Проектирование электронных средств с использованием САПР P-CAD 2006

размещение ок(2)2.frw

сборочный.cdw

Электромонтаж выполнять согласно ПТЭС
Установка элементов произвоить согласно ОСТ 4.010.030-81
Шаг координатной сетки 125 мм
Паять припоем ПОС-61 ГОСТ 21931-76
Маркировка элементов показана условно
Часть модуля выходного УГС

записка.doc

Основой научно-технического прогресса является широкое
использование электронно-вьшслительной аппаратуры (ЭВА) во всех областях
техники и народного хозяйства. Это сложный комплекс устройств
вычислительной техники предназначенный для электронной обработки
информации заключающейся в хранении преобразовании и
отображении ее в форму удобную для восприятия пользователем. (4) В
настоящее время во всем мире проектирование современной радиоэлектронной
аппаратуры невозможно без применения средств автоматизированного
проектирования. Для проектирования узловпечатных плат широкое
распространение получила система P-CAD достаточно длительное время
успешно применяемая в организациях и предприятиях России. Эта система
позволяет выполнить полный цикл проектирования ПП включающий создание
условных графических обозначений электрорадиоэлементов разработку
посадочных мест ЭРЭ на ПП ввод и редактирование электрических схем
упаковку схем на ПП размещение ЭРЭ на ПП ручную интерактивную и
автоматическую трассировку проводников контроль ошибок в схеме и на ПП и
выпуск конструкторско-технологической документации. (5).
В данной курсовой работе необходимо разработать печатный узел какого-
нибудь устройства с помощью пакета программ САПР P-CAD 2006. В качестве
такого устройства выбран фрагмент схемы выходного модуля усилителя
генератора сигналов.
ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ САПР
Наиболее часто для проектирования электронных устройств применяются
САПР Micro-Cap Electronics Workbench CircuitMaker OrCAD P-CAD Protel
Mentor Graphics Cadence Design Systems Expedition РСВ и другие.
Пакет Expedition РСВ представляет сейчас наиболее мощное решение в
области проектирования плат. Основу системы составляет среда AutoActive
позволяющая реализовать такие функции как предтопологический анализ
целостности сигналов интерактивная и автоматическая трассировка с учётом
требований высокочастотных плат и специальных технологических ограничений
накладываемых использованием современной элементной базы (BGA). Единая
среда позволяет с помощью модуля ICX моделировать наводки в проводниках
непосредственно при прокладке трассы или шины и контролировать превышение
ими заданного уровня. У данного продукта можно отметить только один
недостаток - его высокую стоимость что является немаловажным препятствием
для проникновения на российский рынок.
Другой продукт компании Mentor система PADS PowerPCB
похвастаться лучшим автотрассировщиком BlaseRouter поддерживающим все
необходимые при трассировке высокочастотных плат функции. Пакет имеет
модули предтопологичекого (Hyperlinks LineSim) и посттопологического
(Hyperlinks BoardSim) анализа тесно взаимодействующих с системой контроля
ограничений. Сейчас эти модули значительно улучшены за счёт внедрения в
них оригинальных алгоритмов моделирования ранее применявшихся в продукте
ХТК компании Innoveda.
Далее по мощности предлагаемых решений идёт компания Cadence. Для
верхнего уровня проектирования предлагается пакет РСВ Design Studio
используется программа Allegro позволяющая разрабатывать многослойные и
высокоскоростные платы с высокой плотностью размещения компонентов. В
качестве штатного модуля авторазмещения и автотрассировки здесь
обширным набором правил проектирования и технологических ограничений.
Анализ электромагнитной совместимости топологии платы выполняется с
помощью специального модуля SPECCTRAQuest SI Expert для предварительного
анализа проекта и подготовки наборов правил проектирования используется
рекомендуется как более лёгкое и дешёвое решение для проектирования
печатных плат. В последнее время продукт почти не развивается о чём
косвенно свидетельствуют номера последних версий (9.1 9.2 9.22 9.23).
Данный пакет рассматривается фирмой Cadence как приоритетная система
ввода проектов и моделирования: модули Capture CIS и PSpice сейчас
поставляются в составе пакета РСВ Design Studio. В самую последнюю версию
системы OrCAD вошли новые возможности синтеза и моделирования цифровых
логических схем NC Sim. Редактор печатных плат OrCAD Layout имеет три
различные конфигурации с разными функциональными возможностями. В проекте
платы здесь может присутствовать до 30 слоев 16 из которых могут быть
сигнальными. Имеются встроенные средства авторазмещения и автотрассировки
а также интерфейс с программой SPECCTRA.
Отдельной задачей проектирования печатных плат является тепловой
анализ. Наиболее мощным решением в этой области является программа BETA
thermal.com). Здесь также имеются интерфейсы импорта проектов из всех
выше перечисленных продуктов богатые библиотеки моделей и материалов. В
процессе расчёта могут быть получены температуры отдельных компонентов
карты прогрева плат градиент температур. Отметим что программа BETASoff-
Board поставляется как штатное средство теплового моделирования для
