電子CAD綜合實(shí)訓(xùn)

前言

在工學(xué)結(jié)合的現(xiàn)代職業(yè)教育中，要想讓學(xué)生在真實(shí)工作情境中對(duì)任務(wù)、過程和環(huán)境進(jìn)行整體化感悟和反思，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀學(xué)習(xí)的統(tǒng)一，就必須進(jìn)行整體化的課程設(shè)計(jì)，其核心就是找到學(xué)習(xí)內(nèi)容的一個(gè)合適載體，讓學(xué)生不但可以借此學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)和技能，而且能夠通過經(jīng)歷工作過程獲得職業(yè)意識(shí)和方法，通過合作學(xué)會(huì)交流與溝通，并最終形成綜合的職業(yè)能力。我們編寫這本教材就是希望在電子類專業(yè)的職業(yè)教育中，使學(xué)生能夠?qū)W到PCB設(shè)計(jì)的基本技能，將來在工作崗位上一旦用到能做到上手快、有后勁。很多初學(xué)者都曾有過這樣的體會(huì)，盡管對(duì)軟件的操作很熟練，但是當(dāng)拿到一張電路圖，要根據(jù)用戶要求進(jìn)行印制板圖設(shè)計(jì)時(shí)還是無從下手，甚至面對(duì)五花八門的元器件，不知應(yīng)怎樣確定其封裝。這是因?yàn)镻CB設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合過程，僅對(duì)軟件本身操作熟練還不能設(shè)計(jì)出符合要求的PCB圖，必須具有相關(guān)的電路知識(shí)、工藝知識(shí)和整機(jī)裝配、焊接甚至調(diào)試、維修知識(shí)，要了解元器件的種類、發(fā)展與使用，還要了解PCB的生產(chǎn)過程等。這些都是通過綜合訓(xùn)練才能獲得和掌握的，這也是本教材的編寫初衷。本教材選擇了五個(gè)實(shí)際產(chǎn)品作為五個(gè)訓(xùn)練項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目從開始到完成都是一個(gè)完整的設(shè)計(jì)過程。在這一過程中，既有軟件操作，又有根據(jù)電路原理和工藝要求進(jìn)行布局和布線方面的考慮，還有具體的操作步驟，還有一些針對(duì)特殊要求在實(shí)際中所采用的特殊方法，直至編寫出給制板廠的工藝文件。讀者跟隨教材，在完成一個(gè)個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)的同時(shí)會(huì)不斷積累設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，提高設(shè)計(jì)能力。細(xì)心的讀者可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，每個(gè)項(xiàng)目中的任務(wù)都基本一樣，主要是因?yàn)檫@些任務(wù)就是實(shí)際的PCB圖設(shè)計(jì)流程，而每個(gè)項(xiàng)目中的內(nèi)容卻不相同。項(xiàng)目一是單面板設(shè)計(jì)，重點(diǎn)是正確繪制和使用元器件符號(hào)，正確繪制原理圖，通過確定變壓器等元器件封裝，了解根據(jù)實(shí)際元器件確定封裝參數(shù)的方法，學(xué)習(xí)根據(jù)信號(hào)流向進(jìn)行布局的方法，發(fā)熱元件的布局，特別是有特大、特重元件（變壓器）的布局，學(xué)習(xí)根據(jù)飛線指示手工繪制單面板圖的方法，利用多邊形填充加大接地網(wǎng)絡(luò)面積、利用矩形填充改變直角拐彎的方法，初步了解工藝文件的編寫。因?yàn)轫?xiàng)目一是本書的第一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例，所以對(duì)操作過程和簡(jiǎn)單原理都進(jìn)行了詳細(xì)介紹，在以后的項(xiàng)目中有些常用操作就不再介紹。項(xiàng)目二是較復(fù)雜的單面板設(shè)計(jì)，在元器件符號(hào)編輯方面，不僅有自己繪制的元器件電路符號(hào)，還介紹了修改系統(tǒng)提供的元器件符號(hào)的方法。項(xiàng)目二電路中包含了大量常用元器件，因此本項(xiàng)目詳細(xì)介紹了這些常用元器件的封裝確定方法。在布局方面重點(diǎn)介紹了有位置要求元器件的布局方法，布線方面重點(diǎn)介紹了查找指定網(wǎng)絡(luò)，并對(duì)指定網(wǎng)絡(luò)設(shè)置線寬的方法，工程上經(jīng)常使用的在有限板面中滿足線寬要求的常用方法等。

