Altium Wiki

Information and resources for electronic product designers

Skip to end of metadata
Go to start of metadata

Contents

Добро пожаловать в Altium Designer — среду проектирования, обеспечивающую полный цикл разработки электронного устройства. В этом учебном пособии мы начнем с создания проекта печатной платы на базе схемы несинхронизированного мультивибратора. Если вы раньше не работали в Altium Designer, обратитесь к статье Среда проектирования Altium Designer, в которой описан пользовательский интерфейс, приведена информация по использованию панелей и управлению проектной документацией.

Создание нового проекта печатной платы

Проект Altium Designer содержит параметры, связанные с проектом, и ссылки на все документы. Файл проекта (вида xxx.PrjPCB) представляет собой текстовый файл ASCII, в котором перечислены использующиеся в проекте документы и параметры формирования выходных данных, например, для печати или передачи в системы управления производством (CAM). Документы, не связанные с каким-либо проектом, называются свободными (Free Documents). В проект добавляются ссылки на листы с принципиальными схемами и целевые выходные данные, например, печатная плата, ПЛИС, встроенные (VHDL) или библиотечные пакеты. После компиляции проекта можно выполнять такие операции, как проверка проекта, синхронизация и сравнение. Например, при компиляции проект обновляется с учетом всех изменений, внесенных в исходную принципиальную схему или печатную плату.

Процесс создания проекта не зависит от его типа. В данном случае используем проект печатной платы. Сначала мы создадим файл проекта, а затем добавим в него чистый лист принципиальной схемы. Позже мы создадим файл печатной платы и добавим его в проект.

Начнем с создания проекта печатной платы:

  1. В меню File (Файл) выберите New » Project » PCB Project (Новый » Проект » Проект печатной платы) или нажмите Blank Project (PCB) (Новый проект (печатная плата)) в разделе New (Новый) панели Files (Файлы). Если панель не отображается, нажмите кнопку System (Система)*в правом нижнем углу основного окна и выберите *Files (Файлы).
  2. Открывается панель Projects (Проекты), на которой отображается новый файл проекта PCB_Project1.PrjPCB (без добавленных документов).
  3. Переименуйте файл проекта (с расширением .PrjPCB). Для этого из меню File(Файл) выберите Save Project As(Сохранить проект как…). Перейдите в папку на жестком диске, в которой хотите сохранить проект, в поле File Name (Имя файла) введите имя Multivibrator.PrjPCB и нажмите кнопку Save(Сохранить).

Создание листа принципиальной схемы

Теперь мы добавим в проект новый лист принципиальной схемы. На этом листе мы построим схему несинхронизированногомультивибратора.

Для создания листа принципиальной схемы выполните следующие шаги:

  1. Щелкните правой кнопкой мыши на файле проекта на панели Projects (Проекты) и выберитеAdd New to Project » Schematic (Добавить к проекту новый документ » Принципиальная схема). В главном окне открывается чистый лист принципиальной схемы с именем Sheet1.SchDoc, а на панели Projects (Проекты) в каталоге Source Documents (Исходные документы) появится значок схемы, связанной с проектом.
  2. Сохраните новую схему (с расширением .SchDoc), выбрав из меню File » Save As (Файл » Сохранить как). Перейдите в папку на жестком диске, в которой хотите сохранить схему, в поле File Name (Имя файла)*введите имя Multivibrator.SchDoc и нажмите кнопку *Save (Сохранить). Обратите внимание, что документы, сохраненные в той же папке, что и файл проекта (или во вложенных папках), связываются с проектом с использованием относительных путей, а файлы, сохраненные в другом месте, — с использованием абсолютных путей.
  3. Поскольку мы добавили в проект принципиальную схему, файл проекта изменился. Щелкните правой кнопкой мыши на имени файла проекта на панели Projects (Проекты) и выберитеSave Project (Сохранить проект).

Открыв чистый лист принципиальной схемы, вы заметите, что рабочая среда изменилась. На основной панели инструментов появились новые кнопки, стали доступными новые панели инструментов, в строке меню появились новые пункты и появилась панель Sheet (Лист). Вы находитесь в редакторе принципиальных схем. Вы можете настроить многие элементы рабочего пространства под свои требования. Например, вы можете изменить расположение и настроить содержимое панелей инструментов и меню.

Задание параметров документа принципиальной схемы

В Altium Designer вы можете активировать любое меню, нажав клавишу-акселератор («Горячая» клавиша) (подчеркнутая буква в названии меню). Для вложенных пунктов меню также имеются горячие клавиши.

К примеру, чтобы выбрать из меню View » Fit Document (Вид » Весь документ), можно нажать клавишу V, а затем — клавишу D.

Кроме того, многие подменю, такие как Edit » DeSelect(Редактировать » Отменить выделение), можно вызвать напрямую. Например, чтобы вызвать команду Edit » DeSelect » All on Current Document (Редактировать » Отменить выделение» Все в текущем документе), необходимо нажать клавишу X (чтобы напрямую вызвать меню DeSelect (Отменить выделение)), а затем — клавишу S.

Прежде чем начинать построение схемы, необходимо задать параметры документа. Выполните следующие действия:

  1. Из меню Design (Проект) выберитеDocument Options (Параметры документа), чтобы открыть соответствующее окно.
  2. В рамках данного учебного пособия мы лишь зададим формат листа A4. Это можно сделать на вкладке Sheet Options(Параметры листа) в поле Standard Styles (Стандартные стили).
  3. Нажмите OK, чтобы закрыть диалоговое окно и обновить размер листа.
  4. Чтобы вписать документ в область просмотра, из меню View (Вид) выберите Fit Document (Весь документ).
  5. Сохраните лист принципиальной схемы, выбрав из меню File » Save (Файл » Сохранить, последовательность клавиш: F, S).

Теперь мы зададим общие параметры принципиальной схемы.

  1. Из меню Tools (Инструменты) выберитеSchematic Preferences (Настройки принципиальной схемы, последовательность клавиш: T, P), чтобы открыть схемотехническую область окна Preferences(Настройки). В этом диалоговом окне вы можете задавать глобальные параметры, применяемые ко всем листам принципиальных схем, над которыми вы работаете.
  2. В диалоговом окне перейдите на страницу Schematic - Default Primitives (Принципиальная схема - Базовые элементы по умолчанию) и включите опцию Permanent (Постоянные) (в правой части окна). Нажмите OK, чтобы закрыть диалоговое окно.

Обратите внимание, что Altium Designer поддерживает многоуровневую операцию отмены, позволяя отменить несколько предыдущих действий. Количество действий, которые можно отменить командой Undo (Отмена), задается пользователем и ограничено лишь объемом оперативной памяти компьютера. Соответствующий параметр можно настроить на странице Schematic - Graphical Editing (Принципиальные схемы - Графическое редактирование) диалогового окна Preferences(Настройки)

Построение принципиальной схемы

Схема мультивибратора.

Теперь мы готовы начать построение принципиальной схемы. В этом учебном пособии мы будет работать со схемой, представленной на рисунке выше. Это схема несинхронизированного мультивибратора, в которой используется два транзистора 2N3904.

Поиск компонентов и загрузка библиотек

Для управления тысячами условных графических обозначений, включенных в Altium Designer, предусмотрены мощные возможности поиска по библиотеке. Несмотря на то что все необходимые нам компоненты находятся в стандартных библиотеках, полезно уметь искать компоненты по всем библиотекам. Выполните следующие действия, чтобы найти и добавить библиотеки, необходимые для учебной схемы.

Сначала мы выполним поиск транзистора типа 2N3904.

  1. Откройте панель Libraries (Библиотеки), если она не отображается на экране. Легче всего это сделать, нажав кнопку System (Система) в правом нижнем углу основного окна и выбрав Libraries (Библиотеки) из контекстного меню. В статье  Working with Panels содержатся подробные сведения о настройке и управлении панелями.
  2. Нажмите кнопку Search (Поиск) на панели Libraries (Библиотеки) или выберите из меню Tools » Find Component (Инструменты » Найти компонент), чтобы открыть диалоговое окно Libraries Search (Поиск по библиотекам).
  3. Убедитесь, что в диалоговом окне заданы следующие опции:
  • В первой строке фильтра в поле Field (Поле) введено Name (Имя), из списка Operator(Оператор) выбрано contains(содержит), а в поле Value(Значение) введено 3904.
  • В поле Scope (Область) для параметра Search in(Поиск в…) выбрано значение Components(Компоненты) и выбрана опция Libraries on path (Путь к библиотекам).
  • Путь указывает на установленные библиотеки Altium, например,C:Program Files{}Altium Designer Summer 09Library.

    Поиск в установленных или во всех доступных библиотеках.
  1. Нажмите кнопку Search (Поиск), чтобы начать поиск. Результаты запроса отображаются на панели Libraries (Библиотеки) по мере их нахождения.
  2. Щелкните на компоненте 2N3904, найденном в библиотеке Miscellaneous Devices.IntLib. Эта библиотека содержит символы доступных биполярных транзисторов, готовых к аналого-цифровомумоделированию.
  3. Если вы выберете компонент из библиотеки, которая еще не установлена, вам будет предложено подтвердить ее установку. Только после этого вы сможете пользоваться компонентами из этой библиотеки. Поскольку библиотека MiscellaneousDevices(Различные устройства) уже установлена, компонент готов к размещению. Добавленные библиотеки отображаются в выпадающем списке в верхней части панели Libraries (Библиотеки). Компоненты выбранной библиотеки отображаются ниже. Вы можете использовать фильтр для быстрого нахождения компонента в библиотеке.

    Результаты поиска компонентов, содержащих в своем названии строку *3904*.

Размещение компонентов на принципиальной схеме

В первую очередь мы разместим на схеме два транзистора: Q1 и Q2. Общая компоновка схемы представлена на эскизе выше.

  1. Из меню View (Вид) выберитеFit Document (Весь документа) (последовательность клавиш: V, D), чтобы полностью вписать лист в окно.
  2. Откройте панель Libraries (Библиотеки), щелкнув на ее вкладке в правой части рабочего пространства.
  3. Из выпадающего списка в верхней части панели Libraries (Библиотеки) выберите библиотеку Miscellaneous Devices.IntLib, чтобы сделать ее активной.
  4. Воспользуйтесь фильтром, чтобы быстро найти необходимый компонент. По умолчанию в качестве фильтра задан групповой символ (star) , означающий отображение всех содержащихся в библиотеке компонентов. Введите *3904* в поле фильтра, чтобы отобразить список компонентов, имеющих в своем названии текст«3904».
  5. Выберите в списке пункт 2N3904 и нажмите кнопку Place (Разместить). Альтернативный способ — дважды щелкнуть на имени компонента. Курсор принимает вид перекрестья, к которому «прикреплен» контур символа транзистора. Вы находитесь в режиме размещения компонентов. При перемещении курсора контур транзистора перемещается вместе с ним . НЕ размещайте компонент на этом этапе.
  6. Перед размещением компонента на принципиальной схеме изменим его свойства. Нажмите клавишу TAB, чтобы открыть диалоговое окно Component Properties (Свойства компонента).
  7. В группе Properties (Свойства) введите Q1 в качестве позиционного обозначения (Designator).
  8. Убедитесь, что в качестве посадочного места (в группе Models (Модели)) выбраноBCY-W3/E4. В интегрированной библиотеке каждый компонент имеет условное графическое обозначение и, как минимум, одно посадочное место. Некоторые компоненты имеют модели, необходимые для проведения аналого-цифрового моделирования.
  9. Значения остальных параметров оставьте заданными по умолчанию и нажмите OK, чтобы закрыть диалоговое окно.

Теперь можно разместить элемент. Когда вы находитесь в режиме редактирования или размещения компонентов (курсор мыши имеет форму перекрестья), перемещение курсора за пределы окна документа приведет к автоматическому панорамированию.

Если вы случайно передвинули курсор далеко от схемы, нажмите клавиши V, F (View » Fit All Objects (Вид » Все объекты)), чтобы перерисовать содержимое окна. Эту функцию можно использовать даже в процессе размещения объекта.