продуктов Mentor Graphics.
Другая программа теплового анализа Sauna компании Thermal Solutions
но и блоков и шкафов. Здесь присутствуют обширные библиотеки компонентов и
материалов. Имеется специальный графический редактор позволяющий
прорисовывать конфигурацию оборудования. Система даёт возможность
назначать специальные рабочие циклы с учётом включения и выключения
внешних источников питания.
P-CAD — самая известная в России система проектирования печатных плат.
Разные модули пакета организуют сквозной цикл проектирования: от ввода
принципиальной схемы до получения технологических управляющих файлов.
Разные заказные конфигурации позволяют гибко подойти к оснащению рабочих
мест специалистов разного профиля.
Одним из наиболее простых и узкоспецифичных САПР является P-CAD 2004.
Это интегрированный пакет программ предназначенных для проектирования
однослойных двуслойных и многослойных печатных плат. Он включает в себя
средства интерактивного и автоматизированного проектирования. Система
предназначена для проектирования печатной платы начиная от схемы
электрической принципиальной и заканчивая полной конструкторской
документацией на печатную плату включая выдачу данных в производство
(файлы сверловки; фотошаблоны).
СОЗДАНИЕ УСЛОВНЫХ ГРАФИЧЕСКИХ ОБОЗНАЧЕНИЙ В САПР P-CAD 2006 Sym.
Схемные образы конструктивных элементов создаются в пакете САПР P-CAD
06 средствами программы Symbol Editor. Для работы в программу необходимо
произвести ряд следующих настроек общих для разработки всех схемных
В P-CAD 2006 условные графические обозначения содержатся в интегральных
библиотеках в которых принят групповой метод хранения всех составных
частей. Это значит что на диске компьютера хранится один файл на целую
библиотеку. Чтобы создать новую библиотеку необходимо выполнить следующую
последовательность действий:
← Выбрать команду Library New.
← В одноименном окне ввести путь и имя файла библиотеки ЭРЭ с
расширением .lib и нажать Save.
Для подготовки редактора к работе необходимо выполнить следующие
← Выбрать команду Options Configure и в появившемся окне установить
размер рабочего поля формата А4.
← В области Units установить единицы измерения миллиметры (mm).
← Выбрать команду View Snap to grid для привязки курсора к узлам
Порядок разработки посадочных мест для разных ЭРЭ одинаков.
- Произвести настройку редактора.
- Выбрать команду Options Grids и установить шаг сетки равный 1.0 мм.
- Выбрать команду Options Current Line. Выбрать ширину линии черчения
- Увеличить рабочее поле так чтобы была видна выбранная сетка.
- Выбрать команду Place Line. Нарисовать чертёж транзистора в
соответствии с технологической документацией (окружность с радиусом 5мм).
- Выбрать команду Place Pin. В окне Place Pin в области Length
выбрать User и ввести длину контакта 5 мм. Установить три вывода.
- Ввести точку привязки элемента выбрав Place Ref Point. Поставить
привязку в нужную точку.
- Ввести атрибуты элемента. Вызвать команду Place Attribute Component
Type (тип элемента). Place Attributed Component Ref Des (порядковый
номер). Установить атрибуты..
- Записать созданный схемный образ в библиотеку. Symbol Save As.
- В результате должен получиться схемный образ представленный на рис.
Рис 1. УГО транзистора.
УГО полевого транзистора КТ3102А
- Выбрать команду Options Grids и установить шаг сетки равный 25 мм.
соответствии с технологической документацией
выбрать User и ввести длину контакта 5 мм. Установить 3 вывода (затвор
- Выбрать команду Place Line. Нарисовать чертёж диода в соответствии
с технологической документацией (равнобедренный треугольник 4х5)
выбрать User и ввести длину контакта 5 мм. Установить 2 вывода.
Рис. 2 УГО диод КД509А
- Выбрать команду Options Grids и установить шаг сетки равный 2.0 мм.
- Выбрать команду Place Line. Нарисовать чертёж резистора в
соответствии с технологической документацией (прямоугольник 10х4 мм)
- Ввести атрибуты элемента. Вызвать команду Place Attributed Component
Ref Des (порядковый номер). Place Attribute Component Value (номинал
- причем ее сделаем скрытым). Установить атрибуты..
Рис. 3. УГО резистора.
- Выбрать команду Place Line. Нарисовать чертёж конденсатора в
соответствии с технологической документацией (две вертикальные линии
длиной 8 мм и 2 мм между ними если конденсатор электролитический то
рядом с одной из обкладок необходимо нарисовать знак «+»).
Value (номинал - причем ее сделаем скрытым). Place Attributed Component
Ref Des (порядковый номер). Установить атрибуты..
Рис. 4. УГО конденсатора
УГО катушки индуктивности:
соответствии с технологической документацией (четыре дуги соединенные в
Рис. 5. УГО катушки индуктивности
Аналогичным образом рисуются все типы условно-графических обозначений
в том числе и УГО корпуса (одна горизонтальная линия длиной 8 мм) схемный
образ представлен на рис. 6
Рис. 6. УГО корпуса (заземления)
- Выбрать команду Options Grids и установить шаг сетки равный 2.5 мм.
- Выбрать команду Place Line. Нарисовать чертёж соединителя в
соответствии с технологической документацией (16 прямоугольников 5х22.5)
выбрать User и ввести длину контакта 5 мм. Установить 16 вывода.
