河源職業(yè)技術學院《電子線路CAD技術A》2025年學年期末試卷及答案一、單項選擇題（本大題共15小題，每小題2分，共30分。在每小題列出的四個備選項中只有一個是最符合題目要求的，請將其代碼填寫在題后的括號內）1.在AltiumDesigner23中，若需將原理圖中某電阻的標號由R1改為R101，應執(zhí)行的操作是（）A.直接雙擊電阻符號修改標識文本B.在“Properties”面板中修改“Designator”屬性C.通過“查找與替換”功能批量修改D.刪除原電阻并重新放置新元件2.以下不屬于PCB設計中“機械層”功能的是（）A.標注電路板外形尺寸B.繪制安裝孔位置C.定義元件布局區(qū)域D.顯示信號層銅箔厚度3.某PCB工程需要設計一個工作頻率為100MHz的高速數字電路，推薦的最小導線間距應為（）A.0.1mmB.0.2mmC.0.3mmD.0.5mm4.原理圖設計中，元件符號的“Footprint”屬性主要用于（）A.定義元件的電氣連接關系B.指定元件在PCB中的封裝形式C.設置元件的仿真參數D.標注元件的生產廠家信息5.在提供網絡表時，若提示“UnconnectedNet”錯誤，最可能的原因是（）A.元件標號重復B.導線未完全連接到引腳電氣節(jié)點C.元件庫中缺少對應封裝D.PCB層疊設置錯誤6.以下關于PCB“淚滴”（Teardrop）的描述，正確的是（）A.僅用于增強導線與過孔的機械強度B.會增加信號傳輸的寄生電容C.必須手動添加無法自動提供D.對高頻電路的信號完整性無影響7.若需在PCB中為5V電源網絡設置3A的載流能力，銅箔厚度為1oz（35μm），推薦的最小線寬約為（）（參考公式：線寬（mm）=電流（A）×0.024/（銅厚（μm）×溫升（℃）^0.44），假設溫升10℃）A.0.8mmB.1.2mmC.1.6mmD.2.0mm8.原理圖設計中，“總線”（Bus）的主要作用是（）A.簡化多根并行信號線的繪制B.提高電路的抗干擾能力C.替代普通導線減少網絡數量D.增強電源系統的穩(wěn)定性9.在AltiumDesigner中，執(zhí)行“CompileDocument”操作時，若報告“DuplicateDesignator”錯誤，說明（）A.兩個元件使用了相同的標號B.同一網絡存在多個名稱C.元件封裝與原理圖符號不匹配D.導線連接了非電氣節(jié)點10.以下PCB層類型中，用于放置元件絲印字符的是（）A.TopLayerB.BottomOverlayC.TopSolderMaskD.Mechanical111.設計一個包含8個LED指示燈的顯示電路，要求通過單片機IO口直接驅動，原理圖中LED陽極應接（）A.單片機IO口（灌電流模式）B.單片機IO口（拉電流模式）C.5V電源（灌電流模式）D.5V電源（拉電流模式）12.在PCB布局時，以下原則錯誤的是（）A.高頻元件盡量靠近接插件B.發(fā)熱元件遠離熱敏元件C.強信號與弱信號電路分區(qū)放置D.數字電路與模擬電路分開布局13.提供Gerber文件時，若需確保電路板加工廠能正確識別焊盤位置，必須包含的層是（）A.TopSilkScreenB.TopPasteMaskC.TopSolderMaskD.TopCopper14.原理圖中，若某電容的“Value”屬性填寫為“100n”，其實際容量為（）A.100nFB.100μFC.100pFD.100mF15.在AltiumDesigner中，創(chuàng)建自定義元件封裝時，焊盤的“DrillSize”應設置為（）A.焊盤的外徑尺寸B.焊盤的內徑尺寸（金屬孔直徑）C.阻焊層開窗尺寸D.絲印層標注尺寸二、填空題（本大題共10空，每空1分，共10分）1.EDA技術的核心是利用______工具完成電子線路的設計與驗證。2.原理圖設計中，元件引腳的“ElectricalType”屬性決定其______特性（如輸入、輸出、電源等）。3.PCB設計中，“安全間距”（Clearance）規(guī)則主要用于控制______之間的最小距離。4.網絡表的主要作用是建立______與PCB之間的電氣連接映射。5.為降低高頻電路的電磁干擾，通常需在PCB中設置完整的______層。6.元件封裝庫中，“SMD”表示______封裝類型。7.原理圖繪制時，“交叉連接”（Junction）必須放置在______的交點處才能形成有效電氣連接。8.PCB“過孔”（Via）的“AnnularRing”參數指______與鉆孔之間的銅箔寬度。9.提供BOM表時，通常需要統計元件的標號、______、封裝和數量等信息。10.在AltiumDesigner中，“DRC”是指______檢查，用于驗證設計是否符合規(guī)則。三、判斷題（本大題共10小題，每小題1分，共10分。正確的打“√”，錯誤的打“×”）1.原理圖中元件標號可以重復，只要封裝不同即可。（）2.PCB中電源層和地層通常采用負片輸出，以減少數據量。（）3.為提高抗干擾能力，數字地與模擬地應直接短接。（）4.導線在PCB中可以任意角度走線，不會影響信號完整性。（）5.元件封裝的焊盤編號必須與原理圖符號的引腳編號一一對應。（）6.提供Gerber文件時，只需輸出信號層和絲印層即可。