Для манипулирования объектом, прикрепленным к курсору, можно воспользоваться следующими клавишами:

- Y - обращение элемента по вертикали

- X - обращение элемента по горизонтали

- Пробел - поворот элемента на 90° против часовой стрелки.- Shift+Пробел — поворот элемента на 90° по часовой стрелке.

  1. Переместите курсор (с присоединенным символом транзистора) так, чтобы поместить транзистор чуть левее центра листа. Для размещения транзистора на схеме щелкните левой кнопкой мыши или нажмите ENTER.
  2. Переместив курсор, вы увидите, что на схеме появился транзистор. Однако вы еще находитесь в режиме размещения компонентов, и символ транзистора по-прежнему прикреплен к курсору. Таким образом вы можете последовательно разместить несколько элементов одного типа. Теперь разместим второй транзистор. Он того же типа, что и первый, поэтому нам не нужно редактировать его атрибуты перед размещением. При размещении нескольких элементов Altium Designer автоматически увеличивает на единицу числовой индекс в позиционном обозначении элементов. Поэтому второй транзистор будет обозначен как Q2.
  3. Если вы взглянете на эскиз схемы, то заметите,что транзистор Q2 зеркальноотражен относительноQ1. Чтобы получить зеркальное отражение размещаемого элемента, нажмите клавишу X Это переворачивает элемент по горизонтали (вдоль оси X).
  4. Переместите курсор правее транзистора Q1. Для более точного размещения дважды нажмите клавишу PAGE UP, чтобы зумировать изображения на два шага. Теперь вы должны видеть линии сетки.

    Чтобы отредактировать атрибуты объекта, помещенного на принципиальную схему, дважды щелкните на нем левой кнопкой мыши. При этом появляется диалоговое окно Component Properties (Свойства компонента).

  1. Установив курсор в нужном положении, щелкните левой кнопкой мыши или нажмите ENTER, чтобы разместить Q2. На схеме снова размещается транзистор, и символ транзистора по-прежнему прикреплено к курсору.
  2. Поскольку все необходимые транзисторы размещены, нажмите правую кнопку мыши или клавишу ESC, чтобы выйти из режима размещения элементов. Курсор принимает форму стрелки.

Теперь мы разместим четыре резистора.

Обратите внимание, что компоненты, поддерживающие аналого-цифровое моделирование, могут иметь несколько соответствующих параметров (например, резистор имеет 1 параметр моделирования, биполярный транзистор — 5 параметров, а полевой МОП-транзистор — 13). Если предполагается выполнять моделирование, необходимо задать значение сопротивления в виде параметра с именем Value (Значение).

Если схема будет использоваться как для моделирования, так и для проектирования печатной платы, то необязательно вводить значение дважды (для параметра Value (Значение) и в поле Comment (Комментарий)). Altium Designer поддерживает возможность отображения значения любого параметра в поле Comment (Комментарий). Развернув выпадающий список поля Comment (Комментарий), вы увидите, что программа автоматически формирует список всех текущих параметров. Вы можете выбрать необходимый параметр, чтобы отобразить его в поле Comment(Комментарий).

  1. Взгляните на панель Libraries (Библиотеки) и убедитесь, что библиотека Miscellaneous Devices.IntLib является активной.
  2. Введите res1 в поле фильтра под именем библиотеки.
  3. Выберите Res1 из списка компонентов и нажмите кнопку Place (Разместить). Рядом с курсором появляется символ резистора.
  4. Нажмите клавишу TAB, чтобы открыть окно Component Properties (Свойства компонента). В группе Properties (Свойства) задайте позиционное обозначение первого элемента, введяR1 в поле Designator (Обозначение).
  5. Убедитесь, что посадочное место AXIAL-0.3 выбрано в качестве текущего в списке Models (Модели).
  6. Содержимое поля Comment (Комментарий) компонента принципиальной схемы соответствует содержимому поля Comment (Комментарий) компонента печатной платы. Обычно в этом поле вводят значение сопротивления резистора. Для R1 введите значение 100k *(*100 кОм).
  7. Поскольку мы не будем заниматься моделированием, убедитесь, что опцияVisible (Видимый) для параметра Value (Значение) отключена, а в поле Comment (Комментарий) задано корректное значение (в данном случае 100K).
  8. Нажмите ПРОБЕЛ, чтобы повернуть резистор на 90°, обеспечив корректную ориентацию.
  9. Расположите резистор над базой транзистора Q1 (см. эскиз) и нажмите левую кнопку мыши или клавишу ENTER. На данном этапе не беспокойтесь о соединении резистора с транзистором. Позже мы соединим все элементы.
  10. Теперь поместите резистор R2 на 100 кОм над базой Q2. Числовой индекс автоматически увеличивается на единицу при размещении следующего элемента.
  11. Осталось добавить еще два резистора, R3 и R4, оба с сопротивлением 1 кОм. Нажмите клавишу TAB, чтобы открыть диалоговое окно Component Properties (Свойства компонента), введите 1k в полеComment (Комментарий) и убедитесь, что опция Visible (Видимый) для параметра Value (Значение) отключена. Нажмите OK, чтобы закрыть диалоговое окно.
  12. Разместите элементы R3 и R4 в соответствии с эскизом схемы. Щелкните правой кнопкой мыши или нажмите клавишу ESC, чтобы выйти из режима размещения компонентов.

Теперь добавим на схему два конденсатора.

Чтобы изменить расположение объекта, наведите на него курсор, нажмите левую кнопку мыши и, удерживая ее, перетащите объект в новое место. По завершении отпустите левую кнопку мыши.
Если предполагается проведение моделирования, необходимо задать емкость конденсатора 20n (20нФ) в качестве значения параметра Value (Значение) . Затем можно включить отображение значения этого параметра в поле Comment (Комментарий). Поскольку мы не будем заниматься моделированием, убедитесь, что опция Visible (Видимый)*для параметра *Value *(Значение)*отключена.

  1. Необходимый нам конденсатор также находится в библиотекеMiscellaneous Devices.IntLib, которая должна быть выбрана на панели Libraries(Библиотеки).
  2. Введите cap в поле фильтра на панели Libraries (Библиотеки).
  3. Выберите CAP из списка компонентов и нажмите кнопку Place (Разместить). Рядом с курсором появляется символ конденсатора.
  4. Нажмите клавишу TAB, чтобы открыть свойства конденсатора. В диалоговом окне Component Properties (Свойства компонента) в поле Designator (Обозначение) введите C1, в поле Comment (Комментарий) введите 20n, отключите опцию Visible (Видимый) для параметра Value(Значение) и убедитесь, что в качестве посадочного места выбрана модель RAD-0.3. Нажмите OK.
  5. Разместите два конденсатора тем же способом, что и предыдущие элементы.
  6. Щелкните правой кнопкой мыши или нажмите клавишу ESC, чтобы выйти из режима размещения компонентов.

Последний элемент, который необходимо добавить на схему, — это разъем. Этот компонент находится в библиотеке Miscellaneous Connectors.IntLib.

  1. Выберите Miscellaneous Connectors.IntLib из списка библиотек на панели Libraries (Библиотеки). Нам нужен двухконтактный разъем, поэтому введите *2 в поле фильтра на панели Libraries (Библиотеки).
  2. Выберите Header 2 из списка элементов и нажмите кнопку Place (Разместить). Нажмите TAB для редактирования атрибутов. В поле Designator (Обозначение) введите Y1 и убедитесь, что в качестве посадочного места выбрано HDR1X2. Наличие параметра Value (Значение) не требуется, поскольку при моделировании этот компонент заменяется источником питания. Нажмите OK, чтобы закрыть диалоговое окно.
  3. Перед размещением компонента нажмите X, чтобы отразить его по горизонтали. Щелкните левой кнопкой мыши, чтобы поместить разъем на принципиальную схему.
  4. Щелкните правой кнопкой мыши или нажмите клавишу ESC, чтобы выйти из режима размещения компонентов.
  5. Сохраните принципиальную схему, выбрав из меню File » Save (Файл » Сохранить, комбинация клавиш: F, S).

    Вы можете перемещать группу выбранных объектов схемы, используя клавиши стрелок. Выбранные объекты можно «привязать» к узлам сетки, нажимая клавиши стрелок при нажатой клавише CTRL. Удерживая клавишиCTRL+SHIFT, вы можете перемещать объекты с интервалом в 10 шагов сетки.

    Перемещение выбранных объектов осуществляется в соответствии с текущим шагом сетки Snap Grid. Altium Designer содержит несколько предустановленных значений шага сетки. Нажимая клавишу G в любое время, вы можете переключаться между ними. Текущий шаг сетки отображается в строке статуса.

    На странице Schematic -- Grids (Принципиальная схема – Сетки) диалогового окна Preferences (Настройки) (DXP » Preferences) можно добавлять и редактировать конфигурации сетки в метрической или британской системе измерения. На странице Schematic - Default Units (Принципиальная схема - Единицы по умолчанию) окна Preferences (Настройки) можно выбрать тип единиц измерения: DXP Defaults (DXP по умолчанию), Imperial (Британские) или Metric (Метрические).

Итак, мы разместили все компоненты. Взгляните на рисунок ниже и обратите внимание, что между компонентами оставлены большие промежутки, чтобы обеспечить их удобное соединение. Это важно, поскольку соединение не может пересекать вывод какого-либо элемента по пути к следующему выводу цепи. В этом случае все выводы будут подключены к этой цепи. Для перемещения компонента щелкните на нем и, удерживая левую кнопку мыши, перетащите компонент в новое место.

Компоненты, размещенные на схеме.

Соединение элементов схемы

Советы

- Для удаления последней вершины соединения нажмите BACKSPACE

- Для изменения направления углового изгиба нажмите ПРОБЕЛ

- Для перебора всех возможных режимов угловых изгибов нажимайте SHIFT+ПРОБЕЛ. В нашем случае следует воспользоваться прямоугольным режимом.

- Щелкните правой кнопкой мыши или нажмите клавишу ESC, чтобы выйти из режима размещения компонентов.

- Для графического редактирования формы соединения сначала выберите его щелчком мыши, а затем перетащите сегмент или вершину.

- Когда соединение пересекает соединительную точку вывода компонента или прерывается на другом соединении, Altium Designer автоматически создает узел.

Соединение компонентов – это процесс создания связей между различными компонентами схемы. Проложите электрические соединения между элементами схемы в соответствии с эскизом схемы, выполняя следующие шаги:

  1. Выберите удобный вид листа схемы, используя клавиши PAGE UP и PAGE DOWN для зумирования. Альтернативные способы зумирования: вращать колесо мыши, удерживая клавишу CTRL, либо перемещать мышь вверх/вниз, удерживать клавишу CTRL и правую кнопку мыши.
  2. Для начала присоединим резистор R1 к базе транзистора Q1 следующим образом. Из меню Place (Разместить)*выберите *Wire (Соединение) (последовательность клавиш: P, W) или нажмите кнопку Wire (Соединение) на панели инструментов Wiring (Прокладка соединений), чтобы войти в режим размещения соединений. Курсор мыши принимает форму перекрестья.
  3. Расположите курсор у нижнего вывода резистора R1. Если вы расположили курсор правильно, то рядом с ним появится красный маркер соединения (большая звездочка). Это означает, что курсор расположен в точке электрического контакта  компонента.
  4. Щелкните левой кнопкой мыши или нажмите ENTER, чтобы закрепить соединение в этой точке. Переместив курсор, вы увидите, что соединение начинает тянуться от точки закрепления к курсору.
  5. Расположите курсор под R1 на уровне базы Q1. Щелкните мышью или нажмите ENTER, чтобы закрепить соединение в этой точке. Между первой и второй точкой прокладывается соединение.
  6. Наведите курсор на базу Q1 так, чтобы появился красный маркер соединения. Щелкните мышью или нажмите ENTER, чтобы закрепить соединение на базе Q1.
  7. Обратите внимание, что курсор по-прежнему имеет форму перекрестья. Это означает, что вы можете продолжить прокладку соединений. Для выхода из режима прокладки соединений следует щелкнуть правой кнопкой мыши или нажать клавишу ESC. Не делайте этого сейчас.
  8. Теперь соединим C1 с Q1 и R1. Наведите курсор на левый вывод  C1, затем щелкните мышью или нажмите ENTER для начала нового соединения. Перемещайте курсор горизонтально, пока не дойдете до проводника, соединяющегоQ1 с R1. Появляется маркер соединения. Щелкните мышью или нажмите ENTER, чтобы проложить сегмент соединения. После этого щелкните правой кнопкой мыши или нажмитеESC, чтобы закончить прокладку соединения. Обратите внимание, что два проводника соединяются автоматически.
  9. Соедините остальные элементы схемы, как показано на рисунке ниже.

