altiumdesigner教学PPT 第7章

3D效果图

在PCB设计环境中，执行【察看】/【切换到3维显示】命令，PCB编辑器内的 工作窗口变为三维仿真图形，如图7-16所示。生成的三维效果图是以 “.PCB3D”为后缀名的同名文件。还可修改三维效果图显示和打印属性。

图7-16 三维显示效果图
3D效果图

在三维效果图工作窗口中执行【工具】/【优先选项】命令，将打开【参数选 择】对话框，如图7-19所示。此时在该对话框左侧树状目录中选择【PCB Editor】/【 PCB Legacy3D】目录节点，将打开PCB Editor-PCB Legacy 3D选 项页，如图7-20所示。
自动布局规则设置

Altium Designer Summer 09系统的PCB编辑器是 一个完全的规则驱动编辑环境。系统为设计者提 供了多种设计规则，涵盖了PCB板设计流程中的各 个方面，从电气、布局、布线到高频、信号完整 性分析等。在具体的PCB设计过程中，设计者可以 根据产品要求重新定义相关的设计规则，也可以 使用系统默认的规则。如果设计者直接使用设计 规则的系统默认值而不加任何修改，是有可能完 成整个PCB板设计的，只是在后续调整中，工作量 会很大。因此，在进行PCB板的具体设计之前，为 了提高设计效率，节约时间和人力，设计者应该 根据设计的要求，对相关的设计规则进行合理的 设置。
第7章 印制电路板的布局设计
印制电路板的布局设计


在完成网络表的导入操作后，元件已经显示在工作窗口 中了，此时就可以开始元件的布局。元件的布局是指将 网络表中的所有元件放置在PCB板上，是PCB设计的关键 一步。好的布局通常使具有电气连接的元件引脚比较靠 近，这样可以使走线距离短，占用空间比较小，从而使 整个电路板的导线能够易于连通，获得更好的布线效果。 电路布局的整体要求是整齐、美观、对称、元件密度均 匀，这样才能使电路板的利用率最高，并且降低电路板 的制作成本；同时设计者在布局时还要考虑电路的机械 结构、散热、电磁干扰及将来布线的方便性等问题。元 件的布局有自动布局和交互式布局两种方式，只靠自动 布局往往达不到实际的要求，通常需要将两者结合以获 得良好的效果。
图7-5 【Room Defination】规则设置
【Component Clearance】规则设置

【Component Clearance】规则主要用来设置自动布局时元件封装之间的最小 间距，即安全间距。 单击【Component Clearance】规则选项下面的子规则，即可在对话框的右边 打开如图7-6所示的窗口。

【Room Defination】规则主要用来设置Room空间的尺寸以及它在PCB板中所 在的工作层面。 选中【Room Defination】子规则选项，在子规则选项上单击鼠标右键，出现 如图7-4所示的操作菜单，允许设计者增加一个新的【Room Defination】子规 则，或者删除现有的不合理的子规则。

图7-13 推挤完成后的元器件布局
元件手动布局


元器件的重新布局过程很简单，只需使用鼠标点击需要移动的元器件，拖 拽到所需位置放手即可。 元器件布局完成后，接下来将每个元器件的器件标识符通过拖拽的方法放 置在靠近元器件的适当位置，方便阅读和查找。 通过上述操作后的元器件新的布局如图7-15所示。很显然，现在的布局已 变得合理很多，而且清晰易读。

图7-15 完成手动布局
3D效果图

在3D效果图上用户可以看到PCB板的实际效 果及全貌，并通过3D效果图来察看元件封 装是否正确、元件之间的安装是否有干涉和 是否合理等。总之，在3D效果图上用户可 以看到将来的PCB板的全貌，可以在设计阶 段把一些错误改正，从而缩短设计周期并降 低成本。因此，3D效果图是一个很好的元 器件布局分析工具，设计者在今后的工作中 应当熟练掌握。

