PCB設(shè)計(jì)需要的基本工具你知道嗎？

無論您是建造房屋還是 PCB，都需要使用工具箱中的正確工具。 每個(gè)設(shè)計(jì)師都需要有 CAD 工具來放置零件，但即使是基于命令行的 CAD 軟件也可以用來精確放置零件。 隨著現(xiàn)代電子設(shè)備在各個(gè)層次上變得越來越復(fù)雜，設(shè)計(jì)人員需要有助于加快基本設(shè)計(jì)任務(wù)的工具。

選擇合適的 PCB 設(shè)計(jì)工具集需要權(quán)衡許多潛在選項(xiàng)。 市場(chǎng)上有許多功能各異的軟件包，沒有人有時(shí)間免費(fèi)試用每一個(gè)軟件包。 其中一些設(shè)計(jì)平臺(tái)仍然可以與 20 年前使用的過時(shí)工作流程一起使用。 考慮到這一點(diǎn)，讓我們來看看每個(gè)設(shè)計(jì)人員在其 PCB 設(shè)計(jì)軟件中都需要具備的一些基本工具。

原理圖設(shè)計(jì)和捕獲

您的電子原理圖就像房子的地基。 您放在板上的所有內(nèi)容都基于此基本文檔。 這份重要文件顯示了您的電路板需要哪些組件、如何連接它們以及電源和地線的位置。 使用正確的原理圖編輯器，您可以輕松規(guī)劃布局并向電路板添加注釋。

使用原理圖編輯器可以使您的電路板井井有條，但是一旦您的設(shè)計(jì)變得更加復(fù)雜，使用單個(gè)原理圖就會(huì)變得笨拙。 一旦您開始在電路板上包含多個(gè)功能，您就可以使用分層原理圖讓事情井井有條。 這允許您根據(jù)組件在功能塊中的放置方式將它們劃分為不同的原理圖，并定義原理圖之間的父子關(guān)系。

使用多通道 PCB 設(shè)計(jì)工具不僅可以幫助您保持井井有條，還可以輕松復(fù)制層次結(jié)構(gòu)圖中的組件組。 一旦原理圖被捕獲為初始布局，這些重復(fù)的組件組就會(huì)被轉(zhuǎn)移到新的電路板上。 然后您可以開始在組件之間布線并放置電源和接地連接。

路由功能

一旦將原理圖捕獲為初始布局，您的 CAD 工具將幫助您放置組件和布線軌道。 布線是定義主板上組件之間物理連接的關(guān)鍵任務(wù)。 對(duì)于簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，很容易手動(dòng)布線每個(gè)連接并根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)則檢查布局。 然而，隨著您的電路板變得越來越復(fù)雜并且所需的互連數(shù)量增加，自動(dòng)化布線過程的工具可以為您節(jié)省大量時(shí)間。

自動(dòng)布線器和交互式布線器的優(yōu)勢(shì)之間的爭(zhēng)論似乎是永恒的。 對(duì)于不涉及差分對(duì)、大量信號(hào)網(wǎng)絡(luò)或互連上過孔數(shù)量有限的簡(jiǎn)單電路板，自動(dòng)布線仍然可以產(chǎn)生良好的布局。 請(qǐng)注意，在這些情況下，如果您可以定義適當(dāng)?shù)穆酚刹呗裕詣?dòng)路由將產(chǎn)生更好的布局。

這就是自動(dòng)交互式布線成為重要 PCB 設(shè)計(jì)工具的地方。 自動(dòng)交互式路由結(jié)合了自動(dòng)路由和交互式路由的最佳方面。 您可以沿著互連為給定的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)手動(dòng)定義航路點(diǎn)。 該工具將自動(dòng)跟蹤源組件、這些路點(diǎn)和您的負(fù)載組件之間的網(wǎng)絡(luò)路徑。

信號(hào)完整性和功率傳輸分析

在信號(hào)完整性方面，現(xiàn)代數(shù)字IC的開關(guān)速度足夠快以確保信號(hào)保持干凈，這已成為幾乎所有設(shè)計(jì)人員的重要考慮因素。 確保信號(hào)完整性確實(shí)需要為您的特定應(yīng)用設(shè)計(jì)正確的堆棧、布線幾何形狀和接地層。 所有這些都是 CAD、布線和電路板設(shè)計(jì)工具的任務(wù)。

如果使用正確的信號(hào)完整性軟件包，則可以檢查不同網(wǎng)絡(luò)中的反射和串?dāng)_波形。 這可以幫助您確定何時(shí)終止以及應(yīng)在不同的跟蹤中使用哪個(gè)匹配網(wǎng)絡(luò)。

在電力傳輸和熱管理方面，通過使用電力傳輸網(wǎng)絡(luò)分析儀 (PDNA)，您可以確定布線、電源和接地平面以及過孔中的 IR 損耗。 您的 PDNA 應(yīng)使用直觀的輸出格式生成電壓和電流密度結(jié)果。 最好的工具會(huì)為您顯示交互式顏色圖，以便您可以直觀地檢查電路板是否存在潛在的電源冷卻問題和過度的 IR 壓降。

基于規(guī)則驅(qū)動(dòng)引擎的PCB設(shè)計(jì)工具

也許 PCB 設(shè)計(jì)中最重要的部分是確保您的設(shè)計(jì)符合基本設(shè)計(jì)規(guī)則。 設(shè)計(jì)功能在創(chuàng)建布局時(shí)應(yīng)根據(jù)這些規(guī)則檢查設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，以便您可以快速發(fā)現(xiàn)問題并根據(jù)需要進(jìn)行更正。 您的設(shè)計(jì)規(guī)則還可以限制 CAD 和布線功能的功能，幫助您遵守重要的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

其他 PCB 設(shè)計(jì)軟件包將這些重要功能劃分到不同的程序中，迫使您在程序之間移動(dòng)時(shí)導(dǎo)出和重新導(dǎo)入數(shù)據(jù)。 當(dāng)發(fā)布新版本時(shí)，您將需要設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)雜的解決方案，并且存在舊數(shù)據(jù)突然變得無法訪問的真正風(fēng)險(xiǎn)。 在這種環(huán)境中，各種設(shè)計(jì)工具之間的工作流程和界面不一致，這加劇了學(xué)習(xí)曲線并降低了設(shè)計(jì)生產(chǎn)力。 PCB加工廠講解PCB設(shè)計(jì)需要哪些工具，以及每個(gè)設(shè)計(jì)人員需要掌握哪些工具。