Рис.7. УГО соединителя
УГО микросхемы 140УД7:
соответствии с технологической документацией (прямоугольников 18х15)
выбрать User и ввести длину контакта 5 мм. Установить 6 вывода.
Рис.8. УГО микросхемы 140УД7
СОЗДАНИЕ ПОСАДОЧНЫХ МЕСТ В САПР P-CAD 2006 Pattern Editor
Посадочное место - это комплект конструктивных элементов печатной
платы предназначенный для монтажа отдельного элемента (компонента). В
него входят в различных сочетаниях контактные площадки металлизированные
отверстия печатные проводники на наружных слоях и гладкие крепежные
отверстия кроме того посадочное место может включать в себя параметры
защитной и паяльной масок а также элементы маркировки и графические
элементы сборочного чертежа
Настройка редактора:
← Вызвать команду Options Configure и в области Units поставить
единицы измерения тт.
← В этом же окне установить размер рабочего поля в области Workspace
← Установить шаг сетки в Options Grids 1..25 мм.
← Увеличить рабочее поле так чтобы была видна выбранная сетка. 5.
← В меню Options Current Line выбрать ширину линии 0.3 мм.
← Для начала проектирования посадочных мест необходимо создать стили
посадочных мест. Для этого нужно вызвать команду Options Pad Style
и нажать кнопку Сору. В окне Copy Pad Style в поле Pad Name набрать
имя нового стиля К157УД2. – ОК. В окне Options Pad Style в области
Current Style выбрать новый стиль КР1.40.8 и нажать кнопку
Mod'rfy(Simple). В окне Modify Pad Style (Simple) в списке Туре
выбрать штыревой тип вывода (Thru) и в списке Shape выбрать Ellipse
(круглая контактная площадка) в областях Width и Height установить
диаметр пояска металлизации 1.4 мм. В области Diameter ввести нужный
диаметр отверстия 0.8 мм. Нажать ОК. Далее в окне Copy Pad Style
снова нажать кнопку Сору. В поле Pad Name набрать имя нового стиля
КВ1.40.8. Нажать ОК. В окне Options Pad Style в области Current
Style выбрать новый стиль КВ1.40.8 и нажать кнопку Modify(Simple).
В окне Modify Pad Style (Simple) в списке Туре выбрать штыревой тип
вывода (Thru) и в списке Shape выбрать Rectangle (прямоугольная
контактная площадка) в областях Width и Height установить размеры
пояска металлизации 1.4x1.4 мм. В области Diameter ввести диаметр
отверстия 0.8. Нажать ОК. Нажать Close в окне Options Pad Style.
ПМ для транзистора КТ3102А
Посадочное место для транзистора представляет собой три контактные
площадки Контактные площадки диаметром 08 мм и расположены в слое Тор.
Контур транзистора – окружность диаметром 57мм. Базе соответствует КП
№3 коллектору - КП №2 эмиттеру –КП №1. Точка привязки в КП №1.
Посадочное место представлено на рис. 9
Рис. 9. ПМ для транзистора
Посадочное место для резистора МЛТ-025 представляет собой две
контактные площадки диаметром 1208мм расположены в слое Тор на
расстоянии 10 мм. Контур резистора – прямоугольник 3х7 мм. Посадочное
место представлено на рис. 10
Рис. 10. ПМ для резистора МЛТ 025
ПМ для конденсатора К10 -17 -50В -2700пФ
Посадочное место для конденсатора представляет собой две контактные
площадки диаметром 1208мм в слое Тор на расстоянии 35 мм. Контур
конденсатора – прямоугольник со сторонами 9х45 мм. Посадочное место
представлено на рис. 11
Рис. 11. ПМ для конденсатора К10 -17 -50В -2700пФ
ПМ для конденсатора К10 -17 -50В -2200пФ
конденсатора – прямоугольник со сторонами 7х45 мм. Посадочное место
представлено на рис. 12
Рис. 12. ПМ для конденсатора К10 -17 -50В -2200Пф
ПМ для конденсатора К10 -17 -50В -01 мкФ
площадки диаметром 1208мм в слое Тор на расстоянии 40 мм. Контур
конденсатора – прямоугольник со сторонами 8х12 мм. Посадочное место
представлено на рис. 13
Рис. 13. ПМ для конденсатора К10 -17 -50В -01 мкф
ПМ для катушки индуктивности:
Посадочное место для катушки индуктивности представляет собой две
контактные площадки диаметром 1811мм расположены в слое Тор на
расстоянии 10 мм.. Контур катушки - прямоугольник 10х4 мм. Посадочное
место представлено на рис. 14
Рис. 14. ПМ для катушки индуктивности
ПМ микросхемы 140УД7
Посадочное место для микросхемы представляет собой восемь контактных
площадкок Контактные площадки диаметром 07 мм и расположены в слое Тор.
Контур микросхемы – окружность диаметром 95 мм. КП №1№2 соответствует
входам КП №3 питание КП №4 земля КП №8 выход. Точка привязки в КП №1.
Посадочное место представлено на рис. 15
Рис.15. ПМ микросхемы 140УД7
ПМ для соеденителя IDS-16MS
Посадочное место для соеденителя представляет собой 16 контактных
площадок диаметром 1208мм в слое Тор на расстоянии 10 мм друг от друга
в 2 ряда. Контур соеденитетя – прямоугольник со сторонами 20х6 мм.
Посадочное место представлено на рис. 16
соеденителя IDS-16MS
Аналогичным образом создаются ПМ для все типов ЭРЭ используются в
конкретной разработке в том числе и ПМ для корпуса или для соединителя
которая представляет собой 1 КП с диаметром 1208 мм. Посадочное место
представлено на рис. 17
Рис. 17. ПМ для корпуса (земли)
УПАКОВКА ВЫВОДОВ ЭЛЕМЕНТОВ В САПР P-CAD 2006 Library Executive
Для связи условного графического обозначения элемента схемы с
посадочным местом на плате необходимо совершить упаковку т.е. сопоставить
их выводы и ввести дополнительную информацию. В пакете P-CAD 2006 упаковка
