《ORCAD基礎(chǔ)教程》課件

ORCAD基礎(chǔ)教程本教程旨在幫助您快速掌握ORCAD的基本操作和功能。通過(guò)學(xué)習(xí)本教程，您將能夠使用ORCAD創(chuàng)建電路原理圖、PCB布局等。ORCAD簡(jiǎn)介11.歷史背景ORCAD是Cadence公司的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)軟件套件。它始于1985年，最初專(zhuān)注于原理圖設(shè)計(jì)和PCB布線。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已成為業(yè)界領(lǐng)先的EDA工具。22.功能特點(diǎn)ORCAD提供了廣泛的工具，涵蓋從原理圖設(shè)計(jì)、PCB布線、仿真分析到元件庫(kù)管理等各個(gè)方面。它支持多種電路設(shè)計(jì)流程，并提供靈活的定制選項(xiàng)。33.應(yīng)用領(lǐng)域ORCAD被廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，包括計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、消費(fèi)電子、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域。它可以幫助工程師快速設(shè)計(jì)和驗(yàn)證電路板，提高產(chǎn)品質(zhì)量和效率。44.發(fā)展趨勢(shì)隨著電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)復(fù)雜度不斷提升，ORCAD軟件也在不斷更新和改進(jìn)，以滿足最新的行業(yè)需求。未來(lái)，它將繼續(xù)在云計(jì)算、人工智能和物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。ORCAD安裝與注冊(cè)首先，您需要從Cadence公司官網(wǎng)下載ORCAD軟件的安裝包。下載完成后，雙擊安裝包，按照安裝向?qū)нM(jìn)行安裝。安裝過(guò)程中，您可以選擇安裝所需的組件和功能。安裝完成后，您需要使用注冊(cè)碼激活軟件。注冊(cè)碼可以在Cadence官網(wǎng)上申請(qǐng)。1軟件下載Cadence官網(wǎng)下載2安裝軟件雙擊安裝包，按照向?qū)Р僮?注冊(cè)激活Cadence官網(wǎng)申請(qǐng)注冊(cè)碼ORCAD界面配置與快捷鍵自定義工具欄根據(jù)個(gè)人習(xí)慣，調(diào)整工具欄位置和按鈕?？旖萱I設(shè)置熟悉常用快捷鍵，提高繪圖效率。顏色主題選擇合適的顏色主題，增強(qiáng)界面可讀性。工作區(qū)管理合理規(guī)劃工作區(qū)布局，方便操作。原理圖繪制基本操作新建原理圖點(diǎn)擊“新建”按鈕，選擇“原理圖”模板創(chuàng)建新的原理圖文件。放置元件從元件庫(kù)中選擇所需的元件，并將其放置到原理圖中。連接元件使用“連線工具”連接元件的引腳，形成電路連接關(guān)系。添加標(biāo)注使用“標(biāo)注工具”添加元件名稱(chēng)、引腳名稱(chēng)、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)等信息。檢查錯(cuò)誤使用“檢查工具”檢測(cè)原理圖中的錯(cuò)誤，例如連接錯(cuò)誤、網(wǎng)絡(luò)沖突等。部件庫(kù)管理創(chuàng)建部件庫(kù)可創(chuàng)建新庫(kù)或復(fù)制現(xiàn)有庫(kù)。添加新元件并定義其屬性，如名稱(chēng)、封裝等。導(dǎo)入和導(dǎo)出導(dǎo)入外部元件庫(kù)，例如第三方庫(kù)或用戶(hù)自定義庫(kù)。導(dǎo)出庫(kù)以備份或與他人共享。庫(kù)管理工具提供強(qiáng)大的搜索、過(guò)濾和排序功能。管理元件版本、更新和維護(hù)庫(kù)的一致性。電氣符號(hào)與線網(wǎng)繪制1電氣符號(hào)添加元器件符號(hào)，如電阻、電容、晶體管等。根據(jù)原理圖設(shè)計(jì)要求，選擇并放置相應(yīng)的符號(hào)。2線網(wǎng)繪制使用線網(wǎng)工具連接元器件的引腳，創(chuàng)建連接關(guān)系，形成完整的電路路徑。3線網(wǎng)屬性設(shè)置線網(wǎng)的寬度、顏色和層級(jí)，以便清晰地識(shí)別不同類(lèi)型的連接關(guān)系。電氣屬性編輯元件屬性元件屬性包含名稱(chēng)、值、封裝等信息，可在原理圖中進(jìn)行編輯，方便電路分析和管理。