電子學上課資料(1)

電子學上課資料(1)

4shared  

http://www.4shared.com/office/dwcTQi0p/ch1-1.html?

http://www.4shared.com/office/zS7DjsGN/ch1-2.html?

http://www.4shared.com/office/h9w3lOgi/ch1-3.html?

http://www.4shared.com/office/lbWr0rDI/ch1-4.html?

http://www.4shared.com/office/emVlvTRA/ch2-1.html?

Protel 99 SE系統軟體 (5)

在主功能表中，按File > New命令案)，產生New Design Database對話盒

Protel 99 SE軟體把所有檔案都儲存在設計資料庫中，可以有兩種格式
存在，
一種是單一設計資料庫，
另一種是標準檔案和資料夾，可以在Design Storage Type格子中(圖2-1對話盒)，選擇所要的格式，如下所示：

(1) MS Access Database：所有檔案都放在單一設計資料庫(即設計檔案)。
(2) Windows File System：所有檔案都放在資料夾中。

通常都會使用MS Access Database格式，管理所有電路檔案，所以採用預設值(MS Access Database)。

在圖2-1對話盒中，其餘參數說明如下：
1. Database File Name：設定資料庫的名稱，副檔名為ddb，預設名稱為MyDesign1.ddb，最好修改成適合的資料庫名稱。
2. Database Location：設定資料庫的路徑，按Browse鍵，產生Save As對話盒，

選擇所要的路徑和檔案名稱，按存檔(S)鍵，可以決定需要的路徑。


除了上面的方法外，還可以利用下列方式，開啟另一個新的設計檔案，
在圖2-3對話盒中，按File > New Design命令，產生New Design Database對話
盒(圖2-1)，由於已經有MyDesign1.ddb設計檔案存在，所以設計檔名稱為

MyDesign2.ddb。




在圖2-3對話盒中，按File > New命令，產生New Document對話盒

點選Schematic Document圖示，按Ok鍵，或是在Schematic Document圖示上，連按Mouse左鍵兩次，產生Sheet1.Sch圖示

此時可以修改Sheet1.Sch圖示的名稱，輸入新的Sch檔案名稱。
在Sheet1.Sch圖示上，連按Mouse左鍵兩次，進入Sheet1.Sch檔案編輯器，就可以開始編輯Sheet1.Sch電路圖

Protel 99 SE系統軟體 (4)

印刷電路板(PCB)是建立電路的基礎，把元件焊接在電路板上，印刷電路板提供各元件之間的電氣連接路徑，形成實際的電路圖，這些連接路徑是由銅箔線而形成連線，銅箔線是由蝕刻而形成的。


一般而言，在印刷電路板上面是銅箔連線，形成各元件接腳之間的連接，而銅箔連線必須放在絕緣的基板上，常見的基板材料有：CEM-3、FR-4、G-10...這些材質大都是玻璃纖維所組成的，由於基板是絕緣的，所以上下層的銅箔才不會形成短路。


一般電路板的製作過程是：曝光->顯像->蝕刻->鑽孔->銲接。

對於電路板上面所使用的元件，大概可以分為兩種：


(1) 針腳式(Through hole)元件：針腳式元件放在電路板上層，元件接腳是在板子下層銲接，所以這種元件的銲點必須鑽孔這種元件的銲點形狀有兩種：矩形和圓形，一般參考接腳是採用矩形，其餘都是圓形。這種元件是傳統式元件，體積比較大，通常是在學生製作PCB電路板時使用。

(2) 表面粘貼元件(SMD)：SMD元件放在電路板上層，元件接腳也在上層焊接，所以不用鑽孔，這種元件都是用在工廠中，元件體積比較小，所以是商業化印刷電路板最常用的元件。


目前較常使用的PCB電路板是2、4、6層，更多的佈局層並不時常使用，因為佈局層太多，會造成故障率提高，所以成本相對比較高，因此用到的機會不高。


在PCB電路板中，具有電氣特性的項目，只有銲點(Pad)、導孔(Via)、連線(Track)、弧形(Arc)，其他項目大部分都不具備電氣特性，如下圖所示：

在印刷電路板中，只有銅箔才具有電氣特性，才可以傳導電流，所以連線(Track)、銲點(Pad)...都是表示銅箔的區域，電路板的銅箔阻抗大約為：

R=0.00017/(w*t) [表示每1公分的阻抗值] 
w是銅箔的寬度
t是銅箔的厚度


當銅箔厚度為0.07mm，寬度為1mm，1公分銅箔的阻抗值大約是0.0024
歐姆，雖然阻抗值很小，但是銅箔長度比較長時，也會具有不小的阻抗存
在，這會影響電路的工作情形，必須加以注意。

