PCB版图设计(Ultiboard).pdf

1、贵州大学 EDA 技术 教学 电子资源 李良荣 顾平 编著 项目来源 ： 贵州省教育厅 2008 年 教学质量 与 教学改革 工程 项目 “ EDA 教学 电子资源的建设 ” 1 PCB 版图设计 任何电子设计的最终物理实现都必须有 PCB 板， 它既是各类电路元器件的承载体，又起到保障电气连接的作用，现代电子设计人员学习 PCB 板制意义十分重大。 贵州大学 EDA 技术 教学 电子资源 李良荣 顾平 编著 项目来源 ： 贵州省教育厅 2008 年 教学质量 与 教学改革 工程 项目 “ EDA 教学 电子资源的建设 ” 2 Ultiboard 9 的功能与应用 第一节 Ultiboard

2、9 概论 一、 Ultiboard 9 的特点 电路设计的主要物理实现形式之一就是印制电路板 (PCB： Printed Circuit Board)，它既是各类电路元器件的承载体，又起到保障电气连接的作用。对于研发电子 设备或电子电路系统的设计者而言，无论使用集成度多么高的 IC 器件，总是不能回避 PCB设计环节。对比较复杂的电路系统进行 PCB 设计时，如果采用纯粹的手工布线，需要投入比其电气原理图设计更多的精力和时间，而且难以做到设计无误，不但浪费了时间，还会增加研制开发费用。显然，设计者只有具备和掌握出色的 PCB 设计工具，才能适应日益激烈的电子技术市场竞争的需要。 EDA 开 发

3、 软 件 Electronics Workbench 是 加 拿 大 公 司 Interactive Image Technologies Ltd.于 1988 推出的一个很有 特色的 EDA 工具，自发布以来，已经有 35个国家、 10 种语言的人在使用这种工具。它（ Electronics Workbench）与其他同类工具相比，不但设计功能比较完善，而且操作界面十分友好、形象，易于使用掌握。电子设计工具平台 Electronics Workbench 主要包括 Multisim 和 Ultiboard 两个基本工具模块。 Ultiboard 是 Electronics Workbench

4、 中用于 PCB 设计的后端工具模块，它可以直接接收来自 Multisim 模块输出的前端设计信息，并按照确定的设计规则进行 PCB的自动化设计。为了达到良好的 PCB 自动布线效果，通常还在系统中附带一个称为贵州大学 EDA 技术 教学 电子资源 李良荣 顾平 编著 项目来源 ： 贵州省教育厅 2008 年 教学质量 与 教学改革 工程 项目 “ EDA 教学 电子资源的建设 ” 3 Ultiroute 的自动布线模块，并采用基于网格的“拆线 重试”布线算法进行自动布线。 Ultiboard 的设计结果可以生成光绘机需要的 Gerber 格式板图设计文件。 Ultiboard 9 是一款功能

5、强大的印制电路板软件，它可以同 Multisim、 Ultiroute进行无缝链接，从而可以设计出高性能的多层电路板，并且能够迅速的把设计电路转化为实际产品。 Ultiboard 9 这款软件的功能虽然非常强大，但是，由于印制电路板电路设计比绘制 电路图难一些，各方面的要求也比较严格，而且它是最终的产品 ，要想达到对其操作时有一种驾轻就熟的感觉，还真得下一番功夫。 Ultiboard 9 与其它同类的 Layout 设计工具相比较，它具有自己独特的特点。 (1) 直 观 、 友 好 的 全 新 菜 单 ： 可与 Multisim 无缝 链接 ,生成共享信息，减少往返传递次数 ,使 它们 构成一

6、个综合完整体 。元件属性包括零件数、封装列表、门组、布局、镜像、旋转、锁存规则、固定规则、 VCC、 GND 电源管脚等，都由 Multisim 集成，然后传递到 Ultiboard 9。 (2)板 层 多 、 精 度 高 ： Ultiboard 9 最大的 制 板尺寸为 4242inch(英吋 )。总共 32 层 ， (顶层、底层、 30个内电层 )。 (3) 快 速 、 自 动 布 线 ： 自动布线器是带有推挤、存储、拉件、优化的智能化 16 层的基于形状的，无网格的自动布线器。可以快捷简便地建立和使用，效益高。过孔可减少至 40%。 比原来的网络布线快 10-20 倍。 （ 4） 强 制