    Соединенные компоненты схемы.

    Проводник, проходящий через конец вывода, будет автоматически присоединен к этому выводу, даже если вы затем удалите узел. Перед тем как продолжить убедитесь, что ваша схема выглядит так, как показано на рисунке. 

  10. Закончив прокладку всех соединений, щелкните правой кнопкой мыши или нажмите клавишу ESC, чтобы выйти из режима размещения. Курсор снова принимает форму стрелки.
    Если вы хотите переместить компонент вместе со всеми соединениями, перетащите его, удерживая клавишу CTRL, или выберите Move »Drag (Переместить » Перетащить).

Цепи и метки цепей

Каждый набор соединенных между собой выводов компонентов, образует так называемую цепь. Например, одна из цепей включает в себя базу Q1, один вывод R1 и один вывод C1.

Чтобы облегчить поиск важных цепей в схеме, вы можете присвоить им метки. Чтобы добавить метки для двух цепей питания, выполните следующее:

  1. В меню Place (Разместить) выберитеNet Label (Метка цепи) (последовательность клавиш: P, N). Рядом с курсором появляется прикрепленная метка цепи.
  2. Для редактирования параметров метки перед ее размещением нажмите клавишу TAB. Открывается диалоговое окно Net Label (Метка цепи).
  3. В поле Net (Цепь) введите 12V и нажмитеОК, чтобы закрыть диалоговое окно.
  4. Расположите метку так, чтобы ее левый нижний угол касался самого верхнего проводника на схеме. Когда метка касается проводника, курсор принимает форму красного перекрестья. Если перекрестье имеет серый цвет, то это значит, что вы пытаетесь расположить метку на выводе, а не на соединении.
  5. После размещения первой метки вы все еще находитесь в режиме размещения, поэтому нажмите клавишу TAB для редактирования параметров следующей метки.
  6. В поле Net (Цепь) введите GND и нажмите OK, чтобы закрыть диалоговое окно.
  7. Расположите метку так, чтобы ее левый нижний угол касался самого нижнего проводника на схеме. Щелкните правой кнопкой мыши или нажмите клавишу ESC, чтобы выйти из режима размещения компонентов.
  8. Из меню File (Файл) выберитеSave (Сохранить) (последовательность клавиш: F, S), чтобы сохранить схему. Сохраните также проект.

Поздравляем! Вы только что спроектировали свою первую принципиальную схему в Altium Designer. Перед тем как начать проектирование печатной платы на основе этой схемы, необходимо настроить параметры проекта и проверить его на наличие ошибок.

Настройка параметров проекта

Все параметры, относящиеся к проекту, настраиваются в диалоговом окне *Options* *for* *Project* *(Опции проекта)*.

Все параметры, относящиеся к проекту, настраиваются в диалоговом окне Options for Project (Параметры для проекта) (Project » Project Options (Проект » Опции проекта)). Сюда относятся параметры проверки на наличие ошибок, параметры матрицы соединений, генератора классов, компаратора, отчета об изменениях, пути выходных данных и опции списка соединений, формат именования многоканальных схем, настройки печати по умолчанию, пути поиска, и другие параметры проекта. Altium Designer использует эти параметры при компиляции проекта.

При компиляции также применяются комплексные правила проектирования и электрические правила. После устранения всех ошибок скомпилированная принципиальная схема может быть передана в документ печатной платы с формированием серий запросов на внесение изменения Engineering Change Order (ECO).

В основе этого процесса лежит механизм сравнения, который определяет различия между принципиальной схемой и печатной платой и формирует список изменений (ECO) для устранения всех несоответствий. Особенностью данного подхода является не только непосредственная работа с принципиальной схемой и печатной платой (без создания промежуточного списка соединений), но и возможность использовать его для синхронизации схемы и печатной платы на любом этапе проектирования. Механизм сравнения также позволяет находить различия между исходными и целевыми файлами и выполнять обновление (синхронизацию) в обоих направлениях.

Выходные данные проекта, такие как сборки, данные для производства и отчеты можно настроить с помощью меню File (Файл) и Reports (Отчеты). Эти данные также содержатся в файле проекта и поэтому всегда доступны для данного проекта. Кроме того, вы можете задать параметры выходных данных в файле Output Job (File » New » Output Job File (Файл » Новый » Файл Output Job)). Подробнее — в разделе  Documentation Outputs.

Проверка электрических свойств принципиальной схемы

Принципиальная схема в Altium Designer — это больше чем чертеж, она также содержит информацию об электрических соединениях компонентов. Вы можете использовать эти данные для проверки проекта. При компиляции проекта Altium Designer проверяет его на наличие ошибок в соответствии с правилами, заданными на вкладках Error Reporting (Сообщения об ошибках) и Connection Matrix (Матрица соединений) диалогового окна Options for Project (Параметры проекта). Все выявленные нарушения правил отображаются на панели Messages (Сообщения).

  1. Из меню Project (Проект)*выберите *Project Options (Параметры проекта), чтобы открыть диалоговое окно Options for Project(Параметры проекта) (показано на рисунке выше).
  2. В этом диалоговом окне вы можете задать любые параметры, относящиеся к проекту. Сейчас мы внесем некоторые изменения на вкладках Error Reporting (Сообщения об ошибках),Connection Matrix (Матрица соединений) и Comparator(Компаратор).

Настройка сообщений об ошибках

Вкладка Error Reporting (Сообщения об ошибках) в диалоговом окне Options for Project (Параметры проекта) используется для настройки проверки проекта на наличие ошибок. Параметр Report Mode (Режим отчета) задает степень важности отображаемого нарушения. Для изменения этого параметра необходимо развернуть выпадающий список Report Mode (Режим отчета) напротив описания нарушения и выбрать желаемый уровень важности. В рамках данного учебного материала мы не будем изменять эти параметры.

Настройка матрицы соединений

Матрица соединений определяет, выполнение каких электрических условий будет проверяться на схеме.

После компиляции проекта список выводов для каждой цепи содержится в памяти Altium Designer. Определяется тип каждого вывода (например: входной, выходной, пассивный и т. д.), затем каждая цепь проверяется на наличие неправильно соединенных выводов, когда, например, выходной вывод соединен с выходным. На вкладке Connection Matrix (Матрица соединений) диалогового окна Options for Project (Параметры проекта) можно указать, выводы каких типов можно соединять друг с другом.< Приведем пример. Взгляните на список типов в правой части матрицы и найдите строку Output Pin (Выходной вывод). Найдите место пересечения этой строки со столбцом Open Collector Pin (Открытый коллектор). Оранжевый цвет квадрата на пересечении указывает на то, что соединение выходного вывода с открытым коллектором на принципиальной схеме вызовет ошибку при компиляции проекта.

Для каждого типа ошибок вы можете выбрать уровень: от игнорирования до критической ошибки. Для внесения изменений в матрицу соединений необходимо выполнить следующее:

  1. Чтобы изменить один из параметров, необходимо щелкнуть на цветном квадрате. При этом происходит перебор четырех возможных значений. Вы также можете щелкнуть правой кнопкой мыши в диалоговом окне, чтобы отобразить меню, в котором можно задать все параметры одновременно, а также вернуть значения по умолчанию.
  2. Наша схема содержит только пассивные выводы (на резисторах, конденсаторах и разъеме) и входные выводы (на транзисторах). Давайте проверим, определяет ли матрица неподключенные пассивные выводы. Найдите строку Passive Pin (Пассивный вывод). Найдите столбецUnconnected (Неподключенные). Квадрат на их пересечении указывает важность ошибки при наличии неподключенных пассивных выводов. По умолчанию квадрат зеленый, то есть ошибка не будет включена в отчет.
  3. Щелкните на этом квадрате, чтобы он стал желтым. Теперь при обнаружении неподключенных пассивных выводов во время компиляции проекта будет отображаться предупреждение. Позже мы намеренно воспроизведем эту ошибку.

Настройка компаратора

На вкладке Comparator (Компаратор) окна Options for Project (Параметры проекта) задается поведение программы (оповещение или игнорирование) при обнаружении определенных различий между файлами во время компиляции. В рамках данного учебного материала нам не требуется отображать некоторые различия, которые используются только в иерархических проектах, например, «комнаты».

  1. Перейдите на вкладку Comparator (Компаратор) и найдите элементы Changed Room Definitions (Изменения определения «комнат»), Extra Room Definitions ( Дополнительные определения «комнат») и Extra Component Classes (Дополнительные классы компонентов) в разделе Differences Associated with Components (Различия, связанные с компонентами).
  2. Для каждого из этих компонентов выберите Ignore Differences (Игнорировать различия) из выпадающего списка в столбце Mode (Режим). Не перепутайте компоненты с классами компонентов!

Теперь все готово для компиляции проекта и проверки на наличие ошибок.

Компиляция проекта и проверка на наличие ошибок

Во время компиляции проекта производится проверка выполнения проектных и электрических правил во всех документах. Предупреждения и сообщения обо всех найденных ошибках отображаются на панели Messages (Сообщения). Подробная информация отображается на панели Compiled Errors (Ошибки компиляции). Мы уже задали правила на вкладках Error Checking (Проверка ошибок) и Connection Matrix (Матрица соединений) диалогового окна Options for Project(Параметры проекта), поэтому можем начинать проверку.

  1. Чтобы скомпилировать проект Multivibrator, из менюProject (Проект) выберите Compile PCB Project (Скомпилировать проект платы).
  2. При компиляции все предупреждения и сообщения об ошибках отображаются на панели Messages (Сообщения). Панель появляется автоматически только при наличии ошибок. Чтобы открыть ее вручную, нажмите кнопку System (Система) в правом нижнем углу рабочего пространства и выберите Messages (Сообщения) из появившегося меню.
    Дважды щелкните на элементе списка на панели, чтобы проанализировать сообщение об ошибке. Скомпилированные документы также отображаются на панели Navigator (Навигатор). Кроме них, на панели можно просмотреть развернутую иерархию, компоненты, цепи и модель соединений.
  3. Если принципиальная схема построена правильно, на панели Messages (Сообщения) не должно отображаться каких-либо сообщений. При наличии ошибок изучите каждую из них и проверьте правильность соединения схемы.

Сейчас мы намеренно допустим ошибку в схеме и повторно скомпилируем проект:

  1. Щелкните на вкладке Multivibrator.SchDoc в верхней части рабочей области, чтобы сделать этот документ активным.
  2. Щелкните в середине проводника, соединяющего R1 с базой Q1. На каждом конце соединения появляются маленькие квадратные «ручки» для редактирования, а само соединение отображается в виде пунктирной линии. Нажмите клавишуDELETE, чтобы удалить соединение.
  3. Скомпилируйте проект повторно (Project » Compile PCB Project (Проект » Скомпилировать проект платы)), чтобы проверить его на наличие ошибок. На панели Messages (Сообщения) появится сообщение, предупреждающее о наличии в схеме несоединенных выводов.
  4. При двойном щелчке на сообщении появляется панель Compile Errors (Ошибки компиляции), на которой отображается подробная информация об ошибке. Щелкнув на элементе в этой панели, вы можете перейти к объекту на схеме, вызвавшему ошибку.

    Чтобы очистить панель Messages (Сообщения) от сообщений, щелкните на ней правой кнопкой мыши и выберитеClear All (Очистить все) в контекстном меню.

Перед тем как закончить эту часть учебного материала, устраним ошибку в схеме.

  1. Сделайте документ принципиальной схемы активным.
  2. Из меню Edit (Правка) выберите Undo (Отменить) (комбинация клавиш: CTRL + Z). Ранее удаленное соединение должно восстановиться.
  3. Теперь еще раз скомпилируйте проект (Project » Compile PCB Project (Проект » Скомпилировать проект платы)), чтобы убедиться, что ошибка устранена. На панели Messages (Сообщения) не должно отображаться каких-либо сообщений.
  4. Из меню View (Вид)*выберите *Fit All Objects (Все объекты) (последовательность клавиш: V, F), чтобы вписать схему в окно.
  5. Сохраните принципиальную схему и проект.

