Altium Designer 20中文版电路设计标准实例教程

本书以Altium Designer 20为平台，介绍了电路设计的方法和技巧，主要包括Altium Designer 20概述、原理图设计基础、原理图的绘制、原理图的后续处理、层次结构原理图的设计、原理图编辑中的高级操作、PCB设计基础知识、PCB的布局设计、印制电路板的布线、电路板的后期制作、创建元器件库及元器件封装、电路仿真系统、信号完整性分析、自激多谐振荡器电路设计实例和游戏机电路设计实例。 本书内容由浅入深，从易到难，讲解详实，图文并茂，思路清晰，各章节既相对独立又前后关联。在介绍的过程中，编者根据自己多年的经验及教学心得，及时给出总结和相关提示，以帮助读者快速掌握相关知识。 随书赠送的电子资料包包含本书实例操作过程的视频讲解文件和实例源文件，读者可以方便、直观地学习本书内容。 本书可以作为初学者的入门教材，也可以作为电路设计及相关行业工程技术人员和各院校相关专业师生的学习参考资料。

前 言 第1章 Altium Designer 20概述1 1.1 Altium Designer 20的主窗口1 1.1.1 快速访问栏1 1.1.2 工具栏2 1.1.3 菜单栏4 1.1.4 工作区面板6 1.2 Altium Designer 20的文件管理系统6 1.2.1 项目文件7 1.2.2 自由文件8 1.2.3 存盘文件8 第2章 原理图设计基础9 2.1 原理图的组成9 2.2 原理图编辑环境简介10 2.2.1 菜单栏11 2.2.2 工具栏11 2.2.3 快捷工具栏12 2.2.4 工作窗口和工作面板13 2.3 原理图图纸设置15 2.4 设置原理图工作环境15 2.4.1 设置原理图的常规环境参数16 2.4.2 设置图形编辑环境参数16 2.5 加载元器件库17 2.5.1 打开“Components（元件）”面板17 2.5.2 加载和卸载元器件库18 2.6 放置元器件19 2.6.1 搜索元器件19 2.6.2 放置元器件21 2.6.3 调整元器件位置22 2.6.4 元器件的排列与对齐24 2.6.5 元器件的属性设置25 第3章 原理图的绘制29 3.1 原理图连接工具20 3.2 元器件的电气连接30 3.2.1 放置导线30 3.2.2 放置总线31 3.2.3 放置总线入口32 3.2.4 放置电源和接地符号33 3.2.5 放置网络标签33 3.2.6 放置输入/输出端口35 3.2.7 放置离图连接器36 3.2.8 放置通用ERC测试点37 3.2.9 放置PCB布线参数设置38 3.2.10 线束连接器40 3.2.11 线束入口42 3.2.12 信号线束42 3.3 使用绘图工具绘图44 3.3.1 绘图工具44 3.3.2 绘制直线44 3.4 操作实例——音乐闪光灯电路设计45 第4章 原理图的后续处理53 4.1 原理图中的常用操作53 4.1.1 工作窗口的缩放53 4.1.2 刷新原理图54 4.1.3 高级粘贴55 4.1.4 查找与替换56 4.2 报表打印输出59 4.2.1 打印输出60 4.2.2 网络表60 4.2.3 基于整个项目的网络表60 4.2.4 基于单个原理图文件的网络表63 4.2.5 生成元器件报表64 4.3 操作实例——音量控制电路67 第5章 层次结构原理图的设计80 5.1 层次结构原理图的基本结构和组成80 5.2 层次结构原理图的设计方法82 5.2.1 自上而下的层次结构原理图设计82 5.2.2 自下而上的层次结构原理图设计88 5.3 层次结构原理图之间的切换91 5.3.1 由顶层原理图中的原理图符号切换到相应的子原理图91 5.3.2 由子原理图切换到顶层原理图91 5.4 层次设计表93 5.5 操作实例93 第6章 原理图编辑中的高级操作98 6.1 工具的使用98 6.1.1 自动分配元器件标号98 6.1.2 回溯更新原理图元器件标号99 6.2 元器件编号管理99 6.3 元器件的过滤102 6.4 在原理图中添加PCB设计规则104 6.5 使用Navigator（导航）面板进行快速浏览106 6.6 原理图的电气检测及编译108 6.6.1 原理图的自动检测设置109 6.6.2 原理图的编译110 6.6.3 原理图的修正110 6.7 操作实例——计算机麦克风电路原理图112 第7章 PCB设计基础知识121 7.1 PCB编辑器界面简介121 7.1.1 菜单栏122 7.1.2 工具栏122 7.2 新建PCB文件122 7.2.1 利用菜单命令创建PCB文件122 7.2.2 利用模板创建PCB文件123 7.2.3 利用快捷菜单创建PCB文件123 7.3 PCB面板的应用124 7.4 电路板物理结构及编辑环境参数设置127 7.4.1 电路板物理边框的设置128 7.4.2 电路板图纸的设置131 7.4.3 电路板层的设置134 7.4.4 电路板层显示与颜色设置138 7.4.5 PCB布线区的设置140 7.5 在PCB文件中导入原理图网络表信息140 7.5.1 装载元器件封装库140 7.5.2 设置同步比较规则140 7.5.3 导入网络报表141 7.5.4 原理图与PCB图的同步更新143 7.5.5 飞线的显示146 第8章 PCB的布局设计150 8.1 元器件的自动布局150 8.1.1 自动布局约束参数151 8.1.2 按照Room排列155 8.1.3 在矩形区域排列156 8.1.4 排列板子外的元器件157 8.1.5 导入自动布局文件进行布局157 8.2 元器件的手动布局158 8.2.1 元器件说明文字的调整158 8.2.2 元器件间距的调整159 8.2.3 移动元器件到格点处160 8.2.4 元器件手动布局的具体步骤160 8.3 3D效果图163 