7、 向 量 和 密 度 直 方 图 ： 为了使 PCB 设计的布局达到最佳效果， Ultiboard 9 提供了“强制向量”和“密度直方图”功能，相对而言，这是 Ultiboard 9 布局操作中比较有特色的两个功能，将有助 于用户使自己的 PCB 设计尽可能达到较完美的布局效果。 贵州大学 EDA 技术 教学 电子资源 李良荣 顾平 编著 项目来源 ： 贵州省教育厅 2008 年 教学质量 与 教学改革 工程 项目 “ EDA 教学 电子资源的建设 ” 4 强制向量（ FORCE VECTORS）是 Ultiboard 9 提供达到最佳智能布局的有力功能之一，即在用户采用手工放置元件封装时，也

8、应注意利用强制向量功能，它可保证布局时将属于同电气连接网络的元件尽可能靠近，从而保证板上各元件引脚间连线最短化的要求。强制向量实际上是一种特殊的算法，它把每个元件上的各条有方向和长短的飞线视为一个向量，则每个元件存在一个向量空间，将这些向量求和生成一个所谓“强制向量”，该向量既有大小也有方向，并可显示在工作区内。通过沿强制向 量方向上移动元件，尽量使该向量长度变短，等效于使元件的各条飞线最短化，以达到此规则下的最佳布局效果。 Ultiboard 9 中的密度直方图 (Density Histograms)是用来表示印制板在 X、 Y 轴两个方向板面上布线的连接密度。如果板上布线密度十分不均匀，

9、密度过高地方的走线布通就很困难，而密度过低又会浪费板面积，所以布局时最好使整个板面保持相对均匀的连接密度。通过观察密度直方图后相对调整布局以改善布线密度。 （ 5） 智 能 化 的 覆 铜 技 术 ： 使复杂的铜区容易布线。 （ 6） 全 方 位 的 库 支 持 ： 库管理器（ Library Manager）使库及封装管理流线化。全面的 PCB 封装形式，结合图形化的管理、编程，使得建库、封装简单易行。 （ 7） 支 持 CAM： 产生 Gerber 文件，使制板工程师无需考虑制板厂商文件格式的兼容性，从而使设计工作到出产品一气呵成！ （ 8） 使 用 元 件 （ 自 动 、 圆 形 驱 动

10、 、 元 件 组 等 ） 放 置 器 可以大量节省放置元件的时间 （ 9） 模 拟 的 三 维 印 制 电 路 板 视 图 ： 贵州大学 EDA 技术 教学 电子资源 李良荣 顾平 编著 项目来源 ： 贵州省教育厅 2008 年 教学质量 与 教学改革 工程 项目 “ EDA 教学 电子资源的建设 ” 5 为了观察印制电路板设计的效果， Ultiboard 9 提供了“三维视图”的功能。对比与其它印制电路板 EDA 设计软件，这是 Ultiboard 9 布局操作中很有特 色的一个功能。这将有助于用户随时可以观察自己的 PCB 设计的实际效果图。 三维效果图（ 3D）是 Ultiboard 9

11、 提供给用户观察 PCB 设计效果的一项功能。当用户在设计印制电路板时，利用三维效果的功能，就可以随时在设计过程中观察整个印制电路板的三维结构图（包括器件的布局、布线），从而保证设计者对所设计的电路板有个直观的认识，有助于使自己的 PCB 设计尽可能达到比较完美的布局、布线效果。这自然会缩短产品设计周期、降低设计风险。 二、 Ultiboard 9 工作界面 Ultiboard 9 的界面如图 1-1 所 示， 在元件布局时需要较大的工作区，此时可将俯视俯视窗 设计工具箱 3D 示窗 工作区 信息栏 14 个有关信息标签 有关信息栏随信息标签不同而不同 引脚属性 信息栏 有关工具条 图 1-1

12、 Ultiboard 9 工作界面 这些工具条都可以通过主菜单中“ View”关闭和显示 可关闭以扩大工作区，通过“ View”菜单重新打开 贵州大学 EDA 技术 教学 电子资源 李良荣 顾平 编著 项目来源 ： 贵州省教育厅 2008 年 教学质量 与 教学改革 工程 项目 “ EDA 教学 电子资源的建设 ” 6 图、设计工具箱、 3D 示窗关闭，也可以关闭一些暂时不用的工具条来扩大工作区，需要用时再通过主菜单中“ View”来显示之。 其主菜单及其功能如下： 1. 主菜单： （ 1） File（文件）菜单及功能如图 1-2 所示； （ 2） Edit（编辑）菜单及功能如图 1-3 所示

