捕獲電路板原理圖的最佳實(shí)踐

2021-07-17

捕獲電路板原理圖的最佳實(shí)踐

印刷電路板位于其原理圖上

每個(gè)人都知道，購買(mǎi)雜貨最有效的方式是在出發(fā)前準備一份購物清單。您不僅可以省錢(qián)并加快行動(dòng)速度，還可以幫助您對可能不屬于您飲食的誘人食物說(shuō)“不”。準備這樣的書(shū)面計劃可以幫助我們參與的任何項目，在電子領(lǐng)域，這些計劃被稱(chēng)為原理圖。

原理圖詳細說(shuō)明了內置和安裝在印刷電路板上的電路。最初在繪圖臺上手繪，現在使用計算機輔助設計工具創(chuàng )建原理圖。這些 CAD 系統還與 PCB 布局工具、電路模擬器和零件采購系統聯(lián)系在一起，用于整個(gè)電路板的整體設計。無(wú)論涉及多少自動(dòng)化，電子設計師仍然有責任仔細制作干凈易讀的原理圖。為此，以下是一些在捕獲電路板原理圖時(shí)可以提供幫助的最佳實(shí)踐。

捕獲電路板原理圖的準備工作

創(chuàng )建有條理的示意圖的第一步是熟悉您的 CAD 工具并熟練使用它們?；ㄙM數小時(shí)嘗試執行簡(jiǎn)單的命令是一種挫敗感，會(huì )對您的工作產(chǎn)生負面影響。幸運的是，有很多方法可以解決這個(gè)問(wèn)題，包括供應商的在線(xiàn)培訓課程、用戶(hù)組、白皮書(shū)和教學(xué)視頻。此外，花時(shí)間學(xué)習您的工具將大大提高生產(chǎn)力。

您的 CAD 工具也需要為您將要做的工作做好準備。盡管它們會(huì )直接開(kāi)箱即用，但大多數人都會(huì )自定義工具以提高易用性和最大程度地提高生產(chǎn)力。以下是您應該考慮的一些 CAD 系統自定義：

參數：可以調整這些參數以更改顏色、網(wǎng)格和許多其他設置。這些設置通?？梢宰鳛閱?dòng)文件由工具自動(dòng)保存或讀取。

模板：大多數公司都希望他們的聯(lián)系方式和法律信息包含在原理圖上。這些通?？梢杂?span> CAD 系統生成，也可以通過(guò)讀取已有信息的圖紙模板生成。

設計規則：大多數公司將根據一套既定的設計規則工作，這些規則可以針對每個(gè)設計進(jìn)行更改。與其他設置一樣，設計規則和約束通常在啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)讀入或通過(guò)自述文件獲得。

庫鏈接：這些鏈接通常會(huì )自動(dòng)讀取，但設計人員通常會(huì )根據獨特零件的需要手動(dòng)附加到新的庫鏈接。

除了準備用于原理圖捕獲的 CAD 工具外，設計人員在開(kāi)始之前還需要采取其他步驟。其中包括與其他設計團隊成員合作，在設計的軟件和機械部分之間進(jìn)行協(xié)調。設計人員還應在開(kāi)始之前確定 PCB 的物理參數，因為這些會(huì )影響正在設計的電路。盡管這些參數在設計過(guò)程中經(jīng)常會(huì )發(fā)生變化，但從盡可能接近最終產(chǎn)品的電路板的尺寸、形狀和層堆疊開(kāi)始仍然是一個(gè)很好的做法。此時(shí)讓電路板制造商參與進(jìn)來(lái)以確保電路板可以按設計制造也是有益的。

設置好參數后，下一步是準備將在原理圖中使用的庫部件。

CAD系統中可以設置的一些原理圖參數

完善的原理圖符號和零件庫必不可少

創(chuàng )建原理圖要求您擁有可供使用的所有符號?？梢允褂糜糜诶L制直線(xiàn)、圓和多邊形的內置繪圖功能在 CAD 系統中導入或構建這些符號。符號構建工具還允許您創(chuàng )建文本和分配電氣屬性。構建正確符號的關(guān)鍵是使用最新的零件信息，這需要進(jìn)行一些研究。另一種選擇是使用 CAD 系統中的自動(dòng)化工具來(lái)生成符號。這些符號創(chuàng )建向導使用行業(yè)標準來(lái)創(chuàng )建適當的大小和形狀。

除了符號之外，零件的其他部分也可用于制作完整的組件。這包括 PCB 布局的物理封裝、將原理圖符號連接到 PCB 封裝的電氣參數以及仿真和 3D 模型。所有這些信息都應保存到設計人員可以訪(fǎng)問(wèn)的庫中，許多公司將項目庫和公司庫結合使用，以實(shí)現更高效的庫組織。

