U盤設(shè)計電路.doc
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電子線路CAD 實驗名稱:U盤電路設(shè)計 專業(yè)班級:14電子信息工程 姓名:甘文地 學(xué)號:1428403045一、實驗?zāi)康模?1.掌握PCB雙面板的設(shè)計方法。 2.掌握PCB規(guī)則設(shè)置的方法。 二、實驗內(nèi)容: 1,自建原理圖庫,包含元件IC1114、K9F080、AT1201。 2,封裝:AT1201_1封裝為SOP5;K9F080 封裝:焊盤寬度20mil,焊盤縱距離40mil,焊盤橫距離 500mil,IC1114封裝:焊盤寬度 15mil,焊盤間距 30mil,每邊第一焊盤距離70mil。(10 分) 3,U 盤電路原理圖如圖所示。 其中元器件 IC1114、K9F080、AT1201均為自制。封裝:AT1201_1 封裝為 SOP5、IC1114封裝為Quad48、K9F080封裝為 SOP48 均為自制。 4,制作PCB,要求如下: (1)利用PCB BoardWizard選項新建PCB。Outline Shape(電路板外形)選項欄選擇默認(rèn)的Rectangular(矩形);Board Size(電路板尺寸)選項欄設(shè)置 Width(寬度)和 Height(高度)分別為2900mil和 1900mil;僅適用兩個信號層;過孔類型選擇Through hole Vias only通孔單選鈕;元件和布線方法界面選擇表面貼裝元件,不將元件放兩面。PCB走線最小線寬、最小過孔外徑、最小孔徑尺寸和最小的走線間距參數(shù)均選擇默認(rèn)值。 (2)Visible Grid(可視柵格)選項組中的 Grids1 設(shè)為 10mil,Grids2設(shè)為 100mil。 (3)安全間距:Clearance為10mil。 (4)VUSB 線寬為20mil,其他線寬 Width為10mil。 (5)過孔Routing Via Style為 52mil、24mil。 三、實驗過程及結(jié)果1、新建一個集成庫,在原理圖庫中繪制如下元器件。2、利用元器件封裝向?qū)О凑找笊a(chǎn)如下封裝。3、為自己繪制的元器件添加封裝,并添加到當(dāng)前元器件庫中,再按照原理圖在元器件庫中找到相應(yīng)的元器件繪制如圖所示原理圖,最后再按照材料清單設(shè)置元器件封裝,得到下圖。4、制作PCB(1)利用PCB BoardWizard選項新建PCB,按照要求設(shè)置PCB的參數(shù),(2)參數(shù)選項柵格(3)在設(shè)計規(guī)則中改變安全距離。(4)在設(shè)計規(guī)則中添加VUSB線,并改變其寬度,再設(shè)置其他布線的寬度。(5)在設(shè)計規(guī)則中設(shè)置過孔Routing Via Style為 52mil、24mil。(6)按照布局規(guī)則布局,自動布線。四、思考題: 1,PCB設(shè)計規(guī)則有哪些?答:總概念: 布線寬度(Width):布線時布線寬度的設(shè)定。布線方式(Routing Topology):定義引腳之間的布線方式。布線優(yōu)先級別(Routing Priority):設(shè)置布線的優(yōu)先次序,優(yōu)先級最高的網(wǎng)絡(luò)或?qū)ο髸粌?yōu)先布線。(0100,數(shù)字越小,級別越高。)布線板層(Routing Layers):設(shè)置允許自動布線的板層。布線轉(zhuǎn)角(Routing Corners):45轉(zhuǎn)角、90轉(zhuǎn)角、圓弧轉(zhuǎn)角。布線過孔類型(Routing Via Style):設(shè)置過孔尺寸,包括內(nèi)徑和外徑。扇出布線控制(Fanout Control):主要用于“BGA”、“LCC”等種類特殊器件的布線控制。PCB設(shè)計的一般原則要使電子電路獲得最佳性能,元器件的布局及導(dǎo)線的布設(shè)是很重要的。為了設(shè)計質(zhì)量好、造價低的PCB,應(yīng)遵循以下的一般性原則:1.布局首先,要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時,印制線條長,阻抗增加,抗噪聲能力下降,成本也增加;過小,則散熱不好,且鄰近線條易受干擾。在確定PCB尺寸后,再確定特殊元件的位置。最后,根據(jù)電路的功能單元,對電路的全部元器件進(jìn)行布局。在確定特殊元件的位置時要遵守以下原則:(1)盡可能縮短高頻元器件之間的連線,設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近,輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。