13、； （ 3） Place 菜单及功能如图 1-4 所示； （ 4） Design 菜单及其功能如图 1-5 所示； （ 5） Autoroute 菜单及功能如图 1-6 所示； （ 6） View 菜单及其功能如 图 1-7 所示；其中 Toolbars 下属菜单如图 1-8 所示； （ 7） Options 菜单及其功能如图 1-9 所示； （ 8） Tools 菜单及其功能如图 1-10 所示； （ 9） Window 菜单及其功能如图 1-11 所示； （ 10） Help 菜单及其功能如图 1-12 所示。 图 1-2 File 菜单及功能 图 1-3 Edit 菜单及功能 贵州大学

14、EDA 技术 教学 电子资源 李良荣 顾平 编著 项目来源 ： 贵州省教育厅 2008 年 教学质量 与 教学改革 工程 项目 “ EDA 教学 电子资源的建设 ” 7 图 1-4 Place 菜单及功能 图 1-5 Design 菜单及功能 图 1-6 Autoroute 菜单及功能 图 1-7 View 菜单及其功能 图 1-8 Toolbars 菜单 图 1-9 Options 菜单及功能 贵州大学 EDA 技术 教学 电子资源 李良荣 顾平 编著 项目来源 ： 贵州省教育厅 2008 年 教学质量 与 教学改革 工程 项目 “ EDA 教学 电子资源的建设 ” 8 2.编辑元件 （ 1

15、）元件的放置 要用鼠标移动元件，将光标选中要移动的元件封装符号上，按住左键不放拖拽鼠标，使该元件移动到位后放开鼠标左键，按此方式可继续移动其它元件。 受鼠标网格当前设置的限制，有时用鼠标移动元 件无法移到准确的坐标位置，此则可利用坐标移动元件。双击要移动的元件，屏幕上出现“ Component Properties”对话框，选中“ Position”，如图 1-13 所示。在“放置坐标”栏内输入准确的 X、 Y 轴坐标参数，并可根据需要调整“放置角度”栏内的角度参数，单击“应用”按钮，再点击“ OK”按键关闭对话框。对话框内，不但可以改变元件放置的坐标、角度，还可以根据实际需要调整元件其它特性

16、。 （ 2）复制元件 图 1-10 Tools 菜单及其功能 图 13-1-11 Window 菜单及其功能 图 1-12 Help 菜单及其功能 贵州大学 EDA 技术 教学 电子资源 李良荣 顾平 编著 项目来源 ： 贵州省教育厅 2008 年 教学质量 与 教学改革 工程 项目 “ EDA 教学 电子资源的建设 ” 9 选中要复制的元件，点击按键 Copy ，而后点击按键 Paste ，将已复制的元件放到所需的位置 。 （ 3）移动数个元件 如果需要整体移动工作区内彼此相邻的数个元件封装，不必逐个移动，可以按住键盘上的“ Shift”键，逐个选中，而后拖动到位。 （ 4）删除元件 当放置

17、的元件封装不合适或者要用其他元件封装代替时，就需要进行元件删除操作。将光标置于要删除的元件上，单击左键选中元件，点击 或按键盘上的“ Delete”按键，就删除了所选元件。 （ 5）锁定元件与解锁元件 锁定 (Lock)元件与解锁 (Unlock)元件也是重要的操作步骤。当用户肯定整个元件位置不需要再移动位置后，可将其放置位置 锁定。先选中要锁定的元件，右击出现菜单后（如图1-14 所示），点击 后，则这元件的位置被锁定，如图 1-15 所示在俯视图用 红色 标出。 如果要移动被锁定的元件，系统立刻会出现错误操作提示框，如图 1-16 所示。系统不图 1-13 Componert Proper

18、ties 对话框 贵州大学 EDA 技术 教学 电子资源 李良荣 顾平 编著 项目来源 ： 贵州省教育厅 2008 年 教学质量 与 教学改革 工程 项目 “ EDA 教学 电子资源的建设 ” 10 允许用户随意移动被锁定的元件，如果一定要移动，则必须解锁该元件，即选中要解锁的元件，右击，出现菜单后点击 ，此后，该元件便可以自由移动了。 3.修改元件封装 如 果 想 改 变 现 有 元 件 的 封 装 形 式 ， 只 需 选 中 该 元 件 ， 点 击 Tools 菜 单 下 的 （参看图 1-10），出现对话框“ Get a part from the Database”，如图 1-17 所