Now we have completed and checked our schematic, it is time to create the PCB.

Создание печатной платы

Основная статья:  Preparing the Board for Design Transfer

Перед тем как передать данные проекта из редактора принципиальных схем в редактор печатных плат, необходимо создать, как минимум, пустую печатную плату. Самый простой способ создания печатной платы в Altium Designer — это использование PCB Board Wizard (Мастера создания печатной платы), который позволяет выбрать один из стандартных контуров,а также задавать собственные габариты платы.  На любом этапе работы мастера, используя кнопку Back можно вернуться к предыдущим действиям, чтобы проверить или изменить введенные данные.

Чтобы создать печатную плату с помощью мастера, выполните следующие действия:

  1. Откройте панель Files (Файлы). По умолчанию эта панель прикреплена с левой стороны окна Altium Designer. Если панель не отображается, нажмите кнопку System (Система) в правом нижнем углу рабочего пространства и выберите Files (Файлы) в появившемся меню.
  2. В разделе New from Template (Из шаблона) в нижней части панели Files (Файлы) щелкните на элементе PCB Board Wizard (Мастер создания печатных плат). Если эта опция не отображается, сверните некоторые разделы панелиFiles (Файлы), щелкнув на значке со стрелками вверх в заголовке раздела.
  3. Открывается главная страница мастера. Нажмите Next (Далее) для продолжения.
  4. В качестве системы единиц измерения выберите Imperial (Британская) (1000мил = 1 дюйм).
  5. На следующей странице мастера необходимо выбрать контуры платы. Мы укажем собственные размеры платы. Выберите Custom (Пользовательская) из списка конфигураций платы и нажмите Next (Далее).
  6. На следующей странице необходимо задать собственные параметры платы. Для нашего устройства будет достаточно платы размером 2 x 2 дюйма. Для параметра Outline Shape (Форма контура) выберите значение Rectangular(Прямоугольная) и введите 2000 в поляхWidth(Ширина) и Height(Высота). Отключите опции Title Block and Scale (Форматка и масштаб), Legend String (Условные обозначения) и Dimension Lines (Размерные линии). Нажмите Next (Далее) для продолжения.
  7. На следующей странице можно указать количество слоев платы. Нам требуется 2 сигнальных слоя, слои питания не понадобятся. Нажмите Next (Далее) для продолжения.
  8. В качестве стиля переходных отверстий выберите Thruhole Vias (Только сквозные) и нажмите Next (Далее).
  9. На следующей странице задаются опции трассировки. Выберите опцию Through-hole components (Навесные компоненты) и опцию One Track (Одна трасса между соседними контактными площадками). Нажмите Next (Далее).
  10. На следующей странице можно задать некоторые проектные правила для ширины трасс и размеров переходных отверстий. Оставьте все опции заданными по умолчанию. Нажмите Next (Далее).
  11. Теперь мастер собрал достаточно информации для создания платы. Нажмите Finish (Готово). В редакторе печатных плат откроется новый файл печатной платы под именем PCB1.PcbDoc.
  12. Документ отображается в виде листа стандартного размера, на котором расположена пустая плата (черная область с сеткой). Чтобы отключить отображение листа, из меню Design (Проектирование) выберитеBoard Options (Параметры платы) и снимите флажок Display Sheet (Показать лист) в диалоговом окне Board Options (Параметры платы). Вы можете выбрать другой формат листа, сетки и основной надписи из набора шаблонов, поставляемых с Altium Designer.

    Добавление имеющегося файла печатной платы
    Если файл печатной платы уже создан, вы можете добавить его в проект. Для этого щелкните правой кнопкой мыши на имени проекта на панели Projects (Проекты) (не перепутайте с файлом печатной платы) и выберите Add Existing to Project (Добавить в проект) из контекстного меню. Выберите файл печатной платы и нажмите Open (Открыть). Теперь файл печатной платы должен отображаться в разделе Source Documents (Исходные документы) на панели Projects (Проекты). Кроме того, вы можете добавить файл путем перетаскивания. Список действий при этом способе представлен слева.

  13. Теперь, когда отображение чертежного листа отключено, покажите плату крупнее, выбрав из меню View » Fit Board (Вид » Вся плата) (последовательность клавиш: V, F).
  14. Откройте панель Projects (Проекты), если она не отображается (с помощью кнопки System (Система) в правом нижнем углу окна Altium Designer).
  15. Если новый файл печатной платы не был автоматически добавлен к проекту Multivibrator, перетащите его в древовидную структуру проекта на панели Projects (Проекты).
  16. Щелкните правой кнопкой мыши на новом файле печатной платы на панелиProjects (Проекты) и выберите Save As (Сохранить как) в контекстном меню. Убедитесь, что сохраняете файл в той же папке, в которой находятся остальные файлы проекта. В качестве имени файла введите Multivibrator.PcbDoc.

Перенос проектных данных

Процесс передачи данных принципиальной схемы на этап проектирования печатной платы запускается командой меню Design » Update PCB Document(Проектирование » Обновить документ печатной платы). При этом осуществляется компиляция проекта и формируется список изменений ECO, который выполняет следующие шаги:

  • Формируется список всех компонентов, используемых в проекте,и посадочных мест, необходимых для каждого из компонентов. При выполнении  ECOAltium Designer осуществляет поиск посадочных мест для каждого компонента в доступных библиотеках и размещает их на печатной плате. Если посадочное место недоступно, выдается сообщение об ошибке.
  • Создается список всех цепей в проекте (т. е. подключенных выводов компонента). При выполнении  ECO Altium Designer добавляет каждую цепь на печатную плату, а затем пытается добавить выводы, принадлежащие каждой цепи. Если вывод добавить не удается, то возникает ошибка. Обычно это связано с отсутствием посадочного места или с несоответствием контактных площадок посадочного места выводам на условном графическом обозначении.
  • Затем передаются дополнительные проектные данные, включая «комнаты» размещения, классы цепей и компонентов, а также правила проектирования печатных плат.

Перед тем как передавать данные принципиальной схемы в пустую печатную плату, необходимо удостовериться в доступности всех необходимых библиотек для схемы и для платы. В этом учебном материале мы используем только встроенные библиотеки, установленные по умолчанию, поэтому все необходимые посадочные места уже доступны. Теперь все готово для передачи данных принципиальной схемы на печатную плату.

Вы можете создать отчет о переданных изменениях ECO, нажав на кнопку Report Changes (Отчет об изменениях).
Чтобы передать данные принципиальной схемы в целевую печатную плату, выполните следующие действия:

  1. Откройте документ принципиальной схемы Multivibrator.SchDoc.
  2. Из меню Design (Проектирование) выберите Update PCB Document (Обновить документ печатной платы) Multivibrator.PcbDoc. Осуществляется компиляция проекта и открывается диалоговое окно Engineering Change Order (Уведомление о технических изменениях).

    Для каждого изменения, которое необходимо внести в печатную плату в соответствии со схемой, создается отдельный ECO.
  3. Нажмите кнопку Validate Changes (Проверить изменения). Если все изменения корректны, напротив каждого изменения в графе Status (Состояние) должен появиться зеленый флажок. Если изменения не прошли проверку, закройте диалоговое окно, просмотрите содержимое панели Messages (Сообщения) и устраните ошибки.
  4. Нажмите Execute Changes (Выполнить изменения), чтобы внести изменения в печатную плату. По завершении процесса все строки помечаются зеленым флажком в столбце Done (Готово).
  5. Нажмите Close (Закрыть). Открывается документ печатной платы с компонентами, расположенными за пределами платы. Последовательно нажмите клавиши V, D (View » Document (Вид » Весь документ)), если компоненты не помещаются на текущем виде.

Начало проектирования печатной платы

После выполнения ECO компоненты и цепи появятся в рабочем пространстве печатной платы, справа от самой платы. Обратите внимание, что контактные площадки некоторых компонентов отмечены зеленым цветом — это означает нарушение правил проектирования. Вскоре мы определим причины и устраним эти проблемы.

Редактор печатных плат может отображать модели плат как в двумерном, так и в трехмерном виде (для отображения 3D требуется графический адаптер с поддержкой DirectX 9.0C и Shader Model 3 или более поздней версии, подробности — в статье Performance comparison of graphics cards. Двумерный режим, многослойная среда, которая идеально подходит для решения стандартных задач разработки печатных плат: размещения компонентов, трассировки и соединения. Трехмерный режим позволяет всесторонне изучать конструкцию платы, представленный в виде полноценной 3D-модели (в 3D-режиме отсутствуют некоторые возможности, доступные в 2D-режиме). Для перключения между 2D и 3D режимами можно воспользоваться командами меню View » Switch To 3D (Вид » Переключиться в 3D) и View » Switch To 2D (Вид » Переключиться в 2D) (клавиши: 2 (2D), 3 (3D)).

Компоненты и цепи, используемые в проекте, размещены в пространстве печатной платы.

Настройка среды проектирования печатных плат

Перед тем как начать размещение компонентов на плате, необходимо настроить некоторые параметры рабочей среды, например, параметры сеток, а также задать параметры печатной платы, такие как слои и правила проектирования.

Сетки в среде проектирования печатных плат

Редактор печатных плат поддерживает работу как с британскими, так и с метрическими единицами. Чтобы изменить систему единиц измерения, в меню View (Вид) выберите Toggle Units(Переключить единицы измерения) (или нажмите клавишу Q). Независимо от текущих настроек вы можете принудительно задавать единицы при вводе значений, а также воспользоваться сочетанием клавиш Ctrl+Q при открытом диалоговом окне для переключения между системами единиц.
Необходимо удостовериться в корректности сетки перед размещением компонентов. Все объекты, размещенные на печатной плате, привязываются к сетке. Необходимо настроить сетку в соответствии с технологией трассировки, которую предполагается использовать.

В нашем устройстве используются компоненты с британскими размерами, минимальный шаг между выводами равен 100 мил. Мы зададим шаг сетки, кратный этому значению, например, 50 мил или 25 мил. Таким образом, при размещении выводы всех компонентов будут попадать в узлы сетки. Кроме того, ширина трассы и расстояние между трассами должно равняться 12 мил и 13 мил соответственно (значения по умолчанию, заданные в мастере создания печатной платы), т.е. минимальное расстояние между осевыми линиями параллельных трасс будет равняться 25 мил. Таким образом, наиболее подходящий шаг сетки — это 25 мил.

Для задания шага сетки выполните следующие действия:

  1. Из меню Design (Проектирование) выберите Board Options(Параметры платы) (последовательность клавиш: D, O), чтобы открыть диалоговое окно Board Options(Параметры платы).
  2. Для параметров SnapGrid (Шаг сетки) и Component Grid (Сетка компонента) задайте значение 25mil, выбрав его из выпадающего списка или введя вручную. Это же диалоговое окно используется для настройки электрической сетки. Эта сетка применяется при размещении электрических объектов; она переопределяет сетку привязки.
  3. Нажмите OK, чтобы закрыть диалоговое окно.

Шаг сетки 25 мил.

Параметры размещения компонентов

Рассмотрим некоторые опции, позволяющие облегчить размещение компонентов.

  1. В меню Tools (Инструменты) выберите Preferences (Настройки) (последовательность клавиш: T, P), чтобы открыть диалоговое окно Preferences(Настройки). В диалоговом окне откройте страницу PCB Editor -- General(Редактор печатных плат – Общие) и убедитесь, что в группе Editing Options(Параметры редактирования) включена опция Snap To Center(Привязка к центру). Если эта опция включена, то при «захвате» компонента для перетаскивания курсор автоматически помещается в точку привязки этого компонента.
  2. Перейдите на страницу PCBEditor -- Display (Редактор печатных плат – Настройки графики) диалогового окна Preferences(Настройки). В группе DirectX Options (ПараметрыDirectX) включите опцию Use DirectX if possible (По возможности использовать DirectX). Эта опция позволяет использовать 3D-режим просмотра. Нажмите OK, чтобы закрыть окно Preferences (Настройки). Если использованиеDirectX невозможно, то полноценный просмотр в 3D-режиме будет недоступен.

