![Altium Designer(Protel)原理图与PCB设计精讲教程](https://wfqqreader-1252317822.image.myqcloud.com/cover/986/26943986/b_26943986.jpg)
1.7 Altium Designer 16.0入门
本节将通过两个简单的实例,让读者详细了解用Altium Designer 16.0设计原理图及进行电路仿真的基本过程。
1.7.1 实例——非稳态多谐振荡器
非稳态多谐振荡器电路原理图具体的设计步骤如下。
Step1 新建项目。启动Altium Designer 16.0,选择菜单栏中的File(文件)→New(新建)→ Project(项目)命令,创建一个项目文件,如图1.47所示,此时,弹出New Project(新项目)对话框,在Project Types(项目类型)列表框中选择PCB Project(PCB项目),在Project Templates(项目模板)列表框中选择图纸项目Default(默认),在Name(名称)文本框中填写“非稳态多谐振荡器”,如图1.48所示,单击OK(确定)按钮完成。
![](https://epubservercos.yuewen.com/A354F5/15367253305343506/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0034_0003.jpg?sign=1738859003-x9qwb54pmMkKBLHVmZVnYqEAaDK22EjK-0-d5ae2b4a56cb7430f124becb3bbfdcce)
图1.47
![](https://epubservercos.yuewen.com/A354F5/15367253305343506/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0034_0004.jpg?sign=1738859003-cWzV28dTbbpYyjAqFDjsZ5VWS0j2ZWXM-0-9e56e88e72c3e64a87608fe6fbf0d83e)
图1.48
Step2 选择File(文件)→New(新建)→Schematic(原理图)菜单命令,在Projects(项目)面板的Sheet1.SchDoc项目文件上右击,从弹出的右键快捷菜单中保存项目文件,将该原理图文件另存为“非稳态多谐振荡器.SchDoc”。保存后,Projects(项目)面板中将显示出用户设置的名称,如图1.49所示。
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图1.49
Step3 设置图纸参数。选择Design(设计)→Document Options (文档选项)菜单命令,或者在编辑窗口中单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择Options(选项)→Document Options(文档选项)命令,弹出Document Options(文档选项)对话框,如图1.50所示。在此对话框中,对图纸参数进行设置。这里,我们图纸的尺寸设置为A4,放置方向设置为Landscape(横向),图纸标题栏设为Standard(标准),其他采用默认设置,然后单击OK(确定)按钮,完成图纸属性的设置。
![](https://epubservercos.yuewen.com/A354F5/15367253305343506/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0035_0002.jpg?sign=1738859003-PtpZI3arBMLCHglPfDiydwIsYJ60ssrv-0-3d0e72bc5408d6f7b8a66bc7b95cb3ce)
图1.50
Step4 原理图设计。打开Libraries(库)面板,在当前元件库下拉列表中选择Miscellaneous Devices.IntLib元件库,然后在元件过滤栏的文本框中输入“res”,在元件列表中查找电阻,并将查找所得的电阻放入原理图中,元器件将显示在Libraries(元件库)面板中,如图1.51所示。单击Place Res1(放置Res1)按钮,然后将光标移动到工作窗口,如图1.52所示。
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图1.51
![](https://epubservercos.yuewen.com/A354F5/15367253305343506/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0035_0004.jpg?sign=1738859003-pcIM3O70CaysdVOJjwbDaHS7O6BROcod-0-7d220a3cc6f8fe0da4e6a260f8dd7d32)
图1.52
Step5 按Tab键,在弹出的Properties for Schematic Component in Sheet(原理图元件属性)对话框中修改元件属性,如图1.53所示。将Designator(指示符)设为R1,将Comment(注释)设为不可见,然后把Value(值)改为100K,不需要仿真。
![](https://epubservercos.yuewen.com/A354F5/15367253305343506/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0036_0001.jpg?sign=1738859003-L4Ie2UosCXa5IS7YXghfOyBKL06hGCu6-0-4c964b09a7b795e95de2a925b853f1c8)
图1.53
Step6 按Space(空格)键,翻转电阻至如图1.54所示的角度。在适当的位置单击,即可在原理图中放置电阻R1,同时编号为R2的电阻自动附在光标上,如图1.55所示。
