电子线路CAD教程-基于Altium Designer平台（第六版）习题参考答案

习题参考答案说明：给出了简答、叙述类习题的参考答案，为避免误导或限制读者解决问题的思路，未给出操作与演示类习题的参考答案，不过其中的大部分演示类习题操作过程书中均详细介1-1电子线路CAD的基本含义是什么？CAD软件包必须具备哪些功能？答：电子线路CAD的基本含义是使用计算机来完成电子线路设计的过程，包括了元件电气图形符号创建、电原理图(逻辑电路图)的编辑、电路功能仿真、工作环境模拟、PLC以及PFAG器件仿真与编程、印制板设计（自动布局、自动布线）与检测（布局、布线规则的检测和信号完整性分析）等。至少具备：原理图编辑及元件电气图形符号创建与修改、PCB图编辑及元件封装图创建与修改、电性能仿真分析、信号完整性分析、能生成各类报表文件。1-2指出AltiumDesignerWinter09的运行环境。答：硬件配置：Pentium-2以上微处理器，内存不少1GB(当内存不足时，运行速度可能很慢)；WindowsXP或Windows7以上操作系统；显示器分辨率不能小于1024*768。1-3演示AltiumDesigner界面汉化与恢复操作。1-4在AltiumDesignerWinter09状态下，打开AltiumDesignerWinter09\Examples\ReferenceDesigns\4PortSerialInterface\4PortSerialInterface.PRJPCB项目文件，并浏览该项目文件的结构。1-5将AltiumDesignerWinter09\Examples\ReferenceDesigns\4PortSerialInterface文件夹下的所有文件复制到硬盘上某一目录下，然后在AltiumDesignerWinter09状态下，打开其中的4PortSerialInterface.PRJPCB项目文件，进行项目文件管理操作(关闭、创建、移出、添加等)。2-1简述集成元件库(.Intlib)的概念。答：在AltiumDesigner中，将绘制电原理图所需的元件电气图形符号、PCB设计所需要的元件封装图(FootPrint)、PCB3D视图显示状态下所需的元件3D图形(PCB3D)、电性能模拟仿真分析模型(Simulation)、信号完整性分析模型(signalIntegrity)等元件信息集成在一起，形成了所谓集成元件库(IntegratedLibrary)，已编译的集成元件库文件扩展为.IntLib；未编译的集成库文件扩展名为.LibPkg。2-2简述在AltiumDesigner中元件电气图形符号的存放方式。答：AltiumDesigner将所有的集成元件库文件存放在AltiumDesigner安装目录下的Library文件夹内，除MiscellaneousDLib、MiscellaneousConnectors.IntLib集成元件库文件外，一般按生产商或元件功能分类存放在不同的文件夹内。2-3简述图纸框的功能和使用方法。答：用于迅速浏览原理图中指定区域信息。基于DXP平台的AltiumDesigner原理图编辑器带有图纸框功能，可通过SCH编辑器“状态”栏上的“SCH”原理图控制面板内的“Sheet”标签打开或关闭。选择中了“Sheet”标签后，将鼠标移到图纸框内的“取景框”中，按下鼠标左键不放，即可移动“Sheet”窗口内的“取景框”，以便能在原理图编辑区内迅速浏览由取景框指定的原理图局部区域。2-4简述元件库面板功能，演示在元件库面板中装入、卸载MiscellaneousDevices.IntLib集成元件库的操作过程。答：对元件库进行管理(库文件装入、卸载、激活、查找、选择)以及元件装入等。2-5绘制图2.4.1所示原理图，体验元件放置、移动、元件序号设置过程。2-6简述网络标号与I/O端口的作用。答：代替连线。在原理图上，网络标号相同的节点均认为同一节点。