совершается средствами программы Library Executive.
Порядок действий упаковки элементов в программе Library Executive
одинаков для всех элементов различие лишь в упаковочной информации
которая записывается в виде таблицы.
Порядок упаковки ЭРЭ:
← Загрузить программу Library Executive.
← Вызвать команду Component New для создания нового библиотечного
элемента. В открывшемся окне выбрать созданную ранее библиотеку.
← В окне Component Intonation нажать Select Pattern и в появившемся
окне Library Browse выбрать посадочное место. ОК.
← В поле Component Туре выбрать Normal. В поле Gate Numbering
выбрать Numeric. В поле Number Of Gates (количество вентилей) ввести
для микросхемы и 1 для остальных элементов. В поле RefDes Prefix
(позиционное обозначение) ввести следующую информацию: DA для
микросхемы R для резистора С для конденсатора VD для диода и VT
для транзистора L для катушки индуктивности и так далее.
← Нажать кнопку Select Symbol и в открывшемся окне Library Browse
выбрать соответствующий выбранному посадочному месту схемный образ.
← Нажать кнопку Pin Views. Появится таблица для ввода упаковочной
информации. Данная таблица содержит следующую информацию: Pin Des и
Pad# - порядковую нумерацию посадочного места; Gate# - номера
вентилей; Sym P Pin Name -
имена выводов на схемном образе; Gate Eq - группы эквивалентности
для вентилей; P Elec.
Type - электрический тип контакта.
← Проверить таблицу на наличие ошибок командой Component Validate.
← Выбрать команду Component Save и записать созданный библиотечный
элемент под именем соответствующим названию элемента.
Упаковочные таблицы приведены ниже для:
Транзистора (рис 18); диода (рис. 19); соединителя IDS-16MS (рис.20)
ИМС140УД7 (рис.21) резистора (рис. 22); катушки индуктивности (рис.
); конденсатора (рис. 24); корпуса (рис. 25).
Рис. 18. Упаковочная таблица для транзистора
Рис. 19. Упаковочная таблица для диода КД509А
Рис. 20. Упаковочная таблица для соединителя IDS-16MS
Рис. 21. Упаковочная таблица для микросхемы 140УД7
Рис. 22. Упаковочная таблица для резистора
Рис. 23. Упаковочная таблица для катушки индуктивности
Рис. 24. Упаковочная таблица для конденсатора
Рис. 25. Упаковочная таблица для корпуса (земли)
СОЗДАНИЕ Э3 В САПР P-CAD 2006 Schematic
Создания схем электрических принципиальных в САПР P-CAD 2006
осуществляется в графическом редакторе Schematic. Для создания любой
принципиальной схемы необходимо выполнить следующие действия.
← После запуска редактора необходимо настроить его конфигурацию. Для
этого нужно вызвать команду Options Configure. В диалоговом окне в
области Workspace Size Щ установить размер рабочего поля формата A3
и установить мм в области Units. 1
← Вызвать команду Options Grids и установить шаг сетки равный 1.25
← Вызвать команду Place Part и в одноименном окне нажать кнопку
Library Setup. Далее нажать кнопку Add и выбрать библиотеку. ОК
← В окне Place Part выбрать нужный элемент нажать ОК и установить
элемент на рабочее поле
← После установки элементов на рабочее поле вызвать команду Place
Wire. Нажимая ЛК на начальном выводе затем на конечном поставить
линии связи элементов нажимая ПК когда необходимо завершить связь.
Проделать эту операцию для всей схемы.
← При необходимости используют линию групповых соединений для
облегчения чтения чертежа при сильной загроможденности кнопка
← Сохранить созданную принципиальную схему. Для этого вызвать
команду File Save As.
← Для того чтобы в дальнейшем осуществить автоматическое размещение
элементов в редакторе РСВ необходимо создать список соединений. Для
этого нужно вызвать команду Utils Generate Netlist нажать кнопку
Netlist Filename и ввести имя выходного файла. В области Netlist
Format выбрать Р - CAD ASCII . Нажать ОК. Схема электрическая
принципиальная представлена на рис. 26.
Рис. 26. Схема электрическая принципиальная
АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПП
Цель аналитического расчёта состоит в определении минимально
необходимой для размещения элементов схемы и других технологических зон
модуля площади печатной платы.
В общем случае печатная плата содержит пять основных технологических
S1 - зона размещения электрорадиоэлементов;
S2 - зона размещения электрического соединителя;
S3 - зона размещения элементов управления индикации и контроля;
S4 - зона размещения элементов крепления и фиксации;
S5 - зона размещения элементов повышения механической прочности.
При этом площадь печатной платы (Sпл) будет определяться как сумма
площадей указанных зон: Sпл = S1 + S2 + S3 + S4 + S5 (1)
После определения Sпл следует выбрать геометрические размеры платы
руководствуясь требованиями технического задания иили предпочтительным
рядом размеров плат.
Определение площади S1
Зона размещения электрорадиоэлементов является основной и определяется
где Ks - коэффициент заполнения ПП ЭРЭ определяемый в зависимости от
класса РЭА в пределах 04 085; Siуст - установочная площадь ЭРЭ. Данные
по каждому элементу представлены в таблице 1.
N Наименование Количество Установочные размеры Площадь
Транзистор КТ3102А 3 57 975
Конденсатор 2 9х45 81
Конденсатор 1 7х45 315
