Курсовая на тему Курсовая работа 100121-06

Титульный лист















Содержание

Введение 3
Проектное задание 4
Данная микросхема позволяет преобразовывать аналоговый согнал в цифровой в 24 бит длины. Данная схемп показывает подключение данного АЦП. 7
Основная часть проектирования 8
Краткое описание пакета Altium 8
Описание проектируемого устройства (принципиальная схема назначение) 29
Описание процесса проектирования 29
I. Настройка приложения и проекта 29
II. Выбор схемы для примера 30
III. Поиск компонентов схемы и ведение базы данных 31
IV. Создание библиотеки компонентов 35
Создание схемы 41
V. Настройка параметров проекта и его проверка 45
VI. Создание макета печатной платы 47
VII. Создание классов для печатной платы 56
VIII. Схемы печатной платы: 65
Заключение 66
Список литературы 67
Приложение 68
Какое должно быть оптимальное расстояние между элементами на печатной плате? 68
Как следует размещать компоненты на печатной плате для монтажа ? 69
В какой сетке следует размещать компоненты на плате ? 71
Какой монтаж печатных плат лучше: двусторонний или односторонний ? 71
Что такое «Реперные знаки» (Fiducial Marks) и для чего они используется? 71
Как правильно подводить проводники к контактным площадкам, для того чтобы получить впоследствии хорошее качество пайки печатных плат? 74
Каким должно быть взаимное расположение переходных отверстий и контактных площадок для обеспечения хорошего качества пайки элементов на печатной плате? 76
Что такое панелирование печатных плат и для чего оно применяется? 77
Каким образом разделить печатные платы, объединенные в панель? 78












Введение

Компания Altium официально заявила о прекращении разработки данного продукта. 30 июня 2008 года была прекращена поддержка. Для замены этой системы компания Altium предлагает систему Altium Designer.

















Проектное задание
Выбрана логическая схема аналогового 24 битового конвертора ADS1255





Принципиальная схема






Данная микросхема позволяет преобразовывать аналоговый согнал в цифровой в 24 бит длины. Данная схемп показывает подключение данного АЦП.

















Основная часть проектирования
Краткое описание пакета Altium
Компания Altium сообщила о выходе новой версии своего пакета проектирования печатных плат Altium Designer 6.3 (ранее Protel).
Прежде всего, в системе реализовано графическое аппаратное ускорение с использованием функций Microsoft DirectX 9.0c, что позволит выполнять такие операции как масштабирование или обновление изображения на экране средствами видеокарт, без задействования ресурсов центрального процессора. Доработка позволит увеличить быстродействие системы более чем в 20 раз.


Введена функция одновременной интерактивной трассировки нескольких проводников. Использование этой функции потребовало доработки средств одновременного выделения нескольких объектов, так как традиционное выделение в окне охвата с этой задачей уже не справлялось. Кроме того введен новый инструмент редактирования, позволяющий «разрезать» сразу несколько проводников.
Механизм контроля версий теперь распространяется не только на проекты, но и на библиотеки. Это дает возможность отслеживать изменения, вносимые в централизованные библиотеки компонентов в рамках предприятия.
Добавлен специальный модуль, обеспечивающий управление областями заливки на плате. Инструмент позволяет управлять отображением на экране различных областей заливки на одном или разных слоях, отслеживать изменения в полигонах, связанные с перерисовкой отдельных проводников на плате.
Введена возможность задавать описанные контуром квадратные и щелевые отверстия в контактных площадках.
Более подробную информацию узнать в полном перечне доработок, вошедших в новую версию Altium Designer 6.3. Доступны видеоролики, демонстрирующие наиболее важные функции.  


Основу системы Altium Designer (Protel 2004) составляет программная оболочка Design Explorer, которая интегрирует в себе различные модули, выполняющие определенные функции проектирования, например, редактор принципиальных схем, редактор печатных плат, автотрассировщик, программу моделирования, интерфейсы импорта и экспорта, CAM средства. Среда Design Explorer представляет собой полностью 32-разрядное приложение, предназначенное для работы под управлением операционных систем Windows 2000/XP, и использующее технологию клиент-сервер.


Одной из самых важных частей системы Altium Designer является программа ввода проектов, которую нельзя отождествлять с обычным редактором принципиальных схем. На самом деле редактор схем является лишь составной этой программы наряду с редактором библиотек символов, текстовым редактором списков соединений и описаний на языке VHDL, программой смешанного аналогово-цифрового моделирования, синтеза логики для ПЛИС и др.
В отличие от системы P-CAD, ввод проекта в котором ограничивается лишь вводом схем (пусть даже многолистовых), система Altium Designer изначально предназначена для построения проекта изделия сверху вниз: аппарат - блок - сублок - модуль - ячейка - плата - компонент (ПЛИС). Проект Altium Designer представляет собой специальный служебный файл, содержащий ссылки на отдельные документы и обеспечивающий доступ к ним в рамках среды проектирования Design Explorer. Отдельные документы проекта могут храниться на жестком диске компьютера или на соседних машинах в рамках локальной вычислительной сети, причем допускается множественный доступ к одним и тем же файлам, и использование одного документа в разных проектах, что обоспечивает уникальные возможности групповой соразработки. Отметим, что проекты бывают четырех типов: проекты печатных плат (PCB), программируемой логики (FPGA), VHDL описания (Embedded) и интегрированные библиотеки компонентов (Integrated Library).


