1.設計目的:學會設計原理圖以及封裝庫,然后繪制pcb板設計線路,制定合理的pcb板。(附件里有文件圖片自己截)
Altium Designer畫的原理圖和PCB圖如下:(51hei附件中可下載工程文件)
2. 設計要求:
電子線路CAD設計重在訓練CAD軟件的使用以及電路板制作過程的培訓與實踐。鍛煉學生理論與實踐相結合的能力,故本設計項目分為設計電路圖、PCB部分與電路板腐蝕焊接兩部分,側重以下內容:
2.1.信號產生放大電路及可調電壓電源電路的繪制及其PCB繪制;
2.2.放大電路中制作TDA2030、LM324,TP測試端等器件的圖形符號與封裝;電源電路中制作整流橋、LM7805、等器件的圖形符號與封裝。
2.3.學習熱轉印法制作印制電路板的方法與注意事項;
2.4.學習使用化學法腐蝕電路板的方法與注意事項;
2.5.學習使用電鉆打孔的方法與注意事項;
2.6.學習使用酒精松香溶液保護電路板防止氧化的方法;
2.7.練習貼片元件的焊接技術以及飛線的焊接技術。
3.硬件電路:
3.1電源電路:
電源電路如圖所示:
3.2 LM324信號產生電路:
LM324信號產生電路如圖所示:
3.3放大電路:
放大電路如圖所示:
4.電路圖繪制步驟:
4.1:所需的一系列:
第一步需要創建原理圖然后創建原理圖庫,再創建PCB和封裝庫,我們首先新建一個工程,我們需要單擊File,點擊new,然后選擇當中的project。在工程建好后,我們保存我們的文件在一個文件夾中并將文件夾命名為“信號源的功放”接著我們右鍵單擊工程,選擇給工程添加新的,選擇我們的Schematic Library,然后點擊保存,我們繼續單擊右鍵給工程添加新的PCB和PCB Library
4.2:畫原理圖庫:
由于一些元件的原理圖在我們系統自帶的原理圖庫中是不存在的,我們需要畫出我們的原理圖庫,打開我們創建的Schematic Library,然后雙擊左邊的器件描述一欄進行名稱的修改,我們可以在工作區進行畫圖,我們原理圖中需要畫出的圖有很多,下面是我繪制的原理圖
4.3原理圖的繪制:
4.3.1.創建一個原理圖;
4.3.2.將自己畫的元件庫導入Library;
4.3.3.放置元器件。在My Library和Devices中尋找所需要的元器件,放置在合適的位置;
4.3.4.用放置線連線,在適當處放置網絡標號,適當放置地線和電源線;
4.3.5.檢查原理圖,點擊工程>Compile Document,看原理圖是否出現錯誤,并糾正;
4.4封裝庫的繪制:
當我們畫完了我們的原理圖后,我們就要給原理圖庫當中的元件添加相應的封裝了我們在左邊元件名稱欄中進行新建添加并且重命名自己要畫的封裝,有些電阻是非常好畫的,憑自己所學知識是可以做出來的,但是有些芯片的封裝在我們不知道的情況下,我們就需要查找芯片的資料然后通過自己畫出來,在繪制這一類我們不知道的器件時,我們通過在網上搜索datasheet進行信息的查找:
然后我們在查找到一個元件封裝的信息后,我們可以在PCB界面點擊工具當中的IPC Compliant footprint進行元件的封裝的繪制,
類似于這樣,然后通過數據的修改最后能創建出一個完整的封裝庫
封裝庫如:
4.5 PCB的添加:
我們在畫完封裝后我們進行封裝的添加,我們需要將我們的封裝添加到我們的原理圖中,有些元件是我們先前畫的,所以我們要在元件當中添加一個footprint如圖所示:將我們的封裝添加進去
4.6PCB的導入和排版連線:
我們添加了PCB后我們點擊設計,然后點擊updatePCB Ducument將我們的PCB導入進我們的PCB板,如果出現錯誤,我們要將錯誤改正,再進行點擊生效更改,直到我們的PCB沒有錯誤后,我們進行PCB的排版。
由于我們需要做單面板,所以我們將電阻和電容進行倒置,然后與元器件進行布線,布線時采用手動布線,因為自動布線在面對很復雜的線路時會布置很多飛線并且有些線會出現直角的情況,然后我們將板子裁剪成10cm*15cm的尺寸,然后我們在bottom layer層覆銅,我們的PCB就出來了
在走線的過程中遇到了很多問題,比如手動布線有時候可能一個能不需要飛線的情況把藍線堵死,然后弄出飛線,飛線是越少越好,越短越好,這樣的PCB板才越美觀。我發現我無法將飛線消除時,我盡量將飛線做的短一點,讓整體布局稍微好看一點。