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图1.54
![](https://epubservercos.yuewen.com/A354F5/15367253305343506/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0036_0003.jpg?sign=1738859003-nqXLbFF4prZRxqI3B0koRT7eGkBvQdY5-0-fe1cd0bc6ecd0a0b45cb137b86f23dcf)
图1.55
Step7 搜索其他元件,依次放入Cap电容、2N3904三极管。放置元件后的图纸如图1.56所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/A354F5/15367253305343506/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0036_0004.jpg?sign=1738859003-LggEITMMMwBFIX8OPtoqw2WnfMBr18eV-0-28f37e75e7ad43361fb97edff40283b6)
图1.56
Step8 放置Header 2(插头)。打开Libraries(元件库)面板,在当前元器件库名称栏中选择Miscellaneous Connectors.IntLib,然后在元件过滤栏的文本框中输入“Header 2”,在元件列表中查找插头,元器件将显示在Libraries(元件库)面板中,如图1.57所示。在元器件列表中另选择一个Header 2(插头)进行放置,如图1.58所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/A354F5/15367253305343506/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0037_0001.jpg?sign=1738859003-L3E4Ek9FmS30kHXhB2gHLV5abowE52SP-0-5f860c977424f2b5a1f8a02e8d407b50)
图1.57
![](https://epubservercos.yuewen.com/A354F5/15367253305343506/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0037_0002.jpg?sign=1738859003-eQRuv2v9pKIG2qsKHHBckOXsx78EACEP-0-80d92c5fca64756ce90de2070c591394)
图1.58
Step9 根据电路图合理地放置元件。以达到美观地绘制电路原理图的目的。用鼠标移动,设置好元件属性后的电路原理图如图1.59所示。
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图1.59
Step10 连接线路。布局好元件后,下一步的工作就是连接线路。选择菜单栏中的Place(放置)→Wire(导线)命令,或者单击工具栏中的(放置导线)按钮,执行连线操作。连接好的电路原理图如图1.60所示。
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图1.60
Step11 在必要的位置放置电气节点,选择菜单栏中的Place(放置)→Manual Junction(手工接点)命令,放置电气节点,如图1.61所示,完成后如图1.62所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/A354F5/15367253305343506/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0038_0001.jpg?sign=1738859003-rHVt8toWO6v2hvm7k88eACYFcrVzkPCY-0-f7e221d1b0690b4f3fbcc097f1feb2e6)
图1.61
![](https://epubservercos.yuewen.com/A354F5/15367253305343506/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0038_0002.jpg?sign=1738859003-Bc9l5ZPhPzhMuiGXKiEksvEHxKnXbIDF-0-d28b4a61c238bf568ff7f99eca8bc8e2)
图1.62
Step12 完成电路原理图的设计后,单击“保存”按钮,保存原理图文件。
1.7.2 实例——滤波器电路仿真设计
滤波器是模拟电路设计中经常用到的器件,由于其成本低廉、设计简单而被广泛使用。但是,实际电路的设计与调试并不轻松,需要有信号源、示波器等工具,而且为了满足预定的设计指标,需要不断地调整电阻、电容或电感等元件的参数。所以,在制作实际的PCB之前进行仿真,将会大大提高调试的效率。具体的设计步骤如下。
Step1 新建项目。启动Altium Designer 16.0,选择菜单栏中的File(文件)→New(新建)→ Project(项目)命令,创建一个PCB项目文件,此时弹出New Project(新项目)对话框,在Project Types(项目类型)中选择PCB Project(PCB项目),在Project Templates(项目模板)中选择图纸项目Default(默认),在Name(名称)文本框中填写“滤波器电路”,单击OK(确定)按钮完成。
