电子电路设计与制作

项目二 语音放大器的PCB设计与制作

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项目目标项目二的任务目标是利用电子CAD软件protel 99SE完成该电路 的PCB设计与制作，项目参考结果如图2-1所示。

图2-1

语音放大器的PCB图COMPANY LOGO

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项目描述学习目标(1)能按要求规划电路板 板框，学会设置PCB工作 环境

任务分解(1)电子线路板板框 规划 (2)设置PCB工作环 境

教学建议

课时 计划

教师边讲解边演示，2学时 学生边学边做。教 师可以准备一个特 定的板框样板，要 求学生实现该板框 设计 采用教学做 8学时 一体的教学模式， 并且以学生自主操 作练习为主。出现 问题学生尽量自己 解决，给学生思考 问题和解决问题的 空间 条件具备情况下以 2学时 实操练习为主COMPANY LOGO

(2)能利用手工布线的方 法设计简单的PCB。

(1)指定元件封装 (2)加载元件封装库 (3)载入网络表 (4)元件布局 (5)焊盘设定 (6)手工布线 (7)设计规则检查 热转印制板

(3)学会热转印法制作单 面板

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项目分析项目具体要求如下: ①在D:Protel\Xin1.ddb的Documents内新建一 个 名 为 YYFDQ.pcb 的 PCB 文 件 ， 板 框 大 小 为 3500mil*2100mil。同时根据设计需要完成PCB 环境设置。 ②采用手工布线方法完成语音放大器的PCB设计。具 体要求有：除三极管外，其余焊盘外径为80mil,普 通线宽50mil,电源地线60 mil,布局和布线必须合 理美观。 ③采用热转印法完成语音放大器PCB板的制作。

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任务分解规划板框及设置PCB工作环境语音放大器的PCB设计

1

2

3

热转印法制作单面板

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任务一

规划板框及设置PCB工作环境

一、板框规划

二、设置PCB工作环境

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任务一 规划板框及设置PCB工作环境 印刷电路板的设计的一般步骤如图2-2所示：绘制电路原理图 规划板框 设置PCB环境参数 导入网络表(或更新PCB) 元件布局 布线并完善PCB图 存盘退出 图2-2 印制板图设计流程

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一、板框规划对于要设计的电子产品，除了绘制电路图外，首要的工作就是电路板 的规划，也就是确定电路板的板边，并且确定电路板的电气边界。规划 板框常用方法有两种：一是手工规划，二是利用板框向导。项目二我们 采用手工规划路板，在项目四中将再介绍利用向导规划板框的方法。 操作步骤如下： 第一步：打开D:Protel\Xin1.ddb,双击打开Documents。 第二步：执行菜单命令“File\New……”,弹出如图2-3所示对 话框，选择PCB Document,单击“OK”,生成文件后将文件名修改 为YYFDQ.pcb。

图2-3 新建PCB文件COMPANY LOGO

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一、板框规划第三步：双击YYFDQ.pcb文件图标，进入PCB编辑环境， 如图2-4所示。同时将编辑区中

的放置工具栏移至窗口最左边。

图2-4

PCB编辑环境

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一、板框规划第四步：将工作页标签切换至Mechanical 4(机械 层4),若该层标签中没有打开，那么切换至Keep out layer(禁止布线层)也可以。 第五步：单击主工具栏的 按钮或 按钮，放大或 缩小编辑区至合适位置，然后单击放置工具栏中的 画线按钮 ，在编辑区中任意画四根直线，如图 2-5所示。画线的操作方法与SCH环境画导线操作一 样。

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一、板框规划第六步：执行Edit\Origin\Set设置参考原点，光标 上出现一个十字架，移至某根导线的某个端点上光标多出 一个八角形时单击，则设置该点为参考坐标原点，可以发 现编辑区下方状态上该点坐标变成了(0,0),如图2-5 所示。或单击主工具栏上的按钮 也可以实现参考元件 设置。

图2-5

设置参考原点

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一、板框规划第七步：双击图中最下方一根直线，弹出如图2-6所示的线属性设 置对话框。图中显示已确认起点坐标，现在我们只需修改终点坐标为 (3100,0),确认即可。结合板框尺寸要求是3500mil*2100mil,逐 根修改每根边框线的坐标，使其构成一个符合板框要求的封闭区域。

图2-6

线属性设置对话框

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一、板框规划第八步：所有直线的坐标都修改到位后，板框规划结果显示如图27所示。

图2-7

板框规划结果

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一、板框规划值得注意的是，对于机器制板或需要自动布线的PCB图，系统在识别时需要 有一个由Keepout Layer(禁止布线层)框出的封闭区域，即布线区，布线区要 小于板框尺寸，一般至少在板框内50mil处，对于采用导轨固定的印制板上的导 电图形与导轨边缘的距离则要大于100mil。因此，建议大家在板框规划后习惯性 的在禁止布线层作一个封闭区域，操作方法与板框规划相似，不同的是工作层应 该切换到Keepout Layer。绘制完成后如图2-8所示。

图2-8

具有布线区的板框规划结果

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一、板框规划 工作层标签可以用来切换PCB不同的工作层。印 制线路板设计时，层是一个十分重要的概念。 顶层(Top Layer):又名元件面，是元器件主 要的安装层面。对单面板，元件都安装在该面， 该层没有印制导线，所有印制导线都在另一层 (底层)。但有特殊情况，当电子线路板中有贴 片元件时，为了实现电气连接，也会将贴片元件 安装在底层。对于双面板和多层板，顶层也有印 制导线，在PCB中，顶层的印制导线默认显示的 颜色是红色。COMPANY LOGO

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一、板框规划 底层(Bottom Layer):又名焊锡面，是布线 的主要层面。对于单面板，该层面是唯一能布线 的一层。在PCB中，底层的印制

导线默认显示的 颜色是蓝色。 内部电源/接地层(Internal plane Layer): Protel 99 SE提供了16个内部电源层/接地层。 该类型的层仅用于多层板，主要用于布置电源线 和接地线。 顶层、底层和内部电源/接地层都有电气属性， 它们都属于信号层，通常称双层板、四层板、六 层板，就是指信号层和内部电源/接地层的数目。COMPANY LOGO