Diseño electronico Ver1.5
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Instituto Tecnolgico
Superior El Oro
Tecnologa en electrnica
Diseo electrnico asistido por PC
Docente: Ing. Vctor Medina G
Sexto Nivel
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Presentacin En este mdulo se trata de crear una
gua para el diseo y la construccin de
circuitos de tarjeta impresa (PCB) Resaltar puntos de consideracin:
Fundamentos de DAC Puntos de estudio de DAC Usos de PROTEL como herramienta
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Captulo 1: Introduccin La tecnologa moderna utiliza intensivamente
a la computacin: CAD (computer assisted
design) y CAM (computer assistedmanufacturing) Los profesionales de otras disciplinas como
diseadores en la electrnica son usuarios
dedicados de programas de DAC, incluyendoprogramas para el diseo y simulacin decircuitos, el diseo de circuitos impresos y laproduccin de integrados.
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Introduccin Se tiene un nombre especfico para el tipo de
programas DAC que utilizan: ADE
(Automatizacin de Diseo Electrnico).
Por ejemplo durante las etapas iniciales deldiseo, se utilizar un programa de 'captura'de circuitos para entrar su obra en lacomputadora
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Introduccin Un programa de captura de circuitos no es
nada ms que un programa de dibujo
especializado, que incorpora los smbolosespeciales utilizados en el diseo de circuitos.
Luego de dibujar su circuito, se puede elegirsimular el comportamiento de su creacin,para confirmar si la misma funcionar comointencionado.
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Captura del diseo
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Simulacin Mediante el uso de simuladores se
realiza el afinamiento o mejora del
diseo, permitiendo aprovechar eltiempo en armado y prueba del circuito
Finalmente se emplea las herramientaspara la confeccin de la placa delcircuito
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Simulacin
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Simulacin
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Pruebas
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Construccin del PCB
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Esquema del trabajo DAC
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Generalidades El diseo de PCB es un punto muy importante
en el xito o fracaso de un proyecto, define si
el resto del sistema funcionar o no bajo lostrminos previstos. Usualmente la capacitacin adecuada para el
buen diseo de un PCB no es accesible muy
fcilmente, teniendo que ser desarrollada conbase a experiencia. Esto motiva a muchasempresas a subcontratar estos servicios.
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Eleccin de componentes El diseo exitoso de un sistema, comienza desde la
eleccin de los componentes que lo conforman. Capacitores.
Los capacitores son elementos bsicos usados entodo diseo para eliminar las variaciones del voltajede alimentacin, debidos a los cambios repentinos deconsumo inherentes a la mayora de los circuitosintegrados actuales.
La eleccin de un capacitor no siempre es tan simplecomo se ve. Es normal que no tenga claras lasdiferencias que presentan en su comportamiento uncapacitor electroltico de los cermicos monolticos uotros.
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Eleccin de componentes
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Eleccin de componentes
En sta tabla se ilustra los rangos defrecuencia en que se comportan mejor los
capacitores de diferentes tipos. Es necesarioaclarar que la mejor prctica es revisar lainformacin presentada en una hoja tcnicade la familia del componente elegido y revisar
sus parmetros, dado que la tecnologacambia constantemente y con ello tambinlas caractersticas de todo componente.
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Eleccin de componentes
Un ejemplo tpico es el ruido en laalimentacin pese a un poderoso capacitor
de 2200 microfaradios y porqu los motherboard usan un grupo de capacitorescermicos distribuidos por todos los puntos.
Otro punto poco conocido con respecto a los
capacitores es la eleccin del voltaje deoperacin adecuado.
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Eleccin de componentes
Reemplazar capacitores electrolticos con otro demucho mayor voltaje de operacin no es buena idea,dado que el dielctrico no se comporta igual en los
puntos bajos de su valor de operacin. As mismo es importante revisar en las caractersticas
tcnicas los valores de corrientes mximos quesoporta. Los valores bajos de resistencia en serie(Equivalent Series Resistance ERS ) permiten elmanejo de mas corriente sin calentamientos y otrosefectos desagradables.
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Eleccin de componentes
Familias lgicas.
La correcta eleccin de la familia lgica a
emplear es un tema muy popular, sinembargo hay una tendencia a usar familiasmas rpidas de lo necesario. Esta tendenciasuele afectar cuando otros efectos comienzan
a ser mas importantes, como por ejemplo ladistancia que recorrer la seal para llegar aotro componente
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Eleccin de componentes
Resistencias
Las resistencias axiales de precisin(Metal film) no solo son mas precisas ensu valor nominal, adems otros efectoscomo la inductancia parsita es menor.
De la misma forma, las resistencias demontaje superficial tienen uncomportamiento con menos parsitos.
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Eleccin de componentes
Otras recomendaciones prcticas.
Cuando se tenga un circuito integrado con
varias terminales de alimentacin y tierra,siempre se deben conectar todos. En circuitos con grandes corrientes que
contengan un interruptor, se cortar el PCB
entre terminales, para evitar que losdepsitos de carbn producidos por los arcosen las conmutaciones se acumulen y formenuna delgada pista conductora sobre el PCB
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Eleccin de componentes
Es buena prctica asegurarse de conseguir uncomponente en cantidad suficiente, precioadecuado y a tiempo, antes de basar eldiseo en l.