網(wǎng)絡(luò)屬性網(wǎng)絡(luò)屬性定義了連接關(guān)系，包括網(wǎng)絡(luò)名稱(chēng)、信號(hào)類(lèi)型、阻抗等，用于電路連接的定義。屬性編輯器ORCAD提供屬性編輯器，方便用戶(hù)對(duì)元件和網(wǎng)絡(luò)屬性進(jìn)行編輯、修改和復(fù)制，提高設(shè)計(jì)效率。屬性關(guān)聯(lián)元件屬性與網(wǎng)絡(luò)屬性可以相互關(guān)聯(lián)，方便設(shè)計(jì)者快速查找和修改相關(guān)信息。電氣錯(cuò)誤檢查短路檢查電路板是否存在短路問(wèn)題，避免電流過(guò)載，導(dǎo)致元件損壞或電路無(wú)法正常工作。開(kāi)路檢查電路板是否存在開(kāi)路問(wèn)題，確保電路連接完整，信號(hào)能夠正常傳遞。設(shè)計(jì)規(guī)則檢查電路板設(shè)計(jì)是否符合相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，例如走線寬度、間距、層數(shù)等。信號(hào)完整性檢查電路板信號(hào)傳輸是否穩(wěn)定，確保信號(hào)不受干擾，能夠正常工作。多頁(yè)原理圖管理1新建原理圖使用“New”按鈕，建立新原理圖。2添加頁(yè)面通過(guò)“AddPage”功能，創(chuàng)建多個(gè)頁(yè)面。3頁(yè)面切換利用頁(yè)面導(dǎo)航工具，快速切換不同頁(yè)面。4頁(yè)面鏈接使用“PageConnect”功能，連接不同頁(yè)面上的網(wǎng)絡(luò)。ORCAD支持多頁(yè)原理圖設(shè)計(jì)，方便管理大型電路圖。每個(gè)頁(yè)面可以獨(dú)立繪制電路，并通過(guò)頁(yè)面鏈接功能進(jìn)行連接。利用頁(yè)面管理功能，可以提高設(shè)計(jì)效率，降低錯(cuò)誤率。原理圖export和import1導(dǎo)出原理圖將ORCAD原理圖設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)導(dǎo)出為其他格式，例如PDF、DXF或CSV。方便共享和協(xié)作。2導(dǎo)入原理圖將外部數(shù)據(jù)導(dǎo)入到ORCAD原理圖中，例如從其他EDA軟件導(dǎo)入，或?qū)腚娐穲D數(shù)據(jù)。3數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換ORCAD支持多種數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，可根據(jù)需求選擇合適的導(dǎo)入導(dǎo)出方式，確保數(shù)據(jù)一致性和兼容性。PCB設(shè)計(jì)基礎(chǔ)11.層次結(jié)構(gòu)PCB由多層組成，包括信號(hào)層、電源層、接地層等，用于實(shí)現(xiàn)電路互連。22.元件布局元件按功能和信號(hào)連接關(guān)系，合理布局在PCB上，影響電路性能和生產(chǎn)成本。33.布線規(guī)則定義布線寬度、間距、過(guò)孔尺寸等，確保信號(hào)完整性和電路可靠性。44.設(shè)計(jì)約束設(shè)置設(shè)計(jì)規(guī)則，如最小間距、最大長(zhǎng)度、信號(hào)完整性檢查等，保證電路符合標(biāo)準(zhǔn)。PCB布局圖繪制1元件放置選擇合適的元件位置，并注意元件間距。2布線規(guī)劃根據(jù)電路功能和信號(hào)類(lèi)型，確定布線路徑。3布線與互連使用ORCAD軟件工具進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)布線。PCB布局圖繪制是將原理圖設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為實(shí)際電路板的關(guān)鍵步驟。合理規(guī)劃布局，并進(jìn)行精確的布線，才能確保電路板的正常功能和性能。銅箔層與阻焊層編輯銅箔層編輯銅箔層是PCB上用于布線的導(dǎo)電層。編輯銅箔層可以更改銅箔的寬度、形狀和位置?？梢允褂肙RCAD的“銅箔編輯器”進(jìn)行編輯。該工具提供多種選項(xiàng)，例如添加、刪除、移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)銅箔。阻焊層編輯阻焊層是PCB上用于保護(hù)銅箔不受腐蝕的保護(hù)層。編輯阻焊層可以更改阻焊層的形狀和位置?？梢允褂肙RCAD的“阻焊層編輯器”進(jìn)行編輯。