（PB印制电路板）学习项
目二级放大电路 P印制电
路板设计与制作
学习项目 10 二级放大器双面印制电路板设计与制作
任务要求
1．工作任务
二级放大器单面印制电路板设计与制作。
2．基本要求
利用 Protel DXP的基本操作完成二级放大器单面印制电路板设计。制作二级放大器
双面印制电路板。
3．学习产出
原理图、电路自动布线图、电气检查报告、网络表、材料清单、二级放大器双面印制
电路板和学习总结。
学习目标
1．原理图设计
完成二级放大器的原理图设计。
2．创建元件封装
掌握利用向导创建元件封装的方法。
3．单面印制电路板设计
按照相关行业及国家规范与标准进行二级放大器单面印制电路板设计。
4．技术文件
生成网络表、输出电气检查报告和材料清单。
5．单面印制电路板制作
按照相关行业及国家规范与标准利用 HW-3232线路板刻制机制作二级放大器单面印制
电路板。
相关知识
印制电路板（PCB）设计
1．印制电路板设计流程
（1）原理图设计
按照原理图设计流程先完成原理图的设计，图 10-1。
（2）启动 PCB编辑器
执行菜单命令 File/New/PCB，即可打开 PCB编辑器，如图 10-2，执行菜单命令
File/Save As 将文件重命名“两级放大电路.PcbDoc”文件名，图 10-3。
（3）手动规划电路板
前面我们已经生成了一个“两级放大器电路.PcbDoc” PCB文件，可以手动设置图纸
的尺寸大小、栅格大小、图纸颜色等。
使用环境设置和格点设置PCB 板的使用环境设置和格点设置可以在设置对话框中进
行。在主菜单栏中，执行命令 Design/Board Options…, 即可打开格点设置对话框，按图
10-4设置好各参数，点击OK按钮，关闭该对话框。
下面我们为该电路做一块单面电路板，尺寸大小为2000mil×1500mil。
①绘制电路板物理边界：点击PCB编辑器页面下部图层转换按钮Mechanical1，将当前图层切
换到机械层1，图10-5。单击布线工具栏Placement中的按钮，画一个2040mil×1540mil的封
闭矩形。
②将当前图层切换到禁止布线层（Keep-Out Layer），单击布线工具栏Placement中的按钮，
在刚才画的矩形内部画一个2000mil×1500mil的封闭矩形。画好的图形如土图10-6所示。
③确定新的坐标原点。执行菜单命令Edit/Origin/Set，点击电路板左下点为新的坐标原点。
图 10-1 原理图的设计
图 10-2 PCB编辑器
图 10-3 文件重命名
图 10-4 设置各参数
图 10-5 图层切换
图 10-6 绘制电路板
（4）生成网络表
在原理图中将所有元件的属性（特别是元件封装）填写好，生成网络表。
（5）装入网络表及元件
这一步工作是整个设计工作中一个非常重要的环节。对于每一个装入的元件必须
有相应的封装形式，这是自动布线中所不能缺少的。对封装的说明包含在网络表文件中。
因此，只有将网络表和元件装入后，才能开始印制电路板的自动布线工作。
这里介绍利用网络表文件装入网络表和元件，其步骤如下：
在 SCH 原理图编辑环境下，本例先打开“两级放大电路.SchDoc”文件。执行主菜
单命令 Design Update PCB 两级放大电路.PcbDoc，系统弹出如图 10-7所示的
Engineering Change Order对话框。单击 Validate Changes按钮，系统将检查所有的
更改是否都有效，如果有效，将在右边 Check 栏对应位置打勾，如果有错误， Check
栏中将显示红色错误标识。
一般的错误都是由于组件封装定义不正确，系统找不到给定的封装，或者设计 PCB
板时没有添加对应的集成库。此时则返回到 SCH 原理图编辑环境中，对有错误的组件
进行更改，直到修改完所有的错误即 Check 栏中全为正确内容为止，如图 10-8。单击
