電子線路CAD實用教程（第四版）

第1章 電子線路CAD與Protel 99 SE概述 1

1.1 電子線路CAD的概念 1

1.2 Protel 99/99 SE概述 2

1.2.1 Protel 99 SE新增功能 3

1.2.2 Protel DXP概述 4

1.3 Protel 99/99 SE的安裝及啟動 4

1.3.1 Protel 99/99 SE的安裝 4

1.3.2 Protel 99/99 SE的啟動 5

1.3.3 Protel 99/99 SE中的文件管理 8

1.4 Protel 99/99 SE電子線路設(shè)計流程 11

習(xí)題 12

第2章 電原理圖編輯 13

2.1 電原理圖的概念及繪制規(guī)則 13

2.2 Protel 99 SE原理圖編輯器(SCH)的啟動及界面認識 14

2.2.1 原理圖編輯器窗口的組成 14

2.2.2 圖紙類型、尺寸、底色、標題欄等的選擇 16

2.2.3 設(shè)置SCH的工作環(huán)境 19

2.3 電原理圖繪制 22

2.3.1 元件電氣圖形符號庫及管理 22

2.3.2 放置元件 29

2.3.3 連線操作 37

2.3.4 放置電氣節(jié)點 41

2.3.5 放置電源和地線 42

2.3.6 總線、總線分支、網(wǎng)絡(luò)標號工具的使用 43

2.3.7 I/O端口 45

2.4 利用畫圖工具添加說明性圖形和文字 47

2.4.1 畫圖工具介紹 48

2.4.2 常見圖形繪制技巧 48

2.5 原理圖編輯技巧 50

2.5.1 操作對象概念 50

2.5.2 單個對象的編輯 50

2.5.3 同時編輯多個對象 51

2.5.4 利用拖動功能迅速畫一組平行導(dǎo)線 56

2.5.5 “畫圖”工具內(nèi)“陣列粘貼”工具的特殊用途 57

2.6 元件自動編號 60

2.6.1 單一模塊電路元件自動編號 62

2.6.2 子電路元件自動編號 63

2.7 原理圖的電氣檢查 66

2.8 存盤及文件管理 70

2.9 原理圖的打印 71

2.9.1 打印前的設(shè)置 71

2.9.2 打印 73

2.10 報表建立與輸出 73

2.10.1 生成網(wǎng)絡(luò)表文件 73

2.10.2 生成元件清單報表 77

2.11 電路編輯舉例 79

2.12 元件電氣圖形符號編輯與創(chuàng)建 82

2.12.1 啟動元件圖形符號編輯器 82

2.12.2 修改元件圖形符號 84

2.12.3 制作P89C51RD2微處理器的電氣圖形符號 88

2.12.4 制作LED數(shù)碼顯示器 91

2.12.5 創(chuàng)建數(shù)字集成電路芯片元件負邏輯/IEEE電氣圖形符號 93

2.12.6 設(shè)置元件的缺省序號 94

2.13 創(chuàng)建自己的圖紙文件 94

2.14 原理圖操作技巧 95

2.14.1 修改/恢復(fù)Protel各類編輯器操作對象的缺省屬性 95

2.14.2 一次修改同類操作對象的屬性選項 96

2.14.3 工具欄(窗)與當前正在進行的操作要匹配 99

2.14.4 在原理圖中增加同類元件的操作捷徑 99

習(xí)題 100

第3章 層次電路原理圖編輯 101

3.1 層次電路設(shè)計概念 101

3.2 層次電路設(shè)計中不同文件的切換方法 104

3.3 層次電路編輯方法 104

3.3.1 建立層次電路原理圖 104

3.3.2 編輯模塊電路 108

3.3.3 自下而上編輯層次電路 109

3.3.4 退耦電容的畫法 111

習(xí)題 111

第4章 電路仿真測試 112

4.1 電路仿真操作步驟 113

4.2 元器件參數(shù)設(shè)置 114

4.3 電路仿真操作初步 125

4.3.1 編輯電原理圖 125

4.3.2 選擇仿真方式并設(shè)置仿真參數(shù) 126

4.3.3 仿真結(jié)果觀察及波形管理 130

4.4 常用仿真方式及應(yīng)用 133

4.4.1 工作點分析(Operating Point Analyses) 133

4.4.2 瞬態(tài)特性分析(Transient Analyses)與傅立葉分析(Fourier Analyses) 134

4.4.3 參數(shù)掃描分析(Parameter Sweep Analyses) 135

4.4.4 交流小信號分析(AC Small Signal Analyses) 136

4.4.5 阻抗特性分析(Impedance Plot Analyses) 139

4.4.6 直流掃描分析(DC Sweep Analyses) 142