Задание стека слоев и использование прочих неэлектрических слоев

Итак, мы настроили параметры рабочего пространства. Теперь необходимо настроить электрические и неэлектрические слои, используемые в проекте.

Физические слои и стек управления расположением слоев

Редактор печатных плат в Altium Designer поддерживает до 32 сигнальных слоев и 16 слоев питания. Поскольку мы проектируем простую плату, трассировку можно выполнить на одной или на двух сторонах платы. При работе над сложным проектом можно добавить слои с помощью диалогового окна Layer Stack Manager(Управление стеком слоев).

  1. Из меню Design (Проектирование)*выберите *Layer Stack Manager(Управление стеком слоев) (последовательность клавиш: D, K), чтобы открыть диалоговое окно Layer Stack Manager (Управление стеком слоев).
  2. Новые слои добавляются после выбранного в данный момент слоя. Параметры слоев, такие как толщина медного покрытия и диэлектрические свойства, можно настроить, дважды щелкнув на имени слоя. Нажмите OK, чтобы закрыть диалоговое окно.

Настройка отображения слоев

Помимо электрических слоев (сигнальных и слоев питания), редактор печатных плат поддерживает несколько видов неэлектрических слоев. Ниже перечислены три основных типа слоев, доступных в редакторе печатных плат:

  • Электрические слои — до 32 сигнальных слоев и до 16 внутренних слоев питания.
  • Механические слои — до 32 механических слоев общего назначения, используемых для нанесения размеров, заводских обозначений, инструкций по сборке и т.п.  Эти слои могут быть выборочно включены в выходные данные для печати и Gerber - файлы.  Кроме того, можно назначать пары слоев, в этом случае объект, помещенный на один из парных слоев в редакторе библиотек, будет перенесен на другой парный слой, если компонент перевернуть на нижнюю сторону платы.
  • Специальные слои — сюда входят верхние и нижние слои шелкографии, слои паяльных паст и защитных масок, слои сверловки, слои с зонами запрета трассировки, слои для размещения контактных площадок и переходных отверстий многослойных ПП, слои электрических соединений, слои маркеров ошибок, слои сеток, слои отверстий и другие слои отображения.

Параметры отображения всех слоев задаются в диалоговом окне View Configurations (Конфигурации отображения) (Design » Board Layers and Colors (Проектирование » Слои платы и цвета)или клавиша L). При таком большом количестве слоев и множестве возможных конфигураций удобно использовать функцию сохранения текущих параметров в качестве конфигурации отображения. Вы можете выбирать из доступных конфигураций отображения из выпадающего списка на главной панели инструментов, как показано ниже.

Включенные слои отображаются в виде вкладок в нижней части рабочего пространства. Щелкнув на вкладке правой кнопкой мыши, вы получаете доступ к часто используемым командам для работы со слоями.

Из выпадающего списка можно выбрать необходимую конфигурацию отображения.

Конфигурация отображения представляет собой набор параметров, управляющих внешним видом рабочего пространства в 2D и 3D режиме (применима к редактору печатных плат и редактору библиотек посадочных мест). Конфигурация отображения, которая использовалась при сохранении документа, также сохраняется вместе с файлом. Таким образом, при открытии файла при следующем запуске программы Altium Designer будет использована связанная с этим файлом конфигурация отображения. Конфигурации отображения также можно сохранять локально и использовать в любое время в любом документе печатной платы. Если документу не присвоена какая-либо конфигурация отображения, то при его открытии используется конфигурация по умолчанию. Конфигурации отображения создаются и сохраняются с помощью опций в левой части окна View Configurations (Конфигурации отображения).

Кроме настройки видимости слоев, в диалоговом окне View Configurations (Конфигурации отображения) можно также задавать цвета слоев, а также устанавливать системные параметры цвета, которые будут применяться ко всем документам, а не только к текущей конфигурации отображения. Можно также создавать и сохранять цветовые профили для 2D рабочего пространства. Профили похожи на конфигурации отображения, их можно применять в любое время.
Диалоговое окно View Configurations (Конфигурации отображения) также позволяет задавать другие параметры отображения, включая:

  • Способ отображения каждого типа объектов (сплошной, контур, скрытый) на вкладке Show/Hide (Показать/Скрыть).
  • Различные опции просмотра, например отображение имен цепей, номеров контактных площадок, маркера начала координат и т.д. Эти опции задаются на вкладке View Options (Опции просмотра).

Диалоговое оно *View* *Configurations* *(Конфигурации отображения)* вызывается нажатием клавиши L

Давайте создадим простую двумерную конфигурацию просмотра.

1.Откройте диалоговое окно View Configurations (Конфигурации отображения)(Design » Board Layers & Colors (Проектирование » Слои платы и цвета)). Активная конфигурация отображается в таблице Select PCB View Configuration (Выберите конфигурацию вида печатной платы) в левой верхней части диалогового окна. Если активен 3D режим, выберите 2D конфигурацию.
2. Находясь на вкладке Board Layers And Colors (Слои и цвета платы), убедитесь, что включены опции Only show layers in layer stack (Показывать только слои стека) и Only show enabled mechanical layers (Показывать только включенные механические слови). Это обеспечивает отображение только тех слоев, которые включены в стек платы.
3. Щелкните на надписи Used Layers On (Включить используемые слои) в нижней части окна. Данная опция включает отображение только используемых слоев, то есть тех, на которых имеются объекты.
4. Щелкните на образце цвета слоя Top Layer (Верхний слой), чтобы открыть диалоговое окно 2D System Colors (Системные цвета 2D). Здесь вы можете менять цвет слоя, однако помните, что это системные настройки — они будут применяться к каждому открываемому документу платы. Обратите также внимание на опцию Previous (Предыдущий), которая позволяет вернуть предыдущий цвет. НажмитеCancel (Отменить), чтобы закрыть диалоговое окно без внесения изменений.
5. Отключите отображение четырех слоев масок (Mask layers (Слои масок)), слоя центров отверстий (Drill Guide (Слой центра отверстия)) и слоя сверловки (Drill Drawing (Слой сверловки)).
6. В группе Actions (Действия)*нажмите *Save As view configuration (Сохранить как конфигурацию вида) и сохраните файл под именем Tutorial. Для файла необязательно указывать расширение — оно будет добавлено автоматически.
7. Нажмите OK, чтобы закрыть диалоговое окно View Configurations(Конфигурации отображения), применив изменения.
8. Проверив выпадающий список на главной панели инструментов, вы увидите, что новая конфигурация отображения стала активной.

Примечание: Помните, что настройки цвета 2D слоев являются системными и применяются ко всем файлам печатных плат. Тем не менее, вы можете создавать, редактировать и сохранять двумерные цветовые профили в диалоговом окне 2D System Colors (Системные цвета 2D).

Задание правил проектирования

Редактор печатных плат является средой, основанной на правилах. Это означает, что при внесении изменений в проект, например, размещении трасс, перемещении компонентов и выполнении автоматической трассировке, Altium Designer отслеживает каждое действие и проверяет соблюдение правил проектирования. При нарушении какого-либо правила программа незамедлительно сообщает об этом. Задавая правила перед началом работы над платой, вы сможете полностью сосредоточиться на проектировании, так как будете знать, что программа сообщит вам о каждой ошибке.

Всего существует 10 категорий правил проектирования, в каждой из которых можно выделить несколько типов правил. Правила проектирования охватывают требования к электрическим параметрам, трассировке, изготовлению, размещению и целостности сигнала.

Все требования задаются в виде правил или условий в диалоговом окне *Rules* *and* *Constraints* *Editor* *(Редактор правил и ограничений)*.

Сейчас мы зададим несколько правил проектирования, которые регламентируют ширину цепей питания. Чтобы задать эти правила, выполните следующие действия:

1. Убедитесь, что печатная плата является активным документом, и из меню Design (Проектирование) выберите Rules (Правила).
2. Открывается диалоговое окно PCB Rules and Constraints Editor (Редактор правил и ограничений для печатной платы). Категории правил отображаются в левой части окна, в папке Design Rules (Правила проектирования). Дважды щелкните на категорииRouting (Трассировка), чтобы отобразить список правил трассировки. Разверните подкатегорию Width (Ширина), чтобы показать имеющиеся правила, задающие ширину трассы.
3. Щелкните на правиле, чтобы выбрать его. В правой части окна отображаются настройки выбранного правила, включая область действия правила и условия, устанавливаемые правилом. В данный момент все правила либо заданы по умолчанию, либо заданы при использовании мастера создания печатной платы.
4. Выберите правило Width (Ширина), чтобы показать его настройки. Это правило применяется ко всем цепям на печатной плате, поскольку область действия указана как All (Все).

Важная особенность системы правил Altium Designer — это возможность задавать несколько правил одного типа для различных объектов или подмножеств объектов, уже охватываемых другим правилом. Точный набор объектов для каждого правила задается областью действия. Порядок применения правил одного типа определяется приоритетом правил. Например, вы можете задать правило ширины трассы (для всех цепей), а затем задать второе правило ширины для цепи заземления (это правило имеет более высокий приоритет и переопределяет предыдущее), а затем задать третье правило для отдельного соединения цепи заземления (оно имеет самый высокий приоритет и переопределяет оба предыдущих правила). Чтобы отобразить приоритеты правил, необходимо выбрать тип правила в правой части диалогового окна. В данном случае, выбрав тип Width (Ширина), вы отобразите список всех правилширины, включая их приоритеты.

Сейчас задано только одно правило ширины проводников, которое применяется ко всей печатной плате (ширина = 12 мил). Мы зададим еще одно правило, устанавливающее ширину трасс для цепей 12V и GND (25 мил). Чтобы добавить новое правило, выполните следующие действия:

  1. Выберите тип правил Width (Ширина) в левой части диалогового окна PCB Rules and Constraint Editor (Редактор правил и ограничений печатной платы), щелкните правой кнопкой мыши и выберите New Rule (Новое правило) из контекстного меню. Появляется новое правило с именем Width_1. Выберите его в списке правил, чтобы показать его настройки.
  2. В поле Name (Название) введите Width_Power.
  3. Теперь мы зададим область действия правила с помощью Query Builder (Мастер запросов). Чтобы получить доступ к мастеру, выберите опцию Advanced (Query) (Расширенный (запрос)). Вы всегда можете вести запрос напрямую, если знаете его синтаксис. Для построения сложных запросов вы можете выбрать опцию Advanced (Расширенный), а затем нажать кнопку Query Helper (Помощник запроса), чтобы открыть диалоговое окно Query Helper (Помощник запроса).
  4. Нажмите кнопку Query Builder (Мастер запросов), чтобы открыть диалоговое окно Building Query from Board (Формирование запроса из платы).
  5. Щелкните в поле Add first condition(Добавить первое условие) и выберитеBelongs to Net(Относится к цепи) из выпадающего списка. Щелкните в поле Condition Value (Значение условия) и выберите из списка 12V. В правой части окна отображается предварительный текст запроса InNet ('12V').
  6. Щелкните на надписи Add another condition(Добавить другое условие), чтобы добавить в область действия цепь GND. В качестве типа условия выберите Belongs to Net (Относится к цепи) и GND в качестве значения.
  7. В левой части диалогового окна щелкните на операторе AND (И) и выберитеOR (ИЛИ) из выпадающего списка. Убедитесь, что запрос выглядит как InNet('12V') OR InNet('GND').
  8. Нажмите OK, чтобы закрыть диалоговое окно Building Query from Board (Формирование запроса из платы). Теперь в группеFull Query (Полный запрос) отображается новый запрос, отражающий область действия правила.
  9. В нижней части диалогового окна PCB Rules and Constraints Editor (Редактор правил и ограничений печатной платы) задайте следующие параметры:
  • Min Width = 10mil
  • Preferred Width = 25mil
  • Max Width = 50mil
    Новое правило будет сохранено при закрытии диалогового окна или при выборе другого правила.
  1. Выберите исходное правило с именем Width (Ширина) (область действия — All (Все)) и убедитесь, что для параметров Min Width (Мин. ширина), Max Width (Макс. ширина) и Preferred Width (Выбранная ширина) задано значение 12mil.
  2. Нажмите OK, чтобы закрыть диалоговое окно.