內(nèi)容概要

本書本著以產(chǎn)品為依托，以實(shí)際工程項(xiàng)目引導(dǎo)教學(xué)的思路，選擇了五個(gè)實(shí)際的產(chǎn)品，重點(diǎn)從電路原理和工藝角度以及印制板成品的整機(jī)裝配、焊接、調(diào)試方面介紹印制板圖設(shè)計(jì)的全過程?！　￠_篇導(dǎo)學(xué)中介紹了電路板板材、電路板制造工藝的相關(guān)知識(shí)，項(xiàng)目一、項(xiàng)目二是單面板設(shè)計(jì)，項(xiàng)目三到項(xiàng)目五是雙面板設(shè)計(jì)，其中項(xiàng)目五是多數(shù)為表貼式元器件的雙面板設(shè)計(jì)。這些項(xiàng)目的內(nèi)容循序漸進(jìn)、逐步加深，且每個(gè)項(xiàng)目都有自己的特殊內(nèi)容，這些特殊內(nèi)容就構(gòu)成了本教材寬泛的適用范圍?！　”緯亲髡吒鶕?jù)多年pcb設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)實(shí)踐，以及元器件發(fā)展水平和當(dāng)前企業(yè)工藝水平編寫，貼近生產(chǎn)實(shí)際，語(yǔ)言簡(jiǎn)練，通俗易懂，實(shí)用性強(qiáng)，圖文并茂，可作為高職院校相應(yīng)課程的教材，也可供從事電路設(shè)計(jì)的工作人員參考。

書籍目錄

開篇導(dǎo)學(xué)　項(xiàng)目一　直流穩(wěn)壓電源印制板設(shè)計(jì)　項(xiàng)目二　較復(fù)雜的單面印制板圖設(shè)計(jì)　項(xiàng)目三　單片機(jī)電路的雙面印制板設(shè)計(jì)　項(xiàng)目四　較復(fù)雜單片機(jī)電路板設(shè)計(jì)　項(xiàng)目五　多數(shù)為表貼式元器件的印制板設(shè)計(jì)　參考文獻(xiàn)　

章節(jié)摘錄

插圖：不是每個(gè)制板廠的加工水平都一致，制板廠加工水平的高低與該廠設(shè)備的好壞，工人素質(zhì)的高低、管理者水平的高低都有很大的關(guān)系，其中設(shè)備的好壞最關(guān)鍵。電路板加工水平的提高，很大程度上是由于加工設(shè)備精度的提高。設(shè)備先進(jìn)，價(jià)值就高，對(duì)于投資少規(guī)模小的制板廠來說，先期投入少、后期追加資金不足，造成設(shè)備陳舊更新緩慢，加工水平自然降低，不能加工一些密度高、很復(fù)雜的板，即使加工也不能保證質(zhì)量。有些廠多層板都不能加工，甚至有些廠只能加工單面板。但是，這些投資少規(guī)模小的制板廠的制板單價(jià)，相比于規(guī)模大的制板廠卻低很多。如果電路板不太復(fù)雜，完全可以在這些小規(guī)模制板廠加工，這樣既能保證質(zhì)量，又能降低成本。影響電路板板密度的因素有以下幾點(diǎn)，-是原理圖的復(fù)雜程度，二是板的大小，這兩點(diǎn)是無法改變的，再一點(diǎn)就是布局的合理性，這一點(diǎn)可以通過設(shè)計(jì)者的努力來改進(jìn)。只要布局合理，會(huì)減少很多不必要的折返線，縮短走線長(zhǎng)度，減少過孔數(shù)量，以此達(dá)到降低密度的目的。密度降低了，就可以通過以下幾個(gè)環(huán)節(jié)的調(diào)整來降低制板難度，從而降低制板成本。1.焊盤與孔的調(diào)整鉆孔是電路板設(shè)計(jì)者對(duì)電路板加工能做最多工作的環(huán)節(jié)。目前，國(guó)內(nèi)各制板廠所使用的數(shù)控鉆，既有進(jìn)口的也有國(guó)產(chǎn)的，國(guó)產(chǎn)數(shù)控鉆在速度和精度上要遠(yuǎn)低于進(jìn)口數(shù)控鉆，但是，國(guó)產(chǎn)數(shù)控鉆的售價(jià)也低得多，所以一些小規(guī)模的制板廠都選用國(guó)產(chǎn)數(shù)控鉆作為鉆孔機(jī)。數(shù)控鉆機(jī)在使用一段時(shí)間后，會(huì)產(chǎn)生一些磨損，使精度降低。小規(guī)模的制板廠在機(jī)器的維修維護(hù)方面投入有時(shí)會(huì)少一些，這就導(dǎo)致了小規(guī)模的制板廠鉆孔的質(zhì)量低。主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：（1）孔位偏差造成這種問題的原因，一方面是由于數(shù)控鉆定位精度低所致，另一方面是圖形轉(zhuǎn)移的精度低所致。這種情形反映到成品板上就是孔不在焊盤正中，錫環(huán)一邊大一邊小，如果焊盤較小，孔甚至?xí)龊副P。如果孔偏出焊盤（行業(yè)術(shù)語(yǔ)叫“崩孔”），就是廢品。（2）太小的孔無法加工這是由于數(shù)控鉆的加工精度不夠所致?？滋r(shí)，由于低檔數(shù)控鉆主軸振擺幅度大，加工臺(tái)面水平度不夠高等因素的影響造成鉆頭極易折斷，這就使這些低檔數(shù)控鉆無法加工太小的孔。

編輯推薦

《電子CAD綜合實(shí)訓(xùn)》是世紀(jì)英才·高等職業(yè)教育課改系列規(guī)劃教材(電子信息類)。

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