4.4.7 溫度掃描分析(Temperature Sweep Analyses) 144

4.4.8 傳輸函數(shù)分析(Transfer Function Analyses) 145

4.4.9 噪聲分析(Noise Analyses) 145

4.5 仿真綜合應(yīng)用舉例 146

4.5.1 數(shù)字電路仿真實例 146

4.5.2 利用AC小信號分析、參數(shù)掃描分析確定帶通濾波器參數(shù) 147

4.5.3 模擬、數(shù)字混合電路仿真分析實例 149

4.5.4 “數(shù)學(xué)函數(shù)”庫內(nèi)信號合成函數(shù)的應(yīng)用 151

4.6 常用元器件仿真模型 151

4.6.1 二極管模型 155

4.6.2 三極管模型 156

4.6.3 結(jié)型場效應(yīng)管(JFET)模型 157

4.6.4 MOS場效應(yīng)管模型 158

4.7 創(chuàng)建仿真元件 159

4.7.1 生成仿真電氣圖形符號 159

4.7.2 創(chuàng)建仿真元件模型參數(shù) 162

習(xí)題 162

第5章 印制電路板設(shè)計初步 165

5.1 印制板的材料及種類 165

5.1.1 印制板的材料 165

5.1.2 印制板的種類及結(jié)構(gòu) 166

5.2 Protel 99 SE PCB的啟動及窗口認識 168

5.2.1 啟動PCB編輯器 168

5.2.2 PCB編輯器界面 169

5.3 手工設(shè)計單面印制板——Protel 99 SE PCB基本操作 171

5.3.1 工作參數(shù)的設(shè)置與電路板尺寸規(guī)劃 171

5.3.2 元件封裝庫的裝入 178

5.3.3 畫圖工具的使用 180

習(xí)題 192

第6章 PCB設(shè)計基礎(chǔ) 193

6.1 PCB設(shè)計操作流程 193

6.2 PCB設(shè)計前準備 195

6.2.1 原理圖編輯 195

6.2.2 檢查并完善原理圖 195

6.2.3 印制板加工廠家的工藝水平 197

6.2.4 元件安裝工藝的選擇 198

6.3 印制板層數(shù)選擇及規(guī)劃 200

6.3.1 雙面板結(jié)構(gòu)及規(guī)劃 200

6.3.2 4層面板結(jié)構(gòu)及規(guī)劃 201

6.3.3 6層面板結(jié)構(gòu)及規(guī)劃 201

6.4 PCB布局 202

6.4.1 布局方式的選擇 202

6.4.2 板邊框及原點選擇 202

6.4.3 選定排版方向 202

6.4.4 布局原則 204

6.4.5 調(diào)整原理圖中元件的連接關(guān)系 207

6.5 焊盤選擇 210

6.5.1 穿通元件(THC)焊盤 210

6.5.2 貼片元件焊盤 212

6.5.3 過孔 215

6.5.4 測試盤 217

6.6 布線 217

6.6.1 印制導(dǎo)線寄生參數(shù)及串擾 217

6.6.2 最小線寬及最小布線間距的選擇 218

6.6.3 印制導(dǎo)線走線控制 221

6.6.4 單面板中跨接線設(shè)置原則 224

6.7 地線/電源線布局規(guī)則 224

6.7.1 地線與電源線共阻抗干擾及消除方式 224

6.7.2 接地方式 226

6.7.3 地線布線的一些基本原則 230

6.8 PCB散熱設(shè)計 231

習(xí)題 233

第7章 雙面印制電路板設(shè)計舉例 235

7.1 原理圖到印制板 235

7.1.1 利用PCB向?qū)砂季€區(qū)的印制板文件 235

7.1.2 通過“更新”方式實現(xiàn)原理圖文件與印制板文件之間的信息交換 241

7.1.3 在禁止布線層內(nèi)繪制布線區(qū) 245

7.1.4 通過網(wǎng)絡(luò)表裝入元件封裝圖 247

7.2 設(shè)置工作層 251

7.3 元件布局操作 251

7.3.1 手工預(yù)布局 251

7.3.2 元件分類 256

7.3.3 設(shè)置自動布局參數(shù) 257

7.3.4 自動布局 259

7.3.5 手工調(diào)整元件布局 261

7.4 布線及布線規(guī)則 267

7.4.1 設(shè)置自動布線規(guī)則 267

7.4.2 自動布線前的預(yù)處理 278

7.4.3 自動布線 281

7.4.4 手工修改 283

7.4.5 布線后的進一步處理 287

7.4.6 設(shè)計規(guī)則檢查 290

7.4.7 驗證印制板連線的正確性 294

