驗證你的PCB板設計是否正確

Protel DXP提供一個(gè)規則驅動(dòng)環(huán)境來(lái)設計PCB，并允許你定義各種設計規則來(lái)保證你的板的完整性。比較典型的是，在設計進(jìn)程的開(kāi)始你就設置好設計規則，然后在設計進(jìn)程的最后用這些規則來(lái)驗證設計。

在教程中我們很早就檢驗了布線(xiàn)設計規則并添加了一個(gè)新的寬度約束規則。我們也注意到已經(jīng)由PCB板向導創(chuàng )建了許多規則。

為了驗證所布線(xiàn)的電路板是符合設計規則的，現在我們要運行設計規則檢查（Design Rule Check）（DRC）：

1、選擇Design ? Board Layers（快捷鍵 L ），確認System Colors 單元的DRC Error Markers 選項旁的Show按鈕被勾選，這樣DRC error markers才會(huì )顯示出來(lái)。

2、從菜單選擇Tools ? Design Rule Check（快捷鍵T，D）。在Design Rule Checker 對話(huà)框已經(jīng)框出了on-line和一組DRC選項。點(diǎn)一個(gè)類(lèi)查看其所有原規則。

3、保留所有選項為默認值，點(diǎn)擊Run Design Rule Check按鈕。DRC將運行，其結果將顯示在Messages面板。當然，你會(huì )發(fā)現晶體管的焊盤(pán)呈綠色高亮，表示有一個(gè)設計規則違反。

4、查看錯誤列表。它列出了在PCB設計中存在的所有規則違反。注意在Clearance Constraint規則下列出了四個(gè)違反。在細節中指出晶體管Q1和Q2的焊盤(pán)違反了13mil安全間距規則。

5、雙擊Messages面板中一個(gè)錯誤跳轉到它在PCB中的位置。

通常你會(huì )在設計板、對布線(xiàn)技術(shù)和器件的物理屬性加以重視之前設置安全間距約束規則。讓我們來(lái)分析錯誤然后查看當前的安全間距設計規則并決定如何解決這個(gè)問(wèn)題。

找出晶體管焊盤(pán)間的實(shí)際間距：

1、在PCB文檔激活的情況下，將光標放在一個(gè)晶體管的中間按PAGEUP鍵放大。

2、選擇Reports ? Measure Primitives（快捷鍵R，P）。光標變成十字形狀。

3、將光標放在晶體管的中間一個(gè)焊盤(pán)的中間，左擊或按ENTER。因為光標是在焊盤(pán)和與其連接的導線(xiàn)上，所以會(huì )有一個(gè)菜單彈出來(lái)讓你選擇需要的對象。從彈出菜單中選擇晶體管的焊盤(pán)。

4、將光標放在晶體管的其余焊盤(pán)的其中一個(gè)的中間，左擊或按ENTER。再一次從彈出菜單中選擇焊盤(pán)。一個(gè)信息框將打開(kāi)顯示兩個(gè)焊盤(pán)的邊緣之間的最小距離是10.63mil。

5、關(guān)閉信息框，然后右擊或按ESC退出測量模式，在且V、F快捷鍵重新縮放文檔。

讓我們看看當前安全間距設計規則。

1、從菜單選擇Design ? Rules（快捷鍵D，R）打開(kāi)PCB Rules and Constraints Editor 對話(huà)框。雙擊Electrical類(lèi)在對話(huà)框的右邊顯示所有電氣規則。雙擊Clearance類(lèi)型（列在右邊）然后點(diǎn)擊Clearance_1打開(kāi)它。對話(huà)框底部區將包括一個(gè)單一的規則，指明整個(gè)板的最小安全間距是13mil。而晶體管焊盤(pán)之間的間距小于這個(gè)值，這就是為什么我們選擇DRC時(shí)它們被當作違反。

2、在Design Rules面板選擇Clearance類(lèi)型，右擊并選擇New Rule添加一個(gè)新的安全間距約束規則。

3、雙擊新的安全間距規則，在Constraints單元設置Minimum Clearance為10mil。

4、點(diǎn)擊Advanced (Query) 然后點(diǎn)擊Query Builder，從Memberships Checks構建query ，或在Query欄鍵入HasFootprintPad(‘BCY-W3/D4.7’,’*’)?！?”表示名為BCY-W3/D4.7的“任何焊盤(pán)”。