图7-6 【Component Clearance】规则设置
【Component Orientations】规则设置
Leabharlann Baidu
【Component Orientations】规则主要用于设置元件封装在PCB板上的放置方 向。选中【Component Orientations】选项，并在该选项上单击鼠标右键，执 行【新规则】命令，则在【Component Orientations】选项中建立一个新的子 规则，单击新建的【Component Orientations】子规则即可打开设置窗口，如 图7-7所示。
元件自动布局

随着Altium Designer Summer 09系统布局 规则的越来越严格、越来越完善，其自动布 局功能虽然还没有达到完全实用和完美的程 度，但是大体上可以完成PCB板元器件的总 体排放，极大地减少了设计者的工作量。
元件自动布局

元器件的自动布局 上例中，我们已将原理图的有关信息同步到了PCB设计环境中。本例中， 来完成元器件的自动布局。 在PCB设计环境中执行【工具】/【器件布局】/【自动布局】命令，系统开 始根据默认规则进行元器件的布局，如图7-11所示。
元件手动布局

元器件的手动布局 对上例中进行了推挤操作后的元器件进行手动布局。 在PCB设计环境中，单击鼠标右键，在弹出的菜单中执行【选项】/【板层 颜色】命令，在打开的【视图配置】对话框中关闭没有使用或者不需要的 工作层，如图7-14所示。

图7-14 设置工作层面
元件手动布局

在图7-13所示的推挤后布局的基础上，根据信号流动方向，以及将接口类 元器件放置在PCB板边缘的原则对元器件进行重新布局。

图7-7 【Component Orientations】规则设置
【Permitted Layers】规则设置

【Permitted Layers】规则主要用于设置元件封装能够放置的工作层面。选中 【Permitted Layers】选项，并在该选项上单击鼠标右键，执行【新规则】命 令，则在【Permitted Layers】选项中建立一个新的子规则，单击新建子规则 即可打开设置窗口，如图7-8所示。


图7-1 打开【PCB规则及约束编辑器】
自动布局规则设置

打开后的【PCB规则及约束编辑器】对话窗如图7-2所示。这个对话窗中包含 了许多的PCB设计规则和约束条件。

图7-2 【PCB规则和约束编辑器】对话窗
自动布局规则设置

在【PCB规则和约束编辑器】对话窗的左边窗口中，系统 列出了所提供的10大类设计规则（Design Rules），他们 分别是：【Electrical】（电气规则）、【Routing】（布线 规则）、【SMT】（表贴式元件规则）、【Mask】（屏蔽 层规则）、【Plane】（内层规则）、【Testpoint】（测 试点规则）、【Manufacturing】（制板规则）、【Hign Speed】（高频电路规则）、【Placement】（布局规则） 和【Signal Integrity】（信号完整性分析规则）。在上述 的每一类规则中，又分别包含若干项具体的子规则。设计 者可以单击各规则类前面的符号进行展开，查看每类中具 体详细的设计规则。如图中所示的就是【Electrical】大类 中的【Clearance】子规则设置窗口。
自动布局规则设置

打开规则设置 在Altium Designer Summer 09的PCB编辑器中，执行【设计】/【规则】命令， 即可打开【PCB规则及约束编辑器】对话窗。也可以在PCB设计环境中单击鼠 标右键，选择【设计】/【规则】，打开【PCB规则及约束编辑器】对话窗， 如图7-1所示。

图7-13 推挤完成后的元器件布局
元件手动布局

由于自动布局仅仅是以将元件封装放置到 PCB板上为目的，因而自动布局之后的PCB 板显然缺乏一定的合理性和美观性，无法让 设计者满意，更无法进行下面的布线操作。 为了制作出高质量的PCB板，在自动布局完 成后，设计者有必要根据整个PCB板的工作 特性、工作环境以及某些特殊方面的要求， 进一步进行手工调整。例如，将处理小信号 的元器件远离大电流器件或晶振等易引起干 扰的器件，或者，将接口类的接插元器件放 置在板子周围，以方便插接等等。
自动布局规则设置