5.熱轉印法制作電路板:
5.1 PCB圖的打印:
5.1.1.首先打開PCB文件,點擊菜單File—>PrintPreview,系統會自動打開一個窗口并轉到 Preview 界面,此時界面中央為灰度顯示的PCB。此時在 PCB 圖上點右鍵,在彈出的菜單中選擇Page Setup,彈出設置界面,Scaling為1.0,修改Color Set為單色;
5.1.2.此時在PCB圖上點擊右鍵,在彈出的菜單中選擇Configuration,彈設置界面,注意里面幾個選項,Printouts&Layers 里面選擇需要打印的圖層,只有單面板的情況下,由上到下依次保留Multilayer、BottomLayer、KeepOutLayer(或者Mechanical1)3個圖層,右邊選中Holes才能打印出焊盤孔,點Close關閉窗口,可看到預覽PCB文件圖形做出相應的變化;
5.1.3.此時,將相片紙按照PCB尺寸的方向,貼到A4紙正中央的位置,將A4紙貼膠帶一端放入打印機內;
5.1.4.右鍵,選擇Print即可將PCB圖形打印到轉印紙上,完成電路圖的打印工作,將打印好的熱轉印紙平放收好,避免因彎折而掉碳粉導致導線斷裂。
5.2熱轉印步驟:
5.2.1.將覆銅板用水磨砂紙在水龍頭上用水輕輕打磨,按照同一個方向依次打磨覆銅板的表面,目的是去掉覆銅板上的污點、油漬、氧化層等部分,利于碳粉的附著,擦掉覆銅板表面的水滴,放入烘干箱烘干(或自然晾干);
5.2.2.將前一步驟內打印好的熱轉印紙有碳粉一面,對正貼到覆銅板有銅層的一面,將 PCB圖形與覆銅板完全對正,使所有導線都在覆銅板內部,對齊后此時用手捏緊,在電路板的一邊彎折熱轉印紙,使其折回夾住覆銅板;
5.2.3.將有熱轉印紙的一面(即覆銅板有銅層一面)向上,順勢放入已經加熱到 200 度的熱轉印機內,等其由前面一直走到后面即可完成熱轉印過程;大概需 3-5 分鐘;
5.2.4.拿起熱轉印后的電路板一角,輕輕撕開其上的熱轉印紙,看看電路走線是否都已轉印到覆銅板上,若有未轉移上的線路,請再放入熱轉印機走一遍,加固。5.3化學法腐蝕電路:
5.3.1.使用FeCl(或其他腐蝕劑)腐蝕電路板;FeCl(或其他腐蝕劑)溶液具有腐蝕性,操作過程一定注意安全!請勿濺到手、臉、眼睛等以免受傷!若不小心被沾到,立即用大量清水沖洗!切記安全第一!
5.3.2.將帶有電路的覆銅板放入自動腐蝕機內進行蝕刻。請注意觀察板子是否自動往里面走,如不走了請用手助推一下使其順利進入,只需要去另一端等待 PCB 板子出來即可進入打孔步驟。
5.4打孔防氧化:
5.4.1.打孔前帶好護目鏡,打孔時一定壓緊電路板,否則因電路板移動會損壞鉆頭,同時斷掉的鉆頭因高速轉動而飛出傷到自己;
5.4.2.打孔時注意鉆頭直徑的選擇:一般0.8mm為常用鉆頭,用于電阻、三極管、集成芯片、數碼管等引腳的鉆孔;1.0mm用于二極管、排針、蜂鳴器、繼電器、7805等管腳較粗的鉆孔;
5.4.3.打孔時,將電路板平放在打孔機平臺上,左手按壓住電路板對準鉆頭后固定,右手持打孔手臂慢慢下壓,接近電路板時,再次查看移動使其中某一個孔對準鉆頭,右手慢慢壓下鉆頭即可打出漂亮的孔,注意此時左手不能移動,一定壓緊電路板,否則因電路板移動會損壞鉆頭,同時斷掉的鉆頭因高速轉動而亂飛出傷人,切記安全第一;
5.4.4.涂松香溶液的優點有防止有銅的線路氧化和助焊。打好過孔的電路板,放到水龍頭處,使用細砂紙仔細打磨,去掉因熱轉印產生的碳粉,打磨后有助于焊接。打磨干凈后,擦掉覆銅板表面的水滴,放入烘干箱烘干(或自然晾干);將晾干的電路板平放,有電路一面向上,使用毛筆蘸上酒精松香溶液,輕輕在電路板上掃過,切記不要貪多,全部涂抹一遍后,放到一邊晾干即可。
這樣一個板子就成功的做出來了,信號源的功放2030就從原理圖變成了實物
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電子線路功放綜合實驗板.zip
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2019-11-23 13:03 上傳
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