該工具提供多種選項(xiàng)，例如添加、刪除、移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)阻焊層。鉆孔與過(guò)孔定義鉆孔定義定義鉆孔尺寸和類(lèi)型。選擇合適的鉆頭直徑和形狀，例如圓形、矩形或橢圓形。過(guò)孔定義定義過(guò)孔的尺寸和類(lèi)型。選擇合適的過(guò)孔直徑和形狀，例如圓形或矩形。過(guò)孔類(lèi)型選擇合適的過(guò)孔類(lèi)型，例如盲孔、通孔或埋孔。不同的過(guò)孔類(lèi)型適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景。過(guò)孔屬性設(shè)置過(guò)孔的屬性，例如過(guò)孔的層數(shù)、過(guò)孔的間距、過(guò)孔的孔徑等。尺寸標(biāo)注與網(wǎng)絡(luò)連接尺寸標(biāo)注尺寸標(biāo)注用于定義PCB尺寸，包括長(zhǎng)度、寬度、孔徑等。使用標(biāo)注工具添加尺寸線調(diào)整尺寸線位置和方向設(shè)置標(biāo)注文本格式網(wǎng)絡(luò)連接網(wǎng)絡(luò)連接確保電路元件之間的連接關(guān)系正確。使用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)注工具連接元件引腳檢查網(wǎng)絡(luò)連接的完整性和一致性識(shí)別并解決網(wǎng)絡(luò)連接錯(cuò)誤PCB設(shè)計(jì)規(guī)則檢查規(guī)則設(shè)定檢查前需設(shè)置設(shè)計(jì)規(guī)則，例如間距、線寬、孔徑等，確保符合設(shè)計(jì)要求和制造工藝。自動(dòng)檢查ORCAD軟件可自動(dòng)檢測(cè)設(shè)計(jì)是否符合規(guī)則，并生成錯(cuò)誤報(bào)告，方便工程師快速定位問(wèn)題。手動(dòng)檢查除了自動(dòng)檢查，工程師還應(yīng)進(jìn)行手動(dòng)檢查，確保設(shè)計(jì)符合所有要求，避免遺漏問(wèn)題。布線與互連管理1布線規(guī)則設(shè)定布線寬度、間距、層級(jí)2自動(dòng)布線利用軟件工具進(jìn)行自動(dòng)布線3手動(dòng)布線手動(dòng)調(diào)整布線路徑和形狀4網(wǎng)絡(luò)連接確保所有元件正確連接布線管理是PCB設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，涉及布線規(guī)則、自動(dòng)布線和手動(dòng)布線等操作，確保線路正確連接，并滿足設(shè)計(jì)要求。3D效果預(yù)覽與渲染ORCAD提供了3D模型查看和渲染功能，幫助設(shè)計(jì)師直觀地展示PCB的設(shè)計(jì)效果，提高設(shè)計(jì)效率。用戶(hù)可以通過(guò)導(dǎo)入3D模型，或使用ORCAD內(nèi)置的3D庫(kù)，在軟件中創(chuàng)建3D模型。利用3D渲染功能，可以將PCB模型渲染成逼真的圖像，方便設(shè)計(jì)師進(jìn)行評(píng)估和修改設(shè)計(jì)。PCB數(shù)據(jù)輸出與制造制造流程生成Gerber文件，包含PCB層信息，以便制造商進(jìn)行加工生產(chǎn)。組裝過(guò)程根據(jù)BOM表，進(jìn)行元件貼裝、焊接、測(cè)試，完成PCB組裝。制造優(yōu)化考慮制造工藝要求，優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高制造效率和品質(zhì)。Cadence云端協(xié)作項(xiàng)目協(xié)作Cadence云平臺(tái)支持團(tuán)隊(duì)成員共同編輯設(shè)計(jì)文件，并進(jìn)行實(shí)時(shí)溝通和協(xié)作。實(shí)現(xiàn)跨地域、跨部門(mén)的設(shè)計(jì)協(xié)作，提高團(tuán)隊(duì)效率和溝通效率。數(shù)據(jù)管理云平臺(tái)提供安全可靠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理服務(wù)，確保設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的安全性和完整性。通過(guò)云存儲(chǔ)和版本控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的集中管理，方便項(xiàng)目管理和數(shù)據(jù)共享。