Altium Designer 2013案例教程

本教材从实用角度出发，以丰富、专业的电路实例为基础，由浅入深，循序渐进地讲解了从基础的原理图设计到复杂印制电路板的设计与应用

本教材打破了传统教材中先讲原理图再讲PCB设计的写作手法，使读者不知不觉在学习由简单到复杂的案例中快速掌握该软件的使用方法

本教材中的案例前后贯通，如项目2的多谐振荡器电路，在项目13中用来仿真，有利于帮助读者从整体上把握知识点

随着电子工业和微电子设计技术与工艺的飞速发展，电子信息类产品的开发周期明显缩短，为了满足社会发展的需要，Altium 公司推出了Altium Designer软件。该软件在单一设计环境中集成板级和FPGA系统设计、基于FPGA和分立处理器的嵌入式软件开发以及混合信号电路仿真、规则驱动PCB布局与编辑、改进型拓扑自动布线及全部计算机辅助制造（CAM）输出能力等，并集成了现代设计数据管理功能，使得Altium Designer成为电子产品开发的完整解决方案，一个既满足当前，也满足未来开发需求的解决方案。

Altium Designer是Altium公司继Protel 系列产品（TANGO、Protel for DOS、Protel for Windows、Protel 98、Protel 99、Protel 99SE、Protel DXP、Protel DXP 2004）之后推出的高端设计软件。

2001年，Protel Technology公司改名为Altium公司，整合了多家EDA软件公司，成为业内的巨无霸。

2006年，Altium公司推出新产品Altium Designer 6.0，之后经过6.3、6.6、6.7、6.8、6.9、Altium Designer Summer 08、Altium Designer Winter 09、Altium Designer Summer 09、Altium Designer 10、Altium Designer 2013等版本升级，体现了Altium 公司全新的产品开发理念，更加贴近电子设计师的应用需求，更加符合未来电子设计发展的趋势要求。

本教材以Altium Designer 2013为基础，从实用角度出发，以丰富、专业的电路实例为基础，由浅入深、循序渐进地讲解了从基础的原理图设计到复杂的印制电路板设计与应用。

本教材打破了传统教材中先讲原理图再讲PCB设计的写作手法，使读者不知不觉在学习由简单到复杂的案例中快速掌握该软件的使用方法，并且教材中的案例前后贯通，如项目2的多谐振荡器电路，在项目13中用来仿真，所以之前练习的案例最好保留。

本教材共分为13个项目，简单介绍如下：

项目1 为 Altium Designer 2013的基础知识。介绍Altium Designer 软件的安装步骤、界面以及系统环境的设置。学完该项目后，读者将对Altium Designer 平台有一定的直观了解，消除新手对于 Altium Designer 平台使用的陌生感。

项目2、项目3以“多谐振荡器电路”为例介绍原理图及PCB设计的基础知识，通过这两个项目的学习，读者对该软件的功能有一个初步了解，并能进行简单的原理图及PCB设计。

项目4、项目5介绍原理图库、PCB封装库、集成库。常设计PCB板的读者可能有这样的体会：在设计PCB板时，经常有些元器件在软件提供的库里面找不到，所以读者掌握了这两个项目的知识后，就不会为找不到元器件而苦恼。

项目6介绍原理图绘制的环境参数及设置方法。以方便读者根据自己的使用习惯进行参数设置，得心应手地使用该软件。

项目7通过一个实例“数码管显示电路原理图绘制”验证项目4建立的元件库的正确性，及项目6设置的原理图环境是否合理，并介绍原理图编辑的高级应用，如在SCH Inspector面板、SCH List面板中编辑对象等。

项目8介绍PCB板的编辑环境及参数设置，项目9完成“数码管显示电路”的PCB设计，并通过该实例验证项目5建立的封装库的正确性以及PCB编辑环境设置的合理性，并进行设计规则介绍。在“数码管显示电路”的PCB的基础上，项目10进行交互式布线及PCB板的设计技巧介绍。

项目11通过“数码管显示电路实例”介绍各种输出文件的建立，如：输出PDF文件、生成Gerber文件、创建BOM文件等。

项目12通过“电机驱动电路实例”介绍层次原理图设计方法，通过“多路滤波器的原理图设计”介绍多通道电路设计方法，并完成相应的PCB设计。

项目13通过2个实例介绍电路的仿真分析。

本教材由王静、刘亭亭任主编，刘亭亭负责英文帮助的翻译工作。

本教材在编写过程中得到亿道电子公司许世奇、金黎杰、郑晶翔等高级工程师的技术支持和指导；得到重庆电子工程职业学院徐宏英、李斌、龚小勇、武春岭、王文、彭海深等老师和郑昌帝同学的关心和帮助；得到好友徐惠香、刘毅的帮助和指导。在此，对他们无私的指导、关心和帮助表示衷心的感谢。

