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pcb电路图能简化设计任务简述

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发表于 2018-11-15 14:28:50 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 浙江省杭州市
有时候只是设计一片简单电路板,画电路图(schematic)似乎是在浪费时间;特别是如果你已经有过完成一、两个设计的经验。但对于初次设计PCB的人来说,画电路图也会是个艰巨任务。跳过电路图是新手和具备中等程度经验的设计工程师经常采取的一种战略,但请从一个可以做为参考的完整电路图为起点来发展你的布线,pcb厂家有助于确保你的布线连结能全部完成;以下是其理由。

首先,电路图是PCB电路的视觉呈现,能传达多个层次的信息;电路的子区域分好几页详细绘制,功能相对应的零组件能安排在邻近的位置,无论其最终实体布局为何。其次,由于电路图符号会标示每个零组件的每一支接脚,很容易检查出未联机的接脚;换句话说,无论描述电路的正式规则是否被遵循,电路图有助于你快速以视觉判定,确保电路的完整。

在设计PCB时如果有一个电路图可做为基础模板,能简化布线任务。利用电路图符号来完成链接,同时你就在不需要反复思索那些连结的前提下克服了走线挑战;最后你会因为抓到了在第一次修订时遗漏的走线连结而节省了设计重做。

使用自动布线器但勿依赖
大多数专业级PCB CAD工具都有自动布线器,不过除非你设计PCB很专业,pcb厂家自动布线器充其量只能被用来让设计初步过关;对PCB电路链接来说,自动布线器并非一次点击就能完成的解决方案,你仍然应该要知道如何以手工布线。

自动布线器是一种高度可配置的工具,为充分发挥它们的作用,每次任务都要对布线器参数进行仔细、考虑周全的设置,甚至对单片PCB上的各个模块都要个别考虑,总之就是没有任何恰当的基本通用默认值。
当你问一个经验丰富的设计工程师:“哪种自动布线器最好用?”他们会回答:“两边耳朵中间的的东西(眼睛);”而且他们是认真的。布线这个过程如同算法一般更像是一种艺术,本身就是启发式(heuristic)的,因此很类似传统的回溯算法(backtracking algorithm)

回溯算法很适合用来寻找解决方案,pcb厂家,特别是迷宫或拼图等路径选择受限的场合;但在一个开放、不受限制的场合,例如预先放置了零组件的PCB,回溯算法就无法发挥寻找优化解决方案的强项。除非自动布线器的约束条件经过工程师仔细微调,其布线成品还是需要人工检查回溯算法结果中的弱点。

走线尺寸是另一个问题点,自动布线器无法百分之百确定你打算在一条走在线通过多大的电流,所以也不能帮你确定要用多宽的走线;结果是大多数自动布线器产生的走线宽度不符规格。

当你考虑使用自动布线器时,先问问自己:“在我为板子设置好自动布线器约束条件、甚至为电路图上的每条走线都设置了约束条件之后,还有多少时间让我用手工布线?”设计工程师老手会把大部份精力放在最初的零件布局上,几乎整个设计时间的一半都致力于从以下三个方面优化组件布局:

布线简化—尽量减少飞线(rat's nest,或译鼠线、鼠迹网)的交叉等等。
组件的近接—绕线越短越好。
信号时序(signal timing)考虑。
pcb厂家老前辈们经常使用混合方法来布线—用手工进行关键布线,固定它们的位置,然后以自动布线器处理非关键走线;设计中的自动布线区域有助于管理在布线算法中的“失控(runaway)状态”,这种方法有时能在手工布线的可掌控性与自动布线的速度之间取得良好折衷。

考虑电路板尺寸和电流
大多数从事电子设计的人都知道,就像沿着河道走的河流,流动的电子也可能会遇到咽喉点和瓶颈;这一点被直接应用在车用保险丝(automotive fuse)的设计中。透过控制走线的厚度和形状(U型弯曲、V型弯曲、S形等),保险丝可以经过校准,在电流超载时熔断于咽喉点。

问题是,设计工程师偶尔会在他们的PCB设计中遭遇类似的电气咽喉点;举例来说:在用两个陡峭45度也可以的地方,使用90度弯角;当弯曲度大于90度时,采用之字形状。充 其量那些导线只会让讯号传播速度变慢;最糟糕的情况是它们会像汽车保险丝一样在电阻点熔断。

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