銅箔會有電容和電感效應，造成高速的電路會有過大時間延遲出現，所以這些效應也必須加以了解，分別說明如下：

(1) 銅箔之間會形成電容效應，兩個平行銅箔連線會產生大約0.2~0.4PF/cm的電容值(長度為0.6mm左右)。

(2) 兩個平行的銅箔連線會形成電感效應，大約會產生2~10nH/cm的電感值(長度為0.6mm左右)。

因為上面的電容和電感效應，電路板因此而形成的延遲時間，大約為0.06ns/cm，所以要想辦法減輕這些效應。

過大的電流會把銅箔燒斷，銅箔厚度為0.035mm，銅箔寬度為0.25mm，當電流值達到5A時，就可能會把銅箔燒斷。

一般而言，PCB電路板是由電路圖開始，轉換成串接檔，利用串接檔表示電路圖，再載入到電路板編輯器中，電路圖元件會轉換成相對的電路板元件，此電路板元件就是元件外形圖(Footprint)，並且電路元件的連接情形是以標示線方式表示，以標示線顯示在電路板中，所以在電路板編輯器中，可以看見元件外形圖和標示線，另外每一個銲點上，都有連線名稱存在，再執行放置和佈線功能，就可以完成PCB電路板。

Protel 99 SE系統軟體 (3)

工具列的按鈕都是一些較常使用的功能，所以可以使用工具列的按鈕功能，以提升設計的速度，有些工具列並不是隨時顯示在視窗中，必須切換顯示，才能看到這個工具列，開啟電路圖編輯器，接下來，要介紹工具列的按鈕功能：

1. 主工具列(Main Toolbar)：
提供一般的功能命令，按View > Toolbars > Main Tools命令，可以切換顯示主工具列

2. 畫電路圖工具列(Wiring Tools)：
提供畫電路圖的功能命令，可以畫電路圖，按View > Toolbars > Wiring Tools命令，可以切換顯示畫電路圖工具列

3. 繪圖工具列(Drawing Tools)：
提供一般繪圖的功能命令，按View > Toolbars > Drawing Tools命令，可以切換顯示繪圖工具列，

4. 電源項目工具列(Power Objects Tools)：
提供放置電源符號項目的功能命令，按View > Toolbars > Power Objects命令，可以切換顯示電源項目工具列

5. 數位項目工具列(Digital Objects Tools)：
提供放置數位電路項目的功能命令，按View > Toolbars > Digital Objects命令，可以切換顯示數位項目工具列

6. 模擬電源工具列(Simulation Sources Tools)：在模擬電路時，提供放置模擬電源項目的功能命令，按View > Toolbars > Simulation Sources命令，可以切換顯示模擬電源工具列

Protel 99 SE系統軟體 (2)

File > Open命令，產生Open Design Database對話盒，設計檔案(Design files)是Protel軟體中的資料庫檔案，所有的檔案都放在這個設計檔案中，副檔名是ddb。

在設計檔案的資料夾狀態下，所以可以看見這個設計檔案中的所有檔案(圖示方式顯示)，這個畫面主要分成兩個部分:設計總管和工作視窗，分別說明如下：

1. 設計總管：由於目前是在設計檔案的畫面中，所以設計總管只看見設計檔案的檔案結構，按+鍵，可以展開上層檔案，按-鍵，可以取消顯示下層檔案 

按View > Design Manager命令，可以切換顯示設計總管。如果開啟電路圖編輯器(在*.Sch圖示上，連按Mouse左鍵兩次)，在設計總管中，可以看見兩個標籤(上面部分)，分別是Explorer(檔案結構)和Browse Sch(Sch設計面板)


(1) Explorer標籤：內容是這個設計檔案的檔案結構。
(2) Browse Sch標籤：內容是電路圖編輯器的專用設計面板，提供設計電路圖所需要的項目，例如：元件庫...等。(如果是開啟PCB編輯器，Browse Sch標籤就會變成Browse Pcb標籤，就是設計電路板的PCB設計面板)。

4. 命令狀態行(Command Status)：命令狀態行顯示目前命令的狀況。 
上圖表示：沒有執行任何命令，準備接受下一個命令，

按View > 
Command Status命令，可以切換顯示命令狀態行，v表示命令狀態行已經顯示在視窗中。

Protel 99 SE系統軟體 (1)

Protel 99 SE系統軟體是一套印刷電路板(PCB)的輔助設計軟體

1. 電路圖編輯器(Schematic 99)：可以利用這個功能，進行電路圖的編輯工作，產生所需要的電路圖，才能進行下一步的編輯和分析工作。

2. 電路模擬器(SIM 99)：可以對電路圖進行模擬分析工作，可以進行許多種分析方法，例如：偏壓點分析、頻率響應分析...可以看到電路圖的分析波形，了解電路的工作情形，產生符合規格的電路圖。

3. 電路板編輯器(PCB 99)：使用電路圖編輯器所產生的電路圖，產生電路板編輯器所需要的基本資料(Protel格式的串接檔)，根據串接檔的內容，可以知道需要使用那些元件和元件之間的連接情形，利用這些資料，可以編輯印刷電路板。

4. 佈線程式(Route 99)：可以完成電路板的佈線工作。 

圖1-2是軟體的操作流程，你必須建立電路圖，進行電路圖的模擬工作，得到電路的工作情形(波形分析)，才能進行電路板的設計工作。

電路圖中的元件可以在SchLib功能中設計，但是一般都採用系統所提供的元件庫，因為系統提供非常多的元件庫，所以元件足夠使用，如果仍然找不到所要的元件，可以利用此功能，進行元件的編輯工作。

同樣地，在電路板中的元件也可以利用PcbLib功能設計，但是Protel軟體已經提供足夠的元件庫，所以需要編輯元件的機會不是很高，如果找不到所要的PCB元件，可以利用PcbLib功能，進行電路板元件的設計工作。