原理圖和網(wǎng)表檢查以確保設計無(wú)錯誤

2022-04-11

原理圖和網(wǎng)表檢查以確保設計無(wú)錯誤

執行原理圖和網(wǎng)表檢查以檢查原理圖符號、電氣特性驗證和分析網(wǎng)表一致性。

PCB中的原理圖是指簡(jiǎn)單的二維電路設計表示，顯示不同組件之間的功能和連接性。它顯示了組件是如何電氣連接的。原理圖的輸出是一個(gè)網(wǎng)表和一個(gè)BOM。  

本文重點(diǎn)介紹如何進(jìn)行無(wú)錯誤的原理圖設計，并解釋各種原理圖、網(wǎng)表和 BOM 檢查。 

原理圖設計流程

 原理圖生成包括以下步驟：

原理圖設計流程

創(chuàng )建原理圖 

在創(chuàng )建原理圖時(shí)，務(wù)必確保使用特定步驟說(shuō)明電路。 

以下是標準原理圖指南：

頁(yè)面尺寸選擇：不同的設計工具提供不同的頁(yè)面尺寸。通常，頁(yè)面大小保持為A4。

命名和編輯原理圖符號：將原理圖的邏輯塊命名為 A、B、C。它們可用于標記頁(yè)面。這樣，頁(yè)面可以按字母順序排列并分開(kāi)。例如：

A_框圖

B_電源

可以在元件中將符號添加到引腳的不同位置。它代表了引腳的電氣信息。

網(wǎng)格設置：網(wǎng)格可以幫助您正確地指示零件，并確保網(wǎng)格上的組件連接牢固。

塊和注釋?zhuān)禾顚?xiě)所需的詳細信息，例如頁(yè)面大小、文檔和電路的名稱(chēng)/功能。注釋可以寫(xiě)在文檔或原理圖頁(yè)面上。 

配置引腳屬性：由于引腳具有多個(gè)屬性，包括名稱(chēng)和標識符，因此可以在首選項對話(huà)框的示意圖中進(jìn)行配置。 

您可以利用原理圖庫面板來(lái)創(chuàng )建符號。

可以使用原理圖庫編輯器中的設計對象創(chuàng )建組件。它們可以從一個(gè)庫復制并粘貼到另一個(gè)庫或原理圖庫編輯器。

每個(gè)原理圖檢查都必須有正確的網(wǎng)絡(luò )連接。

放置元件后，進(jìn)行設計規則檢查和網(wǎng)表格式驗證。 

什么是示意圖符號？

原理圖符號是組件的簡(jiǎn)化表示。每個(gè)符號都包含代表其部分或功能的圖形或繪圖。

電氣原理圖的符號

它們構成典型的矩形或正方形的構建塊，由任何電氣原理圖的編號引腳和引腳名稱(chēng)組成。電氣元件的符號表示顯示其各自的連接點(diǎn)。電氣設計符號的標準是ANSI 和 IEC。

原理圖符號表示在組裝過(guò)程中可以焊接到電路板上的物理組件。它還可以顯示 PCB 結構，例如過(guò)孔或測試點(diǎn)。 該符號還將與組件名稱(chēng)相關(guān)聯(lián)，有時(shí)還與封裝相關(guān)聯(lián)。

原理圖上的網(wǎng)是什么？

網(wǎng)絡(luò )是指兩個(gè)或多個(gè)互連組件之間的連接。網(wǎng)表傳達連接信息，而其結構、復雜性和表示方式可能會(huì )有所不同。

網(wǎng)的定義

網(wǎng)絡(luò )名稱(chēng)唯一標識組件之間的網(wǎng)絡(luò )連接。

原理圖網(wǎng)表

什么是原理圖網(wǎng)表？

原理圖網(wǎng)表是設計軟件中用于創(chuàng )建真實(shí) PCB 的重要信息。它具有帶有標簽的網(wǎng)絡(luò )和連接到該網(wǎng)絡(luò )的所有組件的列表。它還包含有關(guān)組件、它們的代號、引腳編號以及連接組件中每個(gè)引腳的任何網(wǎng)絡(luò )的名稱(chēng)的信息。

網(wǎng)表描述了原理圖中的每個(gè)網(wǎng)絡(luò )以及電路板網(wǎng)絡(luò )在組件之間建立的連接。每個(gè)電氣計算機輔助設計 (ECAD) 軟件程序都用于編寫(xiě)電路板網(wǎng)表。您可以從您的設計中提取網(wǎng)表并使用文本編輯器以 ASCII 格式查看它。

(RESET0 C49-2 R35-1 U15-10 U17-1)

這里，RESET0表示網(wǎng)表中的一個(gè)網(wǎng)絡(luò )，它連接到電容器 C49 的引腳 2 以及 R35 的引腳 1，依此類(lèi)推。

PCB網(wǎng)表中的元件如下所示：

[

C44

C0603

100nF

]