（）7.原理圖中未連接的引腳（NC引腳）可以不進行任何處理。（）8.PCB布局時，應先放置核心元件（如單片機），再圍繞其布局外圍電路。（）9.為節(jié)省成本，高頻電路的PCB可以使用單面板設計。（）10.網絡表中包含元件的標號、封裝和所有電氣連接關系。（）四、簡答題（本大題共5小題，每小題6分，共30分）1.簡述AltiumDesigner中創(chuàng)建原理圖庫元件的基本步驟。2.說明PCB設計中“差分對”（DifferentialPair）布線的主要規(guī)則和目的。3.列舉原理圖設計中常見的5類電氣規(guī)則錯誤，并簡要說明其原因。4.解釋PCB“阻焊層”（SolderMask）和“助焊層”（PasteMask）的區(qū)別及作用。5.闡述在PCB布局階段需要重點考慮的5項設計原則。五、綜合應用題（本大題共2小題，第1小題15分，第2小題25分，共40分）1.設計一個基于LM317的可調穩(wěn)壓電源原理圖（輸入DC12V，輸出3-9V可調，最大輸出電流1A）。要求：（1）包含變壓器降壓、橋式整流、濾波電容、LM317穩(wěn)壓芯片、可調電阻（2.2kΩ電位器）、保護二極管；（2）標注各元件的主要參數（如電容容量、二極管型號）；（3）說明LM317的ADJ引腳外接電阻的作用。2.根據第1題的原理圖完成PCB設計（尺寸限制：80mm×60mm，雙面板），要求：（1）簡述從原理圖到PCB的導入流程；（2）說明布局時需重點關注的3個問題；（3）制定布線規(guī)則（線寬、過孔尺寸、安全間距）；（4）列出需要輸出的生產文件（至少5種）；（5）分析可能出現的2類設計缺陷及改進措施。--參考答案一、單項選擇題1.B2.D3.B4.B5.B6.B7.C8.A9.A10.B11.C12.A13.C14.A15.B二、填空題1.計算機輔助設計（EDA）2.電氣3.不同網絡（或導電圖形）4.原理圖5.接地（或地）6.表面貼裝7.導線（或電氣連線）8.焊盤（或銅環(huán)）9.型號（或參數）10.設計規(guī)則三、判斷題1.×2.√3.×4.×5.√6.×7.×8.√9.×10.√四、簡答題1.步驟：（1）新建原理圖庫文件（.SchLib）；（2）設置元件參考點（通常為引腳1）；（3）繪制元件輪廓（矩形、線條等）；（4）添加引腳并設置“ElectricalType”（輸入/輸出等）和“Designator”（如A、B）；（5）設置元件屬性（如“Footprint”關聯封裝）；（6）保存并驗證（編譯庫檢查錯誤）。2.規(guī)則：（1）等長布線（誤差≤5mil）；（2）對稱間距（通常為線寬的2倍）；（3）差分對與其他網絡保持足夠安全間距（≥3W）。目的：減少共模干擾，抑制電磁輻射，保證信號傳輸的完整性（差分信號抵消噪聲）。3.常見錯誤：（1）未連接的網絡（導線未連接到引腳電氣節(jié)點）；（2）重復標號（兩個元件使用相同Designator）；（3）引腳電氣類型沖突（如輸出引腳連接輸出引腳）；（4）缺少封裝（原理圖元件未指定Footprint）；（5）非法網絡名（包含特殊字符或重復網絡名）。4.區(qū)別：阻焊層（SolderMask）是覆蓋銅箔的絕緣層，僅在焊盤處開窗；助焊層（PasteMask）是鋼網開窗層，用于SMT工藝涂覆焊膏。作用：阻焊層防止焊錫橋接，保護線路；助焊層控制焊膏量，確保元件焊接可靠。5.原則：（1）功能分區(qū)（數字/模擬/電源分開）；（2）核心元件優(yōu)先（如單片機、電源芯片）；（3）信號流向一致（輸入→處理→輸出）；（4）發(fā)熱元件散熱（遠離敏感器件，加散熱片）；（5）接插件靠近邊緣（方便連接）；（6）元件間距合理（≥1mm，避免焊接干擾）。五、綜合應用題1.原理圖設計：（1）變壓器（12V/50Hz）→橋式整流（4個1N4001二極管）→濾波電容（1000μF/25V電解電容）→LM317輸入引腳（Vin）；LM317輸出引腳（Vout）接負載，ADJ引腳接2.2kΩ電位器（一端接Vout，另一端接地），輸出端并聯100μF濾波電容；保護二極管（1N4001）反接在Vin與Vout之間（防止反向電壓）。（2）元件參數：整流二極管1N4001（1A/50V），濾波電容1000μF/25V（輸入側）、100μF/16V（輸出側），電位器2.2kΩ（精度±5%）。（3）ADJ引腳外接電阻作用：通過調節(jié)電位器分壓比，改變LM317的輸出電壓（公式：Vout=1.25V×(1+R2/R1)，R1為固定電阻（通常240Ω），R2為電位器）。2.PCB設計：（1）導入流程：①原理圖編譯無錯誤；②新建PCB文件并設置層疊（Top/Bottom層）；③通過“Design→UpdatePCB”導入網絡表和元件；④在PCB中手動或自動放置元件。（2）布局關注問題：①LM317靠近輸入濾波電容（減少輸入噪聲）；②電位器放置在邊緣（方便調節(jié)）；③整流二極管與電解電容保持間距（避免高溫影響電容壽命）。（3）布線規(guī)則：①5V/12V電源網絡線寬1.5mm（載流3A），信號地線寬1.2mm；②過孔尺寸：外徑0.8mm，內徑0.4mm；③安全間距0.3mm（滿足100V以下電壓要求）。（