创建并配置PCB文档

现在您可以创建 PCB 了。

在项目中添加 PCB 文档

在将设计从原理图编辑器转移到 PCB 编辑器之前,您需要创建空白 PCB,然后将其命名并保存为项目的一部分。

  1. 右键单击 Projects面板中的项目条目上单击右键,然后从右键菜单中选择 Add New to Project » PCB命令。此时将打开一个新的 PCB 文档,并在 Projects面板的 Source Documents条目。

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  2. 右键单击 Projects面板中的 PCB 文档条目,然后选择 Save As命令。将打开 Save As对话框将打开,准备将文档保存到与项目文件相同的位置。在 Multivibrator字段中键入 File name字段中键入名称,然后单击 Save按钮。

  3. 添加 PCB 改变了项目,因此请右键单击面板中的项目条目并选择 "保存",在本地保存项目。 Projects面板中的项目条目并选择 Save.

在从原理图编辑器传输设计之前,我们还要更改新 PCB 的一些属性。

要在 PCB 中导航,可使用 Ctrl+Mouse Wheel来放大和缩小,用 Right-Click, Hold&Drag来平移。主菜单中还有许多有用的命令,如 View主菜单中还有许多有用的命令,例如 Fit Document(Ctrl+PgDn).

设置原点和测量单位

Main page: 使用光标切换系统

PCB 编辑器有两个原点:一个是绝对原点,即设计空间的左下方;另一个是用户可定义的相对原点,用于确定当前设计空间的位置。PCB 文档中对象的坐标是相对于相对原点定义的。状态栏上显示的坐标也是相对于该原点的。常见的方法是将相对原点设置为电路板形状的左下角。

  1. 放大到当前电路板形状的左下角,可以轻松看到粗网格和细网格,如下图所示。

  2. 要设置相对原点,请从主菜单中选择 Edit » Origin » Set命令,然后将光标置于图形左下角并单击。

  3. 从主菜单中选择 View » Toggle Units命令,将 PCB 文档的测量单位从密耳切换为毫米。

    查看状态栏中的坐标和网格,快速检查当前使用的测量单位。

编辑电路板形状

Main pages: 定义电路板形状

默认的电路板形状为 6 x 4 英寸。在本教程中,您将把电路板尺寸更改为 30 x 30 毫米。

  1. 选择合适的网格。在设计过程中,改变网格是很常见的,例如,在元件贴装过程中可能会使用粗网格,而在布线过程中可能会使用更细的网格。从主菜单中选择 View » Grids » Set Global Snap Grid命令,然后在 5在打开的 Snap Grid对话框,然后单击 OK关闭对话框。

  2. 放大显示电路板的全部内容,包括边缘。

  3. 在棋盘规划模式下更改棋盘形状。从主菜单中选择 View » Board Planning Mode命令切换到该模式(快捷键: 1).显示屏将发生变化,棋盘区域将显示为绿色。

  4. 在电路板规划模式下,PCB 编辑器提供了多个用于更改电路板形状的命令。对于简单的正方形或矩形,编辑现有的电路板形状更为有效。粗可视网格为 25 毫米(5 倍快照网格),细可视网格为 5 毫米;这些网格可用作指南。

    1. 从主菜单中选择 Design » Edit Board Shape从主菜单中选择

    2. 如下视频所示,编辑手柄将出现在每个角和每个边的中心。

      请注意,点击编辑手柄或形状边缘以外的任何地方都会退出棋盘形状编辑模式。

    3. 您可以将上边缘向下滑动,并将右边缘向左滑动,以创建正确的尺寸。要将上边缘向下滑动,请将光标放在边缘上(但不要放在手柄上)。当光标变为双头箭头时,单击并按住,然后将边缘拖动到新位置,这样 Y 光标位置就会出现在状态栏上。 30mm在状态栏上,如下图所示。

    4. 重复上述过程,将右侧边缘向内移动,当 X 光标位置位于 30mm状态栏上。

    5. 单击设计空间中的任意位置,退出电路板形状编辑模式。

  5. 从主菜单中选择 View » 2D Layout Mode命令返回二维布局模式(快捷键: 2).