Execute Changes 按钮，系统将执行所有的更改操作，如果执行成功， Status 下的
Done 列表栏将被勾选，执行结果如图 10-9所示。单击 Close 按钮，将关闭该对话框，
进人 PCB 编辑接口，如图 10-10，这样就将网络表装入到 PCB编辑器中了。
图 10-7Engineering Change Order对话框
图 10-8 有效变更检查后的 Engineering Change Order 对话框
图 10-9 更改操作完成
图 10-10 加载网络表和元件后的 PCB 编辑器
(6) 元件手工调整布局
将图 10-10中的元件封装分别用鼠标选中，调整封装方向（连线尽量不交叉），手动调
整后的布局如图 10-11。
图 10-11 手工调整布局
(7) 布线宽度设置
主菜单中执行菜单命令Desing Rules ……，系统将弹出如图10-12所示的 PCB
Rules and Constraints Editor(PCB 设计规则和约束 ) 对话框。在 Width 上右击鼠标，
从弹出的快捷菜单中选择 New Rule ……选项。系统将自动当前设计规则为准，生成名为
Width_1 的新设计规则。按图设置好各参数， Width （导线宽度）选项区域设置导线
的宽度有三个值可以供设置，分别为 Max width （最大宽度）、 Preferred Width （最佳
宽度）、 Min width （最小宽度）三个值。系统对导线宽度的默认值为 10mil ，单击每个
项直接输入数值进行更改。这里采用值 40mil 设置VCC导线宽度，点击OK按钮，关闭该对话
框。
图 10-12 PCB 设计规则和约束对话框
（8）自动布线
如果没有特殊要求，可以实行全局布线。
执行菜单命令 Auto Route(自动布线) All(全部)，打开“Situs Routing
Strategies”对话框中的按钮，即完成自动布线，如图 10-13、10-14、10-15所示。
图 10-13 自动布线
图 10-14 完成自动布线
图 10-15 自动布线报告
（9）对地线进行敷铜
单击放置工具栏中的按钮，出现放置敷铜对话框，图 10-16。在该对话框中 Net选 GND，
点“OK”确定。光标变为十字形，沿着禁止布线层（Keep-Out Layer）边框画一个封闭的矩
形，单击鼠标右键，即可在 TopLayer生成接地的多边形敷铜填充。按同样的方法对 Bottom
Layer 矩形敷铜，图 10-17。完成敷铜后的效果及 3D效果如图 。
图 10-16 放置敷铜对话框
图 10-17 Bottom Layer 矩形敷铜
图 10-18 完成敷铜后的效果
图 10-19 3D效果
输出设计规则检查报告
设计规则检查报告列出了设计规则的设置与修改内容。执行菜单 Tools(工具)
Design Ruls Check(设计规则检查)，弹出如图 10-20所示对话框。双击按钮，出现设计规
则检查报告（DRC文件），图 10-21。
图 10-20 设计规则检查
图 10-21 设计规则检查报告
制作二级放大器单面印制电路板
（1） 操作详见附录《HW-3232线路板刻制机使 用 说 明 书》。
（2） 选择测试元件。
（3） 焊接元件。
（4） 测试、检查、验收。
项目训练：
UC3842 开关电源双面电路板设计与制作。
◆ 训练目的： 巩固原理图设计方法，图样设置合理，正确编辑元件属性，连线正确，
放置地线节点，标题栏和信息填写正确。掌握印制电路板设计的流程。
能够规划电路板、进行元件封装库的添加、封装的选择和编辑、网络表
的装入、手工调整布局和自动布线。能够输出 PCB报表文件，制作单面
印制电路板，进行元件的安插、焊接、检查和测试。
◆ 设计要求：添加输入/输出接口、添加电源封装、加宽电源和地线为 30mil。
◆ 设计图纸如图 所示.
