如何学好电子CAD课程:CAD初学课程

时间：2019-01-07 03:35:45　来源：雅意学习网本文已影响人

　　摘要：目前很多中等职业学校的电子专业都开设了电子CAD课程。但有些学生在学习该课程时觉得有些难度，其原因并不是因为这门功课难学，而是电子专业学生基础知识不足。要熟练运用电子CAD软件设计出一块高品质的印制电路板不是容易的事，除了学好电子CAD教材上的内容外，还有一些电子基础知识是必须掌握的，这些在教学中要引起充分重视。
　　关键词：电子基础教学方法电子CAD
　　
　　一、引言
　　计算机辅助设计（CAD）印制电路板软件的发展，为印制电路的设计与生产开辟了新的途径。使用计算机绘图软件，可以如愿地按照自己的初步设想去直接布局和走线，拟订初稿以后，再统观全局，酌情修改。这样，可以很方便地将电路原理图设计成印制电路的布线图，并通过绘图机将布线图直接绘制成供照相制版使用的黑白底图。根据需要，还可以通过计算机编制数控钻床的打孔程序。PCB设计软件种类很多，目前在我国用得最多的应属Protel软件。它功能强大，界面友好，使用方便，最具代表性的是电路设计和PCB设计。
　　二、设计印制板电路
　　用电子CAD软件（Protel）设计印制板电路，一般操作步骤大体如下。
　　1.在软件中定义焊盘尺寸及印制导线宽度、线间及线与焊盘的最小间距等命令；
　　2.确定印制板尺寸；
　　3.确定各元器件的焊盘位置；
　　4.元器件之间的相互连接；
　　5.布线后，审查走线的合理性，并对不理想的走线进行修改，包括改变方向、路径和宽窄等；
　　6.定稿后通过绘图机按所需比例直接绘制黑白底图，也可以生成GERBER格式文件，供光学绘图机作曝光（晒板）使用的胶片，或者使用激光打印机输出到塑料膜片上，直接代替照相底版；
　　7.将设计稿保存。
　　使用计算机辅助设计印制电路板，不仅速度快，而且布线均匀、美观，图形精度可达到0.05mm以内。这对使用数控钻床打孔和自动装配焊接是极为重要的，特别是对于高密度的印刷板和多层印刷板的设计与生产，使用计算机辅助设计更是必不可少。
　　三、印制电路板的特点
　　印制电路板（PCB）在整机结构中由于具有许多独特的优点而被大量使用，电子产品的整机组装几乎都是以印制电路板为核心展开的。印制电路板的装配主要就是将电阻器、电容器、晶体管,以及各种电子元器件通过焊接或表面贴装的方法安装到印制电路板上。
　　在教学中，将一只三极管安装到线路板上，需要根据极管大小留出合适的占位空间。线路板上钻出的三个插进三极管的三个脚，这便是设置元件封装。印制电路板有单面板和双面板，但多层板绝大多数同学没有接触过，特别是中等职业学校的学生大部分是进校后才开始了解到电子产品的内部安装，对各种元器件、线路板缺乏感性认识，使得设置元件封装和设计PCB板时倍感困难。这就要求学生，一是要尽量多地接触各种不同的元器件，了解其外观结构、电气性能，要掌握对于分立元件，甚至是同一种元件由于耐压不同，是立式还是卧式安装的不同，其封装设置也是不同的；二是要对成品线路板多观察，看清印制线路一面的过洞、焊盘、线宽、线间距离情况；了解元件一面的特别间距、离板高度、元件分布及大功率元件的散热等是如何设计的。学习时，须对比实物浏览元件封装库，并且自己动手设计元件封装，加深对封装形式的理解。
　　为了提高学习效果，应让学生自己设计线路板，然后装上元件，做一个简单电路，从中一定会有所收获，更主要是可以发现设计中存在的问题,加以改进、并以完善。
　　四、学好电子基础知识
　　要熟练运用CAD软件设计印制电路板，电子基础知识是不能缺少的。很难想象一位不懂电路原理、不会分析电路的人能设计出好的印制电路板。缺乏电子基础，设计出的印制线路板可能元件布局和布线不合理（比如高频电路没有考虑屏蔽装置而工作不稳，接地线过长或者接地点位置选取不当产生自激，等等）而使产品性能指标达不到要求，或者根本就是废品。中职阶段学习时间有限，能达到设计、改造简单电路也就不错了，但是以后一定要钻研电子理论，只有基础扎实了，才能设计出复杂而又优秀的印制电路板。
　　五、注重积累实践经验
　　要设计出好的印制电路板，只依靠电脑自动制版是不够的，手工完成部分非常重要。关键元件的手工布局和信号线、电源线、地线的手工布线，关键元件的选取及添加合适的跳线等，对电子产品的电气性能影响很大，而这必须经过较长时间经验的积累。比如，某种彩电开关电源的启动电容容易失效，而该电容安装在开关管散热片旁边，你就要想到它是由于长时间高温烘烤使电容器内的电解液干枯而失效的。为了避免类似问题的出现，在设计时我们在为发热元件留出散热空间的同时，还要让怕热元件离热源远一些。每一次实验或者实习，不管结果是成功还是失败，都要多看、多想、多动手、多总结。除了注意总结自身经验以外，还要重视学习他人的经验，同时也可多参阅电子类报刊。
　　六、加强学习专业英语
　　目前电子设计自动化还是国外软件的天下，几个著名电子CAD软件都是英文版，另外，外资厂的电子仪器几乎清一色的进口产品，就连产品订单、设计图样和生产报表等也都不是中文。所以非学好电子英语不可。现在的中职学生英语基础较差，电子专业英语水平非常有限。面对满屏幕的英文，大部分学生开始时很不习惯。如果说Windows版的Protel99软件用起来可以勉强应付的话，那在外资电子厂很流行的DOS版的PADS2000，学生就感到无从下手，连输入字符也要用英文。平时，有机会多看电子方面的英语资料，比如英文版电路图、说明书等。
　　七、结语
　　学好电子CAD（计算机辅助设计）的课程，对印制电路板及印制电路的装配工艺学习具有非常重要的意义。因为印制电路板的装配安装在整个电子电器装配流程中是非常基础的知识，也是非常重要的一个环节。
　　
　　参考文献：
　　［１］韩广兴，韩雪涛等编著.电子产品装配技术与技能实训教程.
　　［2］曹白杨主编，王晓副主编.电子组装工艺与设备.

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