電路設計 - PCB設計所需的基本工具

無論你是在建房子還是在建印刷電路板, 您需要使用工具箱中的正確工具. 每一個 PCB設計師 需要使用CAD工具放置組件, 但即使是基於命令列的CAD軟件也可以用於精確放置組件. 隨著現代電子設備在各個層面變得越來越複雜, 設計師需要有助於加速基本設計任務的工具.

選擇正確的PCB設計工具需要權衡許多潜在選項。 市場上有許多具有不同功能的套裝軟體，沒有人有時間免費試用每個套裝軟體。 其中一些設計平臺仍然使用20年前使用的過時工作流。 考慮到這一點，讓我們看看每個設計師在PCB設計軟體中需要的一些基本工具。

原理圖設計和捕捉

你的電子原理圖就像房子的地基。 你在黑板上放置的所有內容都基於此基本檔案。 本重要文件介紹了電路板所需的組件、連接方法以及電源和接地連接的位置。 使用正確的原理圖編輯器，您可以輕鬆規劃佈局和注釋電路板。

使用原理圖編輯器可以使電路板保持有序，但一旦設計變得更複雜，使用單個原理圖可能會變得難以處理。 一旦開始在電路板上包含多個功能，就可以使用分層示意圖來維護組織。 這允許您根據元件與功能塊的匹配管道將元件劃分為不同的原理圖，並且可以定義原理圖之間的父子關係。

使用 多通道PCB 設計工具不僅可以幫助你保持組織, 但也可以輕鬆複製分層原理圖中的元件組. 一旦將原理圖捕獲為初始佈局, 這些重複的零件組被轉移到新的電路板上. 然後可以開始在組件之間佈線, 以及放置電源和接地連接.

分層原理圖可以幫助您定義PCB中不同塊之間的關係

路由功能

在將原理圖捕獲為初始PCB佈局後，您的CAD工具將隨時處於待機狀態，以幫助您放置元件和佈線軌跡。 佈線是定義板上組件之間物理連接的關鍵任務。 通過簡單的設計，可以輕鬆地手動佈置每個連接，並根據設計規則檢查佈局。 但是，隨著電路板變得更加複雜，所需的互連數量新增，可以自動化佈線過程的工具可以為您節省大量時間。

自動路由器和互動式路由器的優勢之間的爭論似乎是永恒的。 對於不涉及差分對、大量訊號網絡或互連上過孔數量的簡單電路板，autorouter仍然可以生成合適的佈局。 請注意，在這些情况下，如果您可以定義適當的路由策略，autorouter將產生更好的佈局。

這就是自動互動佈線成為重要PCB設計工具的地方。 自動互動路由是混合自動路由和互動路由的最佳方面。 您可以在給定訊號網絡的互連上手動定義航路點，該工具將自動在源組件、這些航路點和負載組件之間路由網絡中的軌跡。

信號完整性和功率傳輸分析

就信號完整性而言，現代數位積體電路的開關速度足够快，以確保訊號保持乾淨，這已成為幾乎所有設計師的重要考慮因素。 確保信號完整性確實需要為您的特定應用程序設計正確的層堆棧、軌跡幾何形狀和接地層。 所有這些都是CAD、佈線和電路板設計工具的任務。

如果使用正確的信號完整性套裝軟體，可以檢查不同網絡中的反射和串擾波形。 這有助於您確定何時需要終止以及應在不同軌跡中使用哪個匹配網絡。

在功率傳輸和熱管理方面，輸電網絡分析儀（PDNA）可用於確定整個記錄道、電源和接地層以及過孔的紅外損耗。 您的PDNA應該使用直觀的輸出格式來生成電壓和電流密度結果。 最好的工具將向您展示一個互動式彩色地圖，讓您可以直觀地檢查電路板是否存在潜在的電源熱問題和過度的紅外下降。

顏色圖顯示了整個PCB的功率傳輸

基於規則驅動引擎的PCB設計工具

也許PCB設計最重要的部分是確保您的設計符合基本設計規則。 創建佈局時，設計功能應根據這些規則檢查設計數據，以便快速識別問題並根據需要進行更正。 您的設計規則還可以限制CAD和佈線功能的功能，幫助您遵守重要的設計標準。

另外 PCB設計 套裝軟體將這些重要功能劃分為不同的程式, 在程式之間移動時強制匯出和重新導入數據. 新版本發佈時, 你必須想出一個複雜的解決方案, 而且，您的舊數據可能會突然變得無法訪問. 該環境中的工作流和介面在設計工具中不一致, 這會新增學習曲線，降低設計效率.