7.4.8 元件重新編號及原理圖元件序號更新 299

7.5 信號完整性分析 299

7.5.1 信號完整性分析設(shè)置 300

7.5.2 啟動信號完整性分析 301

7.5.3 設(shè)置印制板結(jié)構(gòu)參數(shù)、元件類型及節(jié)點類型 301

7.5.4 運行信號完整性分析 302

7.5.5 根據(jù)分析結(jié)果采取相應(yīng)補償辦法 304

7.6 打印輸出 306

習(xí)題 308

第8章 PCB元件庫的修改與創(chuàng)建 310

8.1 PCBLib編輯器的啟動及操作界面 310

8.1.1 PCBLib編輯器的啟動 310

8.1.2 PCBLib編輯器窗口界面 312

8.1.3 工作參數(shù)及圖紙參數(shù)設(shè)置 313

8.2 制作元件封裝圖舉例 313

8.2.1 制作LED發(fā)光二極管封裝圖 313

8.2.2 制作1英寸八段LED數(shù)碼顯示器封裝圖 317

8.2.3 通過“復(fù)制—修改”方式創(chuàng)建新元件封裝圖 320

8.2.4 創(chuàng)建子電路封裝圖 320

8.3 創(chuàng)建特定PCB設(shè)計專用元件封裝庫 321

習(xí)題 323

附錄 GB 4728—85《電氣圖用圖形符號》摘要 324

參考文獻 332 2100433B

本書以從事電子線路設(shè)計的工程技術(shù)人員、高等學(xué)校電子類專業(yè)學(xué)生為讀者對象，講解了電子線路計算機輔助設(shè)計(CAD)的基本概念、設(shè)計規(guī)則，通過典型實例，全面介紹了目前應(yīng)用廣泛的電子線路CAD軟件包——Protel 99 SE的主要功能(包括原理圖編輯、電路仿真、印制電路板設(shè)計、信號完整性分析)、安裝和使用方法?？紤]到從事電子線路CAD設(shè)計者的實際工作需要，本書結(jié)合實例，尤其是對模擬仿真部分，作了較為詳細的講解。

《電子線路CAD實用教程》本書以從事電子線路設(shè)計的工程技術(shù)人員、高等學(xué)校及高職院校電子類專業(yè)學(xué)生為讀者對象，講解了電子線路計算機輔助設(shè)計（CAD）的基本概念、設(shè)計規(guī)則，全面地介紹了目前應(yīng)用廣泛的電子線路CAD軟件包——Protel99SE的主要功能（包括原理圖編輯、電路仿真、印制板設(shè)計、信號完整性分析）、安裝和使用方法?？紤]到從事電子線路CAD設(shè)計者的實際工作需要，本書結(jié)合實例，尤其是模擬仿真部分，作了較為詳細的講解。

第1章 電子線路CAD與Protel99 SE概述

1.1 電子線路CAD的概念

1.2 Protel99/99 SE概述

1.3 Protel99/99 SE的安裝與啟動

習(xí)題

第2章 電原理圖編輯

2.1 電原理圖的概念及繪制規(guī)則

2.2 Protel99 SE原理圖編輯器(SCH)的啟動及界面認識

2.3 電原理圖繪制

2.4 利用畫圖工具添加說明性圖形和文字

2.5 原理圖編輯技巧

2.6 元件自動編號

2.7 原理圖的電氣檢查

2.8 存盤及文件管理

2.9 原理圖的打印

2.10 報表建立與輸出

2.11 電路編輯舉例

2.12 元件電氣圖形符號編輯與創(chuàng)建

2.13 創(chuàng)建自己的圖紙文件

2.14 原理圖操作技巧

習(xí)題

第3章 層次電路原理圖編輯

3.1 層次電路設(shè)計概念

3.2 層次電路設(shè)計中不同文件的切換方法

3.3 層次電路編輯方法

習(xí)題

第4章 電路仿真測試

4.1 電路仿真操作步驟

4.2 元器件參數(shù)設(shè)置

4.3 電路仿真操作初步

4.4 常用仿真方式及應(yīng)用

4.5 仿真綜合應(yīng)用舉例

4.6 常用元器件仿真模型

4.7 創(chuàng)建仿真元件

習(xí)題

第5章 印制電路板設(shè)計初步

第6章 雙面負責(zé)制電路板設(shè)計舉例

第7章 PCB元件庫的修改與創(chuàng)建

附錄 GB4728——85《電氣圖用圖形符號》摘要

參考文獻

潘永雄，男，本科和研究生均就讀于華南理工大學(xué)，廣東工業(yè)大學(xué)物理與光電工程學(xué)院副教授、碩士生導(dǎo)師。先后出版過《新編單片機原理與應(yīng)用》《微機電路分析與維修》《開關(guān)電源技術(shù)與設(shè)計》《電子線路CAD實用教程》《STM8單片機原理與應(yīng)用》等多本教材和專著。

沙河，《電子線路CAD實用教程——基于Altium Designer平臺（第六版）》編者之一。