PCB 軟件性能如何影響電源平面和接地平面的布局

2021-06-17

PCB 軟件性能如何影響電源平面和接地平面的布局

在 PCB 設計工具中，我們需要尋找一些“平面”事實(shí)。其中之一是更好地了解創(chuàng )建電源層和接地層所需的條件。

作為設計師，我們知道平面為我們板上的組件提供電源和接地。我們也知道如何操縱我們的工具來(lái)創(chuàng )建這些平面。但是我們是否知道為什么使用某些術(shù)語(yǔ)，或者為什么我們的工具以它們的方式創(chuàng )建平面？你可能聽(tīng)說(shuō)過(guò)“D-code”這個(gè)詞，甚至你自己也用過(guò)它，但你知道它的來(lái)源和用途嗎？

稍等，我們即將踏上記憶之路，為您提供有關(guān)PCB 設計軟件的一些背景歷史以及軟件性能如何影響它們的創(chuàng )作。我們的目標是揭露一些關(guān)于位面的簡(jiǎn)單事實(shí)，以便您可以清楚地看到今天所有這些位面是如何協(xié)同工作的。你在我身邊嗎？好的，那我還有一些事情要做。

我們在 PCB 設計工具中有兩種創(chuàng )建電源和接地平面的方法，作為正圖像和作為負圖像。有很多與平面相關(guān)的名稱(chēng)，例如區域填充、銅澆注和洪水。不過(guò)，為了清楚起見(jiàn)，讓我們堅持正面和負面的平面，這樣我們都在同一頁(yè)面上。

正平面：一個(gè)積極的飛機通常是通過(guò)在板指定多邊形生成及PCB布局工具將填補它在給你一個(gè)堅實(shí)的平面圖像。為了做到這一點(diǎn)，布局工具背后有很多事情要做。必須計算物體間隙，焊盤(pán)必須連接到平面，并且必須保持適當的網(wǎng)絡(luò )連接以防止與其他網(wǎng)絡(luò )物體短路。因此，創(chuàng )建正平面是布局工具執行的更復雜的功能之一。

負平面：由于這些復雜性，第一代 CAD 布局工具難以創(chuàng )建正平面。他們處理的數據太多了。為了克服這一點(diǎn)，發(fā)明了負平面。負平面是正平面的倒像。多邊形不填充以創(chuàng )建金屬，而是使用焊盤(pán)和其他形狀在金屬中創(chuàng )建間隙。

電路板外部的正平面

正平面需要更高的性能

與我們今天可用的計算機相比，使用那些早期 CAD 工具的計算機算不了什么。有一次，我在帶有 16 位處理器的 PDP-11 上使用 Recal-Redac 軟件。每天我都必須在磁盤(pán)驅動(dòng)器中安裝我的個(gè)人磁盤(pán)盤(pán)，磁盤(pán)驅動(dòng)器大約有洗碗機的大小，以訪(fǎng)問(wèn)我 10 兆字節的設計存儲空間。

那些系統根本沒(méi)有性能、內存或磁盤(pán)空間來(lái)像我們今天一樣處理正平面。即使他們有正面飛機的能力，如果你的飛機太大，你就有可能使系統崩潰。因此，設計師依賴(lài)于負平面。這些負平面通常沒(méi)有實(shí)際的輪廓或形狀。同樣，與平面的連接將由一個(gè)簡(jiǎn)單的“X”表示。然后，設計師將負責將這些形狀和字符分配到正確的照片繪圖儀光圈位置。

早期的照片繪圖儀

創(chuàng )建正平面的另一個(gè)威懾因素是光繪機本身。早期的照片繪圖儀使用一盞明亮的燈，通過(guò)物理孔徑聚焦，以便在膠片上創(chuàng )建圖像。該薄膜隨后被制造商用于制造電路板。由于這些是矢量繪圖儀而不是光柵繪圖儀，因此在膠片上繪制圖像可能需要很多時(shí)間，尤其是在您嘗試繪制正平面時(shí)。

正平面的另一個(gè)挑戰是為繪圖儀提供正確的工作命令。早期的照片繪圖儀使用原始的 Gerber 格式進(jìn)行輸入，并且孔徑被指定為“ D-codes ”。這是在光圈信息嵌入 Gerber 文件之前，作為設計師，您負責創(chuàng )建準確的光圈列表。您必須知道正確的 D 代碼分配，然后將這些代碼分配給特定功能，例如填充正平面。我已經(jīng)看到一個(gè)兩小時(shí)的照片情節變成了一夜之間的折磨，因為 10 百萬(wàn) D 代碼被指定為光圈，而不是 1 億 D 代碼。

今天的高性能 PCB 軟件為我們完成了創(chuàng )建平面的艱苦工作

高性能 PCB 軟件中的平面

幸運的是，在當今的印刷電路板設計工具中，我們不必擔心 D 代碼分配，或者我們的設計將如何影響光繪儀。當我們在正面或負面平面上工作時(shí)，所有創(chuàng )建填充和分配 D 代碼的工作都會(huì )自動(dòng)為我們處理。今天的光柵激光繪圖儀也非常優(yōu)越，可以在幾分鐘內而不是在一夜之間繪制大型正平面。

現在您應該更好地了解 D 代碼是什么以及它為什么重要，以及一些負面平面的歷史背景。關(guān)于這個(gè)主題還有很多可以說(shuō)的，但我們顯然沒(méi)有時(shí)間了。

Altium Designer ?正在升級至 64 位。其高性能和強大的功能讓您可以選擇是否要同時(shí)使用正平面和負平面。這將幫助您創(chuàng )建設計所需的電源連接。