Конденсатор 2 8х12 192
Диод КД509А 1 3х8 24
ИМС 140УД7 1 95 9025
Разъем IDS-16 MS 1 6х20 120
Резистор МЛТ-025 6 3х7 21
Массогабаритные данные ЭРЭ
Ks=085; S1 = 7804 мм 2.
Определение площади S2
Зона размещения электрического соединителя определяется в зависимости
от установочных размеров соединителя. В случае если соединитель не
предусмотрен тогда соединение осуществляется с помощью монтажных проводов
и контактных площадок. Тогда требуется рассчитать площадь необходимую для
размещения этих площадок.
Если Sкп - площадь одной КП D - расстояние между ними N - количество
где N - количество ЭРЭ; D - диаметр отверстия; V - расстояние между
КП; n - количество КП ЭРЭ; K - количество ЭРЭ.
Все расчеты приведены в таблице 2.
N Наименование Количество D V n Площадь
Транзистор КТ3102А 3 08 12 3 11664
Конденсатор 2 08 12 2 5184
Конденсатор 1 08 12 2 2592
Диод КД509А 1 08 12 2 2592
Разъем IDS-16 MS 1 08 12 16 4142
Резистор МЛТ-025 6 08 12 2 15552
Катушка 1 11 18 2 3136
Определение площади S3
Площадь зоны размещения элементов управления индикации и контроля
определяется в зависимости от установочных размеров соответствующих
элементов. В данном случае таковых элементов не имеется и S3=0
Определение площади S4
Площадь зоны размещения элементов крепления и фиксации зависит от их
количества и типа. S4=0.
Определение площади S5
Площадь зоны размещения элементов повышения механической прочности
зависит от геометрических размеров указанных элементов и как правило при
первоначальном расчете не учитывается поскольку на данном этапе нельзя
сделать вывод о виброустойчивости проектируемой платы в реальных условиях
Sпл= S1 + S2 + S3 + S4 + Sпл=1643 мм 2.
Расчёты позволяют выбрать ориентировочный размер печатной платы
прямоугольной формы равный 30х55 мм из стеклотекстолита..
РАЗМЕЩЕНИЕ ЭРЭ НА ПП В САПР P-CAD 2006 PCB
Создание образа ПП в пакете P-CAD 2006 производится средствами
Для создания печатной платы с размещёнными на ней элементами необходимо
выполнить следующие пункты.
Настроить редактор. Для этого вызвать команду Options Configure во
вкладке General установить mm в области Units. В области Workspace Size
задать размер рабочего пот. Выбрать вкладку Routing. В области Orthogonal
modes поставить флажки во всех пунктах.
Выбрать спой Board и с помощью команды Place Line нарисовать контур ПП
Вызвать команду Place Component и нажать кнопку Setup. В окне Library
Setup нажать кнопку Add и выбрать библиотеку. Нажать кнопку ОК.
Теперь необходимо загрузить список соединений Для этого вызвать команду
Utils Load Netlist. В окне Utils Load Netlist в поле Netlist Format
выбрать Р - CAD ASCII. Нажать кнопку Netlist Filename открыть файл. Нажать
Так как количество элементов невелико то элементы размещают вручную
причём так чтобы все они находились на печатной плате.
Далее необходимо минимизировать суммарную длину соединений. Для этого
производим оптимизацию соединений с помощью команды Utils Optimize Nets.
В окне Utils Optimize Nets поставить флажки в полях Auto Options Gate
Swap (перестановка вентилей) и Pin Swap (перестановка выводов). Нажать ОК.
Повторять UtilsOptimaze Nets до тех пор пока суммарная длина
соединений не будет минимальной. При этом желательно наименьшее количество
Выбрать команду File Save To File. Сохранить размещение.
Длина соединений перед трассировкой равна 4504 см. Размещение
представлено рисунке 27
Рис. 27. Размещение ЭРЭ на ПП
ТРАССИРОВКА ПП В САПР P-CAD 2006 PCB
Трассировка ПП в пакете P-CAD 2006 производится средствами программы
РСВ есть возможности автоматически трассировать с помощью Quick Router
(поддерживает до 4 слоев металлизации алгоритм трассировки устроен так
что все вертикальные проводники трассируются на одной стороне платы а
горизонтальные соответственно на другой стороне платы позволяет
прослеживать расстояния между соседними проводниками рис. 22) и Shape
Router (позволяет трассировать БИС и СБИС многослойные ПП с высокой
плотностью расположения алгоритм имеет преимущества если есть планарные
компоненты рис. 23) а так же есть возможности ручной корректировки и
трассировки ПП. В данном случае оптимальной явилась трассировка в ручном
режиме для этого необходимо:
Запустить редактор РСВ. Выполнить начальные установки проекта.
* На закладке General в области Units выбрать мм в области AutoSave
установить флажок Enable AutoSave
* На закладке Online DRC включить режим текущей проверки допустимых зазоров
в строке Enable Online DRC.Ha закладке Route в области Orthogonal Modes
установить флажки во всех окнах. Нажать кнопку ОК
* В меню Opt 05; 125; 25 мм
и через пробел набрать 4-е значения нерегулярной сетки -(42 88 42) мил.
- По команде OptionsDesign Rules на закладке Layers установить
для каждого слоя трассировки в 03 мм.
Загрузить файл с размещением элементов на плате. Для этого нужно вызвать
команду File Орел выбрать файл и нажать Открыть.
Нажать кнопку Route Manual (ручная трассировка)
Нажимая ПК для начала создания проводника и для ведения его по рабочему
полю а также ПК для завершения проводника необходимо заменить все
соединения синего цвета на проводники.
Командами ReportRouting Statistics и ReportsReports просмотреть