8.3.1 三维效果图显示163 8.3.2 “View Configuration（视图设置）”面板165 8.3.3 三维动画制作167 8.3.4 三维动画输出168 8.3.5 三维PDF输出174 8.4 操作实例176 8.4.1 单片机系统PCB的布局设计176 8.4.2 LED显示电路的布局设计187 第9章 印刷电路板的布线198 9.1 电路板的自动布线198 9.1.1 设置PCB自动布线的规则198 9.1.2 设置PCB自动布线的策略217 9.1.3 电路板自动布线的操作过程220 9.2 电路板的手动布线224 9.2.1 拆除布线225 9.2.2 手动布线226 9.3 添加安装孔226 9.4 铺铜和补泪滴227 9.4.1 执行“铺铜”命令228 9.4.2 设置“铺铜”属性228 9.4.3 放置铺铜229 9.4.4 补泪滴230 9.5 操作实例——LED显示电路印制电路板的布线232 第10章 电路板的后期制作237 10.1 电路板的测量237 10.2 设计规则检查237 10.2.1 在线DRC和批处理DRC239 10.2.2 对未布线的PCB文件执行批处理DRC240 10.2.3 对已布线完毕的PCB文件执行批处理DRC241 10.3 输出电路板相关报表241 10.3.1 PCB图的网络表文件242 10.3.2 PCB的信息报表243 10.3.3 元器件清单244 10.3.4 网络表状态报表245 10.4 印制电路板图的打印输出246 10.4.1 打印PCB文件246 10.4.2 打印报表文件248 10.4.3 生成Gerber文件248 10.5 操作实例250 10.5.1 电路板信息及网络状态报表250 10.5.2 电路板元器件清单252 10.5.3 PCB图纸打印输出254 10.5.4 生产加工文件输出257 第11章 创建元器件库及元器件封装262 11.1 创建原理图元器件库262 11.1.1 元器件库面板263 11.1.2 工具栏263 11.1.3 设置元器件库编辑器工作区参数266 11.1.4 绘制库元器件267 11.1.5 绘制含有子部件的库元器件270 11.2 创建PCB元器件库及元器件封装273 11.2.1 封装概述273 11.2.2 常用元器件封装介绍273 11.2.3 PCB库编辑环境275 11.2.4 PCB库编辑环境环境设置276 11.2.5 用PCB元器件向导创建规则的PCB元器件封装279 11.2.6 用PCB元器件向导创建3D元器件封装282 11.2.7 手动创建不规则的PCB元器件封装289 11.2.8 手动创建不规则的3D元器件封装292 11.3 元器件封装检查和元器件封装库报表297 11.4 操作实例——创建USB采集系统项目元器件库299 11.4.1 创建原理图项目元器件库299 11.4.2 使用项目元器件库更新原理图301 11.4.3 创建项目PCB元器件封装库304 11.4.4 创建集成元器件库305 第12章 电路仿真系统308 12.1 放置电源及仿真激励源308 12.2 仿真分析的参数设置309 12.2.1 常规参数的设置310 12.2.2 仿真方式311 12.3 特殊仿真元器件的参数设置312 12.3.1 节点电压初值312 12.3.2 节点电压313 12.3.3 仿真数学函数315 12.3.4 实例——正弦函数和余弦函数315 12.4 操作实例320 12.4.1 555单稳态多谐震荡器仿真320 12.4.2 电源电路仿真324 第13章 信号完整性分析329 13.1 信号完整性分析规则设置329 13.2 设定元器件的信号完整性模型337 13.2.1 在信号完整性分析前设定元器件的SI模型337 13.2.2 在信号完整性分析过程中设定元器件的SI模型339 13.3 信号完整性分析器设置341 13.4 操作实例——某复杂电路板信号完整性分析345 第14章 自激多谐振荡器电路设计实例350 14.1 从原理图到PCB 的设计流程350 14.1.1 绘制原理图350 14.1.2 设置项目选项355 14.1.3 仿真前准备358 14.1.4 电路仿真360 14.2 创建PCB 文件362 14.2.1 创建一个新的PCB 文件362 14.2.2 资料转移362 14.3 电路板设计364 14.3.1 元器件布置364 14.3.2 3D效果图365 14.3.3 导出PDF图367 14.3.4 导出DWG图368 14.3.5 导出STEP图370 14.3.6 导出视频文件371 14.3.7 电路板布线373 第15章 游戏机电路设计实例375 15.1 实例设计说明375 15.1.1 中央处理器375 15.1.2 图形处理器电路375 15.1.3 接口电路376 15.1.4 射频调制电路377 15.1.5 制式转换电路377 15.1.6 电源电路378 15.1.7 时钟电路378 15.1.8 光电枪电路379 15.1.9 控制盒电路379 15.2 创建项目文件380 15.3 原理图输入380 15.3.1 绘制层次结构原理图的顶层电路图380 15.3.2 绘制层次结构原理图子图385 15.3.3 原理图元器件的自动标注397 15.3.4 自下而上的层次结构原理图设计方法400 15.4 层次原理图间的切换401 15.4.1 从顶层原理图切换到原理图符号对应的子图401 15.4.2 从某层原理图切换到它的上一层原理图403 15.5 元器件清单403 15.6 设计电路板404 15.6.1 印制电路板设计初步操作404 15.6.2 三维模型图408 15.6.3 动画演示409 15.6.4 输出文件设置410 15.6.5 布线设置415