PCB设计所需的基本工具

2021-04-17

PCB设计所需的基本工具

无论您是盖房子还是建造PCB，都需要在工具箱中使用(yòng)合适的工具。每个设计人员都需要具有(yǒu)用(yòng)于放置零件的CAD工具，但是即使基于命令行的CAD软件也可(kě)以用(yòng)于精确放置零件。随着现代電(diàn)子设备在各个层面上变得越来越复杂，设计人员需要有(yǒu)助于加快基本设计任務(wù)的工具。

选择正确的PCB设计工具集需要权衡许多(duō)潜在的选择。市场上有(yǒu)许多(duō)具有(yǒu)不同功能(néng)的软件包，没有(yǒu)人有(yǒu)时间免费试用(yòng)每个软件包。这些设计平台中的某些仍然可(kě)以与20年前使用(yòng)的过时的工作流程一起使用(yòng)。考虑到这一点，让我们看一下每个设计师在其PCB设计软件中需要具备的一些基本工具。

原理(lǐ)图设计和捕捉

您的電(diàn)子原理(lǐ)图就像房子的地基。您放置在董事会上的所有(yǒu)内容均基于此基础文(wén)档。该重要文(wén)档显示了您的電(diàn)路板需要哪些组件，如何连接以及電(diàn)源和接地的位置。使用(yòng)正确的原理(lǐ)图编辑器，您可(kě)以轻松地规划布局并為(wèi)電(diàn)路板添加注释。

使用(yòng)原理(lǐ)图编辑器可(kě)以使您的電(diàn)路板井井有(yǒu)条，但是一旦您的设计变得更加复杂，使用(yòng)单个原理(lǐ)图就变得很(hěn)笨拙。一旦开始在板上包含多(duō)种功能(néng)，就可(kě)以通过使用(yòng)分(fēn)层原理(lǐ)图来使事情井井有(yǒu)条。这使您可(kě)以根据组件在功能(néng)块中的放置方式将其分(fēn)為(wèi)不同的原理(lǐ)图，并且可(kě)以定义原理(lǐ)图之间的父子关系。

使用(yòng)多(duō)通道PCB设计工具不仅可(kě)以帮助您保持有(yǒu)条理(lǐ)，而且还可(kě)以轻松地复制层次结构示意图中的组件组。一旦将原理(lǐ)图捕获為(wèi)初始布局，这些重复的组件组就会转移到新(xīn)板上。然后，您可(kě)以开始在组件之间路由走線(xiàn)，以及放置電(diàn)源和接地连接。

分(fēn)层原理(lǐ)图可(kě)帮助您定义PCB中不同块之间的关系

路由功能(néng)

将原理(lǐ)图捕获為(wèi)初始布局后，您的CAD工具将為(wèi)您提供帮助，以帮助您放置组件和布線(xiàn)轨迹。布線(xiàn)是一项关键任務(wù)，它定义了主板上组件之间的物(wù)理(lǐ)连接。对于简单的设计，手动路由每个连接并根据设计规则检查布局是一件容易的事。但是，随着您的電(diàn)路板变得越来越复杂，所需的互连数量增加，可(kě)以自动执行路由过程的工具可(kě)以為(wèi)您节省大量时间。

自动路由器和交互式路由器的优点之间的争论似乎是永恒的。对于不涉及差分(fēn)对，大量信号网络或互连上通孔数量限制的简单電(diàn)路板，自动布線(xiàn)器仍可(kě)以产生良好的布局。请注意，在这些情况下，如果可(kě)以定义适当的路由策略，则自动布線(xiàn)器将产生更好的布局。

这是自动交互布線(xiàn)成為(wèi)重要的PCB设计工具的地方。一个自动交互式布線(xiàn)混合自动布線(xiàn)和交互式布線(xiàn)的最好的方面。您可(kě)以為(wèi)给定的信号网沿互连線(xiàn)手动定义航点，该工具将自动在源组件，这些航点和您的负载组件之间的网中路由跟踪。

使用(yòng)自动互动式路由器，创建这种类型的布局要容易得多(duō)

信号完整性和功率传输分(fēn)析

在信号完整性方面，现代数字IC的切换速度足够快，以确保信号保持干净成為(wèi)几乎所有(yǒu)设计人员的重要考虑因素。确保信号完整性确实需要為(wèi)您的特定应用(yòng)设计正确的叠层，走線(xiàn)几何形状和接地层。所有(yǒu)这些都是CAD，布線(xiàn)和電(diàn)路板设计工具的任務(wù)。

如果使用(yòng)正确的信号完整性软件包，则可(kě)以检查不同网络中的反射和串扰波形。这可(kě)以帮助您确定何时需要终止，以及应在不同的跟踪中使用(yòng)哪个匹配的网络。

在電(diàn)源传输和热管理(lǐ)方面，通过使用(yòng)電(diàn)源传输网络分(fēn)析仪（PDNA），您可(kě)以确定走線(xiàn)，電(diàn)源和接地层以及过孔中的IR损耗。您的PDNA应该使用(yòng)直观的输出格式生成電(diàn)压和電(diàn)流密度结果。最好的工具将為(wèi)您显示一个交互式的颜色图，使您可(kě)以直观地检查電(diàn)路板上是否存在潜在的電(diàn)源散热问题和过多(duō)的IR下降。

彩色图显示整个PCB上的電(diàn)源传输

基于规则驱动引擎的PCB设计工具

PCB设计中最重要的部分(fēn)可(kě)能(néng)是确保您的设计符合基本设计规则。设计功能(néng)应在创建布局时对照这些规则检查设计数据，以使您能(néng)够快速发现问题并根据需要进行纠正。您的设计规则还可(kě)以限制CAD和路由功能(néng)的功能(néng)，从而帮助您遵守设计上的重要标准。

其他(tā)PCB设计软件包将这些重要功能(néng)分(fēn)為(wèi)不同的程序，从而迫使您在程序之间移动时导出和重新(xīn)导入数据。当发布新(xīn)版本时，您将需要设计一个复杂的解决方法，并且确实存在旧数据突然变得不可(kě)访问的风险。在这种环境下，工作流和界面在各个设计工具之间是不一致的，这加剧了學(xué)习曲線(xiàn)并降低了设计生产率。