@TOC基于Altium Designer 20 的原理图、PCB绘制基本常用操作演示
前言
注：我用的Altium Designer版本为Altium Designer 20.2.2 ；相较于Altium Designer 19 以及之前的版本，有一些操作经验的提升，具体后面会详细说明，本文将从构建原理图元件库、绘制原理图、PCB封装仓库建设、原理图封装、PCB依次绘制几个阶段。
为什么要选择？Altium Designer？
在许多原理图中，PCB为什么我们选择绘制软件？Altium Designer 我们的设计工具呢？Altium Designer 优点是什么？以及使用？Altium Designer一些小窍门。 1、工程转换：Altium Designer用户创建的每一个设计都是一个工程，每一种工程都将由其执行的功能决定。 2、原理图绘制方面：Altium Designer 方框图的绘制和工程层次的连接。 3.连接:Altium Designer提供网络识别符，方便用户连接元器件，定位和连接网格，方便用户快速放置元器件，连接原理图。 4.设计测试:Altium Designe编译工程可以进行电气检测，编译中显示的信息不仅是描述性的，而且是有互动关系的，只要双击一个错误，就会跳到报错位置。 5.包装管理:Altium Designer有着专门的封装管理器，用于去创建、检查、修改元件的封装，节省了大量一一对照验证元件封装的时间。 6、Altium Designer根据绘制和包装的原理图，可直接在同一工程中绘制和包装PcbDoc相应的元件根据封装摆放在文件中。 7.规则设置:花时间精心设置一套违反设定规则时，不仅在线，而且非常必要DRC会提醒用户，Altium Designer也会在第一时间防止用户不规范操作，设置一套完整的规则也能使自动布线效果好。
二、Altium Designer 20 的实操
(根据我在用AD解释20过程中遇到的一些问题)
1.原理图元件库（.Schlib）的创建
建议在所有操作前打开右下角Panels指令框(如果没有，从视图上看->状态栏)方便我们打开其他信息界面。首先，在绘制元件库时介绍几个常用的快捷键(所有快捷键都需要打开） （1）vgs(设置捕捉格栅):该设置可以改变光标移动的最小格栅尺寸，可以通过设置绘制元件的细节(但每次绘制元件需要改变格栅尺寸的位置时，格栅尺寸应该被改变） (2)放置操作:当我们需要放置管脚和线路时，我们需要先点击P（Put这里列出了几个常用的放置操作快捷键: 放置管脚：(放置管脚时要注意方向。管脚一端有四个小白点，应为电气连接点，应放置在元件外侧，绘制原理图时应进行电气连接。
放置线：(按空格键切换线的放置方式:任意角度，90°、135°等） 放置矩形： 放置文字字符串： （3）Tab键(可应用于整个Altium Designer使用过程):在执行操作过程中可以按压Tab键操作，切换到操作的属性设置界面，设置当前操作的属性。
然后可以根据原理图绘制相关元件(注意控制尺寸:一般元件长度2000mil管脚长度一般设置在200左右mil原理图绘制方便)
常用元件的Design Item ID设定
| 元件类型 | Design Item ID |
|---|---|
| 电阻 | RES |
| 电容 | CAP |
| 排针 | HEADER |
| 按键 | KEY |
| 发光二极管 | LED |
| 晶振 | CRYSTAL |
| 包装不同的芯片 | 根据芯片名称 |
| … | … |
2.原理图（.SchDoc）的绘制
建议将状态栏放置在元件和电气连接之前（Panels）下的Components栏显示在界面右侧。可以直接转移我们之前绘制的元件库。Panels位于Altium Designer在界面的右下角，上面提到了如何打开状态栏。
常用快捷键： (1)电气连接:Ctrl W(注意区分没有电气属性的线路) (2)放置网络标签:PN
根据设计好的电路图，原理图可以用没有电气属性的线分为不同的模块，最后通过放置网络标签交换不同的模块。
如果发现之前绘制的元件尺寸不合适，则需要.SchLib修改文件中的一个元件，修改后需要修改SCH Library下，在修改过的元件图标上点击右键选择<更新原理图>
3.原理图的编译和包装
(1)编译纠错过程:绘制原理图后，首先需要编译检查原理图，因为Altium Designer 20 在打开包装管理器时(快捷键:TG），原理图可以自动编译，因此我们可以在同一过程中解释组件的编译和包装。 每个人都可以通过百度搜索来解决编译过程中常见的错误这里我只演示为Net xxx has only one Pin的报错
如果我们确定我们的原理图没有错误，但有这样的错误报告，我们可以通过切断这两条具有相应关系线两端的电气属性（错误报告通常是成对的）来解决这个问题。 操作如下：我们只需将其放置在管脚的电气连接器上通用 NO ERC 标号 假如没有工具栏 可以点开“视图”–>“工具栏”–>"布线点击显示工具栏。 将通用标号放置在管脚电气连接的一端，以消除报错。 ！！！注意！！！：切断点的电气属性后，从原理图生成PCB这两个管脚之间不会形成连接提示，我们需要手动在PcbDoc两个管脚的名称在文件中更改产生连接提示。而执行纠错操作的前提是我们确定自己的原理图没有问题。