C44 是電容，值為 100nF，占位面積為 0603。

不同的原理圖工具會(huì )有不同的板網(wǎng)和元件格式。 

網(wǎng)表包括什么？

網(wǎng)表格式在信息量方面可以有很大的不同。網(wǎng)表中必須包含以下信息：

參考代號：這些代號/組件標識符用于連接到網(wǎng)絡(luò )的組件。

引腳號：網(wǎng)絡(luò )上的每個(gè)組件都有一些引腳，因此引腳號將出現在網(wǎng)表中。

網(wǎng)絡(luò )標簽： 您在原理圖中為特定網(wǎng)絡(luò )指定的名稱(chēng)。

完成原理圖捕獲后，可利用網(wǎng)表在未布線(xiàn)的布局中創(chuàng )建連接線(xiàn)。

這些網(wǎng)被稱(chēng)為老鼠巢，代表兩個(gè)針之間的最短距離。

如果您不想對原理圖進(jìn)行任何進(jìn)一步的更改，那么在您對電路板進(jìn)行布線(xiàn)時(shí)，設計數據將保持一致。

使用 Altium Designer 生成網(wǎng)表

通過(guò)從連接的銅線(xiàn)命令中選擇 Design> Netlist > Create netlist，可以在 Altium Designer 上生成網(wǎng)表。

使用 Altium Designer 生成網(wǎng)表

將出現一個(gè)確認對話(huà)框，用于創(chuàng )建網(wǎng)表。

網(wǎng)表的生成

點(diǎn)擊“是”。創(chuàng )建一個(gè)新的網(wǎng)表 并作為活動(dòng)文檔自動(dòng)打開(kāi)。

網(wǎng)表文件

網(wǎng)表中的每個(gè)網(wǎng)絡(luò )的名稱(chēng)都來(lái)自連接到布線(xiàn)銅的一個(gè)焊盤(pán)。

使用 Orcad 工具生成網(wǎng)表

使用 Orcad 工具生成網(wǎng)表遵循以下步驟：

從菜單中選擇工具>創(chuàng )建網(wǎng)表。

選中 PCB 選項卡后，選中Create PCB Editor Netlist。

瀏覽要保存的位置。

 如果這是第一次，請選擇設置。

瀏覽到 allegro.cfg 文件的位置。

 單擊確定關(guān)閉設置。

 單擊確定進(jìn)行網(wǎng)表設計。

網(wǎng)表檢查

網(wǎng)表檢查是手動(dòng)完成的重要設計驗證步驟，它識別：

設計錯誤

網(wǎng)絡(luò )標簽——仔細命名網(wǎng)絡(luò )。RESET 0 和 RESET0是相同的信號名稱(chēng)，不會(huì )連接，因為前者在T 和 o之間有一個(gè)空格，可以稱(chēng)為排版錯誤。

單端網(wǎng)絡(luò )是帶有標簽但僅連接到一個(gè)引腳的網(wǎng)絡(luò )。

在網(wǎng)表檢查期間，原理圖布局中的每個(gè)連接都會(huì )與網(wǎng)表中的每個(gè)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行檢查。

 Altium Designer 中的原理圖驗證

在導出材料清單或網(wǎng)表時(shí)執行原理圖驗證。

以下是使用 Altium Designer 執行原理圖檢查的步驟：

要檢查設計，請選擇Project > Validate PCB Project name。

該軟件檢查統一數據模型和項目檢查設置之間的邏輯、電氣和繪圖錯誤。

經(jīng)過(guò)驗證的設計經(jīng)過(guò)多次起草和電氣檢查。

使用 Altium Designer 進(jìn)行原理圖驗證

起草支票

驗證后，您可以在錯誤報告選項卡中檢查錯誤和警告，如下圖所示。 

將存在與連接的網(wǎng)絡(luò )、組件等相關(guān)的各種違規。每個(gè)違規的報告模式都可以通過(guò)單擊它并在下拉列表中選擇所需的值來(lái)更改為四個(gè)值之一。

起草支票

Altium Designer 中的連接檢查

通過(guò)選擇連接矩陣選項卡來(lái)驗證電氣連接。

這個(gè)矩陣提供了一個(gè)很好的機制來(lái)建立組件引腳和網(wǎng)絡(luò )標識符之間的連接規則。它指的是可以直接報告為警告或錯誤的邏輯或電氣條件。

在驗證期間解釋錯誤

ERC 檢查

執行ERC檢查以抑制在原理圖布局項目編譯期間檢測到的所有報告的電氣規則檢查警告或錯誤違規情況。要進(jìn)行 ERC 檢查，您可以按照 Altium Designer 中的給定步驟進(jìn)行操作：

 打開(kāi)輸出作業(yè)文件。

使用 Altium Designer 對原理圖布局進(jìn)行電氣檢查

在驗證輸出下，您可以添加新的驗證。

然后從下拉列表中選擇電氣規則檢查。

電氣規則檢查

 從獲得的結果中，您可以選擇原理圖文檔。

 右鍵單擊新添加的 ERC 條目，然后單擊 C配置。

驗證 – 作為驗證的一部分，您可以在使用 ERC 輸出生成器時(shí)使用下拉列表來(lái)定義最大容許錯誤級別。發(fā)布流程的驗證階段使用僅在輸出作業(yè)中定義的檢查，而不是項目級 ERC 檢查。因此，您可以定義各種檢查集，以確保設計數據的更高完整性。