(2)某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差,應(yīng)加大它們之間的距離,以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時手不易觸及的地方。(3)重量超過15g的元器件,應(yīng)當(dāng)用支架加以固定,然后焊接。那些又大又重、發(fā)熱量多的元器件,不宜裝在印制板上,而應(yīng)裝在整機(jī)的機(jī)箱底板上,且應(yīng)考慮散熱問題。熱敏元件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件。(4)對于電位器、可調(diào)電感線圈、可變電容器、微動開關(guān)等可調(diào)元件的布局應(yīng)考慮整機(jī)的結(jié)構(gòu)要求。若是機(jī)內(nèi)調(diào)節(jié),應(yīng)放在印制板上方便調(diào)節(jié)的地方;若是機(jī)外調(diào)節(jié),其位置要與調(diào)節(jié)旋鈕在機(jī)箱面板上的位置相適應(yīng)。(5)應(yīng)留出印制板定位孔及固定支架所占用的位置。根據(jù)電路的功能單元。對電路的全部元器件進(jìn)行布局時,要符合以下原則:(1)按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置,使布局便于信號流通,并使信號盡可能保持一致的方向。(2)以每個功能電路的核心元件為中心,圍繞它來進(jìn)行布局。元器件應(yīng)均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上。盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。(3)在高頻下工作的電路,要考慮元器件之間的分布參數(shù)。一般電路應(yīng)盡可能使元器件平行排列。這樣,不但美觀,而且裝焊容易,易于批量生產(chǎn)。(4)位于電路板邊緣的元器件,離電路板邊緣一般不小于2mm。電路板的最佳形狀為矩形。長寬雙為3:2或4:3。電路板面尺寸大于200150mm時,應(yīng)考慮電路板所受的機(jī)械強(qiáng)度。2.布線布線的原則如下:(1)輸入輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行。最好加線間地線,以免發(fā)生反饋藕合。(2)印制板導(dǎo)線的最小寬度主要由導(dǎo)線與絕緣基板間的粘附強(qiáng)度和流過它們的電流值決定。當(dāng)銅箔厚度為0.5mm、寬度為115mm時,通過2A的電流,溫度不會高于3。因此,導(dǎo)線寬度為1.5mm可滿足要求。對于集成電路,尤其是數(shù)字電路,通常選0.020.3mm導(dǎo)線寬度。當(dāng)然,只要允許,還是盡可能用寬線,尤其是電源線和地線。導(dǎo)線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。對于集成電路,尤其是數(shù)字電路,只要工藝允許,可使間距小于58mil。(3)印制導(dǎo)線拐彎處一般取圓弧形,而直角或夾角在高頻電路中會影響電氣性能。此外,盡量避免使用大面積銅箔,否則,長時間受熱時,易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象。必須用大面積銅箔時,最好用柵格狀。這樣有利于排除銅箔與基板間粘合劑受熱產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體。3.焊盤焊盤中心孔要比器件引線直徑稍大一些。焊盤太大易形成虛焊。焊盤外徑D一般不小于(d+1.2)mm,其中d為引線孔徑。對高密度的數(shù)字電路,焊盤最小直徑可取(d+1.0)mm。五、實驗總結(jié) 通過本次實驗,我了解了PCB雙面板的設(shè)計,和PCB的設(shè)計規(guī)則。本次試驗設(shè)計的U盤電路,將之前所學(xué)的知識幾乎全部用上了,只有將基本的操作融會貫通時,才能將U盤電路準(zhǔn)確,熟悉的設(shè)計出來。這次實驗,既要將之前的所學(xué)所鞏固,也要有自己的想法來更好地完成實驗。- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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