5、點(diǎn)擊OK關(guān)閉對話(huà)框。

6、你現在可以從Design Rules Checker 對話(huà)框（Tools ? Design Rule Check）點(diǎn)擊Run Design Rule Check按鈕重新運行DRC。應該不會(huì )有違反了。

做得好！你已經(jīng)完成了PCB設計，準備生成輸出文檔。

設置項目輸出

項目輸出，如打印和輸出文件，是在Outputs for Project 對話(huà)框內設置的。

1、選擇Project ? Output Jobs。Project [project_name] 對話(huà)框出現。

2、點(diǎn)擊你想要的輸出進(jìn)行設置。如果Configure按鈕是激活的（不呈灰色），你就能修改該輸出的設置。

3、完成設置后點(diǎn)擊Close。

4、如果你要根據輸出類(lèi)型將輸出發(fā)送到單獨的文件夾，則選擇Project ? Project Options，點(diǎn)擊Options標簽，再點(diǎn)擊Use separate folder for each output type，最后點(diǎn)擊OK。

打印到Windows打印設備

一旦PCB的設計和布線(xiàn)都已完成，你就準備生成輸出文檔。這個(gè)文檔應該包括一個(gè)描述制造信息的生產(chǎn)描圖和一個(gè)描述元件位置信息的集合描圖以及加載順序（命令）。

要生成這些描圖，Protel DXP包含一個(gè)精密的打印引擎，這會(huì )讓你完成打印進(jìn)程的控制。你可以在打印之前精確地定義你要打印的PCB層的組合、預覽描圖（稱(chēng)著(zhù)打印輸出）、設置比例、以及在紙上的位置。

現在我們要使用默認輸出設置創(chuàng )建一個(gè)打印預覽，然后修改設置。

1、從PCB菜單選擇File ? Print Preview。PCB將被分析并且以默認的輸出顯示在打印預覽窗口。點(diǎn)擊Close。

2、要檢查輸出中包括的PCB層的組合，選擇Project ? Output Jobs。Project [project_name] 對話(huà)框出現。從Documentation Outputs單元選擇Composite Drawing，點(diǎn)擊Configure按鈕。PCB Printout Properties 對話(huà)框出現。你可以右擊菜單選項添加或刪除層。點(diǎn)擊OK關(guān)閉對話(huà)框。

3、當我們仍然地Project [project_name] 對話(huà)框時(shí)，我們要為孔導向組合修改層的參數。選擇Fabrication Outputs單元的Composite Drill Drawing，點(diǎn)擊Configure按鈕。在默認情況下，這個(gè)打印輸出包括孔導向（一個(gè)每個(gè)鉆孔處都有一個(gè)小十字的系統層），和打孔層（在每個(gè)鉆孔處都有一個(gè)唯一表示每種鉆孔大小的的特殊符號）。

在一般的打孔圖中孔導向層是不需要的，因此刪除它，在Printouts Layers列右擊DrillGuide層，從菜單中選擇Delete。點(diǎn)擊OK關(guān)閉對話(huà)框。

4、現在點(diǎn)擊Print Preview查看打孔圖。然后你可以點(diǎn)擊Print顯示打印機設置，最后點(diǎn)擊OK將該圖傳送到指定的打印機。

5、點(diǎn)擊Close關(guān)閉打印預覽窗口。

6、要修改目標打印機、設置頁(yè)位置和比例，你可以在Project [project_name] 對話(huà)框選擇Page Setup（或從菜單選擇File ? Page Setup）。選擇你喜歡的打印機并設置打印機頁(yè)為L(cháng)andscape。

