)检查原理图;(6)生成网络表。
2.设计印刷电路板
印刷电路板设计是从电路原理图变成一个具体产品的必经之路,因此,印刷电路板设计是电路设计中最重要、最关键的一步。通常,印刷电路板设计的具体步骤如下:
(1)规划电路板;(2)设置参数;(3)装入网络表;(4)元器件布局;(5)自动布线;(6)手工调整。
五、实例
下面以两级放大电路的设计来说明Protel 99 SE在电路设计中的应用。
设计要求:(1)使用单层电路板;(2)电源、地线铜膜线的宽度为127 mm;(3)一般布线的宽度为0635 mm 。
1. 设计电路原理图
原理图设计最基本的要求是正确性,其次是布局合理,最后是在正确性和布局合理的前
提下力求美观。根据以上所述的电路原理图设计步骤,两级放大器电路原理图设计过程如下:
(1) 启动原理图设计服务器
进入Protel 99 SE,创建一个数据库,执行菜单File/New命令,从框中选择原理图服务器(Schematic Document)图标,双击该图标,建立原理图设计文档。双击文档图标,进入原理图设计服务器界面。
(2) 设置原理图设计环境
执行菜单Design/Options和Tool/Preferences,设置图纸大小、捕捉栅格、电气栅格等。
(3) 装入所需的元件库
在设计管理器中选择Browse SCH页面,在Browse区域中的下拉框中选择Library,然后单击ADD/Remove按钮,在d出的窗口中寻找Protel 99 SE子目录,在该目录中选择Library\SCH路径,在元件库列表中选择所需的元件库,比如Miscellaneous devices�ddb,TI Databook库等,单击ADD按钮,即可把元件库增加到元件库管理器中。
(4)放置元件
根据实际电路的需要,到元件库中找出所需的元件,然后用元件管理器的Place按钮将元件放置在工作平面上,再根据元件之间的走线把元件调整好。
(5)原理图布线
利用Protel 99 SE提供的各种工具、指令进行布线,将工作平面上的器件用具有电气意义的导线、符号连接起来,构成一个完整的电路原理图。
(6)编辑和调整
利用Protel 99 SE 所提供的各种强大的功能对原理图进一步调整和修改,以保证原理图的美观和正确。同时对元件的编号、封装进行定义和设定等。
(7)检查原理图
使用Protel 99 SE 的电气规则,即执行菜单命令Tool/REC对画好的电路原理图进行电气规则检查。若有错误,根据错误情况进行改正。
(8) 生成网络表
网络表是电路原理图设计和印刷电路板设计之间的桥梁,执行菜单命令Design/Create Netlist可以生成具有元件名、元件封装、参数及元件之间连接关系的网络表。
经过以上的步骤,完成了两级放大电路原理图的设计。
两级放大电路原理图如下所示:
2.印刷电路板的设计
电路设计的最终目的是为了设计出电子产品,而电子产品的物理结构是通过印刷电路板来实现的。Protel 99 SE为设计者提供了一个完整的电路板设计环境,使电路设计更加方便有效。应用Protel 99 SE设计印刷电路板过程如下:
(1)启动印刷电路板设计服务器
执行菜单File/New命令,从框中选择PCB设计服务器(PCB Document)图标,双击该图标,建立PCB设计文档。双击文档图标,进入PCB设计服务器界面。
(2)规划电路板
根据要设计的电路确定电路板的尺寸。选取Keep Out Layer复选框,执行菜单命令Place/Keepout/Track,绘制电路板的边框。执行菜单Design/Options,在“Signal Lager”中选择Bottom Lager,把电路板定义为单面板。
(3)设置参数
参数设置是电路板设计的非常重要的步骤,执行菜单命令Design/Rules,左键单击Routing按钮,根据设计要求,在规则类(Rules Classes)中设置参数。
选择Routing Layer,对布线工作层进行设置:左键单击Properties,在“布线工作层面设置”对话框的“Pule Attributes”选项中设置Tod Layer为“Not Used”、设置 Bottom Layer为“Any”。
选择Width Constraint,对地线线宽进行设置:左键单击Add按钮,进入线宽规则设置界面,首先在Rule Scope区域的Filter Kind选择框中选择Net,然后在Net下拉框中选择GND,再在Rule Attributes区域将Minimum width、Maximum width和Preferred三个输入框的线宽设置为127 mm;