NUNCA conectar una tarjeta experimental auna PC y menos a la que estamos usandopara disear. Existen sistemas que nospermiten aislar un poco los errores en casode falla de la tarjeta pero suelen ser muycaros.
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Eleccin de componentes
Cuando se pruebe un prototipo, esbuena idea usar zcalos para todos los
componentes que se puedan. Lamayora de los componentes actualesson SMT, se tendr entonces quedesarrollar mas habilidades para
desoldar un componente daado ysoldar uno nuevo sin daar el PCB ni elcomponente.
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Eleccin de componentes
Dispositivos SMD Dispositivos SMT
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Eleccin de componentes
No es bueno confiar en los Datasheetsque dicen Preliminar. Es muy buena
prctica revisar el datasheet cuandosalga el componente a mercado pararevisar posibles cambios. Otro detalle esque el componente que prometen para
el primer cuarto del ao suele salir amediados del segundo cuarto y ademscon bugs.
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Eleccin de componentes
Midiendo la seal que llega a un dispositivo,observamos que tiene oscilaciones en suvalor, en lugar de ser estable. Como unaprimera accin, decidimos poner un pequeocapacitor en la entrada del dispositivo parafiltrar un poco la seal y aslimpiarla delruido observado. Esta accin demandar mas
corriente del dispositivo de salida para hacerla transicin de voltaje, empeorando lasituacin.
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Consideraciones en el PCB
Para el ancho de una pista estar definida por lacorriente que pasa a travs de ella
Zonas
Para el acomodo de los diferentes componentes, esbuena idea definir zonas para aislar los diferentesruidos que se presentan en un sistema. Agrupandolos circuitos digitales en una zona y los analgicos enotra, podemos evitar que los componentes analgicosestn siendo alimentados con los ruidos de altafrecuencia en la alimentacin que son tan comunesen los sistemas digitales.
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Consideraciones en el PCB
Cuando tenemos diferentes funcionesen una tarjeta que posee un solo
conector (como sera el ejemplo de unatarjeta para computadora) los circuitosde mayor velocidad ( y mas ruidosos)
sern los que se colocarn mas cercadel conector y los menos ruidosos losmas alejados.
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Consideraciones en el PCB
Integridad de la seal.
Cuando un pulso es transmitido a travs de
una pista, algo del pulso ser reflejada deregreso al emisor. Si el conductor es muycorto, la seal estar subiendo cuando elpulso reflejado regrese y la reflexin serparte del flanco de subida. Si el conductor esmuy largo, el flanco habr terminado cuandollegue la reflexin y entonces aparecer comoun sobrepulso (positivo o negativo).
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Consideraciones en el PCB
Todos estos efectos son debido a queno podemos tener siempre el largo de
las pistas adecuado a la frecuencia deoperacin. En casos como la seal CLKde un sistema PCI, tenemos lafrecuencia perfectamente establecida
luego podemos definir un largo crticode pista, pero no es as en la mayorade las seales de interconexin.
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Consideraciones en el PCB
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Consideraciones en el PCB
Cross talk. son los ruidos inducidos por otras lneas que
pasan cerca de nuestro conductor de inters El cross talk se genera debido a que cuando
tenemos dos conductores que correnparalelos, construyen entre ellos un capacitor(capacitancia mutua), adems que losconductores en s forman unas inductancias(inductancia mutua).
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Consideraciones en el PCB
Cross talk aparece entre dos pistas paralelas
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Consideraciones en el PCB
Si tenemos un circuito de dos lneas de conduccinparalelas, donde la corriente I1 fluye de un punto 1al punto 2 y tenemos la otra lnea conectando el
punto 3 al punto 4, observaremos que mientras maslargas sean las pistas conductoras mayor ser lacapacitancia mutua, as mismo mientras mayor sea lacorriente I1, mayor el voltaje inducido en la pista 3-4.Como ste voltaje viaja a ambos extremos del
conductor, la corriente que viaja hacia el punto 3 esllamado backwards cross talk y la corriente queviaja hacia el punto 4 es llamado forward crosstalk.
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Consideraciones en el PCB
Como una nota, notemos que este fenmenoes debido a un acoplamiento capacitivo, porlo que mientras mas rpidamente se den lastransiciones de voltaje, mayor sern sufrecuencia y por lo tanto mayor el ruidoobservado. Otro punto importante a observares que no es fcil blindar un conductor, por
lo que la mejor forma de evitar stefenmeno es el de separar las pistasfsicamente.
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Consideraciones en el PCB
La forma prctica de evitar stos ruidos son: Usando pistas de baja impedancia y poner
terminaciones apropiadas. Distribuir bien las pistas por el PCB Usar pistas lo mas cortas posibles
Usar el plano de tierra lo mas cercano alplano de pistas como sea posible.
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Edicin con PROTEL
El programa PROTEL es un buenejemplo de programa de edicin con
herramientas de diseo que nospermiten verificar la integridad de lasseales digitales, hacer clculos decrosstalk y muchas otras funciones que
nos facilitan el diseo de un PCB sea defrecuencia intermedia o de altavelocidad.
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Captulo II: Diseoasistido con PROTEL 99
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Caractersticas de PROTEL99
Dentro de la amplia oferta disponiblepara el sistema operativo Windows, la
firma ALTIUM dispone de un potenteentorno de trabajo etiquetado comoPROTEL, en su ltima versin DXP.