итоговые статистические отчёты результатов трассировки.
Сохранить трассировку. Интерактивная трассировка представлена на рис.
Рис. 28. Интерактивная трассировка ПП
Рис. 29. Ручная трассировка ПП
ПРОЕКТИРОВАНИЕ 3D МОДУЛЯ В САПР SOLID WORKS 2006
SolidWorks - система автоматизированного проектирования инженерного
анализа и подготовки производства изделий любой сложности и назначения.
SolidWorks является ядром интегрированного комплекса автоматизации
предприятия с помощью которою осуществляется поддержка жизненного цикла
изделия в соответствии с концепцией GALS-технологий включая
двунаправленный обмен данными с другими Windows - приложениями и создание
интерактивной документации. В зависимости от класса решаемых задач
заказчикам предлагается три базовых конфигурации системы: SolidWorks
SolidWorks Professional и SolidWorks Premium.
Гарантированное качество. Разработчиком САПР SolidWorks является
SolidWorks Corp. (США) независимое подразделение компании Dassault
Systemes (Франция) - мирового лидера в области высокотехнологичного
программного обеспечения. Разработки SolidWorks Corp. характеризуются
высокими показателями качества надежности и производительности что в
сочетании с квалифицированной поддержкой делает SolidWorks лучшим решением
для промышленности. Централизованные поставки на территории России и СНГ
осуществляются через сеть офисов компании SolidWorks Russia о ее
региональных представителей обеспечивающих внедрение обучение и
техническое сопровождение программного обеспечения.
Передовые технологии. Комплексные решения SolidWorks базируются на
передовых технологиях гибридного параметрического моделирования и широком
спектре специализированных модулей. Программное обеспечение функционирует
на платформе Windows ХР выполнено на русском языке поддерживает ГОСТ и
Создание 3D модели транзистора КТ3102А.
Для построения трёхмерной модели транзистора необходимо вначале
экспортировать DXF файл посадочного места ИМС. Для этого в редакторе PCB P-
CADа из файла размещения ЭРЭ на ПП выделяем слои TOP и TOP SILK (слои
контактных площадок и контуров ЭРЭ) и экспортируем их в DXF-файл.
Поскольку в эскиз будут экспортироваться ПМ всех ЭРЭ то в открытом в
Solid Works эскизе необходимо удалить лишние ПМ т.е. эскиз
отредактировать. Надо удалить все элементы эскиза не принадлежащие
транзистору. Далее окружность с помощью команды «Вытянуть Создание
вытянутого элемента из выбранного объекта» (размещённой на левой боковой
панели) создаём цилиндр высотой 52 мм
Для создания вывода вначале строим вспомогательную плоскость
«Параллельно плоскости и точке (Параллельная плоскость через точку)».
Точку выбираем в центре вывода транзистора а параллельной плоскостью
выбираем нижнюю грань транзистора.
При этом плоскость в которой будет размещаться вывод окрашена жёлтым
цветом. После этого надо выделить прямоугольный профиль сечения вывода
транзистора и траекторию по которой пройдёт этот вывод.
Поскольку корпус транзистора имеет высоту 52 мм то профиль вывода
должен начинаться в точке dz=1.5 мм. Пусть1.25мм (для простоты решения).
Построим эту точку причём известно что точка является общей как для
боковой грани транзистора так и для вспомогательной плоскости.
Создаём эскиз «Точечный». Выбираем вид «Справа». Щёлкаем ЛК по боковой
грани микросхемы т.к. именно на этой плоскости будет лежать первая точка
дуги. Щёлкнуть ЛК по зелёной галочке.
Теперь строим дугу лежащую во вспомогательной плоскости. Щёлкнуть по
вспомогательной плоскости. Далее Эскиз Дуга через три точки. Первую
точку ставим во второй ранее найденный эскиз вторую - недалеко от центра
вывода (возле окружности отверстия) но с небольшим отступом от неё. При
этом контроль за размером осуществляем по радиусу выставляемому в
Менеджере свойств (добиваемся 1.25). Третью точку размещаем исходя из
соображений формы дуги (выпуклой или вогнутой). При этом угол наклона дуги
на КП должен быть равен 90 градусов. В этом случае вывод будет
соответствовать четверти дуги окружности. Строим профиль вывода –
окружность диаметром 08 мм причём центр окружности должен совпадать с
эскизом «Точка». Выбираем вид «Справа». Выделяем ЛК грань транзистора (она
становится зелёной) а затем строим на ней эскиз упомянутой окружности
(можно в любом месте). Далее необходимо совместить центр окружности с
центром эскиза «Точечный». Не выходя из эскиза построения прямоугольника
воспользуемся командой «Переместить объекты». В Менеджере свойств выбираем
объекты подлежащие перемещению (окружность) ставим параметр «ИзВ»
щёлкаем один раз ЛК мыши в этой точке и перемещаем прямоугольник в эскиз
«Точечный». При совмещение указанных точек система автоматически
определяет момент совмещения центров и фиксированным щелчком совмещает их.
Теперь командами Элементы Вытянутая бобышка вдоль траектории строим
«изогнутую» часть вывода транзистора по только что построенным профилю
(прямоугольник) и направляющей. Поскольку нижняя часть вывода коротка её
надо достроить. Для этого необходимо построить на нижней её грани эскиз –
окружность 08 мм. Используем вид сзади и к созданному эскизу применяем
операцию Вытянутая бобышка на расстояние 1мм. Остальные выводы получим