7、完成設置后，關(guān)閉所有打開(kāi)的對話(huà)框。

生產(chǎn)輸出文件

PCB設計進(jìn)程的最后階段是生成生產(chǎn)文件。用于制造和生產(chǎn)PCB的文件組合包括底片（Gerber）文件、數控鉆（NC drill）文件、插置（pick and place）文件、材料表和測試點(diǎn)文件。輸出文件可以在Project [project_name] 對話(huà)框（Project ? Output Jobs）或通過(guò)File ? Fabrication Outputs菜單的單獨命令來(lái)設置。生產(chǎn)文檔的設置作為項目文件的一部分保存。

生成底片文件

每一個(gè)底片文件對應物理板的一個(gè)層——元件絲印、頂層信號層、底層信號層、阻焊層等等。在生成用于生產(chǎn)你的設計的底片（Gerber）和數控鉆（NC drill）文件之前，比較合理的作法是向你的PCB制造商咨詢(xún)以確認他們的要求。

為本教程的PCB創(chuàng )建生產(chǎn)文件：

1、將PCB文檔激活，然后選擇File ? Fabrication Outputs ?Gerber files。Gerber Setup 對話(huà)框出現。

2、點(diǎn)擊OK接受默認設置。底片（Gerber）文件生成并且CAMtastic!打開(kāi)以顯示這些文件。底片文件保存在自動(dòng)創(chuàng )建在你的項目文件所在文件夾里的Project Outputs文件夾。每個(gè)文件夾有與層名相對應的文件擴展名，例如Multivibrator.GTO對應于頂層絲印底片。

材料清單

1、要創(chuàng )建材料清單，首先設置你的報告。選擇Project ? Output Jobs，然后選擇Project 對話(huà)框Report Outputs單元的Bill of Materials。

2、點(diǎn)擊Create Report。在這個(gè)對話(huà)框，你可以在Visible和Hidden Column通過(guò)拖拽列標題來(lái)為你的BOM設置你需要的信息。

3、點(diǎn)擊Report…顯示你的BOM的打印預覽。這個(gè)預覽可以使用Print按鈕來(lái)打印或使用Export按鈕導出為一個(gè)文件格式，如Microsoft Excel 的.xls。

4、關(guān)閉對話(huà)框。

祝賀！你已經(jīng)完成了PCB設計進(jìn)程。

仿真設計

Protel DXP允許你從原理圖直接運行一個(gè)大型電路仿真的陣列。在本教程的以下部分，我們將仿真由我們的多諧振蕩器電路所產(chǎn)生的輸出波形。

設置仿真

在我們運行仿真之前，我們需要添加一些物件到我們的電路中：振蕩器的電壓源；用于仿真的參考地和一些我們希望查看波形的電路點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò )標簽。

1、點(diǎn)擊窗口頂部的Multivibrator.SchDoc使原理圖為當前文檔。

2、我們必須再放一個(gè)有電壓源的連接器。要刪除連接器，在連接器體上點(diǎn)擊一次選取它，然后按鍵盤(pán)上的DELETE鍵。

3、這時(shí)沒(méi)有足夠的空間來(lái)放置電壓源，因此我們要移動(dòng)導線(xiàn)的自由端點(diǎn)。要移動(dòng)12V導線(xiàn)的垂直端，點(diǎn)擊一次導線(xiàn)選取。當小方塊編輯點(diǎn)出現時(shí)，點(diǎn)擊一次導線(xiàn)的自由端的點(diǎn)，然后向上盡可能移動(dòng)該點(diǎn)到導線(xiàn)改變方向的地方。再點(diǎn)擊放下該點(diǎn)。

4、對GND導線(xiàn)的垂直端重復這個(gè)進(jìn)程，將其移動(dòng)到圖紙的底部。

5、選擇View ? Toolbars ? Simulation Sources顯示仿真源工具欄。

6、點(diǎn)擊仿真源工具欄的+12V source按鈕。一個(gè)電源符號將懸浮在光標上。按鍵盤(pán)上的TAB鍵編輯其屬性。在出現的對話(huà)框中，點(diǎn)擊Attributes標簽使其激活，并設置Designator為V1。點(diǎn)擊OK按鈕關(guān)閉對話(huà)框，然后將這個(gè)電源放在12V和GND導線(xiàn)的垂直端點(diǎn)之間。