19、示，在中间的红线圈的地方，选择封装形式，浏览在右边“ Preview”中，电阻 R1 改变封形式如图 1-18 所示。 图 1-16 错误操作提示 图 1-15 锁定元件在俯视图中的标志 被锁定元件呈红色 图 1-14 右击元件出编辑栏 图 1-17 改变元件封装 贵州大学 EDA 技术 教学 电子资源 李良荣 顾平 编著 项目来源 ： 贵州省教育厅 2008 年 教学质量 与 教学改革 工程 项目 “ EDA 教学 电子资源的建设 ” 11 4.元件列表 在设计过程中，常常需要及时了解放置了多少个元件、使用了哪些元件标识等信息，此时可执行点击屏幕下方的信息栏对话框中的“ Part”，如图 1

20、-19 所示。如果该信息栏关闭，可通过 View/Spreadsheet View 打开信息栏 （参看图 1-7）。 5.焊盘信息 与查看元件列表类似，查看焊盘（ Pads 衬垫）信息，可以 点击屏幕下方的信息栏对话框中的“ THT Pads”，结果如图 1-20 所示。 6.元件位置 查看元器件位置（ Ports Position）信息，可以 点击屏幕下方的信息栏对话框中的“ Ports Position”，结果如图 1-21 所示。其它有关信息查看，请读者自行操作，在此不再详述。 图 1-18 电阻 R1 改变封装形式 图 1-19 元件列表 贵州大学 EDA 技术 教学 电子资源 李良荣

21、 顾平 编著 项目来源 ： 贵州省教育厅 2008 年 教学质量 与 教学改革 工程 项目 “ EDA 教学 电子资源的建设 ” 12 7.印刷板布局 在 PCB 轮廓线内放置元件封装时的元件相对空间位置，包括哪些元件应该彼此相邻、哪些元件应该放置得相对远 些，元件与元件之间的距离保持多大等等，都属于印刷板的布局问题。布局是否达到最佳状态，直接关系到印刷板整体的电磁兼容性能和造价，最佳布局会使接下来的布线更为容易和有效 （ 1）强制向量 强制向量 (Force Vectors)是 Ultiboard 9 提供达到最佳智能布局的有力功能之一，即使在用户采用手工放置元件封装时，也应注意利用强制向量

22、功能，它可保证布局时将属于同一电气连接网络的元件尽可能靠近，从而保证板上各元件引脚间连线最短化的要求，强制向量标记如图 1-22 所示的红线所圈。可以看出，每个元件封装都标出 了一个合成强制向量，该向量起图 1-20 焊盘信息 图 1-21 查看元器件位置信息 贵州大学 EDA 技术 教学 电子资源 李良荣 顾平 编著 项目来源 ： 贵州省教育厅 2008 年 教学质量 与 教学改革 工程 项目 “ EDA 教学 电子资源的建设 ” 13 始于元件封装的中心，结束于建议该元件封装所应移到的最佳位置 (圆圈标记处 )。 尽管强制向量所起的布局向导作用是非常有价值的，但使用时也不可过于盲目依赖它，

23、因为这种算法要保持所有飞线最短化，必然导致各合成强制向量几乎都指向板面中心区域，会导致板面中心区域的布线密度相对于板面边沿的布线密度要高得多。 （ 2）密度图 U1tiboard 中的密度图 (Density Bar)是用来表示印刷板在 X、 Y 轴两个方向剖面上，布线的连接密度。如果板上布线密度十分不均匀，密度过高地方的走线布通就 很困难，而密度过低又会浪费板面积，所以布局时最好使整个板面保持相对均匀的连接密度，点击 View/Density bar ，这时印刷板周围就出现彩带，如图 1-23 所示。 图 1-22 “强制向量”的标记 图 1-23 印刷板及其密度图 浅绿色表示密度低 艳 红

24、 表 示密度高 贵州大学 EDA 技术 教学 电子资源 李良荣 顾平 编著 项目来源 ： 贵州省教育厅 2008 年 教学质量 与 教学改革 工程 项目 “ EDA 教学 电子资源的建设 ” 14 当然，要使整个板面达到真正的均匀布线密度是不大可能的，因为强制向量与密度图的同时最佳化存在矛盾，板面中心区域总会比边沿的布线密度高，只能通过观察密度图后相对调整布局以改善布线密度。 三、铜板操作 1.设置敷铜区域（ copper area） （ 1）选择敷铜层，在如图 1-24 所示快捷工具菜单中选择需要放置铜区 的 PCB 板层； （ 2）选择菜单 Place 中的 命令（参看图 1-4 所示菜单