Herramienta tipo IDE, entorno dedesarrollo integrado
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Caractersticas de PROTEL99
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Caractersticas de PROTEL99
Tecnologa de grupo inteligente, todoen uno
Esquema de explorador de archivosAlmacenamiento de dispositivos por
libreras Todos los documentos de diseo son
guardados en una sola base de datos
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Caractersticas de PROTEL99
Dentro del documento se pueden creargrupos de trabajo y asignar a cada
usuario su nivel de acceso y controlAsistencia tcnica va Web,
actualizacin de la informacinAlgoritmo de redes neuronales para
desempeo del software
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Vctor Medina G 43
Requerimientos dePROTEL 99
Requerimientos bsicos: Windows XP Service Pack 2 Procesador Pentium IV, 2.4GHz 256 MB en RAM Monitor SVGA, resolucin de 1024 x 768
Mnimo 200 MB en HD para instalacinreducida, 400 MB instalacin fullVersin actualizada a SP6, PROTEL99_2004
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Requerimientos dePROTEL DXP
Requerimientos bsicos: Windows XP Service Pack 2 Procesador Pentium IV, 3.6GHz 1 GB en RAM Monitor SVGA, resolucin de 1024 x 768
Mnimo 800MB en HD para instalacinreducidaVersin 2002/2004
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Explorador de PROTEL 99
El explorador de diseos es la interfase entreel usuario y las hojas esquemticas, presenta
adems las herramientas para la creacin denuevos diseos. Caractersticas del explorador de diseos:
o Habilidad de guardar mltiples hojas en
una sola base de datos: esquemas,archivos PCB, simulaciones
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Explorador de PROTEL 99
o Los documentos se presentan en forma deventanas separadas
o Panel de navegacin para ordenar enforma jerrquica las hojas del documentoo Men de herramientas en formato
Windows y con opcin de personalizarloo Distribucin en cascada de pantallas de
presentacin
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Explorador de PROTEL 99
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Explorador de PROTEL 99
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Diseo asistido por PC _ Ing.
Vctor Medina G 49
Modo de trabajo delexplorador de diseos
Se distinguendos partes enpantalla:
rbol denavegacinen el panelde ladoizquierdo
Ventana dediseo enladoderecho
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Uso del panel denavegacin
El panel de navegacin muestra ladistribucin de los archivos que
conforman su base de datos para undiseo especfico: Hacemos click en signo (+) para
expandir los atributos de los archivos Click en signo (-) para ocultar dichos
atributos
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Uso del panel denavegacin
Doble click paraabrir carpetas
Doble click enuna hoja deesquema paraabrir el archivo yvisualizarlo enventana dediseo
b j d l
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Trabajando en la ventanade diseo
Tiene dos tipos de vista: Vista de carpetas.-
muestra los archivos u
hojas contenidas ensubcarpetas Editor de vistas.-
muestra el documentoabierto listo para suedicin, para abrirlohacemos doble click endicho esquema
b j d l i l
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Trabajando con mltiplesdocumentos
Esta opcin nos permite trabajar conmltiples documentos juntos
movindonos fcilmente entre ellos,seleccionamos alguno haciendo clicksobre este archivo.
Para cerrar una hoja de esquema clickizquierdo y seleccionamos opcinclose
T b j d l i l
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Trabajando con mltiplesdocumentos
Para mejorarla vista denuestro
trabajo, sepuede elegirla opcin dedividir lapantalla en
variasregiones detrabajo
T b j d lti l
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Trabajando con mltiplesdocumentos
Las ventanas se puedenarreglar presionando laspestaas en la parteinferior.
Las ventanas pueden serredimensionadas colocandoel cursor en el lmite de lasventanas y ajustando sutamao
Para volver a vista normalde pantalla se presiona clickizquierdo y se seleccionaesta opcin.
Q b d d t
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Qu es una base de datosde diseo?
Se define a una base de datos comouna coleccin de datos organizadospara un conveniente acceso.
Un diseo de base de datos de PROTELson todos los documentos de diseo,organizados y almacenados en un soloarchivo en su disco duro para unconveniente acceso y manejo, conextensin . Ddb
Q b d d t
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Diseo asistido por PC _ Ing.
Vctor Medina G 57
Qu es una base de datosde diseo?
Todos los documentos creados en eldiseo son guardados en dicha base de
datos, tales como: hojas esquemticas,pcbs, listados, reportes elctricos, etc.En orden jerrquico.
C i d
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Creacin de una nuevabase de datos de diseo
Seleccionamos FILE de la barra de men,opcin NEW DESIGN
Aparece una pantalla que indica el tipo dearchivo a guardar, quedara MS ACCESDATABASE
Etiquetamos el nombre de nuestro proyecto y
la ubicacin en una carpeta existente.
C i d
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Vctor Medina G 59
Creacin de una nuevabase de datos de diseo
Para colocarclave al
nuevoproyecto sehabilitaPASSWORD,
y se coloca lanueva clave
N d t l
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Nuevos documentos en labase de datos
Abierto el nuevo proyecto en que se vaa trabajar, se elige el panel de
navegacin. Se abre la carpeta DOCUMENTSAparece una pantalla con todos los
posibles tipos de documentosexistentes, elegimos el requerido y clicken ok
N d t l
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Nuevos documentos en labase de datos
N d t l
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Vctor Medina G 62
Nuevos documentos en labase de datos
Una de las principales caractersticas deeste software es la capacidad de
soportar ambos tipos de documentos:PROTEL y de otro tipo. Un documento es creado y editado por
un servidor OLE (tpico de los que sehallan en su PC).