2-7对图2.4.1所示原理电路进行自动编号，体验元件自动编号的操作过3-1元件电气图形符号由什么图件构成？答：描述元器件功能的示意性符号及引脚构成。3-2简述元件引脚电气属性类型。答：引脚电气属性可能是输入、输出、双向I/O、电源、被动(未定义输出类型，由外部电路定义)、OC(或OD)、发射极开路。3-3绘制图3.2.6所示元件电气图形符号。3-4简述元件电气图形符号复制操作过程。答：选定待复制的元件，执行“Tools”菜单下的“CopyComponent…”命令,指定目标库文件。3-5简述集成库文件(.IntLib)的创建过程。答：(1)创建集成库文件包(.LibPkg)，并在集成库文件包(.LibPkg)内创建相应的库文件；(2)执行“Project”菜单下的“CompileIntegratedLibraryxxxx.LibPkg”命令，编译集成库文件包(.LibPkg)，找出并纠正其中的错误，当集成库文件包(.LibPkg)完全正确时，将自动生成.IntLib集成库文件。5-1.简述Altiumdesigner仿真分析用元件电气图形符号存放方式。答：存放在对应集成元件库(.IntLib)文件中。5-2.指出在Altiumdesigner中进行电路仿真分析的操作步骤。答：编辑电原理图(原理图所有元件必须具有仿真模型)→选择仿真方式并设置仿真参数→启动仿真分析→观察、分析仿真波形及数据。5-3.Altiumdesigner提供了哪几种仿真分析方式？答：包括OperatingPointAnalyses：工作点分析（即计算电路静态工作点Q）；TransientAnalysis(包含了FourierAnalysis)：瞬态特性分析(包含了傅立叶分析)；DCSweepAnalysis：直流扫描分析（也称为直流传输特性分析）；ACSmallSignalAnalysis：交流小信号分析，常用于获取电路幅频、相频特性曲线；ImpedancePlotanalysis：阻抗分析（不单独列出，通过AC小信号分析获得）；Noiseanalysis：噪声分析；Pole-ZeroAnalysis：极点-零点分析；TransferFunctionanalysis：传递函数分析；TemperatureSweepanalysis：温度扫描分析；ParameterSweepanalysis：参数扫描分析；MonteCarloanalysis：蒙特卡罗统计分析共12种仿真分析方式。6-1元件一般放置在哪一工作层内，对于双面印制板来说，有几个信号层？答：元件一般放在元件面(即TopLayer)面内；对于双面板来说，理论上似乎存在两个信号层，但实际上只有一个主信号层，另一面最好作为地线层使用。6-2在以贴片元件为主的双面PCB板中，哪一面是主要的布线层？答：元件面是主要的布线层。6-3简述4层板各层的用途，上下面两个信号层地位相同吗？答：上下两层作为信号层，而中间两层分别内电源层和内地线层。靠近地线层的信号层电磁屏蔽效果好。6-4如果电路系统中没有表面安装元件，是否需要焊锡膏层？答：不需要。6-5列举阻焊层的作用。答：设置阻焊层的目的是为了防止波峰焊接时，连线、填充区、敷铜区等不需焊接的地方也粘上焊锡，避免产生桥接现象，提高焊接质量，并减少焊料的消耗。此外，阻焊漆对印制板上导电图形也具有一定的保护作用，起到防潮、防霉、防腐蚀以及机械擦伤等。6-6丝印层的作用是什么？元件标号、型号等注释信息能否放在焊盘与过孔答：设置丝印层的目的是未了在印制板上印上元件序号、型号(可选)及说明性文字。不允许放在元件引脚焊盘上，原因使焊盘上没有阻焊漆，无法印上字符，也为了避免印油污染焊盘，造成焊接不良；过孔上也不宜放元件序号，否则丝印字符可能不清晰。6-7机械层的作用是什么？一般在机械层内放置什么信息？答：主要放置机械边框或3D模型信息。6-8为什么不能在PCB编辑区内对元件封装图进行对称操作？