电源线宽的设置:在Net下拉框中选择VCC,其他与地线线宽设置相同;
整板线宽设置:在Filter Kind选择框中选择Whole Board,然后将Minimum width,Maximum width和Preferred三个输入框的线宽设置为0635 mm。
(4)装入元件封装库
执行菜单命令Design/Add/Remove Library,在“添加/删除元件库” 对话框中选取所有元件所对应的元件封装库,例如:PCB Footprint,Transistor,General IC,International Rectifiers等。
(5)装入网络表
执行菜单Design/Load Nets命令,然后在d出的窗口中单击Browse按钮,再在d出的窗口中选择电路原理图设计生成的网络表文件(扩展名为Net),如果没有错误,单击Execute。若出现错误提示,必须更改错误。
(6)元器件布局
Protel 99 SE既可以进行自动布局也可以进行手工布局,执行菜单命令Tools/Auto Placement/Auto Placer可以自动布局。布局是布线关键性的一步,为了使布局更加合理,最好采用手工布局方式。
(7)自动布线
Protel 99 SE采用世界最先进的无网格、基于形状的对角线自动布线技术。执行菜单命令Auto Routing/All,并在d出的窗口中单击Route all按钮,程序即对印刷电路板进行自动布线。只要设置有关参数,元件布局合理,自动布线的成功率几乎是100%。
(8)手工调整自动布线结束后,可能存在一些令人不满意的地方,可以手工调整,把电路板设计得尽善尽美。
(9) 打印输出印刷电路板图执行菜单命令File/Print/Preview,形成扩展名为PPC的文件,再执行菜单命令File/print Job,就可以打印输出印刷电路板图。
六、设计中的问题及解决方法
虽然Protel 99 SE功能强大,人机界面友好,但在设计过程中往往遇到一些问题。
1.生成的印刷电路板图与电路原理图不相符,有一些元件没有连上。这种情况时有发生,问题出在原理图上,原理图看上去是连上了,但画图不符合规范,导致未连接上。不规范的连线有:
①连线超过元器件的断点;
②连线的两部分有重复。
解决方法是在画原理图连线时,应尽量做到:
①在元件端点处连线;
②元器件连线尽量一线连通。
2.在印刷电路板设计中装入网络表时元器件不能完全调入。原因有:
①原理图中未定义元件的封装形式;
②印刷电路板封装的名称不存在,致使在封装库中找不到;
③封装可以找到,但元件的管脚名称与印刷电路板库中封装的管脚名称不一致。
解决方法:
①到网络表文档中查找未定义封装的元件,补上元件封装;
②确认印刷电路板元件封装库是否已调入,同时检查原理图中元件封装名称是否与印刷电路板元件封装库中的名称是否一致;
③将印刷电路板元件封装库中的元件修改成与原理图中定义的一致。如三极管的管脚名称在原理图中定义为1,2,3,而在印刷电路板封装库中焊盘序号定义为E,B,C,必须修改印刷电路板封装库中的三极管管脚名称,使他与原理图中定义的三极管管脚名称一致。
七、结语
随着电子工业的飞速发展,电路设计越来越复杂,手工设计越来越难以适应形势发展的需要,Protel 99 SE以其强大的功能、快捷实用的 *** 作界面及良好的开放性,为设计者提供了现代电子设计手段,使设计者能快捷、准确地设计出满意的电路原理图和印刷电路板,不愧是从事电路设计的一个良好的工具。
从服务器的档次来看,服务器大致分为入门级服务器、工作组级服务器、部门级服务器、企业级服务器
从应用层次来看的话,大致分为快速处理型、海量存储型和低价稳定型
比如门户型网站、网络游戏、大型论坛、电子商务等这类网站就要求处理速度快应选择快速处理型这种服务器
视频网站、大型新闻网站等要求数据储存量大,访问频繁的要求,像企业网站,普通个人网站等要求对存储要求不高,但对安全性和稳定性却是必须要考虑的因素,选择那一类型的服务器就需要结合网站的属性和预算以及各方面因素来加以考虑了,再对服务器的各项参数加以对比和分析