N d t l
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Vctor Medina G 63
Nuevos documentos en labase de datos
En el cuadro de dilogo aparecer laruta donde se halla el archivo y puede
habilitar la opcin de Mostrar todo tipode documentos. Estos documentos pueden ser
guardados dentro de la base de datos,pero solo podrn ser editados por elservidor OLE
N e o do e to e l
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Nuevos documentos en labase de datos
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Editando documentos
En panel denavegacin
seleccionamos eldocumento quevamos a editar ydamos doble
click para abrirloy trabajar en el.
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Editando documentos
Documentos almacenados en la base dedatos creados por un servidor OLE tal como
WORD, EXCEL pueden ser editadosdirectamente desde el explorador de diseo. Haciendo doble click sobre el documento
digamos tipo WORD, entonces la aplicacin
MICROSOFT WORD empezar.
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Vctor Medina G 67
Editando documentos
El documento est listo para sereditado.
Los cambios que realice sobre eldocumento OLE sern guardados en labase de diseo sobrescribiendo el
archivo que se abri previamente.
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Editando documentos
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Vctor Medina G 69
Importando un documento
Se pueden importar documentosexternos a PROTEL.
Seleccionamos FILE > IMPORT En el cuadro de dilogo seguimos la
ruta para hallar el archivo a importar,
este tendr el icono del programa enque fue creado.
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Importando un documento
De entre otros tipos de documentos quepodrn ser importados por PROTEL
tenemos: PROTEL de versiones anterioresAUTOCAD
ORCAD TANGO
Manejo de documentos en
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Vctor Medina G 71
Manejo de documentos enla Base de Datos
En la base de datos se pueden categorizar yguardar los documentos dependiendo de sutipo.
Se pueden crear otras carpetas yrenombrarlas, as tambin a los documentos.
Los documentos pueden ser movidos entre
las carpetas, de forma similar con elexplorador de WINDOWS
Manejo de documentos en
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Vctor Medina G 72
Manejo de documentos enla Base de Datos
Para borrar el documento seleccionamos lacarpeta DOCUMENTS, click izquierdo sobre elarchivo, elegimos la opcin DELETE.
Estos archivos por seguridad se almacenanen la carpeta de reciclaje en la misma BD.
Al ingresar a esta carpeta podemos borrar
definitivamente este archivo.
Creando un grupo de
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Creando un grupo detrabajo
Abierto el proyectoelegimos las opcinDESIGN TEAM
Podemos crear dosclases de miembros:Administrador:
ADMIN Invitado: GUEST
Creando un grupo de
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Creando un grupo detrabajo
Aparece unapantalla dondepodemos definir el
nombre delmiembro, susclaves ydescripciones decontrol, hasta que
nivel estaautorizado arealizar cambios
Creando un grupo de
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Vctor Medina G 75
Creando un grupo detrabajo
Dentro de la carpeta MEMBERShacemos click izquierdo presionando la
opcin NEW MEMBER. Seguimos los pasos que se indican
como el nombre de usuario, descripcin
de la funcin que realice el miembro ysu clave
Creando un grupo de
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Creando un grupo detrabajo
Definiendo permisos en el
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Definiendo permisos en elgrupo de trabajo
En la carpeta PERMISSIONS, a cada miembrodel grupo de trabajo se puede establecer sugrado jerrquico de cambios que puede
realizar en el proyecto a travs de 4caractersticas: R Leer archivos W Escribir o editar archivos D Borrar archivos C Crear nuevos archivos en la base
Definiendo permisos en el
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Vctor Medina G 78
Definiendo permisos en elgrupo de trabajo
En opcin SESSIONS se puede verificarque documentos han sido abiertos y
que miembro realiz cambios en dichosarchivos Si el miembro no esta autorizado a
realizar dichos cambios aparece unmensaje indicando que el archivo establoqueado
Tecnologa que maneja
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Tecnologa que manejaPROTEL
PROTEL hace uso de arquitecturacliente/servidor donde las interfaces deusuario separadas son los clientes y lasherramientas o editores son los servidores.
Para el caso de crear una base de datos dediseo, el explorador de diseo es el cliente y
las aplicaciones son los servidores
Tecnologa que maneja
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Tecnologa que manejaPROTEL
Formato de plantillas de
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Formato de plantillas dehojas esquemticas
Una plantilla de hoja esquemtica estcompuesta de un cuadro de ttulo, un
borde de hoja que puede incluirgrficos como logotipos de compaas. Se puede crear una plantilla y aplicar a
hojas esquemticas existentes o nuevosesquemas
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Plantillas de PROTEL
PROTEL proporciona una coleccin deplantillas de todo tamao en la
siguiente ruta: Program Files\Design Explorer99\System\Templates.Ddb
Para acceder a esta biblioteca desde
men seleccionamos: FILE OPEN,navegamos a la ruta indicada y click enbase de datos indicada TEMPLATES.Ddb
Creacin de nueva base de
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Vctor Medina G 83
Creacin de nueva base dedatos de plantillas
Seleccionamos FILE NEW DESIGNdesde el men, el cuadro de
dialogo aparece. Tipo de archivo: MS ACCESS
DATABASE Como nombre:
NEWTEMPLATES.ddb
Creacin de nueva base de
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Vctor Medina G 84
Creacin de nueva base dedatos de plantillas
Presionamos OK Seleccionar A4.dot arrastramos con
ratn a la nueva base de datosNewtemplates.ddb
Modificando el cuadro de
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Vctor Medina G 85
Modificando el cuadro dettulo
Podemos modificar cuadro de ttuloaadiendo y cambiando el tipo de
texto, reemplazando el logotipoempresarial con algunas lneasmas.