Step2新建原理图文件。选择菜单栏中的File(文件)→New(新建)→Schematic(原理图)命令。然后,在Projects(项目)面板的Sheet1.SchDoc项目文件上右击,在弹出的快捷菜单中,将该原理图文件另存为“滤波器电路.SchDoc”。保存后,Projects(项目)面板中将显示出用户设置的名称,如图1.63所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/A354F5/15367253305343506/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0038_0003.jpg?sign=1738859003-5eJvjJpx4W9QusoieYHpdncdyMmD4lGX-0-35ac69f8d580d0da95f377717f829eaa)
图1.63
Step3 设置图纸参数。选择菜单栏中的Design(设计) →Document Options(文档选项)命令,或者在编辑窗口内单击鼠标右键,从快捷菜单中选择Options(选项)→Document Options(文档选项)命令,弹出Document Options(文档选项)对话框,在对话框中对图纸参数进行设置。这里,我们图纸的尺寸设置为A4,放置方向设置为Landscape(横向),图纸标题栏设为Standard(标准),其他采用默认设置,单击OK(确定)按钮,完成图纸属性的设置。
Step4 查找元器件,并加载其所在的库。打开Libraries(元件库)面板,如图1.64所示。单击Search(查找)按钮,在弹出的查找元器件对话框中输入“UA741”,如图1.65所示。单击Search(查找)按钮后,系统开始查找此元器件。找到的元件将显示在Libraries(元件库)面板中,如图1.66所示。单击Place UA741AD(放置UA741AD)按钮,然后将光标移动到工作窗口中。
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图1.64
![](https://epubservercos.yuewen.com/A354F5/15367253305343506/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0039_0002.jpg?sign=1738859003-Fot08bAdcKX8fxq8vb2VPHQTtdI3SiM2-0-645b7ce61f4ddd582b7eccb37655c60a)
图1.65
![](https://epubservercos.yuewen.com/A354F5/15367253305343506/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0039_0003.jpg?sign=1738859003-AURmGDqQTVqnDXIsRcK0RH8aNH0If1Dn-0-d59dc44214c2b57b8a2539f169b95129)
图1.66
Step5 继续放置元件,从另外两个库中找到其他常用的一些元件。放置电阻、电容。打开Libraries(元件库)面板,在当前元器件库名称栏中选择Miscellaneous Devices.IntLib,在元器件列表中分别选择Res1(电阻)、Cap(电容),如图1.67所示,并完成放置。
![](https://epubservercos.yuewen.com/A354F5/15367253305343506/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0039_0004.jpg?sign=1738859003-5Ny2nFOeNgtny7oGewUNtIjukGQ7dZww-0-00d51a64f252f3646ccafb860c81e192)
图1.67
Step6 元件属性设置。前面放置完成的元件如图1.68所示。双击元件UA741AD,弹出Component Properties(元件属性)对话框,分别对元件的编号进行设置,如图1.69所示。用同样的方法,可以对电容和电阻值进行设置。
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图1.68
![](https://epubservercos.yuewen.com/A354F5/15367253305343506/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0039_0006.jpg?sign=1738859003-TUWW1YvitC4sMGnsMcwcRzBQeOD1Ms4L-0-03cab71c56c661f305496083054fe8af)
图1.69
Step7 根据电路图,合理地放置元件,如图1.70所示。
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图1.70
Step8 连接线路。布局好元件后,下一步的工作就是连接线路。选择菜单栏中的Place(放置)→Wire(导线)命令,或者单击工具栏中的按钮,执行连线操作。连接好的电路原理图如图1.71所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/A354F5/15367253305343506/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0040_0003.jpg?sign=1738859003-DJGvFH2lkIOxM97f0QfApuhXXfDohULP-0-fc566c6896fdc63ca9e0bf0fc2c8f700)
图1.71
Step9 放置网络标签。选择菜单栏中的Place(放置)→NetLabel(网络标号)命令,或单击工具栏中的按钮,这时,鼠标变成十字形状,并带有一个初始标号NetLabel(网络标号)。这时按Tab键打开如图1.72所示的对话框,然后在该对话框的Name(名称)文本框中输入网络标签的名称,再单击OK(确定)按钮退出该对话框,放到指定位置,如图1.73所示。