（一）操作要点
如图 10-22 所示的开关电源电路是以 UC3842 为核心的一种基本的中、小功率开
关电源。
图 10-22 基本开关电源电路
1、电路原理图设计
1)建立文件夹
在 D 盘建立一个文件夹，名称为：UC3842。
2)创建项目文件
（1）启动 Protel DXP。
（2）执行菜单命令［File］/［New］/［PCB Project］，系统建立一个项目文件，默认文
件名为：PCB 。
（3）执行菜单命令［File］/［Save Project］，将新建项目文件换命保存，选择文件路径
并输入新建项目文件名 UC3842，完成 D:\UC3842\ 项目文件的建立。
3)创建一个新的原理图文件
（1）执行菜单命令［File］/［New］/［Schematic］。
（2）然后执行菜单命令［File］/［Save］，选择路径并输入文件名 UC3842，建立一个
原理图文件 D:\UC3842\ 。
4)载入元件库
该电路元件列表如表 所示。
表 UC3842 开关电源元件列表
由表 可以看出 UC3842 开关电源电路涉及的元件除 UC3842、变压器的原理图元
件以及变压器和保险的元件封装需自己制作外，其余都是系统默认集成元件库
Miscallaneous 和 Miscallaneous 内的元件。
5)参数设置
（1）执行菜单命令［Design］/［Options］，打开 Documents Options 对话框。
（2）将图纸尺寸设为 A4，横向；将电气栅格属性设为 10mil；将捕捉及可视格栅均设为
10mil。
6)放置元件
将集成元件库 Miscallaneous 和 Miscallaneous
内已有的元件放置在图中。
放置元件时尽可能按相互间关系放置。但对于复杂的电路，元件放置一步到位的可能性
不大。一般采用化整为零的方式，以某些关键元件为中心完成部分局域图布线，然后进行拚
接、调整。也就是说，元件布置和布线常常是穿插进行的，并经常进行调整。
7)制作 UC3842 和变压器原理图元件
执行菜单命令［Design］/［Make Project Library］，系统建立一个项目专用元件库，
将已放置在图面上的元件自动载入该库，文件名为：。系统自动转到电路原
理图元件编辑器中。
（1）制作 UC3842
① 单击元件编辑器中 Add 按钮，将新元件名重命名为 UC3842。
② 利用［Place］/［Rectangle］命令绘制一个 80mil（W）X120mil（H）的矩形。
③ 执行菜单命令［Place］/［Pin］放置元件管脚。按 Tab键编辑管脚属性，完成
UC3842 元件如图 10-23 所示。
图 10-23 UC3842 原理图元件
（2）制作变压器元件
①单击元件编辑器中 Add 按钮，将新元件名重命名为 Trans1。
②绘制变压器线圈可利用［Place］/［Arc］。这里我们采用另一种更简洁的方法：打开
新建元件库 中的电感 Inductor，选取线圈部分进行剪切或复制，再切换到
变压器 Trans1，进行粘贴，调整。
③执行菜单命令［Place］/［Pin］放置元件管脚，完成变压器 Trans1 如图
所示。
图 10-24 变压器 Trans1 元件
④ 编辑 2 号空脚属性，使之隐藏。
（3）分别选择元件 UC3842 和 Trans1，单击元件编辑器中 Place 按钮,，将这两个元件放
置到原理图编辑器。
8)布线
执行菜单命令［Place］/［Wire］进行布线工作。以某些关键元件为中心完成部分局域
图布线，然后进行拚接、调整。布线完成后的原理图如图 所示。
9)检查、修改
利用 Protel DXP 提供的各种校验工具，根据设定规则对绘制的原理图进行检查，并做
进一步的调整和修改，保证原理图正确无误，为后续的电路板设计做准备。
2、PCB 设计
1)创建 PCB 文档
这个例子我们采用 PCB 生成向导方式来建立 PCB 文档。
（1）执行菜单命令［File］/［New from Template］/［PCB Board Wizard］，系统弹出 PCB
文件生成向导欢迎画面，单击 Next 按钮继续。
（2）在接下来的画面中选择英制为度量单位；选择 Custom 用户自定义电路板方式；选
择电路板形状为矩形，电路板尺寸为 5000mil（W）X3400mil（H）；信号图层为两层，无电
源层；选择只有穿透式过孔；元件为插针式，集成电路相邻焊盘间只允许有一条布线；最小
布线宽度及过孔、布线安全距离采用默认设置。
（3）单击 Finish 按钮，系统生成如图 10-25 所示为使用 PCB 向导生成的印制电路板边
框。
图 10-25 UC3842 电路板边框。
