捕获电路板原理图的最佳实践

2021-07-17

捕获电路板原理图的最佳实践

印刷电路板位于其原理图上

每个人都知道，购买杂货最有效的方式是在出发前准备一份购物清单。您不仅可以省钱并加快行动速度，还可以帮助您对可能不属于您饮食的诱人食物说“不”。准备这样的书面计划可以帮助我们参与的任何项目，在电子领域，这些计划被称为原理图。

原理图详细说明了内置和安装在印刷电路板上的电路。最初在绘图台上手绘，现在使用计算机辅助设计工具创建原理图。这些 CAD 系统还与 PCB 布局工具、电路模拟器和零件采购系统联系在一起，用于整个电路板的整体设计。无论涉及多少自动化，电子设计师仍然有责任仔细制作干净易读的原理图。为此，以下是一些在捕获电路板原理图时可以提供帮助的最佳实践。

捕获电路板原理图的准备工作

创建有条理的示意图的第一步是熟悉您的 CAD 工具并熟练使用它们。花费数小时尝试执行简单的命令是一种挫败感，会对您的工作产生负面影响。幸运的是，有很多方法可以解决这个问题，包括供应商的在线培训课程、用户组、白皮书和教学视频。此外，花时间学习您的工具将大大提高生产力。

您的 CAD 工具也需要为您将要做的工作做好准备。尽管它们会直接开箱即用，但大多数人都会自定义工具以提高易用性和最大程度地提高生产力。以下是您应该考虑的一些 CAD 系统自定义：

参数：可以调整这些参数以更改颜色、网格和许多其他设置。这些设置通常可以作为启动文件由工具自动保存或读取。

模板：大多数公司都希望他们的联系方式和法律信息包含在原理图上。这些通常可以由 CAD 系统生成，也可以通过读取已有信息的图纸模板生成。

设计规则：大多数公司将根据一套既定的设计规则工作，这些规则可以针对每个设计进行更改。与其他设置一样，设计规则和约束通常在启动时自动读入或通过自述文件获得。

库链接：这些链接通常会自动读取，但设计人员通常会根据独特零件的需要手动附加到新的库链接。

除了准备用于原理图捕获的 CAD 工具外，设计人员在开始之前还需要采取其他步骤。其中包括与其他设计团队成员合作，在设计的软件和机械部分之间进行协调。设计人员还应在开始之前确定 PCB 的物理参数，因为这些会影响正在设计的电路。尽管这些参数在设计过程中经常会发生变化，但从尽可能接近最终产品的电路板的尺寸、形状和层堆叠开始仍然是一个很好的做法。此时让电路板制造商参与进来以确保电路板可以按设计制造也是有益的。

设置好参数后，下一步是准备将在原理图中使用的库部件。

CAD系统中可以设置的一些原理图参数

完善的原理图符号和零件库必不可少

创建原理图要求您拥有可供使用的所有符号。可以使用用于绘制直线、圆和多边形的内置绘图功能在 CAD 系统中导入或构建这些符号。符号构建工具还允许您创建文本和分配电气属性。构建正确符号的关键是使用最新的零件信息，这需要进行一些研究。另一种选择是使用 CAD 系统中的自动化工具来生成符号。这些符号创建向导使用行业标准来创建适当的大小和形状。

除了符号之外，零件的其他部分也可用于制作完整的组件。这包括 PCB 布局的物理封装、将原理图符号连接到 PCB 封装的电气参数以及仿真和 3D 模型。所有这些信息都应保存到设计人员可以访问的库中，许多公司将项目库和公司库结合使用，以实现更高效的库组织。

还有另一种收集您需要的所有图书馆数据的方法，那就是使用第三方图书馆服务。这些供应商提供的在线目录列出了他们可用的数千个零件，使设计人员可以选择和下载所需零件的符号、封装和 3D 模型。这些库提供程序通常也可从您的原理图捕获工具中获得，如下图所示。在这里您可以看到已选择 EEPROM，允许设计人员打开其数据表和图像文件并查看零件信息、符号和封装。然后可以将这部分拉入原理图中，所有需要的数据文件都将自动保存在会话中。

收集完库部件后，就可以开始捕获原理图了。

Cadence Allegro 中的统一零件搜索工具

电路板原理图捕捉

原理图捕获不仅可以作为电路板设计电气连接的基础，而且还是一份法律文件。因此，原理图必须在电气上正确无误，并且还必须对其他设计团队成员、制造商、技术人员和最终用户可读和可用。为了完成所有这些，以下是您在捕获电路板原理图时需要关注的主要步骤。

逻辑流程

当您布置符号及其连接的网络时，逻辑流和连接必须一致且易于理解。这对于高速电路非常重要，PCB 布局团队需要根据原理图的逻辑流程设计信号路径。

给自己空间

在原理图上放置符号时，请确保为自己留出足够的空间。您不仅需要从引脚到引脚绘制大量网络，而且这些网络还将具有需要清晰易读的名称和引脚编号。

编辑

不要害怕在原理图上移动符号和网络以腾出空间。您的原理图捕获系统将具有强大的功能，可用于操纵符号和网络以及剪切和粘贴电路区域。确保您的所有参考代号、部件号、值和附加文本都没有被其他原理图对象覆盖。请记住，目标是制作可读且可用的原理图，而不是节省纸张。

设计规则和约束

尽管大多数设计规则在设计准备好进行 PCB 布局之前不会发挥作用，但现在创建不同的网络和组件类是个好主意。这将允许您将特定的设计约束分配给您希望布局团队了解和遵循的这些类。

特性

在您工作时，可能需要在原理图中调整某些属性。确保您使用属性编辑器来执行此操作，如下图所示。此处使用 Cadence 的 Allegro Design Entry CIS 工具中的属性编辑器来调整所选零件的值。

文本信息

除了电路之外，原理图还应包含公司和电路板的基本信息。该数据将包括部件号、产品信息、修订号以及公司联系方式和版权信息。

刚果民主共和国

在设计原理图时必须在原理图中运行设计规则检查，然后在将其发送到 PCB 布局之前再次检查。这将防止明显的错误，例如缺少引脚连接，一直到制造。

不仅原理图必须可读，而且从 CAD 工具的角度来看，它也必须可用。创建一个干净且有组织的原理图将对此有所帮助，运行设计规则检查以确保原理图数据库不会在布局中携带任何错误。此时，原理图几乎已准备好进行布局，但仍有一些事情要做。

在选定组件上打开的属性编辑器

仿真和 PCB 布局

到目前为止，原理图捕获过程一直专注于生成干净的电路板原理图，没有任何连接错误。然而，这些电路的设计性能如何仍然存在问题。要找到答案，最好使用 CAD 系统的 SPICE 工具通过电路仿真来运行原理图。这将告诉您您的电路是否会按设计工作，预测电路板运行时的行为，并暴露电路中的意外行为。SPICE 工具还允许您研究不同的电路设计选项，而无需在物理部件和人工上投入时间和金钱来构建面包板或原型。

现在您已准备好将原理图转换为布局，为此，您需要为最后一步准备设计。这包括运行最终设计规则检查并确保正确捕获所有必需的属性、文本和电路连接。完成这些准备工作后，您可以创建将电路板原理图传输到布局并开始 PCB 设计阶段所需的所有数据文件。