进行PCB自动布局之前，设计者应该养成良好的规则习惯，首先应对 【Placement】（布局规则）进行设置。单击【Placement】前面的符号，可 以看到需要设置的布局子规则有6项，如图7-3所示。

图7-3 【Placement】布局规则中的子规则
【Room Defination】规则设置

图7-8 【Permitted Layers】规则设置
【Nets To Ignore】规则设置

【Nets To Ignore】规则主要用于设置自动布局时可以忽略的网络。忽略一些 电气网络（如电源网络、地线网络）在一定程度上可以提高自动布局的质量 和速度。 选中【Nets To Ignore】选项，并在该选项上单击鼠标右键，执行【新规则】 命令，则在【Nets To Ignore】选项中建立一个新的子规则，单击新建子规则 即可打开设置窗口，如图7-9所示。该规则的【约束】区域内没有任何设置选 项，需要的约束可直接通过上面的规则匹配对象适用范围的设置来完成。

图7-19 【参数选择】对话框
图7-20 PCB Editor-PCB Legacy 3D选项页
网络密度分析



网络密度分析是利用 Altium Designer Summer 09系统提 供的密度分析工具，对当前 PCB文件的元件放置及其连接 情况进行分析。密度分析会生成一个临时的密度指示图 (Density Map)，覆盖在原PCB图上面。在图中，绿色的部 分表示网络密度较低，元件越密集、连线越多的区域颜色 就会呈现一定的变化趋势，红色表示网络密度较高的区域。 密度指示图显示了PCB板布局的密度特征，可以作为各区 域内布线难度和布通率的指示信息。用户根据密度指示图 进行相应的布局调整，有利于提高自动布线的布通率，降 低布线难度。 在Altium Designer Summer 09的PCB编辑器中，执行【工 具】/【密度图】命令，系统自动执行对当前PCB文件的密 度分析。按End键刷新视图，或者通过单击文件标签切换 到其他编辑器视图中，即可恢复到普通PCB文件视图中。 通过3D视图和网络密度分析，我们可以进一步对PCB元件 布局进行调整。完成上述工作后，就可以进行布线操作了。

图7-11 元器件的自动布局
元件自动布局

执行【工具】/【器件布局】/【设置推及深度】命令，进行推挤深度设置， 如图7-12所示。

图7-12 设置推挤深度
元件自动布局

设置好元器件之间的推挤深度，就可对堆放在PCB板左侧的“一堆”元器 件进行推挤排放了。执行【工具】/【器件布局】/【挤推】命令，系统将 按照用户设定的推挤深度对元器件进行推进排列，如图7-13所示。

图7-4 规则操作菜单
【Room Defination】规则设置

在弹出的菜单（图7-4）中执行【新规则】命令后，系统会在【Room Defination】子规则中建立一个新规则，同时，【Room Defination】选项的前 面出现一个，单击符号展开，可以看到已经新建了一个【Room Defination】 子规则，单击即可在对话框的右边打开如图7-5所示的窗口。

图7-9 【Nets To Ignore】规则设置
【Height】规则设置

【Height】规则主要用于设置元件封装的高度范围。在【约束】区域内可以 设置元件封装的“最小的”、“最大的”以及“首选的”高度，如图7-10所 示。

图7-10 【Height】规则设置
电路板元件布局

完成了元器件和网络表的同步后，元器件被混乱 地放在一个空间内。这种情况下，是无法进行布 线操作的，因此需要先进行合理的布局。一般来 说，元件的布局有两种方式，即自动布局和手工 布局。所谓自动布局，是指按照设计者事先定义 好的设计规则，系统自动地在PCB板上进行元件的 布局，这种方法效率较高，布局结构比较优化， 但有时缺乏一定的合理性和实用性；手工布局是 指设计者手工在PCB板上进行元件的布局，包括移 动、排列元件，修改元件封装，调整元件序号等， 布局结果比较符合设计者的意图和实际应用的要 求，也有利于后面的布线操作，但相对效率较低。