Teknik PCB - Alat asas yang diperlukan untuk desain papan sirkuit PCB

Sama ada ia membina rumah atau membina PCB, anda perlu guna alat yang betul dalam kotak alat. Setiap desainer perlu menggunakan alat CAD untuk penempatan komponen, tetapi walaupun perisian CAD berasaskan baris arahan boleh digunakan untuk ditempatkan komponen dengan tepat. Semasa peranti elektronik modern semakin kompleks pada semua aras, para desainer memerlukan alat yang boleh membantu mempercepat tugas desain asas.

Pilih alat desain PCB yang betul memerlukan timbangan banyak pilihan potensi. Terdapat banyak pakej perisian di pasar dengan fungsi yang berbeza, dan tiada sesiapa mempunyai masa untuk berurusan dengan percubaan percuma setiap pakej perisian. Beberapa platform desain ini masih menggunakan aliran kerja yang sama yang sudah lama digunakan 20 tahun yang lalu. Dengan ini dalam fikiran, mari kita melihat beberapa alat asas yang setiap desainer perlukan dalam perisian desain PCB.

Rancangan skematik dan tangkap

Skema elektronik seperti asas rumah. Semua yang ditempatkan pada papan sirkuit berdasarkan dokumen asas ini. Dokumen penting ini menunjukkan komponen yang diperlukan papan sirkuit, bagaimana untuk disambung, dan lokasi sambungan kuasa dan tanah. Mengguna penyunting skematik yang betul, anda boleh merancang bentangan dengan mudah dan anotasi papan.

Penggunaan penyunting skematik boleh membuat papan sirkuit diatur, tetapi apabila desain menjadi lebih kompleks, menggunakan skematik tunggal mungkin menjadi sukar untuk dikendalikan. Apabila anda mula menyertakan beberapa fungsi di papan, anda boleh menyimpan organisasi dengan menggunakan skema lapisan. Ini membolehkan komponen dibahagi ke dalam diagram skematik berbeza berdasarkan bagaimana mereka sepadan dengan blok fungsi, dan hubungan ibu bapa-anak boleh ditakrif diantara diagram skematik.

Penggunaan alat desain PCB berbilang saluran tidak hanya boleh menyimpan diatur, tetapi juga boleh dengan mudah menyalin kumpulan komponen dalam diagram skematik hierarkik. Apabila skema ditangkap sebagai bentangan awal, kumpulan bahagian berulang ini dipindahkan ke papan baru. Kemudian, anda boleh mula kabel antara komponen, dan meletakkan kuasa dan sambungan tanah.

Diagram skematik lapisan boleh takrifkan hubungan antara blok berbeza dalam PCB

Fungsi laluan

Selepas menangkap skema sebagai bentangan awal, alat CAD akan sedia pada bila-bila masa untuk meletakkan komponen dan jejak laluan. Penghalaan adalah tugas kunci yang menentukan sambungan fizik antara komponen di papan. Dengan rancangan sederhana, mudah meletakkan setiap sambungan secara manual dan periksa rancangan mengikut peraturan rancangan. Tetapi kerana papan sirkuit menjadi lebih kompleks dan bilangan persatuan yang diperlukan meningkat, alat yang boleh automatikan proses laluan boleh menyimpan banyak masa.

Argumen antara keuntungan penghala automatik dan penghala interaktif kelihatan abadi. Untuk papan sirkuit sederhana yang tidak melibatkan pasangan perbezaan, bilangan besar rangkaian isyarat, atau bilangan vias pada sambungan, luar autor masih boleh menghasilkan bentangan yang sesuai. Sila perhatikan bahawa dalam kes-kes ini, jika strategi laluan yang sesuai boleh ditakrif, autorouter akan menghasilkan bentangan yang lebih baik.

Di sinilah laluan interaktif automatik menjadi alat reka PCB yang penting. Penghalaan interaktif automatik adalah aspek terbaik penghalaan automatik hibrid dan penghalaan interaktif. Ia mungkin untuk menentukan titik laluan secara manual pada sambungan bagi rangkaian isyarat tertentu, dan alat akan secara automatik lalui jejak dalam rangkaian antara komponen sumber, titik laluan ini dan komponen muatan.

Lebih mudah mencipta bentangan jenis ini menggunakan penghala interaktif automatik

Integriti isyarat dan analisis penghantaran kuasa

Dalam terma integriti isyarat, kelajuan penukaran ICs digital modern cukup cepat untuk memastikan isyarat tetap bersih telah menjadi pertimbangan penting untuk hampir semua desainer. Memastikan integriti isyarat benar-benar memerlukan merancang tumpukan lapisan yang betul, geometri jejak, dan pesawat tanah untuk aplikasi khusus. Semua ini adalah tugas CAD, routing dan alat desain papan.

Jika anda menggunakan pakej integriti isyarat yang betul, anda boleh semak refleksi dan bentuk gelombang salib dalam rangkaian yang berbeza. Ini membantu menentukan bila penghentian diperlukan dan mana rangkaian yang sepadan patut digunakan dalam trek yang berbeza.

Dalam terma penghantaran kuasa dan pengurusan panas, penganalisis rangkaian penghantaran kuasa (PDNA) boleh digunakan untuk menentukan kehilangan IR seluruh jejak, kuasa dan pesawat tanah, dan vias. PDNA patut guna format output intuitif untuk menghasilkan tekanan dan keputusan densiti semasa. Alat terbaik akan memaparkan peta warna interaktif yang boleh memeriksa papan secara visual untuk masalah panas bekalan kuasa yang berpotensi dan jatuh IR yang berlebihan.

Peta warna menunjukkan penghantaran kuasa seluruh PCB

Alat desain PCB berdasarkan enjin pemacu peraturan

Mungkin bahagian yang paling penting dalam rancangan PCB adalah untuk memastikan rancangan itu sesuai dengan peraturan rancangan asas. Apabila mencipta bentangan, fungsi rancangan patut semak data rancangan terhadap peraturan ini untuk mengenalpasti masalah dengan cepat dan membuat perbaikan sesuai dengan perlukan. Peraturan rancangan juga boleh hadapi fungsi CAD dan fungsi penghalaan dan mematuhi standar rancangan penting.

Pakej reka PCB lain membahagi fungsi penting ini ke program yang berbeza, memaksa data untuk dieksport dan diemport semula bila bergerak diantara program. Apabila versi baru dilepaskan, penyelesaian yang rumit perlu disediakan, dan ada risiko yang sebenar bahawa data lama tiba-tiba akan menjadi tidak boleh dicapai. Aliran kerja dan antaramuka dalam persekitaran ini tidak konsisten dalam alat desain, yang boleh meningkatkan lengkung pembelajaran dan mengurangkan efisiensi desain.