Ampliamos el cuadro de ttulo en elborde de la hoja esquemtica
Modificando el cuadro de
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Modificando el cuadro dettulo
Modificando el cuadro de
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Vctor Medina G 87
Modificando el cuadro dettulo
Con el cuadro de ttulo ampliado vamosa opcin EDIT SELECT ALL
Cuadro de ttulo cambia de color y conratn podemos mover dicho cuadro aotra posicin
EDIT DESELECT ALL, paradeseleccionar el cuadro y vuelve lostextos a estado normal
Modificando el cuadro de
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Vctor Medina G 88
Modificando el cuadro dettulo
Para cambiar eltexto hacemosdoble click endicho texto,aparece un cuadrode dilogo para
cambiar dichostextos, formato ycolor de fuente
Colocando texto en la
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Vctor Medina G 89
Colocando texto en laplantilla
Lneas de texto puede ser aadidas a lahoja esquemtica
Estas anotaciones son guardadas comocaracteres especiales en los campos deorganizacin del documento
Seleccionamos DESIGN OPTION DOCUMENT OPTIONS
Colocando texto en la
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Vctor Medina G 90
Colocando texto en laplantilla
Colocando cuadros de
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Colocando cuadros detexto
Seleccionamos elsmbolo de letra T,una cruz paraposicionar texto
Con doble clickaparece un cuadro
de dilogo paracambiar formatode texto
Revisar anotaciones antes
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Vctor Medina G 92
Revisar anotaciones antesde imprimir
Para estos elegimosTOOLS PREFERENCES y
seleccionamos laopcin GRAPHICALEDITING
En este cuadro dedilogo podemos
cambiar el formatode la fuente para lahoja esquemtica
Aadiendo grficos a la
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Aadiendo grficos a laplantilla
Formatos que soporta: Bitmaps JPEG Windows metafile Tiff versin 5.0
En caso de existir un grfico procedemos a
borrarlo Seleccionamos PLACE DRAWING TOOLS
GRAPHICS
Aadiendo grficos a la
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Vctor Medina G 94
Aadiendo grficos a laplantilla
Aparece un cuadro de dilogo, donde seselecciona el tipo de imagen y la ruta
donde se encuentra sta. Si queremos cambiar las propiedades
de un grfico existente, doble click en
imagen y aadimos las caractersticasen el cuadro de dilogo
Aadiendo grficos a la
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Vctor Medina G 95
Aadiendo grficos a laplantilla
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Vctor Medina G 96
Captura de esquemticos
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Vctor Medina G 97
Captura de esquemticos
Consiste en la creacin de un esquemaelectrnico a travs de grficos especficos
Consideraciones:
Caractersticas bsicas requeridas paradisear un circuito.
Revisin de las reglas de desempeo
elctrico. Generacin de netlist y preparacin delesquema para su impresin.
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Vctor Medina G 98
Captura de esquemticos
Componentes: Editor de hojas esquemticas.- permite
crear, editar, revisar e imprimir las hojasque muestran un proyecto de diseo.
Editor de libreras esquemticas.- esusado para crear, editar y manejar librerasde partes de componentes; el trminoparte se refiere a la entidad simblica querepresenta la parte de un componente oun componente genrico
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Vctor Medina G 99
Captura de esquemticos
Capacidades de diseo.- el editor deesquemticos es una herramientacomprensiva de entrada que cuando escombinada con el circuito simulador, PLD ytarjeta impresa, este editor viene a ser elcomienzo y fin de un diseo integrado
automatizado de un sistema
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Vctor Medina G 100
Captura de esquemticos
Soporte jerrquico multiesquema.-una hoja representa el diseo del proyecto,que se compone a su vez de mltipleshojas o esquemas establecidos en orden
jerrquico. Herramientas de verificacin del
diseo.- permite revisar nuestro proyectoen relacin a reglas elctricas establecidaspara su desempeo
Modelo esquemtico de un
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Vctor Medina G 101
ode o esque co de ucomponente
Los componentes estn organizados en familias delibreras que corresponden a los directorios de losfabricantes.
Libreras de modelos de componente: Mientras la imagen del componente es colocada
en el esquemtico, la informacin de este esalmacenada en la librera.
La creacin y edicin de componentes sonmanejados en un nivel de librera no en la hoja delcircuito
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Vctor Medina G 102
Libreras de componentes
Cuando un componente es colocado en lahoja esquemtica, una imagen del mismo seguarda en una memoria cach que acta
como una librera de memoria residente detrabajo. Cuando la hoja es guardada, se almacena un
enlace con la librera en modo de lectura, as
cuando el archivo es abierto se extrae elcomponente desde la librera para seractualizado
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Vctor Medina G 103
Libreras de componentes
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Vctor Medina G 104
Conectividad
Es la habilidad del software de reconocer losenlaces fsicos entre los objetos en elesquema; la capacidad de asociar lasconexiones lgicas entre varias hojas en undiseo de mltiples hojas.