    При ручной или автоматической трассировке все трассы будут иметь ширину 12 мил, за исключением цепей GND и 12V, ширина которых будет равна 25 мил.

Размещение компонентов на печатной плате

Приступим к размещению компонентов.

При перемещении компонента соединения автоматически перераспределяются оптимальным образом. Таким образом, вы можете находить наиболее удачное положение и ориентацию компонентов.

  1. Последовательно нажмите клавиши V и D, чтобы перейти к крупному плану платы и компонентов.
  2. Наведите курсор на контур разъема Y1, нажмите и удерживайте левую кнопку мыши. Курсор примет форму перекрестья и переместится в точку привязки компонента. Продолжая удерживать левую кнопку мыши, перетащите компонент.
  3. Поместите посадочное место у левого края платы (компонент не должен выходить за границы платы), как показано на рисунке ниже.

    Компоненты, размещенные на плате.

    Чтобы разместить компонент в текущей позиции, отпустите кнопку мыши. Обратите внимание, что линии соединений перемещаются вместе с компонентом. Разместите остальные компоненты, руководствуясь приведенным выше рисунком. Для поворота компонента на 90° против часовой стрелки необходимо нажать ПРОБЕЛ во время перетаскивания компонентов. Линии соединений должны выглядеть так, как показано на рисунке.
    Текстовые метки компонентов перемещаются таким же образом — для перетаскивания удерживайте левую кнопку мыши, для поворота нажимайте ПРОБЕЛ. Altium Designer также содержит мощные интерактивные средства размещения. Воспользуемся ими, чтобы  выровнять с заданным интервалом четыре резистора. Удерживая клавишу SHIFT, щелкните на каждом из четырех резисторов, чтобы выбрать их. Вы также можете выбрать их рамкой. Каждый выбранный компонент помечается закрашенным прямоугольником. Цвет прямоугольника задается системным параметром цвета Selections (Выбранные). Вы можете изменить этот цвет в диалоговом окне View Configurations (Конфигурации отображения) (Design » Board Layers & Colors (Проектирование » Слои платы и Цвета)или клавиша L).

    Выбранные объекты можно перемещать на один шаг сетки, нажимая клавиши стрелок при нажатой клавише CTRL. Удерживая клавишу SHIFT, можно перемещать объекты на 10 шагов сетки.

    Выравнивание взаимного расположения резисторов.
  4. Щелкните правой кнопкой мыши и выберите Align » Align (Выравнивание » Выровнять) из контекстного меню (последовательность клавиш: A, A). В диалоговом окне Align Objects (Выровнять объекты) выберите опцию Space Equally (Распределить равномерно) в группе Horizontal (По горизонтали) и опцию Top (По верхнему) в группе Vertical (По вертикали). Теперь резисторы выровнены с одинаковым интервалом
  5. Щелкните в любой точке рабочей области, чтобы снять выделение с резисторов.

Изменение посадочного места

Разместив все элементы, мы видим, что посадочное место конденсаторов слишком большое и не соответствует нашим требованиям. Мы заменим посадочное место на другое с меньшими размерами.

  1. Дважды щелкните мышью на одном из конденсаторов, чтобы открыть диалоговое окно Component (Компонент).
  2. Обратите внимание, что в группе параметров Footprint (Посадочное место) в качестве имени посадочного места указано RAD-0.3. Чтобы выбрать другое посадочное место, нажмите клавишу [...], как показано на рисунке ниже. Открывается диалоговое окно Browse Libraries (Выбрать в библиотеках).

    Нажмите, чтобы выбрать другое посадочное место.
  3. В диалоговом окне Browse Libraries (Выбрать в библиотеках) разверните выпадающий список установленных библиотек. Убедитесь, что выбрана библиотека Miscellaneous Devices.IntLib.
  4. Нам нужно посадочное место радиального типа с меньшими размерами, поэтому в поле Mask (Маска) введите rad.
  5. Нам подойдет посадочное место RAD-0.1, поэтому выберите его и нажмите OK, чтобы закрыть диалоговое окно Browse Libraries (Выбрать в библиотеках). Снова нажмите OK, чтобы закрыть окно Component (Компонент). Конденсатор теперь должен отображаться с новым посадочным местом.
  6. Проделайте то же со вторым конденсатором.
  7. При необходимости переместите текстовые обозначения.
  8. Сохраните файл печатной платы.

Печатная плата теперь должна выглядеть так, как показано на рисунке ниже.

Компоненты с измененными посадочными местами.

Мы разместили компоненты, теперь пора заняться трассировкой!

Интерактивная трассировка платы

Основные статьи:  Getting Ready to Route, Interactively Routing a Net, Modifying Existing Routing

Трассировка — это процесс прокладки проводников и переходных отверстий на плате с целью электрического соединения компонентов. Для облегчения этого процесса Altium Designer предлагает мощные средства интерактивной трассировки, а также топологический автотрассировщикSitus, который позволяет выполнить оптимальную трассировку всей платы или ее части одним нажатием кнопки.

При всех достоинствах автоматической трассировки бывают ситуации, когда ее недостаточно. В некоторых случаях вам потребуется полностью контролировать размещение проводников. В таких ситуациях вы можете выполнить разводку всей платы или ее части вручную. В этом разделе учебного материала мы выполним ручную разводкой односторонней печатной платы, располагая проводники на нижнем слое. Средства интерактивной трассировки обеспечивают максимальную эффективность и гибкость благодаря таким возможностям, как управление курсором при прокладке трасс, разводка соединения одним щелчком мыши, расталкивание или огибание препятствий, автоматическое следование существующим соединениям в соответствии с правилами проектирования.

Мы будем размещать трассы на нижнем слое печатной платы в соответствии с линиями соединений. Трассы на печатной плате формируются из последовательности прямых сегментов. При каждой смене направления начинается новый сегмент. Кроме того, по умолчанию в Altium Designer проводники можно располагать вертикально, горизонтально или под углом в 45°, что позволяет легко получать профессиональные результаты. Вы можете изменить эти настройки в соответствии с вашими требованиями, однако в этом учебном пособии мы воспользуемся настройками по умолчанию.

  1. Взгляните на вкладки слоев в нижней части рабочего пространства и посмотрите, какие слои являются видимыми. Если нижний слой (Bottom Layer) не отображается, нажмите клавишу L, чтобы открыть диалоговое окно View Configurations (Конфигурации отображения) и включите этот слой.
  2. Перейдите на вкладку Bottom Layer (Нижний слой), чтобы сделать его активным. 

    При трассировке вы можете переключаться между отображаемыми сигнальными слоями, нажимая клавишу * на цифровой клавиатуре.

  3. В меню Place (Разместить) выберите Interactive Routing (Интерактивная трассировка) (последовательность клавиш: P, T) или нажмите кнопку  . Interactive Routing (Интерактивная трассировка). Курсор примет форму перекрестья. Это означает, что вы находитесь в режиме размещения трасс.
  4. Наведите курсор на нижнюю контактную площадку разъема Y1. При этом происходит автоматическая привязка курсора к центру контактной площадки. Это одна из возможностей электрической сетки — автоматическая привязка к ближайшему электрическому объекту. Щелкните левой кнопкой мыши или нажмите ENTER, чтобы начать трассу в этой точке.
  5. Переместите курсор к нижней контактной площадке резистораR1. Обратите внимание, что сегменты трассы отображаются в виде контуров или штриховки и следуют за курсором (см. рисунок ниже). Контуры или штриховка означают, что сегмент еще не был размещен. Если вы будете перемещать курсор в исходное положение, неразмещенная трасса также будет укорачиваться. В данном случае вы можете осуществлять трассировку двумя способами:
    • Нажав CTRL + левую клавишу мыши вы вызываете функцию автоматического завершения трассы, которая мгновенно прокладывает соединение (вы можете воспользоваться этой функцией при наведении курсора на контактную площадку или на линию соединения). При этом трасса должна быть корректна с учетом всех препятствий. При работе с большими платами функция автоматического завершения не всегда бывает доступна, так как зачастую невозможно найти путь от исходной контактной площадки к целевой.
    • Щелкая левой кнопкой мыши, вы можете прокладывать трассу по сегментам, закончив ее на нижней контактной площадке R1. Этот способ позволяет полностью контролировать размещение трасс при минимальном количестве действий пользователя.

      Следование трассы за курсором упрощает процесс ручной трассировки. Незавершенные трассы отображаются в виде контуров или заштрихованными, а завершенные отображаются полностью закрашенными.

      Выполните трассировку остальных компонентов платы одним из описанных способов. На рисунке ниже приведен результат ручной трассировки.
      Если вас не устраивает результат прокладки какой-либо трассы, вы можете проложить ее заново. Altium Designer содержит мощные функции удаления трасс. Если вы проложите новую трассу для того же соединения, то при выходе из режима редактирования (щелчок правой кнопкой мыши) старая трасса (петля) будет автоматически удалена. old routing (loop) is automatically removed.
      Закончив трассировку, сохраните проект.

      Плата, разведенная вручную; все трассы располагаются на нижнем слое.

Средство интерактивной трассировки в Altium Designer поддерживает несколько режимов разрешения конфликтов, связанных с препятствиями на плате, такими как контактные площадки и существующие трассы. Сочетание клавиш SHIFT + R позволяет переключать различные режимы при интерактивной трассировке. Текущий режим отображается в строке статуса.

Вы можете управлять набором доступных режимов разрешения конфликтов на странице PCB Editor - Interactive Routing (Редактор печатных плат – Интерактивная трассировка) диалогового окна Preferences (Настройки) (DXP » Preferences (DXP » Настройки)).
Доступны следующие режимы:

  • Walkaround - в этом режиме программа пытается обойти имеющиеся препятствия, не перемещая их.
  • Stop at first obstacle - В этом режиме пользователь должен принимать решение самостоятельно, так как при возникновении препятствия на пути, трасса обрывается.
  • Push - В этом режиме программа пытается переместить объекты (трассы и переходные отверстия), если это не приведет к нарушениям.
  • Hug & Push - это комбинация режимов Walkaround (Огибание) и Push (Расталкивание). В этом режиме применяется обход препятствий, а также перемещение фиксированных препятствий.
  • Ignore - в этом режиме трассы можно прокладывать везде, даже поверх имеющихся объектов, игнорируя нарушения.

Если во время интерактивной трассировки конфликт не удается разрешить в режимах Push (Расталкивание) и Hug & Push (Огибание и Расталкивание), то в конце допустимой трассы появляется индикатор блокировки, как показано на рисунке ниже.

Если в режиме *Push (Расталкивание)*или \*Hug* *&*{*}Push* *(Огибание и расталкивание)* невозможно найти путь к цели, появляется индикатор блокировки.