построив окружность на «дне» транзистора (она будет совпадать с
окружностью импортированной из PCB и в ходящей в состав ПМ). Затем
вытягиваем его на величину соответствующему уже сделанному выводу
командой Вытянуть. Полученный вывод скопируем вдоль одной оси с интервалом
Рис. 30. 3D модель транзистора КТ3102А
Создание 3D модели конденсатора.
Для построения трёхмерной модели конденсатора необходимо вначале
конденсатору. Поскольку конденсатор имеет форму цилиндра то вначале
командой Вытянуть создаем параллепипед. Далее на боковой грани рисуем
окружность с диаметром равным стороне параллепипеда.. Операцию завершаем
зеленой галочкой. После того как окружность построена выделяем её и
командой Вытянутый вырез добиваемся создания цилиндра.. Теперь необходимо
создать метки обозначающие плюсовой вывод конденсатора. Для этого строим
окружность на противоположной грани цилиндра. Командой вырезать на
необходимое расстояние вырезаем всё что снаружи этой окружности. Далее
выделяем окружность с большим диаметром и командой вытянуть вытягиваем на
расстояние меньшее на 1 мм чем делали вырез. Одна метка на конденсаторе
готова. Дальше таким же образом создаем вторую метку. на конденсаторе..
Теперь необходимо создать выводы. Для этого строим вспомогательную
плоскость Параллельно плоскости и точке. Точку выбираем в середине КП а
плоскость из стандартных видов так чтобы плоскость была параллельна
конденсатору и пересекала его пополам. Выбираем команду сплайн. Одну точку
указываем в центре откуда должен выйти вывод вторую по предполагаемой
траектории вывода а третью в центре КП. Корректируем форму кривой
передвижением второй точки. Далее командами вытянутая бобышка строим
вывод. И вытягиваем его дальше на расстояние 2 мм. Аналогично создается
второй вывод. Теперь скрываем все эскизы. Выделяем острые грани и командой
Элементыфаска скругляем их.
Аналогичным образом создается 3D модель диода ИМС резистора и катушки
Рис. 31. 3D модель конденсатора К10-17
Рис. 32. 3D модель резистора МЛТ-025
Рис. 33. 3D модель ИМС 140УД7
Рис. 34. 3D модель диода К509А
Рис. 35. 3D модель катушки индуктивности
Рис. 36. 3D модель разъема IDS-16 MS
Для создания 3D модуля необходимо создать 3D модель каждого ЭРЭ а
затем объединить их в сборочную единицу. Полученная сборочная единица
представлена на рис 37.
Рис. 37. 3D модуль выходного УГС.
ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
После проведения трассировки необходимо определиться какой из вариантов
станет окончательный результатом проектирования Для этого нужно сравнить
(таблица 3) их по нескольким критериям так как производство серийное то
необходимо минимизировать стоимость изделия затраты времени на
разработку по возможности делать ПП второго класса точности как
сравнительно дешевую исключить параллельные проводники в одном слое.
Ваш такие имеются то как можно дальше расположить их друг от друга. Плата
должна быть с минимальным количеством слоев. Качество рисунка ПП (острые
углы лишние изломы):
Число пересечений соседних проводников;
Количество переходных отверстий;
Минимальные проекции проводящего рисунка;
Однородность проводящего рисунка;
Наличие лишних изломов проводников (острые узлы);
Минимальная протяженность параллельно идущих проводников;
100% завершение трассировки;
Трассировка Критерии
2 3 4 5 6 7 8 Ручная 4 - 6 + - - + + Интерактивный
- 4 + - + - + Specctra 4 - 8 + - + - +
В качестве оптимальной трассировки выбираем интерактивный.
В данном курсовом проекте была разработана ПП выходного усилителя
генератора сигналов. Разработка печатной платы была выполнена при помощи
САПР P-CAD 2006 и САПР SOLID WORKS 2006 Проектирование печатной платы
производилось в следующем порядке:
В редакторе Symbol Editor были созданы схемные образы отдельных
элементов (УГО) электрической принципиальной схемы в соответствии с ГОСТ;
В редакторе Pattern Editor для всех ЭРЭ были разработаны посадочные
С помощью программы Library Executive была выполнена упаковка выводов
конструктивных элементов;
В графическом редакторе Schematic была разработана электрическая
принципиальная схема устройства;
В графическом редакторе РСВ было выполнено размещение элементов на
В том же редакторе была выполнена трассировка соединений;
Плата с установленными на ней элементами была спроектирована в САПР
Печатная плата была выполнена в четырёх слоях.
Таким образом в результате проведения данного курсового проекта было
доказано что P-CAD 2006 является достаточно удобной простой и доступной
пользователю программой для разработки печатных плат.
Разевиг В.Д. Система P-CAD 2000. Справочник команд. - М.: Горячая линия-
Уваров A. ACCEL EDA. Конструирование печатных плат. Учебный курс. -
Шляпников Н.С. Конструирование РЭС. - Ульяновск: УлПУ2001-172 с.
Разработка и оформление конструкторской документации РЭА: Справочник I
Э.Т. Романьмева А.К. Иванова А. С. Куликов и др.; под ред. Э. Т
Романычевой. - Ш: Радио и связь 1989-448с
Мактас М.Я. Уроки по P-CAD и SPECCTRA- М.: Солон - Пресс 2011.
Усатенко СТ. Каченюк Т.К. Терехова М.В. Выполнение электрических схем
по ЕСКД: Справочник. - М: Издательство стандартов 1989.

