印刷电路板设计虚拟仿真实验

印刷电路板设计虚拟仿真实验

      印刷电路板设计虚拟仿真实验教学是为复旦大学电子信息类本科生开设的课程,使用Altium Designer软件对模拟与数字电路进行印刷板设计,实验内容与电子工程实习环节相结合,包括印刷电路板设计软件Altium Designer入门、单面印刷电路板手工设计、双面印刷电路板手工及自动设计、电路原理图元件符号创建、印刷电路板元件封装符号创建等五个实验。
      印刷电路板(PCB)设计是电路实现的关键过程。设计者通过PCB编辑软件Altium Designer绘制导电图形(如元件引脚焊盘、连线、过孔等)、丝网漏影符号(如元件轮廓、序号、型号等说明性文字),形成PCB制板文件。印刷电路板制造商根据PCB文件描述的电路板电气连接信息,通过电子束曝光,在覆铜绝缘基板上刻蚀出导电图形,钻出元件引脚焊盘孔、实现多层电气互连的过孔、以及固定整个电路板所需的螺丝孔,并使焊盘与过孔金属化。电路中的各个器件通过绝缘基板上的印刷导线、焊盘及金属化过孔实现元器件引脚之间的电气连接,形成与电路原理图拓扑结构完全一致的印刷电路板。

实验目的
      通过印刷电路板设计虚拟仿真实验教学,力求在较短时间内掌握印刷电路板设计制作要领,对理论课程中涉及的相关知识进行分析与验证,使学生更好地理解掌握理论基础概念、提高电子信息类课程学习的兴趣、培养分析问题的能力。

实验环境
      实验仪器设备:
      电脑,安装印刷电路板设计软件Altium Designer。

实验教材:
      模拟与数字电路基础实验,复旦大学出版社,2014

实验内容进度
      印刷电路板设计虚拟仿真实验课程为一学期教学,课时数为每周2学时,计5周,每学期课时数约为10学时。
      模拟电子学虚拟仿真实验课程教学周进度:
(1)印刷电路板设计软件Altium Designer入门
(2)单面印刷电路板手工设计
(3)双面印刷电路板手工及自动设计
(4)电路原理图元件符号创建
(5)印刷电路板元件封装符号创建

实验要求
      专业与年级要求
      数字逻辑虚拟仿真实验课程的学生为二年级上本科生,学生专业主要为电子信息科学与技术、生物医学工程、微电子学、通信工程、光信息科学与技术、电气工程及其自动化、核科学与技术等专业。
      基本知识和能力要求等
      先修课程:数学分析、普通物理实验。
      实验方法与实验步骤
      使用Altium Designer设计印刷电路板的主要流程为:
      1、建立印刷电路板设计工程项目
      印刷电路板设计工作以工程项目管理形式进行。根据电路系统设计需求,一个Altium Designer设计工程项目可以包含各种设计文件,如原理图SCH文件、电路板图PCB文件、库文件及各种报表等,多个设计项目还可构成一个设计项目组(ProjectGroup)。
      2、编辑电原理图
      通过对工程项目中的电路原理图进行建立与编辑,定义电路元件之间的电气连接关系,为随后进行的印刷电路板设计提供电路器件互连依据。必要时对电路原理图进行仿真测试,对电路原理图进行电气规则检查。
      3、产生与编辑印刷板
      通过电路原理图生成印刷电路板文件,实现原理图与PCB之间的联系。然后进行确定印刷电路板尺寸、元件布局、手工与自动布线等PCB文件编辑工作,通过进行设计规则检查,纠正布线错误。
      4、自定义元件库
      元件库包括原理图库、PCB元器库。常用的原理图元件符号、元件封装图形可以由Altium Designer软件提供,然而特殊元件符号、封装图形有必要通过对元件库进行编辑,以创建新的元件符号、封装图形,或对原有的元件符号、封装图形进行修改。

实验注意事项
      考核要求
      为保证对学生实验成绩评价的公正性以及可操作性,虚拟仿真实验教学项目团队制定统一的实验评分标准。成绩评定主要依据为预习、功能实现、操作规范、实验报告、实验完成情况等五个方面。
(1)得分:预习20%,功能实现40%,操作规范10%,实验报告30%。
(2)完成情况:准时完成100%×得分,一周后完成75%×得分。

软件下载
      Altium.Designer.15.0.14 Build 406561

 

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