Советы по трассировке

Keep in mind the following points as you are placing the tracks:

  • Для прокладки сегмента трассы до текущей позиции курсора необходимо щелкнуть левой кнопкой мыши или нажать ENTER. Заштрихованный сегмент означает, что трасса не завершена, пустым контуром обозначается предполагаемый следующий сегмент (он не будет размещен при щелчке мышью; для отключения этой функции нажмите клавишу 1). Завершенные трассы закрашиваются цветом слоя.
  •     Для автоматического завершения соединения необходимо щелкнуть левой кнопкой мыши, удерживая клавишу CTRL. Эта функция не сработает при наличии неразрешимых конфликтов.
  •     Нажимая клавиши SHIFT + R, можно переключать режимы разрешения конфликтов:Push (Расталкивание), Walkaround (Огибание), Hug and Push (Огибание и Расталкивание) и Ignore (Игнорирование).
  •     Нажимая SHIFT + ПРОБЕЛ, можно переключать различные режимы изгиба трасс. Доступны следующие режимы: под любым углом, 45°, 45° с дугой, 90° и 90° с дугой.
  •     Нажатием клавиши ПРОБЕЛ изменяется направление изгиба при всех режимах, кроме режима «под любым углом».
  •     Перерисовка экрана осуществляется нажатием клавиши ENDв любое время.
  •     Чтобы показать все объекты в пределах рабочей области, необходимо последовательно нажать клавиши V и F.
  •     Клавишами PAGE UP и PAGE DOWN осуществляется зумирование относительно позиции курсора. Панорамирование выполняется с помощью колеса мыши. Удерживая клавишу CTRL, можно осуществлять зумирование колесом мыши.
  •     Нажав клавишу BACKSPACE, можно отменить последний размещенный сегмент.
  •     Чтобы завершить текущую трассу, необходимо щелкнуть правой кнопкой мыши или нажать клавишуESC.
  •     Вам не удастся случайно соединить не связанные между собой контактные площадки. Altium Designer постоянно отслеживает соединения между элементами схемы и предотвращает подобные ошибки.
  •     Чтобы удалить сегмент трассы, необходимо сначала выбрать его щелчком мыши. Появляются «ручки» редактирования сегмента (остальные сегменты трассы будут выделены). Чтобы удалить выбранный сегмент, нажмите DELETE.
  •     При повторной прокладке трассы все лишние сегменты автоматически удаляются.
  •     Кроме того, удерживая CTRL, вы можете перетаскивать сегменты трассы с помощью левой кнопки мыши. Используя при этом горячие клавиши SHIFT+R, вы можете переключать режимы разрешения конфликтов.
  •     Закончив размещение всех трасс на печатной плате, щелкните правой кнопкой мыши или нажмите клавишу ESC, чтобы выйти из режима трассировки.

Создавая плату с помощью мастера, мы сделали ее двухсторонней, поэтому вы можете выполнять ручную трассировку на верхнем и нижнем слое. Перед этим следует отменить текущую трассировку, выбрав из менюTools » Un-Route » All (Инструменты » Отменить трассировку» Все). Трассировка выполняется таким же образом, а переключение между слоями осуществляется  клавишей «» на цифровой клавиатуре. Altium Designer автоматически добавляет переходные отверстия (в соответствии с правилом *Routing Via (Трассировка Переходное отверстие)) при смене слоев.

Автоматическая трассировка платы

Основная статья: Situs Autorouting Essentials

Чтобы увидеть, как легко выполнить автоматическую трассировку в Altium Designer, выполните следующие действия:

1. Отмените имеющуюся трассировку, выбрав из меню Tools» Un-Route » All(Инструменты » Отменить трассировку» Все) (последовательность клавиш: U, A).
2. В меню Auto Route (Автоматическая трассировка) выберите All (Все). Открывается диалоговое окно Situs Routing Strategies (Situs: Стратегии трассировки), в верхней части которого отображается настройки отчета о трассировке. Предупреждения и ошибки отображаются красным цветом, на них всегда следует обращать внимание.
3. Нажмите кнопку Route All(Трассировать все). На панели Messages *(Сообщения)*отображаются сообщения о процессе трассировки. Situs — это топологический автотрассировщик, его результаты сопоставимы с результатами работы опытного проектировщика печатных плат. Поскольку трассировка выполняется непосредственно в окне редактирования печатной платы, вы избавлены от необходимости экспорта и импорта файлов трассировки.
4. Чтобы выполнить трассировку только на одном слое, необходимо в диалоговом окне Situs Routing Strategies (Situs: Стратегии трассировки) нажмите кнопку Edit Layer Directions (Редактировать направление на слое) и измените поле Current Setting (Текущая настройка). Альтернативный метод: вы можете изменить правило проектирования Routing Layers (Слои трассировки).
5. Интересная особенность Situs заключается в том, что этот инструмент лучше работает со сложными платами с плотным расположением элементов. Чтобы улучшить качество трассировки, снова выберите Auto Route » All (Автоматическая трассировка » Все), но в этот раз выберите стратегию трассировки Cleanup (Очистка). При необходимости можно выполнить стратегиюCleanup (Очистка) несколько раз.
6. Из меню File (Файл) выберите Save (Сохранить)(последовательность клавиш: F, S), чтобы сохранить плату.

Fully autorouted board.

Примечание: Трассы, размещенные автотрассировщиком, отображаются в двух цветах: красный цвет означает, что проводник располагается на верхнем сигнальном слое, синим цветом отмечены проводники на нижнем слое. Слои, доступные для автоматической трассировки, определяются правилом Routing Layers (Слои трассировки), которое было создано с помощью мастера создания печатной платы PCB Board Wizard.  Также обратите внимание , что две цепи питания, идущие от разъема, шире остальных, в соответствии с двумя правилами ширины, которые мы создали. Не беспокойтесь, если ваши результаты отличаются от приведенных на рисунке. Поскольку размещение компонентов может отличаться, то и результат трассировки может быть другим.

Проверка печатной платы

Altium Designer - среда проектирования печатных плат, управляемая правилами. Для обеспечения целостности конструкции вы можете задавать различные типы правил проектирования. Обычно правила задаются в самом начале процесса проектирования, и проверка их выполнения осуществляется как во время работы над проектом, так и на завершающем этапе.

Ранее мы изучили правила, касающиеся трассировки, и добавили новое правило для ширины проводника.<} {>We also noted that there were already a number of rules that had been created by the PCB Board Wizard, and that there were some existing design rule violations against these default rules.<~>Мы также обратили внимание, что целый ряд правил был создан автоматически при использовании PCB Board Wizard (Мастер создания печатной платы), и созданная нами конструкция нарушает некоторые из этих правил.

Altium Designer поддерживает иерархию правил проектирования. Вы можете задать сколько угодно правил одного класса с разными областями действия. Область действия определяет приоритеты правил.
Чтобы проверить готовую плату на соответствие заданным правилам, мы запустим механизм Design Rule Check (DRC) (Проверка правил проектирования):

  1. В меню Design (Проектирование) выберите Board Layers &Colors (Слои платы и цвета) (Горячая клавиша: L). Убедитесь, что в таблице System Colors (Системные цвета) в строке DRC Error Markers (Маркеры ошибок DRC) включена опция Show (Показать).
  2. Из меню Tools (Инструменты) выберитеDesign Rule Check(Проверка правил проектирования) (последовательность клавиш: T, D). В диалоговом окне Design Rule Checker(Проверка правил проектирования) настраиваются опции как постоянной (online), так и ручной (batch) проверки. Щелкните на категории, например, Electrical (Электрические), чтобы просмотреть относящиеся к ней правила. Для каждого правила доступны опции Online (Постоянная) и Batch (Ручная). Мы оставим их заданными по умолчанию.

    Проверка правил, как постоянная, так и ручная, настраивается в диалоговом окне *Design* *Rule* *Checker* *(Проверка правил проектирования)*.
  3. В левой части диалогового окна выберите пункт Report Options (Настройки отчета). Просмотрите, но не изменяйте опции, и нажмите кнопку Run Design Rule Check (Запустить проверку правил проектирования). Запускается проверка, на основании которой формируется файл Design Rule Check - Multivibrator.html. Результаты также отображаются на панели Messages (Сообщения). Прокрутите отчет и обратите внимание на 2 типа выявленных нарушений:Silkscreen over Component Pads (Шелкография поверхконтактных площадок) и Clearance Constraint (Зазор).
  4. Щелкните на ссылке Silkscreen over Component Pads (Шелкография поверх контактных площадок), чтобы перейти к соответствующему разделу отчета, в котором описаны все случаи нарушения.
  5. Щелкнув на каком-либо нарушении, вы перейдете к месту на печатной плате, в котором выявлено нарушение. Степень зумирования настраивается на странице System -- Navigation (Система - Навигация) диалогового окна Preferences (Настройки), поэкспериментируйте, чтобы найти подходящее для себя значение.

    Каждое нарушение подробно описано, в данном случае расстояние между рисунком шелкографии и контактной площадкой меньше 10 мил, разрешенных правилом.
  6. Приводится подробное описание нарушения, к примеру, каждое нарушение типа Silkscreen over Component Pads (Шелкография поверх контактных площадок) будет отображаться как на рисунке выше. В данном случае программа показывает, что расстояние между рисунком шелкографии и контактной площадкой меньше 10 мил, разрешенных правилом. Цвет маркеров ошибок настраивается в диалоговом окне View Configurations (Конфигурации отображения).
  7. Чтобы узнать текущее расстояние между рисунком и контактной площадкой, выберите из меню Reports » Measure Primitives (Отчеты » Измерение примитивов), щелкните сначала на контактной площадке, а затем на линии шелкографии, которая вызывает нарушение. Текущий шаг сетки может быть слишком крупным для выбора малых объектов. В таком случае нажмите CTRL+G и задайте меньшее значение шага сетки, например, 5 мил.
  8. Когда оба объекта выбраны, появляется информационное диалоговое окно, в котором приводится расстояние между объектами. В нашем случае оно будет равняться примерно 9.504 милам.
  9. Для устранения этой ошибки мы можем либо отредактировать посадочное место, увеличив зазор, либо изменить правило, разрешая меньшее значение. В данном случае мы отредактируем правило. В меню Design (Проектирование) выберите Rules(Правила), чтобы открыть диалоговое окно PCB Rules and Constraints Editor (Редактор правил и ограничений печатной платы).
  10. В категории Manufacturing (Технологические требования) разверните тип правил Silkscreen Over Component Pads (Шелкография поверх контактных площадок) и выберите имеющееся правило.
  11. Измените значение параметра Silkscreen Over Exposed Component Pads Clearance (Зазор между шелкографией и контактными площадками компонента) с 10 мил на 9 мил.
  12. Постоянная проверка выполняется автоматически, удаляя отметки о нарушениях, которые были устранены. Запустите также ручную проверку: в меню Tools (Инструменты) выберите Design Rule Check(Проверка правил проектирования) и нажмите кнопку Run Design Rule Check(Запустить проверку правил проектирования).
  13. Теперь отображаются только 4 нарушения типа Clearance Constraint (Ограничение зазора). Щелкните на гиперссылке, чтобы перейти к списку нарушений, затем щелкните на одном из нарушений, чтобы показать его на печатной плате.

    Расстояние между контактными площадками меньше 13 мил, разрешенных правилом *Clearance* *Constraint* *(Ограничение зазора)*.
  • Измерьте расстояние между контактными площадками тем же способом, что использовался ранее. В информационном диалоговом окне должно отображаться значение, равное примерно 10.63 мил.

Обратите внимание, что контактные площадки транзисторов отмечены зеленым цветом, что сигнализирует о нарушении правил.

  1. Просмотрите список ошибок на панели Messages (Сообщения). В списке перечислены все выявленные нарушения на печатной плате. Обратите внимание на четыре случая нарушения правила Clearance Constraint (Ограничение зазора). Подробно описано, что нарушение связано с зазором между контактными площадками транзисторов Q1 и Q2.
  2. Дважды щелкните на ошибке в списке, чтобы перейти к ней на печатной плате. Обычно правила ограничения зазора задаются перед компоновкой платы с учетом технологии трассировки и физических свойств устройств. Давайте проанализируем ошибку, изучим текущее правило зазора и разрешим эту ситуацию.
  3. Откройте диалоговое окно PCB Rules and Constraints Editor (Редактор правил и ограничений печатной платы) (Design » Rules (Проектирование » Правила)). Разверните категорию Electrical (Электрические) и подкатегорию Clearance (Зазор). Здесь имеется одно правило, выберите его, чтобы показать настройки.
  4. Это правило требует, чтобы зазор между всеми объектами (All) был не меньше 13 мил. Поскольку контактные площадки транзистора расположены на меньшем расстоянии друг от друга, программа сообщает о нарушении.
  5. Мы знаем, что текущее значение зазора между контактными площадками транзисторов чуть больше 10 мил, поэтому мы создадим правило, разрешающее минимальный зазор в 10 мил только для транзисторов.
  6. В левой части диалогового окна выберите тип правил Clearance (Зазор), щелкните на нем правой кнопкой мыши и выберите New Rule (Новый правило) из контекстного меню.
  7. Выберите новое правило Clearance_1. Измените имя на Clearance_Transistors  и в качестве значения параметра Minimum Clearance (Минимальный зазор) задайте 10mil.
  8. Теперь необходимо задать область действия правила. Существует множество способов задания области действия, наиболее подходящий из них — это включение в область действия всех компонентов, имеющих посадочное место транзистора. В верхней части диалогового окна выберите опцию Advanced (Query) (Расширенный (запрос)) и нажмите кнопку *Query Builder (Мастер запросов), чтобы открыть диалоговое окно Building Query from Board (Формирование запроса из платы).
  9. Разверните выпадающий список в столбце Condition/Type Operator (Тип условия/Оператор) и выберите Associated with Footprint (Связанный с посадочным местом).
  10. В качестве значения условия (Condition Value) введите BCY-W3/E4 (тип посадочного места, используемый транзисторами) и нажмите OK. Новое правило проектирования должно выглядеть так, как показано на рисунке ниже.