El proceso de colocar y conector varios
componentes es conocido como cableado
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Vctor Medina G 105
Identificadores NET
Permiten crear conexiones que fsicamente norepresentan pistas o rutas del circuito.
Etiquetas NET.- identifican puntos NET enuna hoja Puertos.- identifican conexiones entre 2
hojas Ingresos en una hojas.- identifican
conexiones con un smbolo en una hoja
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Vctor Medina G 106
Identificadores NET
Puertos de potencia.- definen seales dealimentacin
Pines ocultos.- define puntos de conexin
que no sern automticamente cableadossino manualmente o no requierenconexin.
Reglas especiales para
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Vctor Medina G 107
g p pconectividad
Pista a pista.- No deben terminarperpendicularmente o en su caso se conectana travs de una JUNCTION o empalme
Pista a bus.- los buses de datos representangrficamente un grupo de seales y no tienencaractersticas especiales al crear el netlist, en
caso de conectarse con una pista deben serindicadas con etiquetas
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7/28/2019 Diseo electronico Ver1.5
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Vctor Medina G 108
Verificacin de diseo
Es un trmino general para validar lasconexiones fsicas o lgicas en el
esquema, lo hacemos mediante opcionELECTRICAL RULE CHECK REPORT, delmen TOOLS
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19/06/2013
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Vctor Medina G 109
Dibujando el esquemtico
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Vctor Medina G 110
Dibujando el esquemtico
Haremos el esquemtico de un circuitomultivibrador aestable, se compone de
transistores 2N3904, resistencias ycondensadores.Abrimos una nueva base de datos y
seleccionamos un archivo .SCH
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7/28/2019 Diseo electronico Ver1.5
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Vctor Medina G 111
Dibujando el esquemtico
Seleccionamos TOOLS Find component, ocon teclado rpido T,O
Presionando FIND en rbol de navegacin Deseamos encontrar el transistor 2N3904 Aparece la siguiente pantalla:
Colocamos *3904* en opcin By Library
Reference, indica que buscara todos loscomponentes que contengan comodescripcin estos nmeros
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7/28/2019 Diseo electronico Ver1.5
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Vctor Medina G 112
Dibujando el esquemtico
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Vctor Medina G 113
Dibujando el esquemtico
Especificamos la ruta donde buscar conopciones Subdirectories y Find all instances;activas
Presionamos Find now Se escoge la librera que contenga el
componente y aadimos a nuestro proyecto Luego en panel de navegacin elegimos el
componente para colocar en el esquema
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Vctor Medina G 114
Dibujando el esquemtico
Es aconsejable que primero dediquemostiempo a encontrar todos los componentesque necesitemos para el esquemtico,seleccionando las libreras necesarias.
Luego los ubiquemos en la posicinadecuada, reservando espacio suficiente
entre cada uno de ellos, determinando unbosquejo del circuito final
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Vctor Medina G 115
Dibujando el esquemtico
Colocados todos loscomponentes, dobleclick en el dispositivo,y editamos susatributos comoidentificativos,
valores, plantillas detarjeta oFOOTPRINT, etc.
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7/28/2019 Diseo electronico Ver1.5
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19/06/2013
Diseo asistido por PC _ Ing.
Vctor Medina G 116
Dibujando el esquemtico
Para cablear componentes se presionala opcin PLACE > WIRE o el cceso
rpido con las teclas P,WAparece una cruz que debe apuntar al
primer pin a conectar, hacemos CLICK y
luego al otro pin, para que la pista dejede conectar elementos CLICK derecho.
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Vctor Medina G 117
Dibujando el esquemtico
Para escoger los diferentes modos deconectar los pines, mientras nos
desplazamos con el cursor presionamosla barra espaciadora y se obtienen 6posibles formas de graficar las pistas.
Se tienen como guas las lneas opuntos para una enmarcar el circuito enla hoja de esquemtico
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Vctor Medina G 118
Dibujando el esquemtico
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Vctor Medina G 119
Dibujando el esquemtico
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Vctor Medina G 120
Trabajo en clase:
Conectando un bus de
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datos
Conectando un bus de
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datos
Para esto hacemos uso del cono PLACEBUS,que se diferencia de una pista por presentarun mayor grosor.
Se recomienda dibujar el bus de datos entorno al esquemtico de los componentes.
Para unir el bus de datos a los componentes
se utiliza PLACEBUSENTRY
Conectando un bus de
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Vctor Medina G 123
datos
Una que se unieron las entradas al bus, estasse unen al dispositivo a travs de pistas,recuerde que slo las entradas de bus se
unen a este, caso contrario se puedepresentar puntos flotantes.
En caso de que el dispositivo se encuentre a
mas distancia se pueden unir sus pines a lasentradas del bus por medio de pistas
Conectando un bus de
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datos
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19/06/2013Diseo asistido por PC _ Ing.
Vctor Medina G 125
Editor de libreras
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Vctor Medina G 126
Editor de libreras
Este servidor es el segundo editor dedocumentos incluido en PROTEL99.
Mientras el editor de esquemticos esusado para capturar el circuito, el editorde libreras permite crear y modificar los
componentes usados en estosesquemticos
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Vctor Medina G 127
Editor de libreras
Las libreras son abiertasdel mismo modo que elresto de documentos,desde el explorador dediseos FILE > OPEN
Los comandos son losmismos, podemosseleccionar un
componente guardarlo conotro nombre y a partir deste crear un nuevo oactualizarlo.