25、），也可以点击快捷工具条中的 按钮来进行，如图 1-25 所示； （ 3）点击 后，在需要放置铜区的区域点击几点后，让其围成闭合区域，即完成铜区放置，可继续放置其它铜区，点击键盘上“ ESC”键结束放置（也可点击鼠标右键结束）。 2.删除铜区 如果想要删除 ,选择需要删除的 Copper Area 后，点击键盘上的“ Delete”即可。 3.铜层设置 （ 1）电源层（ Powerplanes）的设置： Powerplanes 是覆盖整个平面的 Copper Areas 1）在所有层中选择一层作为 Powerplane 层（参看图 1-24）； 2）选择 Place 菜单中的 命令（参看图 1

26、-4 所示菜单）： （ 3）在弹出如图 1-26 所示的对话框中定义 Powerplane 的网络号及层。 Powerplane 设图 1-24 PCB 板层选择 图 1-25 快捷工具条 贵州大学 EDA 技术 教学 电子资源 李良荣 顾平 编著 项目来源 ： 贵州省教育厅 2008 年 教学质量 与 教学改革 工程 项目 “ EDA 教学 电子资源的建设 ” 15 置完毕如图，单击“ OK”。本例放置电源地线层，即选择如图 15-3-3 所示， 网络号选择 0，“ OK”后如图 1-27 所示。 4.分离 Copper Area 或 Powerplane （ 1） 选择 Design 菜单

27、下的 （参看 1-5），或 选择工具条中的 参看图 1-25 所示快捷工具条）； （ 2）移动光标到你想分离的多边形处； （ 3）在你想开始分离处单击鼠标； （ 4）移动光标，一条线出现暗示分离发生，击中完成此次分离。 （ 5）右击取消 Polygon Splitter 功能。 四、创建与编辑网 络 Tools 下的 命令（参看图 1-10）可查阅电路设计中的网络和网络中的焊盘。同时也可通过 Netlist Editor 命令在设计中增加网络，以及在已有的网络中增加或删除焊盘。 选择菜单 Tools 中执行 Netlist Editor 命令，“ Net edit” 窗口如图 1-28 所示。

28、 1. 增加网络 （ 1）单击“ New”按钮，弹出“ Add net”窗口如图 1-29 所示； 图 1-26 电源层的设置 图 1-27 Copper Bottom 覆铜后 贵州大学 EDA 技术 教学 电子资源 李良荣 顾平 编著 项目来源 ： 贵州省教育厅 2008 年 教学质量 与 教学改革 工程 项目 “ EDA 教学 电子资源的建设 ” 16 （ 2）输入网络名字，单击“ OK”储存新名字或单击“ Cancel”取消此操作。则新网络出现在“ Net”的下拉窗内。 2. 网络重新命名 （ 1）选择想要重新命名的网络； （ 2）单击图 1-28 中的 ，再弹出窗口如图 1-29 所示

29、； （ 3）输入网络名字，单击“ OK”储存新名字或单击“ Cancel”取消此操作。 3. 删除网络 （ 1）单击图 1-28 中的 ，弹出窗口如图 1-30 所示： （ 2）选择要删除的网络名，单击“ Delete”删除该网络。 4. 在一网络中增加焊盘 （ 1）在“ Net”的下拉窗内中， 选择想增加焊盘的网络号； （ 2）单击“ Add”按钮，弹出“ Add Pins to the net”窗口如图 1-31 所示； （ 3）选择增加的焊盘，单击“ Add”，该窗口关闭，在“ Pins” 翻页窗口中将显示增加的焊盘，如图 1-32 中红线圈所示。 图 1-28 网络编辑器窗口 图 1-

30、29 添加新节点 贵州大学 EDA 技术 教学 电子资源 李良荣 顾平 编著 项目来源 ： 贵州省教育厅 2008 年 教学质量 与 教学改革 工程 项目 “ EDA 教学 电子资源的建设 ” 17 5. 从网络中删除焊盘 （ 1）在“ Net”的下拉窗内中，选择想删除焊盘的网络号； （ 2）在如图 1-32 所示的“ Pins”翻页窗口中，选择要删除的焊盘（选择如图中红线圈所示）； （ 3）单击“ Remove”，所选择的焊盘被删除。 五、电路板的布线 在电路板布局结束后，便进入了电路板的布线过程。 在进行自动布线之前，为了提高抗干扰能力，增加系统的可靠性，往往需要将电源 /接地线和一些过电

31、流较大的线加宽。如果在设计中采用了铜区域（ Copper Areas），线的加宽的工作建议在自动布线之后再进行。 1. 进行自动布线 选择 Autoroute 菜单中的 参看图 1-6 所示菜单，或点击快捷工具条 中的 ，进入自动布线，当自动布线完毕将自动返回到 Ultiboard 9 设计窗口。 图 1-30 选择要删除的网络号 图 1-31 添加焊盘 图 1-32 Pins 窗口 贵州大学 EDA 技术 教学 电子资源 李良荣 顾平 编著 项目来源 ： 贵州省教育厅 2008 年 教学质量 与 教学改革 工程 项目 “ EDA 教学 电子资源的建设 ” 18 2. 手工调整 (1) 调整布