спецификация 2 лист.cdw

КД509А ТТ3.362.009 ТУ
KТ3102А ЖКА 350.190 ТУ

размещение ок().frw

схема принципиальная.cdw

Часть модуля выходного УГС

шаблон пп.cdw

Печатную плату изготовить химическим методом
Шаг координатной сетки 0.625 мм. Класс точности 2
Доступные отклонения размеров
Печатная плата должна соответствовать ГОСТ 25.752-70
Остальные техничсекие требования по ОСТ 4ГО.014.000
Часть модуля выходного УГС
Стеклотекстолит фальгированный
СФ1-35-15 ТУ 16-503.271-86

Титульник.doc

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
Ульяновский государственный технический университет
Факультет Радиотехнический
Кафедра Проектирование и технология электронных средств
Дисциплина Информационные технологии в проектировании РЭС
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Студента второго курса группы Рду-21
Замальдинова Ильдара Юсуфовича

спецификация 1 лист.cdw

Часть модуля выходного УГС
ИТП РЭС 468714.001 Э3
ИТП РЭС 468714.001 СБ
Модуль выходного УГС.
К10-17 ОЖО.460.107 ТУ
К10-17-50В-01мкФ±20%
К10-17-50В-2200пФ±10%
К10-17-50В-2700пФ±5%
Катушки индуктивности

Перечень элементов.doc

Поз. Наименование КолПримечание
Конденсаторы К10-17 ОЖО.460.107 ТУ
С1С2 К10-17-50В-2700пФ±5% 2
С3С4 К10-17-50В-01мкФ±20% 2
С5 К10-17-50В-2200пФ±10% 1
DA1 К140УД7 бКО.438.095 ТУ 1
Катушки индуктивности
Резисторы МЛТ ГОСТ 7113-77
R1 МЛТ-025-100 кОм±5% 1
R2 МЛТ-025-270 Ом±5% 1
R3 МЛТ-025-68 кОм±5% 1
R4 МЛТ-025-22 Ом±5% 1
R5 МЛТ-025-15 кОм±5% 1
R6 МЛТ-025-10 кОм1±0%
VD1 КД509А ТТ3.362.009 ТУ 1
VT1 - KТ3102А ЖКА 350.190 ТУ 3
R31 МЛТ-025-22 Ом±5% 1
R32 МЛТ-025-10 кОм±10% 1
R33 МЛТ-025-47 Ом±10% 1
R34 МЛТ-025-15 кОм±5% 1
R35 R36МЛТ-025-33 кОм±5% 2
VT1 VT2KТ3102А ЖКА 350.190 ТУ 2
VT3 VT5КТ373А аАО.336.004 ТУ 3
VT6 VT9KТ3102А ЖКА 350.190 ТУ 4
ИТП РЭС 468714.001 ПЭ3
И Часть модуля выходного УГС
в ов В.Н. Перечень элементов

размещение ок(3).frw

нижний слой, пп.cdw

Печатную плату изготовить химическим методом
Шаг координатной сетки 0.625 мм. Класс точности 2
Конфигурацию проводников выдерживать по сетке
Проводники условно обозначенные тонкими линиями выполняют шириной 02мм
основными линиями выполняют шириной 05 мм
Доступные отклонения размеров
Нокрытие слоев "Розе" по ГОСТ 9.306-85 ОСТ 4ГО.014.000
Печатная плата должна соответствовать ГОСТ 25.752-70
Остальные техничсекие требования по ОСТ 4ГО.014.000
Часть модуля выходного УГС
Стеклотекстолит фальгированный
СФ1-35-15 ТУ 16-503.271-86

Содержание.doc

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Обзор существующих САПР . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Создание УГО в САПР P-CAD 2006 Sym. Editor . . . . . . . . . . . . . .
Создание посадочных мест в САПР P-CAD 2006 Pattern Editor . . . . . .
Упаковка выводов в САПР P-CAD 2006 Library Executive . . . . . . . . .
Создание Э3 в САПР P-CAD 2006 Schematic . . .. . . . . . . . . . . . .
Аналитический расчет печатной платы . . . . . . . . . . . . . . . . .
Размещение ЭРЭ на ПП в САПР P-CAD 2006 PCB . . . . . . . . . . . . .
Трассировка ПП в САПР P-CAD 2006 PCB. . . . . . . . . . . . . . . . .
Проектирование 3D модуля в САПР SOLID WORKS 2006 . . . . . . . . . . . .
Выбор и обоснование результатов проектирования. . . . . . . . . . . . .
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Схема электрическая принципиальная
Перечень элементов схемы электрической принципиальной
Чертеж печатной платы
Сборочный чертеж радиоэлектронного модуля
Спецификация к сборочному чертежу

верх слой, пп.cdw

Печатную плату изготовить химическим методом
Шаг координатной сетки 0.625 мм. Класс точности 2
Конфигурацию проводников выдерживать по сетке
Проводники условно обозначенные тонкими линиями выполняют шириной 02мм штриховаными
линиями выполняют шириной 04 мм основными линиями выполняют шириной 05 мм
Нокрытие слоев "Розе" по ГОСТ 9.306-85 ОСТ 4ГО.014.000
Печатная плата должна соответствовать ГОСТ 25.752-70
Остальные техничсекие требования по ОСТ 4ГО.014.000
Часть модуля выходного УГС
Стеклотекстолит фальгированный
СФ1-35-1.5 ТУ 16-503.271-86

размещение ок(2).frw

верх слой, пп2.cdw

Печатную плату изготовить химическим методом
Шаг координатной сетки 0.625 мм. Класс точности 2
Конфигурацию проводников выдерживать по сетке
Проводники условно обозначенные тонкими линиями выполняют шириной 02мм штриховаными
линиями выполняют шириной 04 мм основными линиями выполняют шириной 05 мм
Нокрытие слоев "Розе" по ГОСТ 9.306-85 ОСТ 4ГО.014.000
Печатная плата должна соответствовать ГОСТ 25.752-70
Остальные техничсекие требования по ОСТ 4ГО.014.000
Часть модуля выходного УГС
Стеклотекстолит фальгированный
СФ1-35-1.5 ТУ 16-503.271-86