答：在PCB状态下，对元件封装图进行对称操作将造成引脚排列顺序错误。6-9如何删除PCB编辑区的一个元件？答：可通过“Edit”菜单下的“Delete”命令实现。7-1当电路系统中，既存在贴片元件，又存在穿通元件，请指出用双面或多面板PCB作为元件安装载体时，元件如何放置可使工艺最简单？答：单面SMD+THC混装。7-2在以贴片元件为主的中高频双面板中，信号线、电源线应尽量放在哪一面答：信号线、电源线放在元件面(TopLayer)内，另一面，即焊锡面(BottomLayer)作为地线层使用。7-3向PCB生产厂家下单制作PCB板时，在工艺清单上必须明确哪些内容？答：至少明确：印制板材质及厚度、印制板铜膜厚度(如1OZ还是1.5OZ还是其他)；焊盘处理方式(喷锡还是镀金)、阻焊漆颜色及丝印字符颜色。7-4在多层板中各信号层地位相同吗？同一印制导线可否随意放置在不同的答：在多层板中，各信号层与内地线层距离不同，电磁屏蔽效果不同；同一印制导线并不能随意分配，因根据信号强弱、工作频率高低选择相应的信号层。7-5IC储能、去耦电容如何选择？放置位置有什么要求？答：一般可按工作频率的倒数选择，如电路最高工作频率为10MHz，则储能、去耦电容可取0.1μF；应放在电源引脚附近，原则是“系统电源VCC先经去耦电容滤波后接芯片电源引脚”。7-6解释线间串扰效应的成因，如何减少线间串扰效应？答：通过线间互容、互感实现耦合，位于两个相临信号层内的两条非差分信号线走线方向相互垂直时，串扰效应最小；同一布线层内的两条非差分信号线间距满足3W走线规则时，能有效降低线间串扰效应；同一布线层内的两条非差分信号线间插入单端接地线时，能有效降低线间互容效应。7-7为什么说在中低频电路系统中最好使用单点接地方式，而在中高频电路系统中又不不宜使用单点接地方式？答：在中低频率电路中，电路工作频率低，布线交流电阻很小，采用单点接地方式能有效降低地线、电源线的共阻抗干扰现象；而在高频电路中，信号工作频率高，长度略大一点的印制导线寄生的交流电阻较大，若采用单点接地方式，则接地电阻可能较高，因此只能采用多点就近接地方式。7-8过孔为什么不能放在贴片元件引脚焊盘上？答：如果过孔在贴片元件引脚焊盘上，则在回流焊工艺中，松香融化后锡膏中的锡末将随松香从过孔流到PCB板背面，致使焊盘因缺少焊料出现虚焊或造成电路板背面导电图形短接等不良现象。7-9最小线宽与线间距由什么因素决定？答：在流过大电流的印制导线上，最小线宽由电流容量决定；在小电流印制导线上，最小线宽由印制板生产工艺决定。线间距由线间电位差及绝缘电压等级决定；在低压电路中，线间距主要由印制板生产工艺决定。7-10如何提高功率贴片元件的散热效果？答：在发热量较大的焊盘上，增加散热焊盘。8-1元件封装图由哪些要素构成？答：元件封装图由元件引脚焊盘及位于丝印层内描述元件形状的外轮廓线组成，对于极性元件来说，丝印层内还存在描述引脚极性的文字或符号。8-2创建元件封装图库文件，并在其中创建图8.2.6所示电解电容(10.0×5.0)的封装图。8-3用ComponentWizard向导创建SO-16封装图。8-4用IPCFootprintWizard向导创建图8.2.33所示元件的封装图。如何批量修改元件封装图引脚长度或形状？请演示其操作过程。9-1简述如何创建PCB设计环境，并演示。答：如果用户集成库文件(.LibPkg)不存在，则先创建用户集成库文件(.LibPkg)；反之，可直接打开未编译的用户集成库文件(.LibPkg)。接着在PCB编辑或原理图状态下，单击“元件面板”窗口内的“Libraries…”按扭，分别装入用户元件电气图形符号库(.SchLib)与PCB封装图元件库文件(.PCBLib)。9-2简述PCB设计前原理图的检查内容。答：检查原理图中所有CMOS器件是否存在未用单元，如果存在，则必须画出未用单元，并将其输入端接地(或电源)；检查数字IC电源引脚是否存在储能或滤波电容；检查所有