Páginas:
276
Edición:
1
Fecha de publicación:
31/10/2013
ISBN:
9788426720726
Formato:
17x24 cms
Colección

Diseño de circuitos impresos con EAGLE

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En este libro se presentan los conceptos básicos sobre el diseño y la fabricación de placas de circuito impreso. Estos conceptos permitirán a un diseñador tener una visión amplia de todo el proceso y abordar con garantías los primeros diseños. Se presentan conceptos sobre la gestión de proyectos, captura de requisitos, diseño de circuitos y rutado de placas, fabricación, test y certificación de productos electrónicos.
Como software de diseño se ha utilizado EAGLE, ya que es un programa completo y con amplia implantación entre aficionados, estudiantes y profesionales, además de tener disponibles versiones gratuitas que permitirán seguir todos los ejemplos del libro. También se exploran las funcionalidades de las nuevas versiones de EAGLE y su conectividad con programas externos para ampliar sus capacidades.

1. Introducción ………………………………………………………………………………… 1
1.1 Proceso de diseño ………………………………………………………………………….. 2
1.2 Herramientas ………………………………………………………………………………… 5
1.3 Nomenclatura ……………………………………………………………………………….. 7
1.4 Bibliografía ………………………………………………………………………………… 11
2. Proceso de fabricación de placas impresas …………………………………… 13
2.1 Búsqueda y acopio de componentes ……………………………………………….. 13
2.2 Fabricación de la PCB ………………………………………………………………….. 14
2.2.1 Fabricación manual ……………………………………………………………… 18
2.2.2 Fabricación con prototipado rápido ……………………………………….. 20
2.2.3 Fabricación industrial ………………………………………………………….. 21
2.3 Test ……………………………………………………………………………………………. 28
2.4 Bibliografía ………………………………………………………………………………… 32
3. Consideraciones en el diseño de PCB …………………………………………… 35
3.1 Interferencias ………………………………………………………………………………. 35
3.2 Distribución de componentes ………………………………………………………… 39
3.3 Trazado de pistas …………………………………………………………………………. 42
3.3.1 Cableado …………………………………………………………………………….. 45
3.4 Pistas de alta velocidad ………………………………………………………………… 45
3.4.1 Líneas de transmisión …………………………………………………………… 46
3.4.2 Pares diferenciales ……………………………………………………………….. 47
3.4.3 Vías y planos ……………………………………………………………………….. 48
3.5 Alimentaciones y masas ……………………………………………………………….. 49
3.5.1 Alimentaciones …………………………………………………………………….. 49
3.5.2 Condensadores de desacople y de paso …………………………………… 51
3.5.3 Masas …………………………………………………………………………………. 53
3.6 Diseño térmico ……………………………………………………………………………. 55
3.7 Estándares industriales …………………………………………………………………. 56
3.8 Marcado CE ……………………………………………………………………………….. 59
3.9 Bibliografía ………………………………………………………………………………… 62
4. Esquemático ……………………………………………………………………………….. 65
4.1 Panel de control y entorno …………………………………………………………….. 65
4.2 Entorno de trabajo ……………………………………………………………………….. 67
4.3 Añadir componentes …………………………………………………………………….. 69
4.4 Capas …………………………………………………………………………………………. 71
4.5 Mover componentes …………………………………………………………………….. 71
4.6 Girar y copiar componentes ………………………………………………………….. 72
4.7 Conectar componentes …………………………………………………………………. 73
4.8 Asignar nombres a nodos ……………………………………………………………… 75
4.9 Buses …………………………………………………………………………………………. 76
4.10 Asignar valores ………………………………………………………………………….. 77
4.11 Invocar símbolos ocultos …………………………………………………………….. 78
4.12 Intercambiar pines y puertas ……………………………………………………….. 80
4.13 Barra de comandos …………………………………………………………………….. 80
4.14 Comprobación de errores ……………………………………………………………. 81
4.15 Ejemplo: filtro paso banda activo …………………………………………………. 82
4.16 Ejemplo 2: datalogger ………………………………………………………………… 85
4.17 Bibliografía ………………………………………………………………………………. 92
5. Simulación………………………………………………………………………………….. 93
5.1 Introducción a SPICE …………………………………………………………………… 93
5.2 Introducción de datos …………………………………………………………………… 93
5.2.1 Ficheros utilizados por SPICE ……………………………………………….. 94
5.3 Componentes y letras reservadas …………………………………………………… 95
5.3.1 Componentes básicos ……………………………………………………………. 95
5.3.2 Letras reservadas …………………………………………………………………. 95
5.3.3 Valores y sufijos en SPICE ……………………………………………………. 97
5.4 Nudos, medida de tensiones y corrientes en SPICE ………………………….. 98
5.4.1 Operaciones matemáticas ……………………………………………………… 99
5.5 Tipos de simulación …………………………………………………………………… 100
5.6 Ejemplos …………………………………………………………………………………… 103
5.6.1 Ejemplo: circuito en estrella ………………………………………………… 103
5.6.2 Ejemplo: circuitos simulados con fuentes controladas …………….. 105
5.7 Modelos ……………………………………………………………………………………. 108
5.8 Subcircuitos ………………………………………………………………………………. 110
5.9 Parámetros ………………………………………………………………………………… 110
5.10 Librerías …………………………………………………………………………………. 111
5.11 Convergencia …………………………………………………………………………… 113
5.12 Simulador: PSpice ……………………………………………………………………. 116