在本书的编写过程中，编者还参阅了许多同行专家的编著文献，在此一并真诚致谢。

由于编者水平有限，加之时间比较仓促，书中的错误和不妥之处在所难免，敬请读者通过Email：wangjingad09＠126.com提出宝贵的意见。

编 者

2014年2月

项目1 认识Altium Designer 2013软件 1
1.1 Altium Designer 2013软件 1
1.2 Altium Designer 2013软件安装 2
1.2.1 硬件环境需求 2
1.2.2 安装Altium Designer 2013 3
1.2.3 Altium Designer 2013软件激活 9
1.2.4 Altium Designer 2013软件安装路径 12
1.2.5 安装后管理 13
1.3 Altium Designer 2013软件界面设置 14
1.3.1 系统主菜单（System menu） 14
1.3.2 系统工具栏（menus） 15
1.3.3 浏览器工作栏（Navigation） 16
1.3.4 工作区面板（Workspace Panel） 17
1.3.5 工作区（Main Design Window） 20
1.4 Altium Designer 2013软件参数设置 20
1.4.1 切换英文编辑环境到中文编辑环境 20
1.4.2 系统备份设置 21
1.4.3 调整面板弹出、隐藏速度，调整浮动
面板的透明程度 22
习题一 23
项目2 绘制多谐振荡器电路原理图 25
2.1 工程及工作空间介绍 25
2.2 创建一个新工程 26
2.3 创建一个新的原理图图纸 26
2.3.1 创建一个新的原理图图纸的步骤 26
2.3.2 将原理图图纸添加到工程 27
2.3.3 设置原理图选项 28
2.3.4 进行一般的原理图参数设置 28
2.4 绘制原理图 29
2.4.1 在原理图中放置元件 29
2.4.2 连接电路 32
2.4.3 网络与网络标记 33
2.5 编译工程 34
习题二 36
项目3 多谐振荡器PCB图的设计 38
3.1 印制电路板的基础知识 38
3.2 创建一个新的PCB文件 42
3.3 用封装管理器检查所有元件的封装 44
3.4 导入设计 45
3.5 印制电路板（PCB）设计 46
3.5.1 设置新的设计规则 46
3.5.2 在PCB中放置元件 49
3.5.3 修改封装 50
3.5.4 手动布线 51
3.5.5 自动布线 53
3.6 验证设计者的板设计 54
3.7 在3D模式下查看电路板设计 59
3.7.1 设计时的3D显示状态 60
3.7.2 3D显示设置 60
3.7.3 3D模型介绍 61
3.7.4 为元器件封装导入3D实体 61
习题三 63
项目4 创建原理图元器件库 64
4.1 原理图库、模型和集成库 64
4.2 创建新的库文件包和原理图库 65
4.3 创建新的原理图元件 68
4.4 设置原理图元件属性 72
4.5 为原理图元件添加模型 73
4.5.1 模型文件搜索路径设置 73
4.5.2 为原理图元件添加封装模型 74
4.5.3 用模型管理器为元件添加封装模型 77
4.6 从其他库复制元件 78
4.6.1 在原理图中查找元件 78
4.6.2 从其他库中复制元件 78
4.6.3 修改元件 80
4.7 创建多部件原理图元件 82
4.7.1 建立元件轮廓 83
4.7.2 添加信号引脚 84
4.7.3 建立元件其余部件 84
4.7.4 添加电源引脚 84
4.7.5 设置元件属性 85
4.8 检查元件并生成报表 86
4.8.1 元件规则检查对话框 86
4.8.2 元件报表 86
4.8.3 库报表 86
习题四 87
项目5 元器件封装库的创建 88
5.1 建立PCB元器件封装 88
5.1.1 建立一个新的PCB库 88
5.1.2 使用PCB Component Wizard创建
封装 91
5.1.3 使用IPC Footprint Wizard创建封装 92
5.1.4 手工创建封装 93
5.1.5 创建带有不规则形状焊盘的封装 98
5.1.6 其他封装属性 98
5.2 添加元器件的三维模型信息 100
5.2.1 为PCB封装添加高度属性 100
5.2.2 为PCB封装添加三维模型 101
5.2.3 手工放置三维模型 101
5.2.4 从其他来源添加封装 104
5.2.5 交互式创建三维模型 105
5.2.6 检查元器件封装并生成报表 107
5.3 创建集成库 110
5.4 集成库的维护 111
5.4.1 将集成零件库文件拆包 111
5.4.2 集成库维护的注意事项 112
习题五 112
项目6 原理图绘制的环境参数及设置方法 114
6.1 原理图编辑的操作界面设置 114
6.2 图纸设置 115
6.2.1 图纸尺寸 115
6.2.2 图纸方向 117
6.2.3 图纸颜色 118
6.3 栅格（Grids）设置 118
6.4 其他设置 119
6.4.1 Document Options中的系统字体
设置 119
6.4.2 图纸设计信息 119
6.5 原理图图纸模板设计 121
6.5.1 创建原理图图纸模板 122
6.5.2 原理图图纸模板文件的调用 125
6.6 原理图工作环境设置 126
6.6.1 General选项页 127
6.6.2 Graphical Editing选项页 131
6.6.3 Mouse Wheel Configuration选项页 134
6.6.4 Compiler选项页 135
6.6.5 Grids选项页 136
6.6.6 Break Wire选项页 137
6.6.7 Default Units选项页 138