7、使用你用于移動(dòng)12V和GND導線(xiàn)部分的垂直端點(diǎn)的相同技巧，再將他們移動(dòng)到電壓源的兩個(gè)端點(diǎn)，如圖Figure 9所示。

我們在運行仿真之前最后的任務(wù)是在電路的合適的點(diǎn)放置網(wǎng)絡(luò )標簽，這樣我們可以很容易地認出我們希望查看的信號。在本教程電路中，較好的點(diǎn)是兩個(gè)晶體管的基極和集電極。

1、從菜單選擇Place ? Net Label（快捷鍵P，N）。按TAB鍵編輯網(wǎng)絡(luò )標簽的屬性。在Net Label 對話(huà)框，設置Net欄為Q1B，然后關(guān)閉對話(huà)框。

2、將光標放在與Q1基極連接的導線(xiàn)上。參照Figure 9的網(wǎng)絡(luò )標簽的放置。左擊或按ENTER將網(wǎng)絡(luò )標簽放在導線(xiàn)上。

3、按TAB鍵將Net欄改為Q1C。

4、將光標放在與Q2集電極連接的導線(xiàn)上，左擊或按ENTER將網(wǎng)絡(luò )標簽放在導線(xiàn)上。

5、同樣地，將Q2B 和 Q2C網(wǎng)絡(luò )標簽放在Q2的基極和集電極導線(xiàn)上。

6、完成網(wǎng)絡(luò )標簽的放置后，右擊或按ESC退出放置模式。

7、保存準仿真電路為與原原理圖不同的文件名，選擇File ? Save As在Save As 對話(huà)框鍵入Multivibrator simulation.SchDoc。

運行瞬態(tài)特性分析

你的原理圖現在已經(jīng)具備所有必備的條件了，因此讓我們設置一個(gè)電路瞬態(tài)特性分析。在我們的教程電路中，RC時(shí)間常數為100k x 20n = 2 ms 。要查看到振蕩的5個(gè)周期，我們就要設置看到波形的一個(gè)10ms部分。

1、選擇菜單的Design ? Simulate ? Mix Sim顯示Analyses Setup 對話(huà)框。所有的仿真選項均在此設置。

2、首先我們要設置你希望觀(guān)察到的電路中的中心點(diǎn)。在Collect Data For欄，從列表中選擇Node Voltage and Supply Current。這個(gè)選項定義了在仿真運行期間你想計算的數據類(lèi)型。

3、在A(yíng)vailable Signals欄，雙擊Q1B、 Q2B、 Q1C 和 Q2C信號名。在你雙擊每一個(gè)名稱(chēng)時(shí)，它會(huì )移動(dòng)到Active Signals欄。

4、為這個(gè)分析勾選Operating Point Analysis 和 Transient/Fourier。如果Transient/Fourier Analysis Setup沒(méi)有自動(dòng)顯示，點(diǎn)擊Transient/Fourier analysis名稱(chēng)。

5、將Use Transient Defaults選項設為無(wú)效，這樣瞬態(tài)特性分析規則可用。

6、要指定一個(gè)10ms的仿真窗口，將Transient Stop Time欄設為10m 。

7、現在設置Transient Step Time欄為10u，表示仿真可以每10us顯示一個(gè)點(diǎn)。

8、在仿真其間，實(shí)際的時(shí)間間隔是自動(dòng)隨機獲取的一簇。在Maximum Step欄限制時(shí)間間隔大小的隨機性，設置Transient Max Step Time為10u 。

現在準備運行瞬態(tài)特性分析。

1、點(diǎn)擊Analyses Setup 對話(huà)框底部的OK按鈕運行仿真。

2、仿真執行后，你將看見(jiàn)與圖Figure 10所示相似的輸出波形。

祝賀你！你已經(jīng)完成的電路仿真，并顯示了它的輸出波形。

如果你喜歡，你可以改變一些原理圖中元件參數，再運行仿真看看其變化。試著(zhù)將C1的值改為47n（雙擊C1編輯其屬性），然后再運行瞬態(tài)特性分析。輸出波形將顯示一個(gè)不均勻的占空比波形。