OrCAD 与 Cadence Allegro PCB 入门 - 以 16.6版本为例 （1）

        本来我是想在中文网站找找合适的Cadence入门材料的，但是唯一发现的比较合适的就是于博士的系列视频（然而我懒得去下）。所以就在油管上找到了不错的教学视频，结合我当前做的的小东西，给大家分享一下Cadence的使用方法。

        简单来说，画PCB可以分成两大部分，一个是原理图(schematic)，另一个就是PCB。然而在OrCAD/Allegro里面，却没这么简单。总体上来说，OrCAD/Allegro的入门难度要大于protel的，因为需要的画原理图的过程中需要自己做元件封装，设置过程比较繁琐。因此，整个流程可以分为以下几个部分：
        1. 创建元件库(library)
        2. 绘制元件原理图符号(shematic symbol)
        3. 创建元件引脚(footprint)
        4. 制作元件封装(package)
        5. 绘制电路原理图(schematic)
        6. 绘制PCB

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       本范例以制作一个全桥逆变器目的而绘制一个PCB。 本节主要讲：
        1. 创建工程

        2. 创建元件库

一、 创建工程
        1. 打开Capture CIS，如图所示



        2. 创建新工程

         点击菜单File -- New -- Project，打开创建页面，选择使用schematic创建工程。（注意创建的新工程需要放置到你所想要的文件夹当中）。


        3. 部分细节调整

        工程创建完成后，弹出两个标签页。一个标签页是工程管理菜单，一个标签页是电路原理图的页面。在这里可以右键点击工程管理菜单，将该菜单dock to left，这样方便使用。





        同时，重命名原理图名称，方便管理工程。在下图标1和2处，右键点击，选择rename进行重命名。重命名后在1处的上一级菜单处右键键点击，然后保存更名的原理图文件。


        至此，工程创建完毕。

二、 创建元件原理图
        本例中，电路主要用到四个元件：NTD4906N(N型电力MOSFET)，NCP5104-D(N型电力MOSFET半桥驱动)，1N4148(快速型开关二极管，耐压100V)和0.1uF-50V电容。

        1. 创建元件库
        点击菜单File -- New -- Library，创建新的元件库。右键点击1处，选择Save As以保存新的元件库，名称由自己决定。



        2. 二极管原理图符号绘制

        由于二极管符号比较简单，以此为第一个例子进行讲解。
        （1）右键点击该元件库，选择New Part，创建新的元件。

        
        （2）填写相关名称。元件名为1N4148，其prefix为D(代表二极管)。然后点击确认。



        （3）放置元件引脚        打开元件原理图图标界面后，在右侧工具栏点选Place Pin。

        先添加第一个引脚——阳极(anode)。在点选Place Pin后有一个窗口弹出，填上引脚名称以及编号。


        
        将引脚放置在网格(grid)上，否则在之后绘制原理图的时候，连线无法连上引脚。用同样的方法添加阴极引脚，添加完毕后的效果如下图。


        
        而后需要绘制二极管符号。先在上侧工具栏点击Snap to grid 

，使其变为 

 以方便进行斜线的绘制。在右侧工具栏点选Place Line 

 绘制直线。


        点击 Place polyline添加多边形。按住shift键拖动线条，可以画出斜线。围成多边形后点选刚刚画好的多边形，右键点击图标，选择Edit properties，将Fill style 更换成solid。然后补完其他直线。



        点击Snap to grid，使其变回 

 对虚线外边框进行大小调整。同时调整上下标志的位置。        （4）调整管脚标注的可见性
         在菜单中选择Optioin -- Part Properties，将管脚可见性以及编号可见性都设为False，这样就不用再看到这些标注了。

        最后的原理图符号如图所示。然后保存该元件库文件。


        2. 绘制其他元件图        方法相似，其结果如图所示：
        （1）NCP5104-D
        注意SD管脚上方的横线(bar)，在输入名称时，字母后面加上反斜杠“\”即可。例如这里，输入S\D\。



        (2) NTD4906-N


       （3）
        其他略。

三、创建元件引脚(footprint)        在Cadence
a736
16.6中，创建footprint所需用的软件是Pad Designer。然而在Cadence17.2中，该软件稍作修改同时更名为Padstock Editor。两者使用方法相仿。
        由于实验室使用的快速电路板制作机的打孔孔径最小为1.5mm，故而本应为直插元件统一改作surface-mount类型的。近保留via孔为通孔的。

        1. Via类型通孔
        （1）在Pad Designer的菜单栏中点选File -- New。然后新建footprint文件到工程项目文件夹中。


        （2）设置drill参数
        a. 在①处将mils改成millimeter。
        b. 在②处选择通孔类型为Circle Drill，在③处通孔直径设置为1(mm)。
        c. 在④处选择Drill symbol的图形为Circle，其宽高均设置为1(mm)。


        （3）设置各个layer        一般引脚会涉及到三种layer：
        a. BEGIN/END LAYER 
        b. SOLDERMASK LAYER (生产电路板时不在此区域印刷绝缘油墨)
        c. PASTEMASK LAYER （适合SMT组装工艺焊接贴片元件）
        一般而言，via类的通孔是连接对应两层电路板时使用的，通孔对应的两层都是导通的。但由于快速制版机的原因，通孔两侧钻开孔后并不连接在一起，所以需要额外的焊接步骤将两层连接到一起。故而此处需要设置BEGIN/END LAYER以及SOLDERMASK_TOP/BOTTOM LAYER（正常的印刷电路板的via类通孔只需要设置begin/end）。
        在①中点选各个layer，而后在②中将geometry改为circle，直径设为2.5(mm)。在②中点选各层，设置为circle，直径为2.7(mm)。注意，SOLDERMASK层需要略大于引脚，一般直径比焊盘大0.2mm即可。



        （4）保存引脚文件。
        菜单栏中选择File -- Save。

        2. SOIC-8的footprint
        SOIC-8封装可以视为SMD(表面贴装器件)类的一种，这里以NCP5104的封装为例。在datasheet中可以查到，SOIC-8封装推荐的footprint如下图所示。



        因为是surface-mount 类型的焊盘，故而不需要打孔。新建padstack文件的第一页，除了改变单位，其余的保持默认即可。


        第二页注意点选“single layer mode”，然后设置各层方法如同上一小节。注意此处选择焊盘形状是“rectangular”。焊盘宽度0.6mm，长度1.52mm。



        3. DPAK封装
        这里使用的NTD4906N-D为DPAK封装，具体样式为


        对应的footprint为


        故而需要设置两个footprint，这里命名为dpak_small和dpak_large。如同上一小节，这两个引脚依然为表面封装。dpak_small的设置如下



dpak_large的设置如下


        本节到此结束。
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        附上油管视频地址：
        https://www.youtube.com/watch?v=b8arWWrMGXA&index=1&list=PLhsgywwdi_2A9XwjLqx9dwdmoMBnfuHVc&t=703s