（4）执行菜单命令［File］/［Save］，将 PCB 文件名改为 。
（5）执行菜单命令［Edit］/［Origin］/［Set］，设置 PCB左下点为坐标基准点。
2)参数设置
执行菜单命令［Design］/［Options］，进行电路板参数设置。将度量单位设为英制、电
气格点属性为 10mil、捕捉格栅及元件捕捉格栅均设为 10mil/10mil、可视格点设为
50mil/500mil。
3)加载元件封装库
本电路大部分元件封装都在系统默认集成元件库 Miscallaneous 和
Miscallaneous 之内。只有保险和变压器的元件封装需自己制作。元件
封装必须保证所对应元件能够正确安装，绘制的外形大小应保证元件的安装空间。
（1）执行菜单命令［File］/［New］/［PCB Library］，系统进入元件封装编辑器。
（2）执行菜单命令［File］/［Save］，将 PCB Library 文件名改为 。
（3）参数设置
我们要制作的元件封装都是公制的。执行菜单命令［Tools］/［Library Options］，系
统弹出如图 10-26 所示板面选项设置对话框。在对话框内设置度量单位为公制，电气栅格
属性为 1mm，Snap Grid 设为 1mm/1mm，Component Grid 设为 1mm/1mm，可视栅格设置为
Lines，可视栅格间距为 1mm/5mm。
图 10-26 板面设置对话框
（4）制作保险封装
我们使用有底座的保险，其封装如图 10-27 所示。
图 10-27 保险封装
①单击元件封装管理器中 Rename，将系统自动生成的 PCBCOMPONENT_1 重命名为
FUSE1A。
②执行菜单命令［Edit］/［Jump］/［Reference］，以（0，0）为中心显示页面。
③单击 PCBLib Placement 工具栏中的 按钮，或执行菜单命令［Place］/［Pad］，
光标变为十字形状，中间拖动一个焊盘。
④按下 Tab 键，系统弹出焊盘属性设置对话框。将焊盘序号设为 1，形状设为圆形，
焊盘通孔直径设为 ，焊盘外径设为
⑤将光标移至（0，0）点，单击鼠标，放置第一个焊盘。依次移到（5mm，0）、
（17mm，0）、（22mm，0）放置第二、三、四个焊盘。也可以随意放置四个焊盘，然后编辑每
个焊盘的坐标属性实现。
⑥将图层转换到顶层丝印层（TopOverlay），单击 PCBLib Placement 工具栏中的按
钮，或执行菜单命令［Place］/［Line］，光标变为十字形状。
⑦按下 Tab 键，系统弹出直线属性设置对话框，将线条宽度设为 。
⑧将光标移至（-2mm，-3mm）放置第一条边的起点，依次移到（24mm，-3mm）、（24mm，
3mm）、（-2mm，3mm）确定矩形的其他三个角点，再回到起点完成外框绘制。同样方法绘制
中间两条线。
⑨到这里，保险的封装就完成了，如图 10-27 所示。
（5）制作变压器封装
变压器为 10 脚封装，每侧各 5 个管脚。管脚间距 5mm，如图 10-28 所示。
图 10-28 变压器封装
①单击元件封装管理器中 Add 按钮，系统弹出封装向导对话框，单击 Cancle 取消，系统
自动生成元件 PCBCOMPONENT_1，并以（0，0）为中心显示页面。单击 Rename 按钮，
将其重命名为 Trans1。
②单击 PCBLib Placement 工具栏中的按钮，或执行菜单命令［Place］/［Pad］，
光标变为十字形状，中间拖动一个焊盘。
③按 Tab 键，系统弹出焊盘属性设置对话框。将焊盘序号设为 1，形状设为方形，
焊盘通孔直径设为 ，焊盘外径设为
④将光标移至（0，0）点，单击鼠标，放置第一个焊盘。按Tab键，修改焊盘形状
属性为圆形。
⑤移动光标，依次移到（5mm，0）、（10mm，0）、（15mm，0）、（20mm，0）、
20mm，25mm）、（15mm，25mm）、（10mm，25mm）（5mm，25mm）、（0，25mm）各点，
放置第2-10 个焊盘，如图 10-29 所示。
图 10-29 放置 Trans1 焊盘
⑥将图层转换到顶层丝印层（TopOverlay），单击 PCBLib Placement 工具栏中的 按钮，
或执行菜单命令［Place］/［Line］，光标变为十字形状。按 Tab 键，系统弹出直线属性设
置对话框，将线条宽度设为 。
⑦将光标移至（-3mm，-2mm）放置第一条边的起点，依次移到（23mm，-2mm）、（23mm，
27mm）、（-3mm，27mm）确定矩形的其它三个角点，再回到起点完成外框绘制。