32、线 将光标移动到要拆除连线上，在线上显示一个“”图标，然后单击鼠标右键，在弹出菜单中选择 Cut 命令（或选中之，按键盘上的 Delete），则拆线过程结束。 (2) 电源 /接地线等的加宽 将光标移动到要加宽的连线上，在线上显示一个“”图标，然后单击鼠标右键，在弹出菜单中选择 Properties 命令（或双击之），在弹出的 Track Properties 窗口，在窗口中选择 General菜单 ,如图 1-33所示，将 Wideh（宽度值）的值由默认值 10.00000改为 20.00000、30.00000 等等，然后按“确定”，则电源 /接地线等被加宽，结果如图 1-34 中白线圈所

33、示。 对于其它需要加宽的线路，可用同样的方法进行处理。 (3)手工布线 选择菜单 Place 执行 命令（参看图 1-4）或点击快捷菜单中的 。在需布线的起始点处单击鼠标左键，拖动光标画线，再单击鼠标左键确定画线，可继续画线、转折等，点击键盘上 的“ ESC”结束该次布线任务。在画线过程中，点击鼠标右键，可选择下面需要画加宽线或画窄线。 六、三维视图设计 图 1-33 Track Properties 窗口 图 1-34 加宽的线路 贵州大学 EDA 技术 教学 电子资源 李良荣 顾平 编著 项目来源 ： 贵州省教育厅 2008 年 教学质量 与 教学改革 工程 项目 “ EDA 教学 电子资

34、源的建设 ” 19 1. 设置 3D 观察器选项 选择菜单 Tools 执行 命令（参看图 1-10）， 作出适当的设置。单击“ OK”，结束设置。 2. 观看 3D 板图： 选择菜单 Tools 执行 命令（参看图 1-10），或点击快捷工具工具条中的 ，观察结果如 图 1-35 所示 。要想关闭三维视图，可选择位于主窗口右上角的“”即可。 七、设计检查与整理 1. 在 Design 菜单下选择 命令（参看图 1-5），可以实现网络表和电气规则检查，结果保存于信息栏的 Results 标签栏中。 2. 选择 命令可以实现网络的连通检查，结果保存于信息栏的 Results标签栏中。 3. Ul

35、tiboard 9 还提供了一些 PCB 自动参量计算，下面分别介绍。 （ 1）网络微分阻抗计算 ： 在 Ultiboard 9 界面中，执行菜单 Tools 下的 命令，Ultiboard 9 将自动计算有关电参量，如图 1-36 所示，有关参量示于图中。 （ 2）网络传输线参量计算： 图 1-35 3D 视图 贵州大学 EDA 技术 教学 电子资源 李良荣 顾平 编著 项目来源 ： 贵州省教育厅 2008 年 教学质量 与 教学改革 工程 项目 “ EDA 教学 电子资源的建设 ” 20 在 Ultiboard 9 界面中，执行菜单 Tools 下的 命令，Ultiboard 9 将自动计

36、算有关电参量，如图 1-37 所示，有关参量示于图中。 4. 元件标注文字与重新编号 (1) 说明性文字的放置 规范性的印刷电路板应该包含必要性的说明性 文字； 选择菜单 Place 中的 Text 命令，弹出 Text 子窗口，如图 1-38 所示； 参量类型选择 使用者定义 Z0 Z0 自动计算出的 Z0 选择长度单位 电介质高度 1 电介质高度 沿线厚度 走线宽度 电介常数 选择长度单位 单位长度的电容量 特征阻抗 单位长度电感量 传播延时 微分阻抗 图 1-36 自动计算微分阻抗 走线间距 计算结果 输入数据 图 1-37 传输延时计算 类型选择 输入数据 选择长度单位 电介质高度 走

37、线 厚度 走线宽度 电介常数 计算结果 单位选择 特征阻抗 单 位 长 度 的 电 感量 单 位 长 度 的 电 容量 传输延时 贵州大学 EDA 技术 教学 电子资源 李良荣 顾平 编著 项目来源 ： 贵州省教育厅 2008 年 教学质量 与 教学改革 工程 项目 “ EDA 教学 电子资源的建设 ” 21 在 Value 框内输入要放置的文字，并定义该文字的其它参数，一般可采用默认值； 单击“ OK”，属性窗口消失，需放置的文字附着在光标上； 移动光标到合适的位置后单击鼠标左键即可完成文字的放置； 单击鼠标右键则取消文字的放置命令。 (2) 编辑修改说明性文字 双击需要修改的文字，便可出现