抑制的錯誤 - 此選項報告原理圖中的任何抑制錯誤。

顯示列 - 您可以選擇要在 ERC 報告中顯示的列。選擇類(lèi)、文檔和消息等選項。進(jìn)行選擇時(shí)，預覽區域會(huì )更新以顯示列設置。

要了解通過(guò)布局設置、通過(guò)約束設置等

錯誤報告選項卡

錯誤報告選項卡使您能夠在編譯項目時(shí)為原理圖布局文檔中存在的每個(gè)可能的違規定義報告級別。這些違規設置將與連接矩陣選項卡一起使用，以測試源文檔的違規情況。如果發(fā)現任何違規，則警告錯誤或致命錯誤將在面板中顯示為違規消息。

違規網(wǎng)格

該區域顯示了項目源文檔中存在的所有可能的違規行為。這包括：

與總線(xiàn)、組件、配置約束和參數相關(guān)的違規。

每個(gè)特定的違規類(lèi)型都顯示有以下字段：

違規類(lèi)型描述 - 提及違規類(lèi)型的簡(jiǎn)短描述。

報告模式 - 使用該字段指定與違反檢查相關(guān)的不同級別。 

物料清單 

物料清單是創(chuàng )建產(chǎn)品所需的零件、項目、裝配體、子裝配體、文檔和其他材料的綜合列表。創(chuàng )建準確的 BOM 很重要，尤其是在您處理裝配到裝配廠(chǎng)的工作時(shí)。

BOM 文件是通過(guò)原理圖軟件中的專(zhuān)用報告生成引擎生成的。這是被稱(chēng)為報告管理器的階段。
在 Altium Designer 中創(chuàng )建 BOM

從原理圖或 PCB 編輯器中選擇Reports>Bill of Materials選項。在每種情況下，都可以輕松編譯源文檔，然后顯示報告管理器對話(huà)框。

物料清單創(chuàng )建

該對話(huà)框顯示源文檔的所有組件的各種屬性。每個(gè)文檔都有自己的列。它只是選擇要包含在生成的 BOM 報告中的數據。數據可以根據需要進(jìn)行分組和排序。它還能夠包含來(lái)自項目指定 PCB 的附加數據。

材料清單所需的信息是：

每板數量

制造商部件號 (MPN) 

不要安裝零件 (DNI)

分配給每個(gè)部分的參考代號

供應商名稱(chēng)（可選）

供應商部件號（可選）

值（可選）

尺寸/占地面積（可選）

零件描述/規格（推薦）

制造商名稱(chēng)（可選）

應針對以下內容進(jìn)行 BOM 驗證：

參考指示符的重復

參考代號與其提及數量的比較

制造商零件編號重復

錯誤指定的參考指示符范圍

零件描述與 MPN 不符

物料清單創(chuàng )建選擇

報告管理器可以生成各種輸出格式的最終 BOM，例如 PDF、CSV、Excel、HTML 或 XML。首選格式是 Excel 工作表。

在 ALTIUM DESIGNER 中導出 BOM

定義 BOM 的內容后，即可生成報告。

報表管理器的導出選項區域用于導出此數據。

您可以導出物料清單并執行以下步驟：

您可以選擇導出數據的格式并使用文件格式下拉菜單。

.CSV（逗號分隔）(*.CSV)

制表符分隔的文本 (*.txt)

MS Excel(*.xls, *.xlsx) 使用 Microsoft Excel

Generic XLS（利用內置格式文件生成器，無(wú)需安裝 Microsoft Excel 即可生成此格式）

便攜文件格式(* .pdf)

網(wǎng)頁(yè)（*.htm、*.html）

XML 電子表格(*.xml)

如果導出格式為 excel，則可以輕松地將 excel 模板應用于導出的數據。

啟用打開(kāi)導出選項以訪(fǎng)問(wèn)相關(guān)軟件應用程序中的導出文件。

啟用添加到項目 以在創(chuàng )建后獲取生成的報告。

您可以在消息中啟用報告 BOM 違規，以便在生成期間快速檢查活動(dòng) BOM。

單擊導出以指定需要保存報告的位置。 

在 Altium Designer 中導出 BOM

BOM 中的常見(jiàn)錯誤

不完整的 MPN - 有時(shí)零件編號不完整，這可能導致為組件選擇錯誤的封裝。

元件值錯誤 - 檢查元件的所有值，尤其是電阻器、電容器的額定電壓、值、容差和額定功率。

組件過(guò)時(shí) 

組件缺貨

對于無(wú)錯誤設計，生成網(wǎng)表和 BOM 的原理圖是必不可少的。我們強調了在進(jìn)行布局設計之前進(jìn)行 ERC 網(wǎng)表檢查和 BOM 檢查的必要性。如果您對原理圖和網(wǎng)表檢查有任何疑問(wèn)，請在評論部分告訴我們。請參閱我們的 DFM 指南以了解制造方面的設計。