⑧单击 PCBLib Placement 工具栏中的 按钮，或执行菜单命令［Place］/［String］，
放置注释文字。按 Tab 键修改文字属性，角度设为 0 度，高度设为 ，文字为 1，单击
OK按钮。将光标移到 1 号脚处，点击鼠标，放置文字 1。
⑨ 用同样的方法，放置文字 5、6、10。
⑩ 完成变压器封装如图 所示。
4)载入网络表和元件
①执行菜单命令［Design］/［Import Changes From ()］，系统弹出如图
10-29 所示 Engineering Change Order 对话框。
图 10-30 Engineering Change Order 对话框
② 单击单击 Validate Changes 按钮，系统逐项检查提交的修改，并在状态栏（Status）
显示是否正确。
③ 检查结果完全正确，单击 Execute Changes 按钮,将网络表和元件载入 PCB 编辑
器中。
④ 单击 Close 按钮,关闭 Engineering Change Order 对话框，即可看见载入的元件
和预拉线，如图 10-31 所示。
图 10-31 加载网络表和元件后的 PCB 编辑器
5)元件布局
① 执行菜单命令［Tools］/［Auto Placement］/［Auto Placer］，对元件进行自动布局，
自动布局规则选“Cluster Placer”。
② 自动布局后的 PCB 如图 10-32 所示。
图 10-32 元件自动布局结果
6)手工调整
（1）手工调整布局原则
由于开关电源工作在高频率状态，电路本身存在发热功率元件，其元件布局应遵循下列
原则：
①为避免电磁干扰，元件布局应使输入输出隔离，不能混杂在一起。
②按电流和信号流向布置各功能元件。本电路按功能可分为交流输入回路、整流回路、
开关变压器及其振荡回路、直流输出回路四个部分。
③元件布置应疏密得当，发热功率元件 Q1 应加装散热器，与其它元件保留适当间隙。
（2）位置、方向调整
调整元件位置可执行［Edit］/［Move］级联菜单命令。也可以直接用鼠标拖动。改变
元件方向可以采用编辑属性方式，更简洁的方式是在移动或拖动元件的过程中，按空格键改
变元件的旋转角度。调整后的电路板如图 10-33 所示。
图 10-33 元件布置图
（3）修改元件焊盘属性
因为某些元件需流过大电流，而且没有专用的封装，我们只是借用其它元件的封装，需
要加大焊盘尺寸及孔径。
①编辑 JP1、JP2 两个接插元件的焊盘，将焊盘外径设为 120mil/120mil，孔径设为
50 mil。
②编辑 L1、L2 和 L3 三个元件的焊盘，将焊盘外径设为 120mil/120mil，孔径设为
50 mil。
（4）增加安装孔
为便于电路板的安装，我们在电路板的四个角个布置一个安装孔。
①执行菜单命令［Place］/［Pad］，光标变成十字形，并带者一个焊盘。
②按 Tab 键，编辑焊盘属性，焊盘外径设为 180mil/180mil，孔径为 120mil。
③依次在每个角放一个焊盘。双击靠近 PCB 基准点处焊盘，编辑它的属性，X和 Y坐标均
设为 160mil。并选择 Lock 选项锁定该焊盘。依次编辑其它三个焊盘，使之坐标分别为
（4840mil，160mil）、（4840mil，3240mil）和（0，3240mil）。
④将图层切换到禁止布线层，执行菜单命令［Place］/［Full Circle］，增加安装孔周边
的禁布线。禁布线距焊盘中心的距离，应不小于安装螺母最大外径。
（5）增加功率管散热器安装孔
因为功率管 Q1 发热较为严重，需要给 Q1 配散热器。通常是专门做一个带散热器的元
件封装，这里我们偷个懒，给元件配两个散器安装孔。
① 所选散热器安装管脚间距为 20mm，管脚直径为 。按 Q 键，将系统度量单为切换
成公制。双击 Q1 的 1 号脚，查得坐标为（，）。
② 执行菜单命令［Place］/［Pad］，光标变成十字形，并带者一个焊盘。
③ 按 Tab 键，编辑焊盘属性，焊盘外径设为 3mm/3mm，孔径为 1mm，序号为 00。
④ 单击鼠标放置两个焊盘。
⑤ 双击焊盘，将两个焊盘坐标分别设为（110mm，）、（110mm，），连接
网络设为 No Net（安装时与 Q1 间应加绝缘垫），并锁定焊盘。
⑥ 按 Q 键，将系统度量单为切换成英制
（6）元件调整后的电路板如图 10-34 所示。
图 10-34 调整后的电路板图
7)规则设置
（1）执行菜单命令［Design］/［Rules］，打开电路板规则设置按钮，进行电路板规则设置。
（2）打开 Routing栏 Width选项，将布线宽度设置为 10mil-200mil，推荐宽度设为
40mil，适用范围为整个电路板。