Creando un nuevo
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Vctor Medina G 128
componente
Si queremos crear una librera decomponentes para cada diseo, en
carpeta DOCUMENTS > NEW >SCHEMATIC LIBRARY DOCUMENT Nos aparece un esquemtico en blanco,
seleccionamos TOOLS > NEWCOMPONENT
Creando un nuevo
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Vctor Medina G 129
componente
Creando un nuevo
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19/06/2013Diseo asistido por PC _ Ing.
Vctor Medina G 130
componente
Lo primero para la creacin delcomponente es la figura o contornopara ello selecciona la herramientaRECTANGLE TOOL
Se definen los pines que tiene eldispositivo con PLACE PIN
Por ltimo se editan los pines: nmero,nombre o funcin, tipo, etc.
Creando un nuevo
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componente
T b j l
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Vctor Medina G 132
Trabajo en clase:
Realizar elesquemtico para elPIC16F871
Definir sus pinescomo mejorconvenga almomento de cablearel dispositivo.
Editar como pinesocultos los pines dealimentacin.
Proyectos y diseosltih j
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Vctor Medina G 133
multihojas
Proyectos y diseosltih j
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Vctor Medina G 134
multihojas
Cada esquemtico es guardado comoun documento individual.
Un esquemtico puede ser abierto yeditado independiente de otros,haciendo CLICK sobre este en elexplorador de diseos.
Un esquemtico puede consistir de unao mltiples hojas grficas
Proyectos y diseosltih j
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Vctor Medina G 135
multihojas
Los proyectos multihojas o multiesquemassoportan extensos y complejos sistemas quepueden ser vistos en un solo esquemtico.
Esto nos permite una organizacin en losesquemas y divide el sistema en mdulossimples individuales.
Se debe considerar entre otros detalles: eltipo, tamao y estructura del proyecto final
Estructura de un proyectolti
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multiesquema
El beneficio del editor multiesquema consisteen brindar un entorno fcil para manejo ynavegacin de sistemas jerarquizados.
Estos proyectos incluyen un esquema especialllamado esquemamster
La hoja mster es el primer esquema de un
sistema jerarquizado, contiene otrossubesquemas y representa la relacin entreestas hojas inferiores.
Hoja master yb
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subesquemas
La relacin entre las hojas que componeneste diseo est formado por un smboloespecial llamado SHEET SYMBOL.
En este smbolo se deben especificar 2propiedades: NAME y FILENAME. NAME: es una etiqueta de texto que sirve
de referencia. FILENAME: describe la hoja esquemtica
en que se encuentra el circuito referido
Hoja master yb
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subesquemas
Conectividad en diseolti
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multiesquema
Para establecer la conectividad debemos hacerreferencia a estos identificadores: NET LABEL.- se utiliza esta etiqueta para
identificar una unin en el diseo, conectan pistasdel mismo nombre en hojas distintas; representapistas, pines o buses de datos.
PORT.- Conecta a otro puerto horizontalmente del
mismo nombre SHEET ENTRY.- conecta en forma vertical un
puerto con otra hoja
Conectividad en diseolti
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multiesquema
POWER PORT.- todos los puertos dealimentacin se conectan a travs delproyecto completo.
HIDDEN PIN.- pines ocultos que unenpuertos en forma global en el diseo
Conectividad en diseolti
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multiesquema
Estructura del diseom ltiesq ema
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multiesquema
Empezamos por definir las hojas quecomponen el diseo y las
representamos con rectngulos con laherramienta PLACESHEETSYMBOL. El esquemtico que contendr estos
smbolos ser guardado con extensinARCHIVO.PRJ
Diseo del multiesquema
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Diseo del multiesquema
Diseo del multiesquema
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Diseo del multiesquema
Una vez que se han creado los smbolosreferidos a las hojas, seleccionamos:
DESIGN>CREATE SHEET FROM SYMBOLAparece una hoja esquemtica con el
nombre del smbolo, en donde
dibujaremos el circuito de la etapa.
Diseo del multiesquema
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Diseo del multiesquema
Se unen los puertos con pistas y seetiquetan a travs de NET LABEL.
Una vez terminadas las etapas se debegenerar un reporte de ERC paradeteccin de fallas, este se realiza en elarchivo con extensin PRJ
Trabajo en clase:
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Trabajo en clase:
Definir las siguientes etapas y elaborarlos circuitos:
FuenteAudioAmplificador
Fuente
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Fuente
Audio
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Audio
Amplificador
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Amplificador
Preparando el diseo paraPCB
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PCB
Una vez completado el esquemtico se debepreparar para transferir la informacin deldiseo al editor PCB
Entre otros puntos a tomar en cuenta losprincipales son los siguientes: Asignacin y Reasignacin de
componentes
Todas los dispositivos en el diseo debentener un nico designador llamado Anotacin
Preparando el diseo paraPCB
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PCB
Este proceso puede ser realizadoautomticamente con opcinANNOTATE delmen TOOLS las cuales tienen las opciones: ALL PARTS: designa a todas las partes del diseo ? PARTS: designa a partes sin asignacin RESET DESIGNATORS: reinicia a todos los
componentes como partes no designadas.
