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2.5.6 过零调功电路设计 |
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本例要设计的是一种过零调功电路，该电路适用于各种电热器具的调功。它是由电源电路、交流电过零检测电路、十进制计数器/脉冲分配器及双向晶闸管等组成。其中，U1A采用通用运算放大器集成电路，U2采用CD4017。
在本例中，将主要学习原理图中元器件参数的详细设置与编辑。每一个元器件都有一些不同的属性需要进行设置。在进行基于PCB的原理图设计时，需要引入每个元器件的封装，如电阻、电容等元器件及其相应的阻值和容值。对这些属性进行编辑和设置，也是原理图设置中的一项重要工作。过零调功电路的设计步骤具体如下。
1）选择“开始”→“Altium Designer”命令，或双击桌面上的快捷方式图标，启动Altium Designer 14程序。
2）选择“文件”→“New（新建）”→“Project（工程）”→“PCB工程（印制电路板工程）”命令，然后右击，在弹出的快捷菜单中选择“保存工程为”命令，将新建的工程文件保存为“过零调功电路.PrjPCB”。
3）选择“文件”→“New（新建）”→“原理图”命令，然后右击，在弹出的快捷菜单中选择“保存为”命令，将新建的原理图文件保存为“过零调功电路.SchDoc”。
选择“设计”→“添加/移除库”命令，打开“可用库”对话框，然后在其中加载需要的元器件库。本例中需要加载的元器件库如图2-98所示。
图2-98 需要加载的元器件库
在“TI Operational Amplifier.IntLib”元器件库中找到放大器LM324N，在“NSC Logic Counter.Intlib”元器件库中找到元器件CD4017BMJ，从另外两个库中找到其他常用的一些元器件，将它们一一放置到原理图中，并进行简单布局，如图2-99所示。
图2-99 过零调功电路原理图中所需的元器件
1）双击CD4017BMJ芯片，打开“Properties for Schematic Component in Sheet（原理图元器件属性）”对话框，然后在“Properties（属性）”选项组中设置元器件的序号、注释、元器件库等属性，在“Graphical（图形的）”选项组中设置元器件的位置坐标等属性。在对话框右边的“Parameters（参数）”设置区域中列出了该元器件的一些相关参数，如图2-100所示。其中，Published表示元器件模型的发行日期，Datasheet表示该元器件的数据手册，Package Information表示元器件的封装信息，Publisher表示该元器件模型的发行组织，Class表示元器件的类型，Manufacturer表示元器件的生产商，Note表示提示信息等。并不是每个元器件都具有以上列出的每一种参数，但对这些参数用户可以自行进行编辑，也可以进行添加和删除操作。具体的方法是：选中一种参数，如选中元器件的Publisher参数，然后单击该设置区域下方的“编辑”按钮，打开如图2-101所示的“参数属性”对话框，在该对话框中可以对该参数进行编辑；单击“添加”按钮也可以打开“参数属性”对话框，在该对话框中可以自行编辑一个参数；单击“移除”按钮可以将一个参数移除。
图2-100 元器件参数
图2-101 “参数属性”对话框
2）在如图2-102所示的“Models（模型）”设置区域中列出了元器件仿真、PCB封装模型等信息。元器件的封装信息是和PCB设计相关的，而仿真信息是和电路仿真相关的，用户可以对它们进行修改，具体方法将在电路板设计和电路仿真的相关章节中详细介绍。
图2-102 元器件的仿真信息和封装信息
3）单击“Properties for Schematic Component in Sheet（原理图元器件属性）”对话框左下角的“Edit Pins”按钮，打开“元件管脚编辑器”对话框，如图2-103所示。在该对话框中列出了当前元器件中所有的引脚信息，包括引脚名、引脚的编号、引脚的种类等。用户可以对引脚进行编辑，方法是：选中一个引脚，然后单击“编辑”按钮，打开“管脚属性”对话框，如图2-104所示。在该对话框中可以对该引脚进行详细的编辑，包括引脚的名称、编号、电气类型、位置和长度等。除了可以编辑已有的引脚，用户还可以通过单击“添加”按钮和“删除”按钮，在当前的元器件中添加引脚或删除已有的引脚。
图2-103 “元件管脚编辑器”对话框
图2-104 “管脚属性”对话框
提示：一般来说，在设计电路图时，需要设置的元器件参数只有元器件序号、元器件的注释、一些有值元器件的值等，其他的参数不需要专门设置，也不要随便修改。在从元器件库中选择了需要的元器件后，但没有将它们放置到原理图上之前，按<Tab>键即可直接打开属性设置对话框。
1）在Altium Designer 14中，用户可以使用元器件自动编号功能为元器件进行编号，选择“工具”→“注解”命令，打开如图2-105所示的“注释”对话框。
图2-105 “注释”对话框
2）在“注释”对话框的“处理顺序”选项组中，可以设置元器件的编号方式和分类方式，有4种编号方式可以选择。在下拉列表框中选择一种编号方式，在右边会显示该编号方式的效果，如图2-106所示。
图2-106 元器件的编号方式显示
3）在“匹配选项”选项组中可以设置元器件组合的依据，依据可以不止一个，勾选列表框中的复选框，可以选择元器件的组合依据。
4）在“原理图页面注释”列表框中选择需要进行自动编号的原理图。在本例中，由于只有一幅原理图，因此不用选择了，但是如果设置工程中有多个原理图或有层次原理图，那么在列表框中将列出所有的原理图，需要从中挑选需要进行自动编号的原理图文件。在“注释”对话框的右侧，列出了原理图中所有需要编号的元器件。设置完成后，单击“更新更改列表”按钮，弹出如图2-107所示的“Information”对话框，然后单击“OK”按钮，这时在“注释”对话框中可以看到所有的元器件已被编号，如图2-108所示。
图2-107 “Information”对话框
图2-108 元器件编号
5）如果对编号不满意，用户可以取消编号，单击“Reset All”按钮即可将此次编号操作取消，然后经过重新设置再次进行编号。如果对编号结果满意，则单击“接收更改（创建ECO）”按钮，打开“工程更改顺序”对话框，在该对话框中单击“生效更改”按钮进行编号合法性检查。在“状态”栏中的“检查”目录下，显示对勾，则表示编号是合法的，如图2-109所示。
图2-109 编号合法性检查
6）单击“执行更改”按钮将编号添加到原理图中，添加结果如图2-110所示。
图2-110 编号添加结果
提示：在进行元器件编号之前，如果有的元器件本身已经有了编号，那么需要将它们的编号全部变成“U？”或“R？”的状态，此时只需单击
按钮，即可将原有的编号全部去掉。
在原理图上布线，添加需要的原理图符号，完成原理图的设计，如图2-111所示。
图2-111 原理图设计完成
选择“文件”→“保存”命令或单击“保存”按钮
，将设计的原理图保存在工程文件中。
在本例中，重点介绍了原理图中元器件参数的设置，特别介绍了一种快速的元器件编号方法，利用这种方法可以快速为原理图中的元器件编号。当电路图的规模较大时，使用这种方法对元器件进行编号，可以有效地避免纰漏或重编的情况。