38、属性窗口，并显示文字以及它相应的参数，如图 1-39所示； 编辑文字，然后选择“确定”，完毕； 如果要移动或删除已放置的文字，可直接选中，然后进行移动或删除。 （ 3）元件的重新编号 由于优化布局时元件位置的调整，原有元件编号顺序已经被打乱，为了便于生产和售后服务，应按照元件放置的顺序重新对元件进行编号，使设计更加规范。操作如下： 选择菜单 Design 中的 命令（参看图 1-5），弹出窗口如图 1-40 所示； 在“ Direction”下拉窗内选择元件编号顺序方向（水平 H、垂直 V）； 图 1-38 文字标注 图 1-39 编辑文字 贵州大学 EDA 技术 教学 电子资源 李良荣 顾平

39、 编著 项目来源 ： 贵州省教育厅 2008 年 教学质量 与 教学改革 工程 项目 “ EDA 教学 电子资源的建设 ” 22 在“ Start corner” 的下拉窗内选择元件编号顺序的起始位置，包括左上角（ Upper Left）、左下角（ Lower Left） 、右上角（ Upper Right）、右下角（ Lower Right）； 完 成各项选择后单击“ Apply”按钮使系统接受设置，单击“ OK”关闭对话框。 Ultiboard9立刻按照用户的要求自动完成元件的重新编号。 八、整理布线 1.走线设置 为了减小高频工作时的辐射和适当缩短连线的长度， 必须保证电路板上的连线拐角

40、为45。 选择需要斜接的连线； 选择 Design（参看图 1-5）菜单中的 命令，弹出 Corner Mitering子窗口，如图 1-41 所示； Current Selection 选项适用于已选择了所需斜接的连 线； Whole design 选项适用于整个设计中； Minimum length 选项为设计拐角线段的最小长度， Maximum length 选项为设计拐角线段的最大长度，一般采用默认值； Angle 选项设置为 95 意味着所有小于 95的图 1-40 重新编号 贵州大学 EDA 技术 教学 电子资源 李良荣 顾平 编著 项目来源 ： 贵州省教育厅 2008 年 教学质

41、量 与 教学改革 工程 项目 “ EDA 教学 电子资源的建设 ” 23 拐角均被斜接为 135，一般采用默认值。 单击“ OK”，设置结束。 2.添加泪状铜 有时为提高接脚的可靠性，我们需要增大焊盘面积，这时可以用 Ultiboard 9 的添加泪状铜功能： 选择 Design 菜单下的 命令，出现如图 1-42 所示窗口，其功能示于图中，选择、修改完毕，点击“ OK”，结果如图 1-43 所示。 图 1-41 走线设置对话框 尺寸单位 泪状物首 泪状物尾 选择衬底 所有引脚、过孔 有电气检查错误时不创建泪状铜 询问确认创建 创建泪状铜 图 1-42 添加泪状铜窗口 贵州大学 EDA 技术

42、教学 电子资源 李良荣 顾平 编著 项目来源 ： 贵州省教育厅 2008 年 教学质量 与 教学改革 工程 项目 “ EDA 教学 电子资源的建设 ” 24 3.拆除开路线头及删除无用过孔等 如图 1-44 所示，选择执行菜单 Edit 菜单下的 Copper Delete 中的 Open Trace Ends 命令，可拆除开路线头；执行 Unused Vias 命令，可删除无用过孔；执行 All Copper 命令，删除所有铜；执行 All teardrops 命令，删除所有泪状铜；执行 Delete copper island 命令，删除孤岛铜。 泪状铜 图 1-43 添加泪状铜后的 PC

43、B 版图 图 1-44 拆除开路线头及删除无用过孔等 贵州大学 EDA 技术 教学 电子资源 李良荣 顾平 编著 项目来源 ： 贵州省教育厅 2008 年 教学质量 与 教学改革 工程 项目 “ EDA 教学 电子资源的建设 ” 25 九、文件报表的输出 输出文件包含如何加工生产电路板的所有信息。在 Ultiboard 9 中可以产生多种格式的输出文件，以满足不同制板商生产设备的需要，它包括 Gerber、 plotter、 DFX、 NC drill（钻孔文件）格式，同时也可以输出文本文件，可包括 Board Statistics（统计报表）、 Part Centroids、 Bill of