還有另一種收集您需要的所有圖書(shū)館數據的方法，那就是使用第三方圖書(shū)館服務(wù)。這些供應商提供的在線(xiàn)目錄列出了他們可用的數千個(gè)零件，使設計人員可以選擇和下載所需零件的符號、封裝和 3D 模型。這些庫提供程序通常也可從您的原理圖捕獲工具中獲得，如下圖所示。在這里您可以看到已選擇 EEPROM，允許設計人員打開(kāi)其數據表和圖像文件并查看零件信息、符號和封裝。然后可以將這部分拉入原理圖中，所有需要的數據文件都將自動(dòng)保存在會(huì )話(huà)中。

收集完庫部件后，就可以開(kāi)始捕獲原理圖了。

Cadence Allegro 中的統一零件搜索工具

電路板原理圖捕捉

原理圖捕獲不僅可以作為電路板設計電氣連接的基礎，而且還是一份法律文件。因此，原理圖必須在電氣上正確無(wú)誤，并且還必須對其他設計團隊成員、制造商、技術(shù)人員和最終用戶(hù)可讀和可用。為了完成所有這些，以下是您在捕獲電路板原理圖時(shí)需要關(guān)注的主要步驟。

邏輯流程

當您布置符號及其連接的網(wǎng)絡(luò )時(shí)，邏輯流和連接必須一致且易于理解。這對于高速電路非常重要，PCB 布局團隊需要根據原理圖的邏輯流程設計信號路徑。

給自己空間

在原理圖上放置符號時(shí)，請確保為自己留出足夠的空間。您不僅需要從引腳到引腳繪制大量網(wǎng)絡(luò )，而且這些網(wǎng)絡(luò )還將具有需要清晰易讀的名稱(chēng)和引腳編號。

編輯

不要害怕在原理圖上移動(dòng)符號和網(wǎng)絡(luò )以騰出空間。您的原理圖捕獲系統將具有強大的功能，可用于操縱符號和網(wǎng)絡(luò )以及剪切和粘貼電路區域。確保您的所有參考代號、部件號、值和附加文本都沒(méi)有被其他原理圖對象覆蓋。請記住，目標是制作可讀且可用的原理圖，而不是節省紙張。

設計規則和約束

盡管大多數設計規則在設計準備好進(jìn)行 PCB 布局之前不會(huì )發(fā)揮作用，但現在創(chuàng )建不同的網(wǎng)絡(luò )和組件類(lèi)是個(gè)好主意。這將允許您將特定的設計約束分配給您希望布局團隊了解和遵循的這些類(lèi)。

特性

在您工作時(shí)，可能需要在原理圖中調整某些屬性。確保您使用屬性編輯器來(lái)執行此操作，如下圖所示。此處使用 Cadence 的 Allegro Design Entry CIS 工具中的屬性編輯器來(lái)調整所選零件的值。

文本信息

除了電路之外，原理圖還應包含公司和電路板的基本信息。該數據將包括部件號、產(chǎn)品信息、修訂號以及公司聯(lián)系方式和版權信息。

剛果民主共和國

在設計原理圖時(shí)必須在原理圖中運行設計規則檢查，然后在將其發(fā)送到 PCB 布局之前再次檢查。這將防止明顯的錯誤，例如缺少引腳連接，一直到制造。

不僅原理圖必須可讀，而且從 CAD 工具的角度來(lái)看，它也必須可用。創(chuàng )建一個(gè)干凈且有組織的原理圖將對此有所幫助，運行設計規則檢查以確保原理圖數據庫不會(huì )在布局中攜帶任何錯誤。此時(shí)，原理圖幾乎已準備好進(jìn)行布局，但仍有一些事情要做。

在選定組件上打開(kāi)的屬性編輯器

仿真和 PCB 布局

到目前為止，原理圖捕獲過(guò)程一直專(zhuān)注于生成干凈的電路板原理圖，沒(méi)有任何連接錯誤。然而，這些電路的設計性能如何仍然存在問(wèn)題。要找到答案，最好使用 CAD 系統的 SPICE 工具通過(guò)電路仿真來(lái)運行原理圖。這將告訴您您的電路是否會(huì )按設計工作，預測電路板運行時(shí)的行為，并暴露電路中的意外行為。SPICE 工具還允許您研究不同的電路設計選項，而無(wú)需在物理部件和人工上投入時(shí)間和金錢(qián)來(lái)構建面包板或原型。

現在您已準備好將原理圖轉換為布局，為此，您需要為最后一步準備設計。這包括運行最終設計規則檢查并確保正確捕獲所有必需的屬性、文本和電路連接。完成這些準備工作后，您可以創(chuàng )建將電路板原理圖傳輸到布局并開(kāi)始 PCB 設計階段所需的所有數據文件。