（ 3）增加 L、 N、 GND、 SGND、 PGND、 +5 接地网络宽度设置，将布线宽度设置为
40mil-200mil，推荐宽度设为 100mil。
H、布线
执行菜单命令［Auto Route］/［All］，启动自动布线操作。自动布线结果如图 所
示。（如果一次布线的结果不很理想，可重复布线操作，至基本满意位置）
图 10-35 自动布线结果
8)手工调整布线
自动布线结束后，我们需要对布线进行手工调整。调整后应使布线更加顺畅，同时需对
一些布线进行加粗处理。必要时还须对某些区域进行敷铜处理。调整、修改后的电路板如图
所示。
图 10-36调整后的电路板
9)DRC 检查
执行菜单命令［Tools］/［Design Rule Check］，对电路板进行设计规则检查。并自动
生成 DRC 检查报表 如下。
Rule Violations :0
Processing Rule : Clearance Constraint (Gap=13mil) (All),(All)
Rule Violations :0
Processing Rule : WidthConstraint (Min=10mil) (Max=200mil)(Prefered=60mil)
(InNetClass('All Nets'))
Rule Violations :0
Processing Rule : Hole Size Constraint (Min=1mil) (Max=100mil) (All)
Violation Pad Free-0(160mil,160mil) Multi-Layer Actual Hole Size = 120mil
Violation Pad Free-1(4840mil,160mil) Multi-Layer Actual Hole Size =
120mil
Violation Pad Free-2(4840mil,3240mil) Multi-Layer Actual Hole Size =
120mil
Violation Pad Free-3(160mil,3240mil) Multi-Layer Actual Hole Size
= 120mil
Rule Violations :4
Processing Rule : Broken-Net Constraint ( (All) )
Rule Violations :0
Processing Rule : Short-Circuit Constraint (Allowed=Not Allowed) (All),(All)
Rule Violations :0
Processing Rule : Width Constraint (Min=10mil) (Max=200mil) (Prefered=160mil)
(InNet('+5'))
Rule Violations :0
Processing Rule : Width Constraint (Min=10mil) (Max=200mil) (Prefered=100mil)
(InNet('L'))
Rule Violations :0
Processing Rule : Width Constraint (Min=10mil) (Max=200mil)
(Prefered=100mil)
(InNet('GND'))
Rule Violations :0
Processing Rule : Width Constraint (Min=10mil) (Max=200mil) (Prefered=100mil)
(InNet('NoNet'))
Rule Violations :0
Processing Rule :Width Constraint (Min=10mil) (Max=200mil) (Prefered=100mil)
(InNet('PGND'))
Rule Violations :0
Processing Rule :Width Constraint (Min=10mil)(Max=200mil)(Prefered=160mil)
(InNet('SGND'))
Rule Violations :0
Violations Detected : 4
Time Elapsed : 00:00:00
检查结果显示，电路板四个安装孔尺寸超过规则设置。不用理它，至此，UC3842 开关
电源双面电路板就设计完成了。其 3D 效果图如图 10-37 所示。
图 10-37 UC3842 开关电源电路板 3D 效果图
任务实施
1．信息收集