  6. 现在形状已经定义,您可以将网格 (View » Grids » Set Global Snap Grid) 设置为适合元件放置的值,例如 1 毫米。

  7. 右键单击面板中的 Projects面板中的 Save从上下文菜单中选择

电路板尺寸已定义,单位、原点和网格也已设置。
电路板尺寸已定义,单位、原点和网格也已设置。

配置 PCB 对象默认值

在 PCB 编辑器设计空间中放置对象时,Altium Designer 将根据以下条件定义对象的形状和属性:

  • An applicable design rule- 如果定义了适用于该对象的规则,则根据该规则定义对象的属性。例如,在交互式布线的层更改过程中,会自动添加一个通孔,其尺寸和孔径属性取自适用的布线通孔样式设计规则。

  • Default settings- 如果不存在适用的设计规则或该规则不适用,则根据PCB 编辑器 - 默认设置对话框的默认设置来定义对象属性。 Preferences对话框 "默认设置 "页面中配置的默认设置定义对象属性。例如,如果运行 Place » Via命令,Altium Designer 不知道该通孔是否将成为网的一部分,因此将按照默认设置中定义的尺寸显示通孔。

作为本教程的一部分,您将配置组件代号和注释的默认属性。在 PCB 上放置元件时,这些属性将应用于这些元件字符串。

请注意,在 Preferences对话框中所做的更改适用于 Altium Designer 的当前安装,而不是特定的设计项目或文档。

  1. 单击设计空间顶部的 按钮打开 Preferences对话框,然后在左侧树中展开 PCB Editor类别,并选择该类别中的 Defaults条目以打开 PCB Editor – Defaults页面。

  2. 选择 Designator中的 Primitive List显示该对象的默认属性。确认选项设置如下:

    • 选项设置为 Autoposition选项设置为 Left-Above.这是旋转组件时该字符串的默认位置。在设计过程中,可以随时通过交互方式重新定位字符串。

    • Text Height值设置为 1.5mm.

    • 选项 Font Type选项设置为 TrueType,而 Font设置为 Arial.

  3. Comment中的 Primitive List并确认注释可见性设置为隐藏(字段右侧的按钮显示为 Value字段右侧的按钮显示为 )。这是常用的默认设置。如果需要,可以在设计过程中选择性地显示组件注释字符串。

  4. 单击 OK保存更改并关闭 Preferences对话框。

将设计从原理图捕捉转移到 PCB 布局

Main page: 保持原理图与 PCB 同步

设计直接在原理图编辑器和 PCB 编辑器之间传输,不创建中间网表文件。这可以通过从原理图编辑器的主菜单中选择 Design » Update PCB Document 命令来实现。运行该命令后,将创建一组工程变更单 (ECO),其中包括

  • 列出设计中使用的所有组件以及每个组件所需的基底面。执行 ECO 时,Altium Designer 会尝试定位每个基底面,并将每个基底面放入 PCB 设计空间。

  • 创建所有网(连接元件引脚)的列表。执行 ECO 时,Altium Designer 会将每个网添加到 PCB 上,然后尝试添加属于每个网的引脚。如果无法添加引脚,则会出现错误。最常见的情况是找不到基底面或基底面上的焊盘与符号上的引脚不对应。

  • 然后会传输其他设计数据,如网络和组件类。

换句话说,需要对 PCB 进行的每一次更改都会创建一个 ECO,以便与原理图相匹配。

  1. 单击设计空间顶部的原理图文档选项卡,使其成为活动文档。

  2. 从主菜单中选择 Design » Update PCB Document Multivibrator.PcbDoc命令,打开 Engineering Change Order对话框。

  3. 单击对话框左下角的 按钮。如果所有更改都已验证,对话框栏中的每项更改旁边都会出现一个绿色复选框。 Status – Check栏中的每项更改旁边都会出现一个绿色复选框。

    如果更改未验证,请关闭对话框,检查面板,并解决任何错误。 Messages面板,并解决任何错误。

  4. 如果所有更改都已验证,请单击 按钮将更改发送到 PCB 编辑器。在执行每项更改时,对话框的 Status – Done栏中。

  5. 完成所有更改后,PCB 将在 Engineering Change Order对话框。此时您可以关闭对话框。

  6. 元件已放置在电路板外部,随时可以贴装。此外,请注意同一网的元件焊盘之间通过连接线相连。

您可能已经注意到,晶体管的焊盘突出显示为绿色,这表明存在违反设计规则的情况(本例中违反了 "清除 "设计规则)。本教程稍后将讨论并解决违反设计规则的问题。如果觉得违规标记会分散注意力,可以运行 Tools » Reset Error Markers命令来清除它们。该命令只能清除标记,并不能隐藏或删除实际的违规行为。下次执行运行在线 DRC 的编辑操作(如移动组件)或运行批量 DRC 时,该错误将再次标记。

