Altium Designer(Protel)原理图与PCB设计精讲教程
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1.7 Altium Designer 16.0入门

本节将通过两个简单的实例,让读者详细了解用Altium Designer 16.0设计原理图及进行电路仿真的基本过程。

1.7.1 实例——非稳态多谐振荡器

非稳态多谐振荡器电路原理图具体的设计步骤如下。

Step1 新建项目。启动Altium Designer 16.0,选择菜单栏中的File(文件)→New(新建)→ Project(项目)命令,创建一个项目文件,如图1.47所示,此时,弹出New Project(新项目)对话框,在Project Types(项目类型)列表框中选择PCB Project(PCB项目),在Project Templates(项目模板)列表框中选择图纸项目Default(默认),在Name(名称)文本框中填写“非稳态多谐振荡器”,如图1.48所示,单击OK(确定)按钮完成。

图1.47

图1.48

Step2 选择File(文件)→New(新建)→Schematic(原理图)菜单命令,在Projects(项目)面板的Sheet1.SchDoc项目文件上右击,从弹出的右键快捷菜单中保存项目文件,将该原理图文件另存为“非稳态多谐振荡器.SchDoc”。保存后,Projects(项目)面板中将显示出用户设置的名称,如图1.49所示。

图1.49

Step3 设置图纸参数。选择Design(设计)→Document Options (文档选项)菜单命令,或者在编辑窗口中单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择Options(选项)→Document Options(文档选项)命令,弹出Document Options(文档选项)对话框,如图1.50所示。在此对话框中,对图纸参数进行设置。这里,我们图纸的尺寸设置为A4,放置方向设置为Landscape(横向),图纸标题栏设为Standard(标准),其他采用默认设置,然后单击OK(确定)按钮,完成图纸属性的设置。

图1.50

Step4 原理图设计。打开Libraries(库)面板,在当前元件库下拉列表中选择Miscellaneous Devices.IntLib元件库,然后在元件过滤栏的文本框中输入“res”,在元件列表中查找电阻,并将查找所得的电阻放入原理图中,元器件将显示在Libraries(元件库)面板中,如图1.51所示。单击Place Res1(放置Res1)按钮,然后将光标移动到工作窗口,如图1.52所示。

图1.51

图1.52

Step5 按Tab键,在弹出的Properties for Schematic Component in Sheet(原理图元件属性)对话框中修改元件属性,如图1.53所示。将Designator(指示符)设为R1,将Comment(注释)设为不可见,然后把Value(值)改为100K,不需要仿真。

图1.53

Step6 按Space(空格)键,翻转电阻至如图1.54所示的角度。在适当的位置单击,即可在原理图中放置电阻R1,同时编号为R2的电阻自动附在光标上,如图1.55所示。

图1.54

图1.55

Step7 搜索其他元件,依次放入Cap电容、2N3904三极管。放置元件后的图纸如图1.56所示。

图1.56

Step8 放置Header 2(插头)。打开Libraries(元件库)面板,在当前元器件库名称栏中选择Miscellaneous Connectors.IntLib,然后在元件过滤栏的文本框中输入“Header 2”,在元件列表中查找插头,元器件将显示在Libraries(元件库)面板中,如图1.57所示。在元器件列表中另选择一个Header 2(插头)进行放置,如图1.58所示。

图1.57

图1.58

Step9 根据电路图合理地放置元件。以达到美观地绘制电路原理图的目的。用鼠标移动,设置好元件属性后的电路原理图如图1.59所示。

图1.59

Step10 连接线路。布局好元件后,下一步的工作就是连接线路。选择菜单栏中的Place(放置)→Wire(导线)命令,或者单击工具栏中的(放置导线)按钮,执行连线操作。连接好的电路原理图如图1.60所示。

图1.60

Step11 在必要的位置放置电气节点,选择菜单栏中的Place(放置)→Manual Junction(手工接点)命令,放置电气节点,如图1.61所示,完成后如图1.62所示。

图1.61

图1.62

Step12 完成电路原理图的设计后,单击“保存”按钮,保存原理图文件。

1.7.2 实例——滤波器电路仿真设计

滤波器是模拟电路设计中经常用到的器件,由于其成本低廉、设计简单而被广泛使用。但是,实际电路的设计与调试并不轻松,需要有信号源、示波器等工具,而且为了满足预定的设计指标,需要不断地调整电阻、电容或电感等元件的参数。所以,在制作实际的PCB之前进行仿真,将会大大提高调试的效率。具体的设计步骤如下。

Step1 新建项目。启动Altium Designer 16.0,选择菜单栏中的File(文件)→New(新建)→ Project(项目)命令,创建一个PCB项目文件,此时弹出New Project(新项目)对话框,在Project Types(项目类型)中选择PCB Project(PCB项目),在Project Templates(项目模板)中选择图纸项目Default(默认),在Name(名称)文本框中填写“滤波器电路”,单击OK(确定)按钮完成。

