Diseño electronico Ver1.5

7/28/2019 Diseo 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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19/06/2013 Diseo asistido por PC _ Ing.Vctor Medina G 2

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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19/06/2013Diseo asistido por PC _ Ing.

Vctor Medina G 13

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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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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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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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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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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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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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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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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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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Dispositivos SMD Dispositivos SMT


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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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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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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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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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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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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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Cross talk aparece entre dos pistas paralelas


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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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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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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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Diseo asistido por PC _ Ing.

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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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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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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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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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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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Vctor Medina G 53

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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Vctor Medina G 54


Para mejorarla vista denuestro

trabajo, sepuede elegirla opcin dedividir lapantalla en

variasregiones detrabajo

T b j d lti l


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Vctor Medina G 55


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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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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Vctor Medina G 58

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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Vctor Medina G 60

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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Vctor Medina G 61


N d t l


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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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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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Vctor Medina G 65

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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Vctor Medina G 68

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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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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Vctor Medina G 73

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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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


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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Vctor Medina G 76


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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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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Vctor Medina G 79

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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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



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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



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Vctor Medina G 88


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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Vctor Medina G 93

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



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Vctor Medina G 94


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



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Vctor Medina G 95



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Captura de esquemticos


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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


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


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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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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Libreras de componentes


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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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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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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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Dibujando el esquemtico


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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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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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Vctor Medina G 112



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Vctor Medina G 113


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


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


Colocados todos loscomponentes, dobleclick en el dispositivo,y editamos susatributos comoidentificativos,

valores, plantillas detarjeta oFOOTPRINT, etc.


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Vctor Medina G 116


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


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



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Vctor Medina G 119



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Vctor Medina G 120

Trabajo en clase:

Conectando un bus de


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Vctor Medina G 121

datos



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Vctor Medina G 122

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



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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



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Vctor Medina G 124

datos


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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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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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Vctor Medina G 131

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



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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



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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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Vctor Medina G 136

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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Vctor Medina G 137

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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Vctor Medina G 138

subesquemas

Conectividad en diseolti


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Vctor Medina G 139

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



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Vctor Medina G 140

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



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Vctor Medina G 141

multiesquema

Estructura del diseom ltiesq ema


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Vctor Medina G 142

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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Vctor Medina G 143




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Vctor Medina G 144


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.



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Vctor Medina G 145


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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Vctor Medina G 146

Trabajo en clase:

Definir las siguientes etapas y elaborarlos circuitos:

FuenteAudioAmplificador

Fuente


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Vctor Medina G 147

Fuente

Audio


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Vctor Medina G 148

Audio

Amplificador


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Vctor Medina G 149

Amplificador

Preparando el diseo paraPCB


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Vctor Medina G 150

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



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Vctor Medina G 151

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



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Vctor Medina G 152

PCB



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Vctor Medina G 153

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.



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Vctor Medina G 154

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.



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Vctor Medina G 155

PCB



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Vctor Medina G 156

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



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Vctor Medina G 157

PCB

Editor de PCB


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Vctor Medina G 158

Editor de PCB

Conceptos bsicos defabricacin de PCBs


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Vctor Medina G 159

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



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Vctor Medina G 160

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



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Vctor Medina G 161

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.



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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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Vctor Medina G 163

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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Vctor Medina G 164

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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Vctor Medina G 165

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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Vctor Medina G 166

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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Vctor Medina G 167

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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Vctor Medina G 168

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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Vctor Medina G 169

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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Vctor Medina G 170

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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Documents

Diseño electronico Ver1.5