5.12.1 Generar netlist con EAGLE ……………………………………………….. 117
5.12.2 Entorno de PSpice …………………………………………………………….. 117
5.12.3 Ejemplo: subcircuito …………………………………………………………. 120
5.13 Simulador: LTSpice …………………………………………………………………. 123
5.14 Ejemplo de simulación con LTSpice: modulador y demodulador AM ……………………………………………………. 129
5.15 Ejemplo de simulación con LTSpice 2: 555 ………………………………… 133
5.16 Bibliografía …………………………………………………………………………….. 138
6. Layout ………………………………………………………………………………………. 139
6.1 Visualización de un grupo de capas ……………………………………………… 140
6.2 Reglas de diseño ………………………………………………………………………… 142
6.3 Contorno de la placa …………………………………………………………………… 145
6.4 Conectar componentes ……………………………………………………………….. 146
6.4.1 Vías…………………………………………………………………………………… 149
6.4.2 Clases ……………………………………………………………………………….. 150
6.4.3 Líneas de alta velocidad………………………………………………………. 151
6.5 Mover grupo ……………………………………………………………………………… 152
6.6 Cambiar un componente de capa …………………………………………………. 154
6.7 Plano de masa ……………………………………………………………………………. 154
6.7.1 Thermal points …………………………………………………………………… 156
6.8 Autorouter ………………………………………………………………………………… 156
6.9 Escapes en encapsulados BGA ……………………………………………………. 160
6.10 Modificar nombres o valores de componentes ……………………………… 161
6.11 Cambiar propiedades a un grupo ………………………………………………… 162
6.12 Giro arbitrario ………………………………………………………………………….. 164
6.13 Combinaciones de teclas …………………………………………………………… 165
6.14 Importar imagen ………………………………………………………………………. 165
6.15 Añadir puntos de test y marcas fiduciales ……………………………………. 167
6.16 Manejar variantes …………………………………………………………………….. 167
6.17 Panelizar …………………………………………………………………………………. 168
6.18 Comprobación de errores ………………………………………………………….. 170
6.19 Ejemplo: PCB para filtro paso banda ………………………………………….. 171
6.20 Ejemplo 2: datalogger ………………………………………………………………. 175
6.21 Bibliografía …………………………………………………………………………….. 183
7. Librerías …………………………………………………………………………………… 185
7.1 Bajar librerías en línea ………………………………………………………………… 185
7.2 Instalar y activar/desactivar librerías …………………………………………….. 186
7.3 Crear librerías ……………………………………………………………………………. 187
7.3.1 Footprint ……………………………………………………………………………. 189
7.3.2 Símbolos ……………………………………………………………………………. 195
7.3.3 Dispositivo ………………………………………………………………………… 197
7.4 Copiar un componente ……………………………………………………………….. 200
7.5 Creación automática de dispositivos …………………………………………….. 201
7.6 Atributos …………………………………………………………………………………… 205
7.7 Ejemplo: 7404 …………………………………………………………………………… 205
7.8 Ejemplo 2: conector …………………………………………………………………… 210
7.9 Bibliografía ………………………………………………………………………………. 214
8. Exportar …………………………………………………………………………………… 217
8.1 Imprimir y exportar imágenes ……………………………………………………… 217
8.2 Generar netlist …………………………………………………………………………… 218
8.3 Generar BOM ……………………………………………………………………………. 219
8.4 Generar archivos Gerber …………………………………………………………….. 221
8.5 Generar otros ficheros de fabricación …………………………………………… 225
8.6 Exportar/importar PCB a DXF …………………………………………………….. 227
8.7 Modelo 3D ……………………………………………………………………………….. 228
8.7.1 Obtener modelos 3D …………………………………………………………… 231
8.7.2 Crear modelos 3D ………………………………………………………………. 231
8.8 Ejemplo: generar ficheros de fabricación ………………………………………. 233
8.9. Ejemplo 2: generar modelo 3D para el datalogger ………………………… 237
8.10 Bibliografía …………………………………………………………………………….. 239
9. Programación …………………………………………………………………………… 241
9.1 Entorno …………………………………………………………………………………….. 241
9.2 Comandos …………………………………………………………………………………. 242
9.2.1 Scripts en EAGLE ………………………………………………………………. 247
9.2.2 Ejemplo …………………………………………………………………………….. 247
9.3 Introducción a ULP ……………………………………………………………………. 249
9.3.1 Lenguaje ULP ……………………………………………………………………. 251
9.3.2 Jerarquía de objetos ……………………………………………………………. 253
9.3.3 Funciones ………………………………………………………………………….. 256
9.3.4 Ventanas de diálogo ……………………………………………………………. 258
9.3.5 Ejemplo: cálculo de clearance ……………………………………………… 260
9.3.6 Ejemplo 2: generación de teclado capacitivo …………………………. 261
9.4 Bibliografía ………………………………………………………………………………. 268
10. Apéndices ……………………………………………………………………………….. 269
10.1 Apéndice I: herramientas ………………………………………………………….. 269
10.1.1 Herramientas de diseño …………………………………………………….. 269
10.1.2 Gerber CAM/viewers ………………………………………………………… 271
10.2 Apéndice II: fabricantes de PCB y ensambladores ……………………….. 271
10.2.1 Fabricantes de PCB ………………………………………………………….. 271
10.2.2 Ensambladores …………………………………………………………………. 272
10.2.3 Fabricantes de materiales, máquinas y consumibles ……………… 273
10.3 Apéndice III: proveedores de componentes …………………………………. 273
10.4 Apéndice IV: capas en EAGLE …………………………………………………. 274
10.5 Bibliografía …………………………………………………………………………….. 276

A color
Páginas:
276
Edición:
1
Año Publicación:
31/10/2013
ISBN:
9788426720726
Formato:
17x24 cms
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