Step2新建原理图文件。选择菜单栏中的File(文件)→New(新建)→Schematic(原理图)命令。然后,在Projects(项目)面板的Sheet1.SchDoc项目文件上右击,在弹出的快捷菜单中,将该原理图文件另存为“滤波器电路.SchDoc”。保存后,Projects(项目)面板中将显示出用户设置的名称,如图1.63所示。

图1.63

Step3 设置图纸参数。选择菜单栏中的Design(设计) →Document Options(文档选项)命令,或者在编辑窗口内单击鼠标右键,从快捷菜单中选择Options(选项)→Document Options(文档选项)命令,弹出Document Options(文档选项)对话框,在对话框中对图纸参数进行设置。这里,我们图纸的尺寸设置为A4,放置方向设置为Landscape(横向),图纸标题栏设为Standard(标准),其他采用默认设置,单击OK(确定)按钮,完成图纸属性的设置。

Step4 查找元器件,并加载其所在的库。打开Libraries(元件库)面板,如图1.64所示。单击Search(查找)按钮,在弹出的查找元器件对话框中输入“UA741”,如图1.65所示。单击Search(查找)按钮后,系统开始查找此元器件。找到的元件将显示在Libraries(元件库)面板中,如图1.66所示。单击Place UA741AD(放置UA741AD)按钮,然后将光标移动到工作窗口中。

图1.64

图1.65

图1.66

Step5 继续放置元件,从另外两个库中找到其他常用的一些元件。放置电阻、电容。打开Libraries(元件库)面板,在当前元器件库名称栏中选择Miscellaneous Devices.IntLib,在元器件列表中分别选择Res1(电阻)、Cap(电容),如图1.67所示,并完成放置。

图1.67

Step6 元件属性设置。前面放置完成的元件如图1.68所示。双击元件UA741AD,弹出Component Properties(元件属性)对话框,分别对元件的编号进行设置,如图1.69所示。用同样的方法,可以对电容和电阻值进行设置。

图1.68

图1.69

Step7 根据电路图,合理地放置元件,如图1.70所示。

图1.70

Step8 连接线路。布局好元件后,下一步的工作就是连接线路。选择菜单栏中的Place(放置)→Wire(导线)命令,或者单击工具栏中的按钮,执行连线操作。连接好的电路原理图如图1.71所示。

图1.71

Step9 放置网络标签。选择菜单栏中的Place(放置)→NetLabel(网络标号)命令,或单击工具栏中的按钮,这时,鼠标变成十字形状,并带有一个初始标号NetLabel(网络标号)。这时按Tab键打开如图1.72所示的对话框,然后在该对话框的Name(名称)文本框中输入网络标签的名称,再单击OK(确定)按钮退出该对话框,放到指定位置,如图1.73所示。

图1.72

图1.73

Step10 在Libraries(元件库)面板的集成库文件Simulation Sources.IntLib中找到VSRC(直流电压源),并放置两个VSRC(直流电压源)到仿真原理图中。双击所放置的VSRC(直流电压源)符号,在出现的Properties for Schematic Component in Sheet(元件属性)对话框中,设置其属性参数,如图1.74所示。在Models区域双击Type(类)栏下的Edit(编辑)选项,即可出现Sim Model- Voltage Source / DC Source(激励模型-交流/直流电源)对话框,通过该对话框可以查看并修改仿真模型,如图1.75所示。

图1.74

图1.75

分别进行基本属性及仿真参数的设置。标识符分别设罝为V1和V2,仿真参数中,V1的电源值设置为15V,为VCC提供电源;V2的电源值设置为-15V,为VEE提供电源。同时,在“元件库”面板的集成库文件Simulation Sources.IntLib中找到VPULSE(脉冲电压激励源),放置到仿真原理图中的信号输入端,并设置其相应的参数。完成后如图1.76所示。

图1.76

Step11 选择菜单栏中的Design(设计)→Simulate(仿真)→Mixed Sim(混合仿真)命令,打开Analyses Setup(分析设置)对话框,在Collect Data For(收集数据)栏,从列表中选择Active Signals / Probes(活动信号/探头)。双击IN、OUT(进、出),把它们添加到Active Signals(活动信号)内,勾选Operating Point Analysis、Transient Analysis(工作点分析、瞬态分析),如图1.77所示。

图1.77

Step12 在Analyses Setup(分析设置)对话框中,继续选中AC Small Signal Analysis(AC小信号分析)选项,进行相应参数的设置,如图1.78所示。单击OK(确定)按钮进行仿真,生成仿真分析波形,如图1.79所示。

图1.78

图1.79

Step13 完成电路原理图仿真设计后,单击Save(保存)按钮,保存文件。