在分析项目任务书的基础上搜集并阅读 Protel DXP印制电路板设计流程.熟悉
Protel DXP的 PCB设计界面与工具栏，能够打开 PCB库文件，合理规划电路板。掌握
二级放大器双面印制电路板设计。
2．总体方案设计
总体方案设计就是要从宏观上解决“怎么做”的问题，其主要内容应包括原理图设
计、PCB编辑器创建与管理、元件库的添加、元件封装的选择与编辑。数据库的管理、
元件库的添加、元件封装的选择与属性编辑、网络表的生成与装入、电路板的规划、手
工布局调整、自动布线、添加输入/输出接口、添加电源封装、加宽电源和地线。生成 PCB
报表文件等。
对于本项目来说，要求简单，目标明确。该设计为印制电路板设计，主要完成电子
线路的计算机辅助设计的单面印制电路板设计。
在确定方案的情况下编制项目实施计划并付诸实施。
3．印制电路板设计
◆ 熟悉印制电路板设计流程。
◆ 首先绘制二级放大器原理图，电气检查并进行电路修订。
注意应添加 2个元件库：
Miscellaneous
Miscellaneous
在学习情景 1的任务拓展中已讲过，这里不再重复。
◆ 元件编辑属性及封装。
◆ 生成网络表和材料清单。
◆ 打开 PCB编辑器，添加元件封装库：
Miscellaneous
Miscellaneous
◆ 将网络表及元件的装入到 PCB编辑器中。
◆ 手工布局调整。
◆ 规划电路板。
◆ 自动布线。
◆ 放置电源
◆ 加宽电源、地线为 30mil。
4．制作二级放大器单面印制电路板
◆ 操作详见附录《HW-3232线路板刻制机使 用 说 明 书》。
◆ 选择测试元件
◆ 焊接元件
◆ 测试、检查、验收
图 印制电路板设计流程
任务拓展
工作层面的设置
（一）知识要点：
1、工作层的类型
Protel DXP 为多层印制电路板设计提供了 32 个信号层，16 个内层电源／接地层、16
个机械层和 10 个辅助图层。
A、信号层（Signal Layers）
B、内部电源层（Internal Plane）
C、机械层（Mechanical Layers）
D、禁止布线层（Keep Out Layer）
E、丝印层（Overlay）
F、阻焊层和助焊层（Mask Layers）
G、其他工作层
2、有关工作层的常识
1） 单面板、双面板和多层板的概念是指电路板中所含导电图层的多少。而电路板的工
作层中，只有信号层（Signal layers）和内部电源层（Internal Planes）属于导电图层。
2）设计单面板应打开底层、顶层丝印层、禁止布线层、机械 1 层和复合层。
3）设计双面板应打开顶层、底层、顶层丝印层、禁止布线层、机械 1 层和复合层。
4）设计四层板应打开顶层、底层、两个内部电源层、顶层丝印层、禁止布线层、机械 1
层和复合层。
（二）操作要点
1、工作层的设置
在实际的 PCB 设计中，不可能用到所有图层，用户需要自己进行工作层的设置。工作
层的设置通常是由 Board Layers 对话框（图 10-38）和 Layer Stack Manager 对话框（图
10-39）结合来完成的。
图 10-38 Board Layers and Colors 对话框
图 10-39 Layer Stack Manager 对话框
1）增加内部电源层或增加中间信号层
这项工作需要在图 7-10 Layer Stack Manager 对话框中进行设置，用于生成多层电路板。
2）执行菜单命令［Design］/［Board Layers…］，显示如图 7-9 所示的 Board Layers
对话框，其中只显示用到的信号层、电源层、机械层、阻焊层和助焊层以及丝印层，并显示
各层的颜色设置和图纸的颜色设置。
.用向导创建封装
Protel DXP 元件创建向导提供了 12 种元件封装样式供用户选择，通过预先定义设计
规则，在元件封装管理器中自动生成新的元件封装。
.规则设置
（一）知识要点：
执行命令菜单命令［Design］/［Rules］，系统将弹出如图 10-40 所示的 PCB Rules
and Constraints Editor 对话框。
图10-40 布线规则设置对话框
Protel DXP 设计规则可分为 10 大类，包括电气规则、布线规则、表面贴规则、阻焊层与
助焊层规则、电源层连接规则、测试点规则、制造规则、高速电路布线规则、元件布置规则以
及信号完整性规则。
合理进行参数设置是提高布线质量和成功率的关键。常用的设计规则有布线安全间
距（Clearance）、布线宽度设计规则（Width）等。
1、布线安全间距（Clearance）
属于电气规则（Electrical），用于设置铜膜走线与其它对象间的最小间距。展开Clearance