Anotacin posicional: componentes sondesignados de acuerdo a su posicin en la hojatomando como referencia el borde del esquema
Preparando el diseo paraPCB
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PCB
Preparando el diseo paraPCB
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PCB
Anotacin controlada hoja por hoja
Se pueden designar componentes porseparado para cada hoja, esto se logra conun sufijo que indique en que hojaesquemtica se halla dicho dispositivo, paraello seleccionamos ADVANCED OPTIONS e
inhabilitamos CURRENT SHEET ONLY, ahoralos elementos aparecen como por ejemploR1_1, R2_1, C1_2, etc.
Preparando el diseo paraPCB
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PCB
Revisin de FOOTPRINT no encontrados
Todas las partes en el diseo deben contarcon un Footprint (plantilla) especfico, losmismos que deben ser parte de alguna de laslibreras que componen el editor de PCB, casocontrario los tomara como perdidos o no
encontrados, en cuyo caso se debe realizardicha plantilla o asignar la que mas separezca.
Preparando el diseo paraPCB
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PCB
Preparando el diseo paraPCB
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PCB
Revisin de conectividad elctrica Permite detectar problemas en cuanto a
conexin entre componentes como falsos
empalmes, pines al vaco, falta dealimentacin a integrados. La configuracin de estos se logra con una
matriz que permite habilitar o no las
opciones: Tools > ERC
Preparando el diseo paraPCB
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PCB
Editor de PCB
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Editor de PCB
Conceptos bsicos defabricacin de PCBs
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fabricacin de PCB s
Los paquetes de diseo de PCBs estncompuestos por tres herramientas:
El editor de componentes El editor de layout El postprocesador, que se encarga de la
impresin
Estos servidores actan como uno soloen la interfaz de usuario del PCB
Conceptos bsicos defabricacin de PCBs
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fabricacin de PCB s
Cuando comenzamos el diseo de unanueva placa de circuito impreso, lasmedidas viene impuestas por
restricciones de diseo, normalmente setrabaja con medidas inglesas, seemplea la milsima de pulgada, donde
una pulgada son 2.45 cm; con PROTELSP6 ya podemos trabajar en medidasinternacionales como son mm
Conceptos bsicos defabricacin de PCBs
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fabricacin de PCB s
La librera de componentes es la parte msimportante del programa de diseo. Unprograma de captura de esquemticos con
herramientas de diseo de PCB tiene enlacesque definen como un smbolo delesquemtico se relaciona con un smbolo dePCB. El procesado del esquemtico genera unfichero de NETLIST para el programa deruteado.
Conceptos bsicos defabricacin de PCBs
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19/06/2013Diseo asistido por PC _ Ing.
Vctor Medina G 162
fabricacin de PCB s
Hay que prestar atencin a como serelacionan la numeracin de las patillasdel smbolo en el esquemtico y en elencapsulado del componente. E, B y Cde un transistor no siempre coincidencon 1, 2 y 3 del componente fsico.
Ruteo de PCB
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Ruteo de PCB
1. Seleccionar File -> New del men.En la pestaa Wizards del dialogo deNuevo Documento seleccionarPrinted Circuit Board Wizard yluego hacer clic en OK
2. Escogemos el tipo de medida a utilizaren nuestro caso sistema internacionalcon unidad el milimetro.
Ruteo de PCB
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Ruteo de PCB
3. Avanzar a travs del asistente y realizar lassiguiente seleccin: format(formato IBM XT)
4. Two Layer Plated Through hole (Placa de
dos caras con taladro metalizado)y Nopower/ground planes(No colocar planos demasa)
5. Through hole Vias only(Interconexin atravs de placa solo)
Ruteo de PCB
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Ruteo de PCB
6. Through hole Components (Componentesque atraviesan la placa)
7. Two tracs between pads(Dos pistas entre
pads)8. Default track(ancho de pista por defecto),
via y hole
9. Hacer clic en el botn Finish para crear lanueva placa
Ruteo de PCB
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Ruteo de PCB
Antes de transferir la informacin delesquemtico debemos cargar laslibreras de distribucin de patillas
(footprints) de los componentesadecuadas, las cuales han sidoalmacenadas con el diseo deejemplo. Seleccionar Design ->
Add/Remove Library del men delPCB.
Ruteo de PCB
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Ruteo de PCB
Hacer clic en el botn Add para aadirla base de datos a la lista de libreras,luego hacer clic en OK para cerrar eldilogo. Esto hace disponible al editorde PCB todas las libreras de la base dedatos
Ruteo de PCB
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Ruteo de PCB
En el rbol de navegacin, hacer clic en elicono del proyecto en que estamostrabajando Proyecto1.PRJ para abrir el
esquemtico Seleccionar Design -> Update PCB del
men del esquemtico. El dialogo resultantelistar todos los posibles documentos PCB a
actualizar. Seleccionar el PCB que se acabade crear de la lista y hacer clic en el botnApply.
Ruteo de PCB
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Ruteo de PCB
En el dialogo Update Design, dejartodas las opciones en sus valores pordefecto y hacer clic en el botnExecute, el sincronizador de diseosanalizar el esquemtico y losdocumentos PCB y determinar
cualquier diferencia entre ellos
Ruteo de PCB
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Ruteo de PCB
Cuando el sincronizador hayaterminado de actualizar el diseo,hacer clic en la pestaa de la nueva
PCB para hacerla activa. Todos loscomponentes e informacin deconectividad del esquemtico se hatransferido a la PCB y esta seencuentra lista para realizar el layout yrutado.
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