44、 Materials。 （ 1）创建新的输出设置 选择菜单 File 执行 Export 命令（参看 1-2），弹出 Export 窗口，如图 1-45 所示。 单击“ New”，你可进入 new export settings 对话框，设置完毕后，单击“ OK”，对话框消失，新设置显示在 Export Settings的下拉窗内；“ Delete”选项可删除已选择的 Export Settings。 （ 2）显示输出类型的特性及文件的输出 如图 1-46 所示，在 Export 窗口中选择所需格式； 图 1-45 输出设置窗口图 图 1-46 显示输出材料清单 1 选择输出材料清单 贵州大学

45、 EDA 技术 教学 电子资源 李良荣 顾平 编著 项目来源 ： 贵州省教育厅 2008 年 教学质量 与 教学改革 工程 项目 “ EDA 教学 电子资源的建设 ” 26 单击“ Properties”，该格式的特性窗口弹出，如图 1-47 所示： 设置格式的特性后，单击“ OK”结束设置。 选择需输出的类型，单击“ Export”，弹出一对话框，定义输出文件的文件名及路径，如果输出多于一个文件，必须定义每个文件的文件名及路径。 选择输出文件的路径及文件名，单击“ Save”。文件输出完毕。 （ 3）设计文件的打印 选择菜单 File 执行 Print 命令，弹出 Print 窗口，如图 1

46、-48 所示； 在 Available Layers目录中选择需要打印的层，并用箭头将其移到动 Layers to Print目录中； 完成参数的设置后，可单击“ Preview”，进行打印预览；单击“ print”。进行打印。 图 1-47 显示输出材料清单 2 贵州大学 EDA 技术 教学 电子资源 李良荣 顾平 编著 项目来源 ： 贵州省教育厅 2008 年 教学质量 与 教学改革 工程 项目 “ EDA 教学 电子资源的建设 ” 27 第二节 Ultiboard 9 设计实例 一、电子电路的设计与仿真 在 Multisim 9 界面中建立图 2-1 所示的双极型结型晶体管 BJT 共射

47、极放大器。图2-2 所示为双极型结型晶体管 BJT 射极放大器电压输入输出仿真波形图。 图 1-48 打印设置 图 2-1 单管共射放大器 贵州大学 EDA 技术 教学 电子资源 李良荣 顾平 编著 项目来源 ： 贵州省教育厅 2008 年 教学质量 与 教学改革 工程 项目 “ EDA 教学 电子资源的建设 ” 28 二、元件文件（ fd.plc）和网络表文件（ ）的生成 利用 Ultiboard 设计 PCB 时，并不是孤立地使用 Ultiboard 模块，一个完整的 PCB设计过程需要在前端设计上有 Multisim 的支持，它完成电路的输入以及仿真验证，完成电路设计后，如果要继续进行

48、PCB 设计，还必须生成代表电路设计全部信息的元件文件 (*.plc)和网络表文件 (*.net)，才能实现 Multisim 9 设计工具与后端 PCB 设计工具 Ultiboard 9 的无缝链接。 如将图 2-1 的放大器电路转入 PCB 设计，则选择工具菜单栏的 Transfer 项中的Ultiboard， Multisim 9 提供了传输到 Ultiboard、 Transfer to other PCB layout（传输到其它的 PCB 板设计软件）等选项供用户使用，如图 2-3 所示。该设计的元件文件（ fd.plc）和网络表文件（ ）就会生成。 若选择 Transfer to

49、 other PCB layout，将弹出文件保存对话框，在对话框中，可选择文件保存类型，如图 2-4 所示。 图 2-2 单管共射放大器仿真波形 贵州大学 EDA 技术 教学 电子资源 李良荣 顾平 编著 项目来源 ： 贵州省教育厅 2008 年 教学质量 与 教学改革 工程 项目 “ EDA 教学 电子资源的建设 ” 29 三、 PCB 版图设计 方法一、用 EWB 自动设计方法进行 PCB 版图设计，步骤如下： 1. 在图 2-3 中选择 后出现保存文件对话框，选定路径（本例选 D:）后输入文件名（ dgfdq2），点击“保存”就完成了网络表文件“ dgfdq2.ewnet”的生成，同时自动进入 Ultiboard 窗口，出现如图 2-5 所示的 Default Track Width and Clearance（缺省走线宽度和间距）对话框，进入下一阶段的设计程序。 2. 图 2-5 对话框中 Width（走线宽度）缺省值为 10mil（英制）， Units（单位）可设置为“国际单位制”（ mm、 cm 等）。可根据需要调整 Width 时，同时调整 Clearance