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图1.72
![](https://epubservercos.yuewen.com/A354F5/15367253305343506/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0040_0006.jpg?sign=1738859003-T7YxqzdzrxnGNfzCHAENPiuKEL14LyEG-0-17e978a9a103c1ea909170634597f8e9)
图1.73
Step10 在Libraries(元件库)面板的集成库文件Simulation Sources.IntLib中找到VSRC(直流电压源),并放置两个VSRC(直流电压源)到仿真原理图中。双击所放置的VSRC(直流电压源)符号,在出现的Properties for Schematic Component in Sheet(元件属性)对话框中,设置其属性参数,如图1.74所示。在Models区域双击Type(类)栏下的Edit(编辑)选项,即可出现Sim Model- Voltage Source / DC Source(激励模型-交流/直流电源)对话框,通过该对话框可以查看并修改仿真模型,如图1.75所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/A354F5/15367253305343506/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0041_0001.jpg?sign=1738859003-LVpwTfSRyWTaKfYe1O3NdIaPAfGaKm7p-0-c3fb6bc433c6e3db277b8e428226738e)
图1.74
![](https://epubservercos.yuewen.com/A354F5/15367253305343506/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0041_0002.jpg?sign=1738859003-3MswNaMMlTk9B2s915V9ypkHvl3y5UfH-0-6b35a2a4d5c4ec4007e36dd28a7cf913)
图1.75
分别进行基本属性及仿真参数的设置。标识符分别设罝为V1和V2,仿真参数中,V1的电源值设置为15V,为VCC提供电源;V2的电源值设置为-15V,为VEE提供电源。同时,在“元件库”面板的集成库文件Simulation Sources.IntLib中找到VPULSE(脉冲电压激励源),放置到仿真原理图中的信号输入端,并设置其相应的参数。完成后如图1.76所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/A354F5/15367253305343506/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0041_0003.jpg?sign=1738859003-65EfZBehYccD8O1HK0N8JP3dJ74hMOCx-0-2431b4008620bd987c8f3b74cb3ef7dd)
图1.76
Step11 选择菜单栏中的Design(设计)→Simulate(仿真)→Mixed Sim(混合仿真)命令,打开Analyses Setup(分析设置)对话框,在Collect Data For(收集数据)栏,从列表中选择Active Signals / Probes(活动信号/探头)。双击IN、OUT(进、出),把它们添加到Active Signals(活动信号)内,勾选Operating Point Analysis、Transient Analysis(工作点分析、瞬态分析),如图1.77所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/A354F5/15367253305343506/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0041_0004.jpg?sign=1738859003-W8SbU0Sqhsf8wGq45p0mvJnYv53ibVEy-0-24233a6a301d9c66cc29f9285ac60c1e)
图1.77
Step12 在Analyses Setup(分析设置)对话框中,继续选中AC Small Signal Analysis(AC小信号分析)选项,进行相应参数的设置,如图1.78所示。单击OK(确定)按钮进行仿真,生成仿真分析波形,如图1.79所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/A354F5/15367253305343506/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0042_0001.jpg?sign=1738859003-Q38x7oEjtjS9EGLaaIPwpRioWj5cO6cf-0-35a1d538a1dbaab144750c0aac983db5)
图1.78
![](https://epubservercos.yuewen.com/A354F5/15367253305343506/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0042_0002.jpg?sign=1738859003-f0uOY3SJgIXvBY7yI1KBHKDFOi4RvuMW-0-e54f6dd8ca8004805998de4dca007dd6)
图1.79
Step13 完成电路原理图仿真设计后,单击Save(保存)按钮,保存文件。