(2)元件包装部分:原理图中的一些错误处理后，我们打开包装管理器的界面: 在这里，我们可以添加/修改原理图中的每个元件，通过添加的封装库。 除了一般的绘制方法外，还有一种更快的方法来创建新的芯片元件：使用IPC快速创建插件。(因为百度的一般创建方法资源比较多，就不赘述了，直接介绍快速创建方法) 首先，我们先将军Projects切换到.PcbLib在文件下，单击工具”–>"IPC Compliant Footprint Wizard"界面如下：点击“Next”，切换至选择封装类型页面： 在这个页面，我们对于将要封装类型的芯片进行选择。 最后根据所选类型以及芯片的具体类型，参考数据手册上的信息，对该芯片进行参数设定。
4.PCB布局及布线
（一）布局 元器件布局在整个PCB设计过程当中是最重要的一环，对于整个电路系统的性能有重要的影响。
元件的布局是否合理、布局的质量高低将会对以下几方面有所影响： (1)影响电路布线的通过率 (2)影响电气连线的长度与数量 (3)影响电路的工作性能 (4)影响最终生成PCB的实际面积
1、元器件的布局的基本原则： 保证电路的功能和性能指标，尽可能实现较高的布通率； 满足工艺性、检测、维修等多方面的要求； 保证元器件在PCB中布局紧凑； 适当兼顾布局结果的美观性，元器件密度均衡、疏密有序。
2、元器件布局的参考经验： 存在电气连接的元件应该就近安放，避免连线距离过长； 按照信号的流向布置元器件，避免输入信号与输出信号之间出现平行导线； 微弱信号放大电路与功率输出电路应该分开布局，尽量减少后者对前者的影响； 信号与电源接插件、可调元器件应靠近PCB边缘； 功率输出器件应靠近PCB边缘，便于安装散热片； PCB中的元器件朝向应尽可能保持一致； 传感器、热敏元器件必须远离发热量较大的功率元器件； 高压单元必须远离传感器、主控芯片、可调元器件（如电位器）； 弱信号放大电路必须远离开关电源、高速数字电路单元；
3、元器件布局的主要流程： 1）总体把握电路内部的基本连接关系 2）布局对位置有特殊要求的元器件 3）定位核心单元 4）按照就近原则布置外围元器件
（二）布线： 布线的两个重要基本规则的设定： （1）安全间距：10mil是PCB生产企业能够保证有极低的废品率而优先选择的最小安全间距。 （2）布线宽度：电气布线的宽度往往需要综合考虑流经铜箔线条的电流有效值、PCB的加工工艺，工作温度及散热条件等诸多因素。下表将展示铜箔厚度为35um的PCB线宽与最大允许电流的对应关系：
| 线宽/mm | 最大允许电流/A |
|---|---|
| 0.1 | 0.5 |
| 0.2 | 0.7 |
| 0.3 | 1.0 |
| 0.5 | 1.5 |
| 0.8 | 2.8 |
| 1.0 | 3.5 |
| 1.5 | 5.0 |
| 2 | 7.0 |
| 3 | 8.5 |
在设置好线宽与最小安全间距之后我们就可以开始对PCB进行布线操作了 在布线的过程中，我们应该注意以下的布线规则： 移开与其他焊盘、导线距离过近的布线能够降低PCB的废品率。 在双面PCB中，顶层与底层信号线之间的布线尽量相互垂直，避免出现平行走线的情况，全面减小信号之间的耦合。 高压、大功率元器件应与弱信号放大单元隔离或者远距离布线，避免前者通过电源线、地线的寄生参数干扰放大器。 避免在时钟电路、晶振电路的下方出现电气布线。 沿着主信号通道的电气布线应尽可能拉直，缩短并加粗。 对于数模混合系统来说，模拟信号的走线和数字信号的走线应尽量设置在不同的图层。 模拟电路与数字电路部分需要设置各自独自的地线，然后在某点连为一体。 必要时，使用额外的“桥接线”进行人为的接通，虽然以牺牲布通率为代价，但可能会缩短导线长度、减少过孔数量。（技巧：在布线过程中，个别导线为了实现直接连通而被迫沿着PCB边缘做长距离包围，直至形成回路。线虽然布通了，但是由于连线过长，增大了受干扰的概率，同时也增大了线条内阻，这类布线建议在PCB中用一条短接线代替0Ω电阻 ，虽然增加了一个元器件，但是使得电气连线的有效距离大幅缩短，有些类似于桥梁的作用，在实际的电路产品设计中被广泛使用） 检查丝印层的参数是否盖在器件焊盘表面，以免影响后续的装配工序。 在不影响布通率的情况下，适当增大电源线、地线、大电流导线的线宽。特别是接地线，在条件允许的情况下尽可能设置的宽一些。 电气布线的转折角度一般选择135°钝角，不宜小于90°，锐角容易导致高频发射，尖端放电等问题，同时还易引发寄生电感、增加布线总长度。因此手动布线操作中需要检查并修改同一图层内呈锐角状态的自动布线的结果。（技巧：高频电路布线建议优先采用圆弧形走线） 除了某些兼有元器件功能的连线（如利用电气连线构成的电容、电感、保险丝等），PCB中的所有布线（特别是小信号布线）都需要尽可能的做到短、直、粗。 在放置元器件时，尽量将接地管脚放置在同侧，覆铜时不会因为铜板被分割成多块而导致一面的接地管脚无法连接在一起。如果出现铜板被割裂成几块的情况导致地线未被连接在一起的情况只能通过不断打过孔来让铜板连接在一起，从而使地连接在一起。
在布线的过程中我们可以先去连接信号线，将电源线以及地线连接的跳线隐藏（快捷键N–>选择隐藏网络–>将需要隐藏的网络名称输入即可隐藏）
5.PCB规则设定及编译检查
Altium Designer 20.2.2版本中的规则设定（菜单栏：设计–>规则 //快捷键：DR） 从规则设定的页面，我们可以根据自己的需求对规则进行设置，再运行DRC进行规则检查，根据报错情况去修改相应的不合理项。
至此，基本的PCB设计流程已经基本描述完毕。
总结
以上就是今天要讲的内容，本文仅仅简单介绍了Altium Designer的使用基本流程，希望能对新手的快速入门有所帮助。