从硬件配置来看, *** 作系统、数据库、Web服务器、Web应用软件等的选择问题,要根据网站类型、网站规模、资金预算及站长经验众多因素从站长预备的方案中选出适宜的产品,还有服务器的中央处理器、内存、芯片组、I/O总线、I/O设备、电源、机箱和相关软件,这些应该是站长选择服务器所要关注的指标
二、服务器的性能稳定性站长们在日常的网站维护中,可不希望自己购买或者租凭的服务器出现问题,因为服务器属于比较复杂和高负荷运载的机器,服务器的维修通常要比处理一个网站的N多问题困难得多,一点小毛病就会带来一系列的问题,服务器的维护都是以预防为主的,当一出现问题,所造成用户的损失也是不可估量的
稳定型强的服务器对站长们是至关重要的,在选择服务器时,站长还要考虑的是页面脚本是否需要更改,应用服务器是否需要更新
大多数的服务器主要是为一种 *** 作系统进行优化和处理的,有的服务器只能运行在一种 *** 作系统上,所以站长们选择服务器时,还需要和 *** 作系统结合起来考虑
而且一般的品牌服务器都有专门属于自己的一套服务器系统软件,这就要考虑这套软件所支持的标准、应用(包括数据库应用)和安全协议等
其次是要考虑服务器的并发用户数的支持能力,也就是指服务器在同一时刻可以允许的用户连接数
诸如响应能力这个参数与服务器所能支持的并发用户数相关,响应速度越快,单位时间内就可以支持越多的访问量,用户点击的响应速度就越快
三、服务器的安全性选择服务器,安全因素也是站长朋友们必须要考虑的因素,安全系统方面是指服务器维护人员否能7X24小时进行全方位的机房监控
它主要要考虑两个方面:一是保护服务器机密信息;二是要防止黑客的攻击
四、服务器的技术服务服务器的良好服务也是作为服务器的最高宗旨,从服务器商的服务管理体系是否规范,技术实力是否到位,问题处理是否及时,产品使用说明讲解是否详细,IDC服务商的管理运营能力是否以从用户的角度出发,其次看IDC商是不是正规公司,是否拥有这方面的资深认证可以帮助站长朋友们免费备案,还要看IDC服务商背后是否有强大的资源支持等等
如果出了问题,不能得到服务商及时可靠的技术支持,将很可能影响到网站的正常运营
五、服务器的应用指标以Web服务器为例,如果站长的Web站点网页主要是ASP动态类型的,就不适宜选择Apache服务器系统,因为它对ASP不支持,同样,如果站长的数据库系统是SQL,也不适宜选择Apache,同样是因为它不支持
六、服务器的内存性能一款高内存的服务器,往往可以储存海量的信息和具备站长网站日常大量的会话和互动需求,如果条件允许,站长们尽量选择内存稍大点易扩展的服务器,对于日后网站的升级更新,访问量增大等提供支持
另外是在选择服务器的时候选择有内存纠错校验技术的内存,一台服务器要稳定的运行,要保证运行计算过程中少出现错误,因此,服务器的内存纠错技术也是重要的
对于服务器的内存,站长很注重他们参数,如带宽、内存总线速度、等待周期、CAS的延迟时间等参数
但对于服务器而言,站长应考虑的是内存的制作工艺,服务器内存一般都采用8层PCB板,完美的电源层和布线层完全体现着稳定性的差距;以及内存的封装技术,它不仅能够给内存带来体积的理想性、容量的扩展性,更重要的是解决了散热、可靠性和密度的问题
1、检查主板的品质工控主板由绝缘、隔热且不易弯曲的材质制作而成,一般为4~8层。普通主板一般采用4层,上下两层为信号层,中间两层为接地和电源层;高端主板大多采用6层或8层板,表面两层用于焊接电子元器件。中间是供电层和屏蔽层,电气性能更好。此外,还需要观察主板的四周是否光滑、有没有毛边、上面标识的文字是否清晰、焊点是否干净等。
2、检查电容的品质
电容是工控主板中非常重要的电子元器件,用于保证电压和电流的稳定,其容量和质量会影响主板的稳定性和寿命。电容的种类大致分为陶瓷电容、电解电容和固态电容(钽电容)3种,根据其特点及发挥的作用分布在主板的不同位置,目前较好的工控机主板均采用全固态电容。
3、检查供电电路的档次
供电电路是工控主板上专为CPU、内存和片组等电子元器件供电的装置,其档次直接影响主板的效能和稳定性。在这些供电电路中,工控机CPU供电电路的作用最关键。通过检查该供电电路的设计,可以很直观地判断主板的优劣。一般来说,采用三相供电电路设计可以保证CPU的稳定运行。在有些中高端主板中,还采用了四相或以上的供电电路设计,这种设计不仅能保证CPU的稳定运行,还大大增加了系统的扩展空间,为CPU超频和升级提供了方便。
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