元件庫(kù)數(shù)據(jù)管理元件庫(kù)分類(lèi)管理根據(jù)元件類(lèi)型、制造商和封裝進(jìn)行分類(lèi)，方便快速查找和管理。元件數(shù)據(jù)維護(hù)定期更新元件庫(kù)數(shù)據(jù)，確保與實(shí)際元件參數(shù)一致，并進(jìn)行版本控制。庫(kù)文件共享建立元件庫(kù)共享機(jī)制，方便團(tuán)隊(duì)成員協(xié)作開(kāi)發(fā)，避免重復(fù)創(chuàng)建。庫(kù)文件備份定期備份元件庫(kù)數(shù)據(jù)，防止數(shù)據(jù)丟失，確保設(shè)計(jì)安全。封裝設(shè)計(jì)指南封裝尺寸與形狀封裝尺寸與形狀與元件的引腳數(shù)量、尺寸和形狀等因素有關(guān)。引腳排列與間距引腳排列和間距應(yīng)考慮元件的安裝方式、電氣性能以及散熱等因素。封裝材料與工藝選擇合適的封裝材料和工藝能夠確保元件的可靠性、性能和使用壽命。原理圖與PCB協(xié)同設(shè)計(jì)1原理圖設(shè)計(jì)完成電路原理圖設(shè)計(jì)，定義元件屬性和網(wǎng)絡(luò)連接，進(jìn)行電氣規(guī)則檢查。2元件庫(kù)關(guān)聯(lián)將原理圖中的元件與對(duì)應(yīng)的PCB封裝庫(kù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，確保元件屬性和封裝信息一致。3PCB布局布線根據(jù)原理圖信息，在PCB布局圖中放置元件，并進(jìn)行走線，完成PCB設(shè)計(jì)。電路設(shè)計(jì)仿真分析1電路性能驗(yàn)證模擬真實(shí)環(huán)境中的工作狀態(tài)。2信號(hào)完整性分析驗(yàn)證電路信號(hào)的完整性，避免噪聲和干擾。3熱分析預(yù)測(cè)電路工作時(shí)的溫度分布，優(yōu)化散熱設(shè)計(jì)。4電磁兼容性分析評(píng)估電路在電磁環(huán)境中的兼容性，減少干擾和輻射。電路設(shè)計(jì)仿真分析是設(shè)計(jì)流程中的重要環(huán)節(jié)，能夠在設(shè)計(jì)階段發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并進(jìn)行優(yōu)化，提高電路的可靠性和穩(wěn)定性。PCB設(shè)計(jì)工藝規(guī)則層壓板選擇選擇合適的層壓板材料，例如FR4、高頻板，滿足電路性能要求，確保生產(chǎn)工藝兼容性。銅箔厚度根據(jù)電流大小和散熱需求選擇合適的銅箔厚度，一般使用1盎司或2盎司銅箔。阻焊層阻焊層用于防止錫膏或焊料在不需要焊接的區(qū)域蔓延，確保焊接質(zhì)量和可靠性。鉆孔工藝根據(jù)元件引腳尺寸和PCB板厚度選擇合適的鉆孔尺寸，確保元件安裝可靠性。PCB熱設(shè)計(jì)與散熱1熱量分析熱分析工具模擬電路工作過(guò)程中的熱量分布，確定溫度熱點(diǎn)區(qū)域.2散熱方案設(shè)計(jì)根據(jù)熱量分布和器件散熱需求，選擇合適的散熱器，如風(fēng)冷、液冷.3熱設(shè)計(jì)規(guī)則遵循PCB熱設(shè)計(jì)規(guī)范，合理布局器件，避免熱量集中，影響性能.4散熱性能測(cè)試通過(guò)熱測(cè)試驗(yàn)證散熱效果，確保PCB能夠正常工作.EMI/EMC設(shè)計(jì)指南EMI控制EMI指電磁干擾。良好的EMI控制可以減少電路輻射的電磁能量，避免干擾其他電子設(shè)備。選擇合適的元件使用屏蔽措施優(yōu)化布線EMC測(cè)試EMC指電磁兼容性。EMC測(cè)試驗(yàn)證產(chǎn)品是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確保產(chǎn)品在使用過(guò)程中不會(huì)造成干擾，也不會(huì)受到其他設(shè)備的干擾。傳導(dǎo)測(cè)試輻射測(cè)試設(shè)計(jì)審核與發(fā)布流程設(shè)計(jì)審核是保證項(xiàng)目質(zhì)量的關(guān)鍵步驟，確保電路設(shè)計(jì)符合技術(shù)規(guī)范和客戶(hù)需求。1設(shè)計(jì)評(píng)審審查設(shè)計(jì)方案、原理圖和PCB布局等文件。2技術(shù)審核評(píng)估電路性能、信號(hào)完整性、熱設(shè)計(jì)等。3制造審核檢查可制造性、成本控制等方面。4最終確認(rèn)確認(rèn)設(shè)計(jì)方案并簽署審核報(bào)告。通過(guò)審核流程，確保設(shè)計(jì)方案的可靠性和可行性，為產(chǎn)品順利發(fā)布奠定基礎(chǔ)。案例分享與交流案例分