    Правило проектирования, задающее минимальный зазор для всех компонентов, имеющих указанное посадочное место.
  11. Нажмите OK, чтобы закрыть окно PCB Rules and Constraint Editor (Редактор правил и ограничений печатной платы). Постоянная проверка выполняется автоматически, скрывая отметки о нарушениях, которые были устранены.
  12. Чтобы убедится в том, что все ошибки были устранены, запустите проверку еще раз (Tools » Design Rule Check (Инструменты » Проверка правил проектирования)). Прокрутите отчет и удостоверьтесь в отсутствии ошибок.

Отчет о проверке правил проектирования, демонстрирующий отсутствие нарушений.

Отлично! Мы закончили проектирование печатной платы и можем получить выходную документацию. Перед этим мы рассмотрим трехмерные возможности Altium Designer.

Просмотр платы в 3D

Теперь, когда ваша конструкция платы завершена, давайте рассмотрим его в качестве 3-мерного объекта.  Altium Designer позволяет просматривать полноценную 3D модель платы с любой точки. Для работы в 3D режимеAltium Designer требуется графический адаптер с поддержкой DirectX 9.0c и Shader Model 3. Чтобы протестировать систему в 3D режиме, откройте страницу PCB Editor -- Display (Редактор печатных плат – Настройки графики) окна Preferences (Настройки) (DXP » Preferences (DXP » Настройки)). Убедитесь, что опция Use DirectX if possible (По возможности использовать DirectX) включена, и нажмите кнопку Test DirectX (Протестировать DirectX).

Чтобы перейти в 3D режим, выберите из меню View » Switch To 3D (Вид » Переключиться в 3D ) (клавиша 3), или выберите конфигурацию трехмерного просмотра из выпадающего списка на панели инструментов PCB Standard. Теперь плата отображается как трехмерный объект.

Вы можете выполнять зумирование, панорамирование и поворот вида, используя следующие элементы управления:

  • Зумирование — перемещение мыши с удерживанием CTRL и правой кнопки мыши, прокрутка колеса мыши с удерживанием CTRL или нажатие клавиш PAGE UP / PAGE DOWN.
  • Панорамирование — перемещение мыши с удерживанием правой кнопки или прокрутка колеса мыши.
  • Поворот — перемещение мыши с удерживанием SHIFT и правой кнопки мыши. При нажатии клавиши SHIFT в позиции курсора появляется сфера с направлениями, как показано на рисунке ниже. Поворот модели осуществляется относительно центра сферы. Для этого необходимо перемещать мышь с нажатой правой кнопкой, наведя курсор на один из следующих указателей на сфере:
  • Центральная точка — поворот в любом направлении.
  • Горизонтальная стрелка — поворот по оси Y.
  • Вертикальная стрелка — поворот по оси X.
  • Сегмент окружности — поворот в плоскости Z.

Сфера для поворота 3D модели.

Вы можете настроить параметры отображения 3D модели с помощью диалогового окна View Configurations (Конфигурации отображения) (клавиша L). Вы можете выбирать цвет поверхности и рабочего пространства, а также задавать вертикальный масштаб для изучения внутренней структуры печатной платы. Для некоторых поверхностей можно задавать свойство прозрачности, причем, чем выше значение параметра, тем меньше «света» пропускает поверхность, скрывая объекты за ней. Вы также можете выбрать для отображения 3D корпусов или 3D объектов цветах их слоев.

Для отображения компонентов в 3D необходимо, чтобы каждый компонент имел 3D-модель корпуса. Вы можете импортировать 3D модели в формате STEP или создать собственные модели, создавая 3D объекты для каждого посадочного места в редакторе библиотек.

Кроме того, вы можете экспортировать документы печатной платы в формате STEP или DWG/DXF для использования в других программах (File » Save Copy As (Файл » Сохранить копию как…)).

Примечание:Находясь в 3D режиме, вы можете создать снимок текущего вида в буфер обмена, используя CTRL + C. Изображение помещается в буфер обмена Windows в растровом формате, готовое к использованию в других приложениях.

Печатная плата мультивибратора с 3D моделями компонентов.

Плата мультивибратора в корпусе из двух деталей.

Выходная документация

По завершении конструирования и компоновки печатной платы необходимо сформировать выходную документацию для утверждения, производства и сборки. Поскольку при производстве печатных плат могут использоваться различные технологии и методы, Altium Designer поддерживает несколько форматов выходных данных:

  • Assembly Drawings (сборочные чертежи) — расположение и ориентация компонентов на каждой стороне платы.
  • Pick and Place Files (файлы для оборудования автоматического монтажа) — используются машинами автоматического монтажа для установки компонентов на плату.

  • Composite Drawing — полный чертеж платы с компонентами и проводниками.
  • PCB 3D Prints — изображения платы в трехмерном пространстве.
  • Schematic Prints — изображения принципиальных схем, используемых в проекте.

  • Composite Drill Drawing — расположение и размеры отверстий (с обозначениями) на плате в одном чертеже.
  • Drill Drawing/Guides — расположение и размеры отверстий (с обозначениями) на плате на отдельных чертежах.
  • Final Artwork Prints – комбинация различных выходных данных в едином файле, который можно вывести на печать.
  • Gerber Files — данные для производства в формате Gerber.
  • NC Drill Files (файлы сверловки) — данные для сверлильных станков с числовым программным управлением.
  • ODB++ — данные для производства в формате баз данных ODB++.
  • Power-Plane Prints — чертежи экранных слоев.
  • Solder/Paste Mask Prints — чертежи слоев паяльных паст и защитных масок.
  • Test Point Report — выходные данные по контрольным точкам в различных форматах.

Списки цепей описывают логические соединения между компонентами проекта и используются для переноса данных в другие приложения.

  • Bill of Materials (Список материалов) — перечень деталей, необходимых для производства платы, с указанием их количества.
  • Component Cross Reference Report — список элементов принципиальной схемы.
  • Report Project Hierarchy — список исходных документов, используемых в проекте.
  • Report Single Pin Nets — список цепей, имеющих только одно соединение.
  • Simple BOM (Упрощенная форма списка использованных материалах) — BOM-файл  в текстовом формате или формате CSV (значения, разделяемые запятой).

Большую часть выходной документации можно конфигурировать, что позволяет адаптировать результаты проектирования в зависимости от конкретных требований. После завершения нескольких проектов вы можете заметить, что выходные документы проектов очень похожи. Для поддержания такой возможности в Altium Designer имеется механизм Output Job files(Вывод рабочей документации), который можно настраивать для любых проектов печатных плат и повторно использовать в других проектах.

Формирование Gerber-файлов

Каждый Gerber-файл соответствует одному слою на физической плате, это может быть слой шелкографии, верхний сигнальный слой, нижний сигнальный слой, слои масок и т.д. Желательно проконсультироваться с вашим производителем плат и согласовать требования перед передачей выходной документации, необходимой для изготовления вашей конструкции.

Формирование файлов для производства учебной печатной платы:

  1. В меню File (Файл) выберите Fabrication Outputs » Gerber Files (Выходные файлы для производства» Файлы Gerber). Открывается диалоговое окно Gerber Setup (НастройкиGerber).
  2. Перейдите на вкладку Layers (Слои), нажмите кнопку Plot Layers (Слои для печати) и выберите Used On (Только используемые). Нажмите OK, чтобы принять другие настройки по умолчанию.
  3. Сформированные Gerber-файлы открываются в редакторе CAM Editor (Редактор CAM). Файлы помещаются в папку \Project Outputs, которая автоматически создается в той папке, где находятся файлы проекта. Каждый файл имеет расширение, которое соответствует имени слоя, например, файл Multivibrator.GTO содержит слой Gerber Top Overlay (Gerber верхнего слоя шелкографии). Файлы добавляются на панель Projects (Проекты) в папку Generated CAM Documents (Сгенерированные документы CAM).

Подобным образом вы можете воспользоваться командой File » Fabrication Outputs » NC Drill Files (Файл » Выходные файлы для производства » Файлы сверловки NC) для формирования файлов сверловки. В диалоговом окне NC Drill Setup(Настройка сверловки NC)примите настройки по умолчанию.

Чтобы сформированные файлы не открывались автоматически, выберите из меню Project » Project Options (Проект » Опции проекта), перейдите на вкладку Options (Опции) и отключите опцию Open outputs after compile (Открыть результаты после компиляции).

Формирование BOM-файла

Создание списка материалов (BOM-файла) для учебной печатной платы:

  1. В меню Reports (Отчеты) выберите Bill of Materials (Список материалов). Появляется диалоговое окно Bill of Materials for PCB Document (Список материалов документа печатной платы).
  2. Воспользуйтесь этим диалоговым окном для формирования BOM-файла. Включите опцию Show (Показать) для каждого столбца, который необходимо добавить в список.
  3. Чтобы сгруппировать компоненты в BOM-файле по какому-либо типу данных, необходимо перетащить название соответствующего столбца из списка All Columns (Все столбцы) в список GroupedColumns(Сгруппированные столбцы). Например, чтобы сгруппировать компоненты по посадочному месту, перетащите элемент Footprint (Посадочное место) из списка All Columns (Все столбцы) в списокGrouped Columns(Сгруппированные столбцы). В списке данные будут отсортированы соответствующим образом.
  4. Включите опцию Open Exported (Открыть экспортированный), в качестве формата файла (File Format) выберите CSV и нажмите кнопку Export (Экспортировать). Сформированный BOM-файл откроется в программе, поддерживающей формат CSV (например,Microsoft Excel). Существует много вариантов для BOM-файла и другие отчеты, что обеспечивает высокий уровень гибкости определения и организации ваших отчетов. Закройте диалоговые окна.

Поздравляем! Вы завершили проектирование печатной платы.

Советы по дальнейшему изучению

В этом учебном материале мы рассмотрели только самые важные функции Altium Designer. Мы построили принципиальную схему, создали конструкцию печатной платы и выполнили ее трассировку, но это лишь поверхностный обзор мощных возможностейAltium Designer. Начав изучение Altium Designer, вы обнаружите огромное количество возможностей, облегчающих жизнь проектировщика.

В состав программного продукта включено несколько примеров, демонстрирующих его возможности. Вы можете открыть файлы с этими примерами, выбрав из менюFile » Open (Файл» Открыть) и перейдя в папку Examples (Примеры), которая находится в установочном каталоге Altium Designer. Во вложенных папках содержатся примеры, демонстрирующие специфические возможности Altium Designer.

В папке Circuit Simulation содержатся примеры использования возможностей аналого-цифрового моделирования в Altium Designer. Среди примеров вы также найдете различные аналоговые схемы, такие как усилители и источники питания, смешанные схемы, реализации математических функций, линейные и нелинейные зависимые источники и даже пример использования электронных ламп.

При увеличении скорости работы логических ключей и значений тактовой частоты возрастают требования к качеству цифрового сигнала.

Altium Designer включает в себя мощное средство анализа целостности сигнала, которое позволяет с высокой точностью моделировать и анализировать топологию платы. Требования к целостности сигнала, такие как импеданс цепи, выбросы и крутизна фронтов импульса задаются правилами проектирования печатных плат, а затем анализируются стандартной проверкой правил. Если необходимо проанализировать некоторые цепи более подробно, можно выбрать Tools » Signal Integrity (Инструменты » Целостность сигнала). Проект передается в среду Signal Integrity Analyzer (Анализатор целостности сигнала), где вы можете выполнять анализ отражений сигналов и перекрестных помех. Результаты представляются в виде осциллограммы, с помощью которой вы можете изучить поведение сигнала и выполнить измерения.

Смотри также

Labels
  • None