6.6.8 Default Primitives选项页 138
习题六 140
项目7 数码管显示电路原理图绘制 141
7.1 数码管原理图的绘制 142
7.1.1 绘制原理图首先要做的工作 142
7.1.2 加载库文件 142
7.1.3 放置元件 146
7.1.4 导线放置模式 148
7.1.5 放置总线和总线引入线 149
7.1.6 放置网络标签 151
7.1.7 检查原理图 153
7.2 原理图对象的编辑 154
7.2.1 对已有导线的编辑 155
7.2.2 移动和拖动原理图对象 156
7.2.3 使用复制和粘贴 158
7.2.4 标注和重标注 158
7.3 原理图编辑的高级应用 159
7.3.1 通过属性对话框编辑顶点 160
7.3.2 在SCH Inspector面板中编辑对象 160
7.3.3 在SCH List面板中编辑对象 161
7.3.4 使用过滤器选择批量目标 162
习题七 163
项目8 PCB板的编辑环境及参数设置 165
8.1 Altium Designer中的PCB设计环境
简介 165
8.2 PCB编辑环境设置 168
8.2.1 General选项页 168
8.2.2 Display选项页 170
8.2.3 Board Insight Display选项页 171
8.2.4 Board Insight Modes选项页 173
8.2.5 Board Insight Lens选项页 175
8.2.6 Interactive Routing选项页 177
8.2.7 True Type Fonts选项页 178
8.2.8 Mouse Wheel Configuration选项页 179
8.2.9 PCB Legacy 3D选项页 179
8.2.10 Default选项页 180
8.2.11 Reports选项页 181
8.2.12 Layer Colors选项页 181
8.3 PCB板设置 182
8.3.1 PCB板层介绍 182
8.3.2 PCB板层设置 182
8.3.3 PCB板层及颜色设置 183
习题八 186
项目9 数码管显示电路的PCB设计 187
9.1 创建PCB板 187
9.1.1 新建PCB文档 187
9.1.2 设置PCB板 187
9.2 PCB板布局 189
9.2.1 导入元件 189
9.2.2 元件布局 190
9.3 设计规则介绍 192
9.3.1 Electrical规则类 193
9.3.2 Routing规则类 194
9.3.3 SMT规则类 197
9.3.4 Mask规则类 198
9.3.5 Plane规则类 199
9.3.6 Manufacturing规则类 200
9.4 PCB板布线 202
9.4.1 自动布线 202
9.4.2 调整布局、布线 204
9.4.3 验证PCB设计 206
习题九 209
项目10 交互式布线及PCB板设计技巧 210
10.1 交互式布线 210
10.1.1 放置走线 211
10.1.2 连接飞线自动完成布线 213
10.1.3 处理布线冲突 213
10.1.4 布线中添加过孔和切换板层 216
10.1.5 交互式布线中的线路长度调整 217
10.1.6 交互式布线中更改线路宽度 218
10.2 修改已布线的线路 221
10.3 在多线轨布线中使用智能拖拽工具 222
10.4 放置和会聚多线轨线路 223
10.5 PCB板的设计技巧 224
10.5.1 放置泪滴 224
10.5.2 放置过孔作为安装孔 225
10.5.3 布置多边形铺铜区域 228
10.5.4 放置尺寸标注 230
10.5.5 设置坐标原点 233
10.5.6 对象快速定位 234
10.6 PCB板的3D显示 236
10.7 原理图信息与PCB板信息的一致性 239
习题十 240
项目11 输出文件 241
11.1 输出PDF文件 241
11.2 生成Gerber文件 247
11.2.1 Gerber文件简单介绍 247
11.2.2 用Altium Designer输出Gerber
文件 247
11.3 创建BOM 252
11.4 其他辅助输出文件 254
习题十一 255
项目12 层次原理图及其PCB设计 256
12.1 层次设计 256
12.1.1 自上而下层次原理图设计 258
12.1.2 自下而上的层次电路图设计 265
12.1.3 层次电路图的PCB设计 271
12.2 多通道电路设计 274
12.2.1 多路滤波器的原理图设计 274
12.2.2 多路滤波器的PCB设计 277
习题十二 281
项目13 电路仿真分析 284
13.1 仿真元件库 284
13.2 仿真器的设置 288
13.2.1 一般设置（General Setup） 288
13.2.2 静态工作点分析（Operating Point Analysis） 288
13.2.3 瞬态分析（Transient Analysis） 289
13.2.4 交流小信号分析（AC Small Signal
Analysis） 290
13.3 多谐振荡电路仿真实例 290
13.3.1 绘制仿真原理图 291
13.3.2 仿真器参数设置 292
13.3.3 信号仿真分析 293
13.4 有源低通滤波电路仿真实例 295
13.4.1 绘制仿真原理图 295
13.4.2 一般设置（General Setup） 297
13.4.3 瞬态分析（Transient Analysis） 298
13.4.4 交流小信号分析（AC Small Signal
Analysis） 299
13.4.5 参数扫描分析 300
习题十三 302
附录 304
参考文献 308