在开始元件放置过程之前,需要完成几个步骤,如配置放置网格和图层。

配置层的显示

Main page: 电路板视图

您的电路板视图是鸟瞰图,即从上方沿 Z 轴向下观察电路板。PCB 编辑器是一个分层设计环境;您在信号层上放置的对象在电路板制造时会变成铜,您在覆盖层上放置的字符串会丝印到电路板表面,而您在机械层上放置的注释则会变成您打印的装配图上的说明。

你在设计电路板时,要俯视这层层叠叠的电路板,在电路板的上下两面放置元件 (Top Layer/ Bottom Layer),以及铜层、覆盖层、掩膜层和机械层上的其他设计对象。层显示属性和其他层配置在 View Configuration面板中配置。

  1. 打开 View Configuration面板。为此,请单击设计空间右下方的 按钮,然后从菜单中选择 View Configuration菜单。

  2. Layers区域的 Layers and Colors选项卡,确认 Top LayerBottom Layer信号图层可见(图层条目左侧的可见性控件显示为 )。

  3. 为减少放置和路由过程中的视觉 "杂乱",请禁用图层的显示。 Component Layer Pairs(图层除外 Overlay层除外)、 Mechanical LayersDrill GuideDrill Drawing图层。

  4. Additional Options区域的 View Options选项卡,确认 Pad NetsPad Numbers选项已启用。

配置电路板层堆栈

Main page: 定义层堆栈

印刷电路板的物理层(信号层、平面层和介质层)以及与印刷电路板物理结构相关的其他方面,如通孔类型和阻抗曲线,都在层堆栈管理器中进行配置。

本教程中的 PCB 是一种简单的设计,可作为带有通孔的双面板进行布线。

  1. 打开层堆栈管理器。为此,从 PCB 的主菜单中选择 Design » Layer Stack Manager命令。对于新电路板,默认堆栈包括一个介质芯、两个铜层、上下阻焊层和覆盖层(丝网)。

  2. 为简化层管理,请确保在 Stack Symmetry选项在 Board区域的 Properties面板区域启用该选项(如果面板不可见,请单击设计空间右下方的 按钮,然后从菜单中选择 Properties选项)。启用该选项后,将以中间介电层为中心成对添加层。

  3. 若要为特定层(或启用对称性的一对层)使用材料,请单击所需材料层单元格中的 按钮,以打开 "材料 "对话框。 Material单元格中的 Select Material对话框。

    按以下步骤选择图层材料:

    • 阻焊层 (Top SolderBottom Solder) - SM-001

    • 信号层 (Top LayerBottom Layer) - CF-004

    • 介质层 (Dielectric 1) - Core-043

  4. 点击 Via Types层堆栈管理器 "底部的选项卡,并确认已定义了一个 Thru 1:2类型。

  5. 从主菜单中选择 File » Save to PCB命令保存在层堆栈管理器中进行的更改。

  6. 右键单击设计空间顶部的图层堆栈管理器标签,然后从上下文菜单中选择 Close Multivibrator.PcbDoc [Stackup]命令关闭图层堆栈管理器。

配置捕捉网格

Main page: 使用网格和导轨

下一步是选择合适的网格来放置元件。在 PCB 设计空间中,所有对象都放置在当前的抓取网格上。

  1. 如果 Properties面板尚未显示,可单击设计空间右下方的 按钮并从打开的菜单中选择 Properties面板。面板显示所选对象的属性,如果没有选择对象,则显示 PCB 文档的属性。

  2. Grid Manager区域的 General选项卡区域,选择 Global Board Snap Grid条目,然后单击 按钮。对话框将打开。 Cartesian Grid Editor对话框将打开。

  3. Cartesian Grid Editor对话框中:

    1. 确保 Step X字段的值为 1mm.由于 X 和 Y 字段是链接的,因此无需定义值。 Step Y值。

    2. 单击 Fine网格的颜色色块,然后在打开的 Choose Color对话框选择一种较浅的颜色(例如,在第 34 行的 Basic选项卡上第 34 行的颜色 - )。

    3. 对于 Coarse网格,从下拉菜单中选择 Lines然后单击 Darker控件,将其颜色自动设置为比当前细网格颜色更深的色调。这样可以更容易区分细网格和粗网格。

    4. 确保 Multiplier设置为 5x Grid Step.这将使网格在较低缩放级别下可见。

  4. 单击 OK关闭对话框。网格的显示将在设计空间中更新。

  5. 右键单击面板中的 Projects面板中的 Save保存 PCB 文档。

创建并配置好 PCB 后,下一步就是放置元件和布线了。

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