В редакторе принципиальных схем применяется несколько видов иерархии, причем один из них ранее применялся только в «тяжелых» САПР для построения многоканальных проектов. Подобные функции дают возможность пользователям избавиться от необходимости копировать подчиненные листы по числу одинаковых каналов. Достаточно нарисовать схему канала один раз и правильно связать ее с вышестоящим листом. При моделировании или передаче проекта в редактор печатных плат система автоматически размножит описанные каналы, присвоит компонентам уникальные позиционные обозначения и добавит необходимые связи. Многоканальная структура проекта сохранится и в редакторе печатных плат: все компоненты определенного канала будут автоматически привязаны к так называемой «комнате» размещения (Room), что облегчит их последующее размещение и трассировку связей, благодаря уникальной функции Copy Room Format.


Редактор схем системы Altium Designer работает как в дюймовой, так и метрической системах измерения. Это полностью снимает ограничения, связанные с использованием метрической сетки в более ранних версиях системы Protel для оформления схем согласно требованиям ЕСКД.


Редактор символов элементов является не автономным, как в P-CAD, приложением, а составной частью редактора схем. Этим обеспечивается его простота в работе, а также возможность «на лету» редактировать имеющиеся библиотеки. Система Altium Designer имеет очень удобную функцию, позволяющую извлекать информацию о компонентах из проекта и формировать на ее основе собственные библиотеки. Данная функция особенно полезна при работе с проектами, полученными от других разработчиков, использующих собственные библиотеки компонентов.
Как мы уже упоминали, в состав системы Altium Designer входит программа моделирования, которая позволяет производить точное, реалистичное моделирование аналоговых, цифровых и смешанных схем. Результаты компьютерного анализа, как правило, идентичны результатам, получаемым при макетировании, а смоделированное поведение устройств в точности повторяет функционирование реального изделия. Цифровые интегральные схемы имеют задержку распространения, времена установки и удержания, учитываются нагрузки на всех выводах устройств, то есть в расчете учитываются почти все реальные параметры. Для разностороннего тестирования и анализа схемы пользователю предоставляется широкий выбор вариантов моделирования.


Программа моделирования использует расширенную версию пакета Berkeley SPICE3f5/Xspice, которая позволяет точно моделировать любую комбинацию из аналоговых и цифровых устройств, что стало возможным благодаря использованию точных управляемых событиями поведенческих моделей цифровых устройств, включая ТТЛ и КМОП логику. Программа выполняет истинное моделирование смешанных сигналов, это означает, что могут анализироваться как цифровые, так и аналоговые устройства. Однако, учитывая сложность современных цифровых устройств, практически невозможно моделировать их, используя стандартные (не управляемые событиями) команды SPICE. По этой причине в программу моделирования включен специальный язык описания, который позволяет, при использовании расширенной версии XSPICE (поддерживающей управление событиями), моделировать цифровые устройства. Цифровые устройства, включенные в библиотеки моделей, описаны с помощью патентованного языка Digital SimCodeTM, специально разработанного для использования с программой моделирования пакета Protel 2004.
Кроме описанных возможностей система Altium Designer позволяет моделировать и синтезировать устройства, описанные на языке VHDL. Программа моделирования поддерживает модели от таких производителей, как Motorola, Texas Instruments и др., которые создают модели для обеспечения максимальной совместимости с аналоговым моделированием. Система дает возможность использовать эти модели непосредственно, без дополнительной адаптации. Кроме этого программа моделирования включает в себя полный набор библиотек, находящийся в базе данных программного обеспечения. Каждый элемент этих библиотек готов к использованию. При размещении элемента на листе принципиальной схемы происходит автоматическое установление связи с соответствующей моделью.
Компания Altium занимается постоянным созданием новых и обновлением уже имеющихся библиотек. Положительным является тот факт, что самую свежую версию библиотек всегда можно найти по адресу www.protel.com. Программа моделирования не имеет ограничений при моделировании аналоговых устройств на схемотехническом уровне, при моделировании цифровых устройств на уровне вентилей или текстовых описаний на VHDL.


Altium Designer поддерживает большое количество типов анализа, включающих частотный анализ в режиме малого сигнала, анализ переходных процессов, анализ шумов, а также анализ передаточных функций по постоянному току. Кроме вышеперечисленных базовых методов анализа, также имеется возможность проведения статистического анализа методом Monte-Carlo, анализа с изменением значений параметров и температуры и, наконец, анализа Фурье. Система имеет возможность математической обработки рассчитанных сигналов, то есть их сложения, вычитания, применения к ним различных математических функций. Полученные таким образом новые зависимости могут быть отображены в специальном окне, как и любые другие сигналы. Программа моделирования Protel 2004 содержит модели источников сигналов имеющих линейные и нелинейные зависимости. Они предназначены для построения эквивалентных схем различных устройств, рассматриваемых как «черный ящик».
Другой важной составной частью системы Altium Designer является редактор печатных плат, который одинаково хорошо работает как с метрической, так и с дюймовой системой мер, причем заложенная точность на два порядка выше, чем в системе P-CAD. Переключение системы единиц может быть выполнено в любой момент работы над проектом с помощью горячей клавиши Q. Более того, Altium Designer имеет ряд специальных функций, упрощающих работу с компонентами, имеющими разный шаг между выводами, в том числе и в разных системах единиц. В других системах проектирования, как правило, проблемы начинаются, если на одной плате используются топологические посадочные места с метрическим и дюймовым шагом выводов. Редактор печатных плат системы Altium Designer (Protel) полностью лишен этого недостатка, так как имеет так называемую электрическую сетку Electrical Grid, задающую некоторую окрестность вокруг электрического объекта (конца проводника, контактной площадки, переходного отверстия), попадая в которую указатель мыши притягивается точно к его центру независимо от установок сетки Snap Grid. Это существенно упрощает работу с разнородными компонентами.


Всего в редакторе печатных плат системы Altium Designer предусмотрено три типа слоев: электрические, механические и специальные. Всего на плате может быть до 32 сигнальных слоев и до 16 внутренних слоев питания