选项，如图 10-41 所示。
图 10-41 Clearance 设置对话框
在 Clearance 设置对话框右边的区域中选择 Clearance 规则使用的范围（Where The
First和 Where The Second），在 Minimum Clearence 栏中输入约束特性，铜膜走线与其他对
象间的最小间距。系统默认设置为整个电路板的安全间距为 10mil。
2、布线宽度（Width）
属于布线规则（Routing），用于设置铜膜走线的宽度范围、推荐的走线宽度以及
适用的范围。这是在 PCB 设计中都需要设置的一项规则。添加设计规则的方法是用鼠标右键单
击Width 选项，出现如图 10-42 所式的对话框.。
图 10-42 增加规则设置对 话 框
单击 New Rule 选项，生成一个新的宽度设计约束，如图 10-43 所示，对其名称、适用范
度设置进行修改。
图 10-43 Width 设 置 对 话 框
3、布线工作层（Routing Layer）
用于设置放置铜膜导线的板层。展开 Routing Layer 选项，如图 10-44 所示。
系统默认设置为两面板，顶层主要水平布线，底层主要垂直布线。
图 10-44 Routing Layer 设 置 对 话 框
DXP印制电路板设计。
设计规则：线宽12mil，最小安全距离，过孔外径55mil、内径23mil，
顶层为垂直放置，底层为水平放置。安装孔线宽3mil，孔径110mil。
图 10-45 测频时序控制电
学习思考：
1.如何加载 PCB库文件？
2. 简述印制电路板的基本结构及各个层面的作用。
6.设计三个信号层的印制电路板，如何设置工作层及其颜色？
7.请说明放置工具栏中各个按钮的作用分别是什么，它们各自对应的菜单命令以是什
么？简述其操作步骤。
9．怎样用 HW-3232线路板刻制机制作做单面印制电路板
技能测试
用搜集的资料学习 Protel DXP的 PCB基本操作，完成双面印制电路板设计。
设计要求：元件和元件封装选择合适、属性设置正确、布局合理、电路板规划正确、
能自动布线，并输出 PCB报表文件。
制作要求：能用 HW-3232线路板刻制机制作做单面印制电路板。
学习项目 10 学习情况评估表
序
号
评估项目
评估
内容
评估标准 评估等级
研习
能力
10%
功 能
优：能实现全部设计，并完成相应的拓展技能
良：能实现全部设计，但完成相应的拓展技能不完善
中：能基本实现设计
差：不能基本实现设计
□ 优 □ 良
□中 □差
创造
能力
10%
方 案
优：方案正确、最优、最合理
良：方案正确，不是最优最合理
中：方案基本正确
差：方案不可行
□ 优 □ 良
□中 □差
1
方
法
能
力
批判性
思考
能力
10%
互 评
优：互评中有自己独到的见解
良：互评中有自己的见解
中：互评中不能完全正确评价
差：无独立见解
□ 优 □ 良
□中 □差
运用咨
询科技
能力
10%
主动
学习
优：积极主动查阅资料，并解决问题
良：能积极查阅资料，寻求解决问题的方法
中：碰到问题时不能主动寻求解决问题的方法
差：碰到问题时观望、等待
□ 优 □ 良
□中 □差
2
专
业
能
力
解决
问题
的能力
10%
设计
与
实施
优：元件及封装选择正确规范，布线合理，文件完备，制
板好
良：元件及封装选择基本正确规范，布线合理，文件完备
制板较好
中：元件及封装选择基本正确但布线有问题，文件不完备
制板较好
差：元件及封装选择不符合要求，布线有问题，文件不完
备，制板不好
□ 优 □ 良
□中 □差
自我管
理能力
10%
劳 动
纪 律
优：能完全遵守实训室管理制度和作息制度
良：能遵守实训室管理制度和无旷工行为
中：能遵守实训室管理制度，迟到/早退 2次内
差：违反实训室管理制度，有 1次旷工或迟到/早退 3次
□ 优 □ 良
□中 □差
沟通
能力
10%
沟通
能力
优：工作过程中，能积极与老师、同学交流沟通，效果好
良：工作过程中，能与老师、同学交流沟通
中：工作过程中，能与同学交流沟通，但害怕与老师交流
差：工作过程中，很少与老师或同学交流沟通
□ 优 □ 良
□中 □差
3
社
会
能
力
协作
能力
10%
团队
协作
优：能进行合理的分工，在工作过程中能相互协商、讨论
良：能进行的分工，在工作过程中相互协商、帮助不够
中：分工不合理，个别人承担较多工作任务，相互协调差
差：分工不合理，相互间不协调、讨论
□ 优 □ 良
□中 □差
4
总体评估
20%
教师通过现场抽查、答辩、布置临时作业等多种方式评估，
教师根据考核情况确定等级
□ 优 □ 良
□中 □差
总评成绩 教师签名
备注：各等级权重 优=，良=，中=，差=