1. 计算机取证与司法鉴定（第二版） [张湛 瞿芳]
2. 大学应用数学 [主编 郭立娟]
3. “四步曲”开放型实践教学活动研究与探索 [岑岗 林雪芬 著]
4. 数据库技术与应用（SQL Server 2019） [主编 严晖 刘卫国]
5. 黄河流域生态保护和高质量发展与新时期水利工程建设 [李天华 贺丽媛 著]
6. 图形图像处理Photoshop 2020实战教程 [主 编 贺海英]
7. 深入性能测试——LoadRunner性能测试、流程、监控、调优全程实战 [黄文高 编著]
8. 网络工程师备考一本通 [夏杰 编著]
9. 软件设计师考前冲刺100题 [施游 王晓笛 邹月平 编著]
10. 机器人流程自动化（RPA）实战——基于UiPath [主编　金鑫]
11. 软件定义网络技术与实践 [主编　但唐仁]
12. 初中英语词汇同步循环速记手抄本（全5册） [宋德伟 编著]
13. 工业机器人拆装与调试 [主编 胡月霞 向艳芳 朱奇]
14. 风电光伏安全生产检查标准 [华能新能源股份有限公司]
15. 功能材料制备与表征实验指导书 [龚伟平 赵军峰 梅海娟 等编著]
16. 网络管理员考前冲刺100题 [朱小平 李锦卫 罗祥泽 编著]
17. 系统集成项目管理工程师备考一本通 [倪奕文 张关超 王建平 编著]
18. 信号与系统（第二版） [主编 张宇]
19. 商务英语翻译教程（口译）（第三版） [齐涛云]
20. 信息技术基础 [主编 唐倩 邵锐]
21. 混合式课堂教学改革与实践—微动教学法 [石铁峰 石家羽 著]
22. 人工智能基础 [周永福 韩玉琪 王巧巧]
23. Python 语言程序设计实践指导 [主编　张双狮]
24. Photoshop 图形图像项目化教程 [主编 胡斌斌 黎娅 苏大椿]
25. 信息技术基础（Windows 7+Office 2016） [主编 王洪平 杨华]
26. 深入机器学习 [邓子云 著]
27. 软件设计师备考一本通 [倪奕文 编著]
28. 信息系统项目管理师备考一本通 [倪奕文 编著]
29. 大学计算机基础实验（WPS版） [主编　谢江宜　蔡勇]
30. 公安信息化应用基础教程 [主编 徐衍微 万雪勇]