理论教育 EDA设计优化印制电路板制造

EDA设计优化印制电路板制造

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:随着电子科技的蓬勃发展,新型元器件层出不穷,电子线路变得越来越复杂,电路的设计工作已经无法单纯依靠手工来完成,越来越多的设计人员使用快捷、高效的EDA设计软件来进行电子产品的设计。本节以Altium Designer 18为平台,以水银震动报警器为例,简单介绍印制电路板EDA设计的方法和技巧。

EDA设计优化印制电路板制造

电子设计自动化(Electronics Design Automation,EDA)是从计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)、计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing,CAM)、计算机辅助测试(Computer Aided Testing,CAT)和计算机辅助工程(Computer Aided Engineering,CAE)的概念发展而来的。

电子设计自动化是将电路设计中的各种工作交由计算机来协助完成。如电路原理图的绘制、印制板文件的制作、执行电路仿真等工作。随着电子科技的蓬勃发展,新型元器件层出不穷,电子线路变得越来越复杂,电路的设计工作已经无法单纯依靠手工来完成,越来越多的设计人员使用快捷、高效的EDA设计软件来进行电子产品的设计。

目前进入我国并具有广泛影响的EDA软件有Protel、Altium Designer、PADS、EWB、PSPICE、OrCAD、ViewLogic、Mentor、Graphics、Synopsys、Cadence、MicroSim等。

Altium Designer是EDA行业中使用最方便、操作最快捷的辅助工具之一。Altium Designer除了全面继承Protel 99SE、Protel DXP等早期版本的功能和优点外,还改进和增加了一些新的功能。它拓宽了板级设计的传统界面,全面集成了现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)和可编程片上系统(System on a Programmable Chip,SOPC)设计功能,从而允许工程设计人员能将系统设计中的FPGA设计、PCB设计和嵌入式设计集成在一起。Altium Designer通过把原理图设计、电路仿真、PCB绘制编辑、拓扑逻辑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术完美结合,使越来越多的用户选择使用它来进行复杂的大型电路板设计。对初学者或者电子行业从业者来说,熟悉并掌握Altium Designer软件进行电路设计是一项非常重要的技能。

在Altium Designer 18中,设计印制板一般需要经过以下几个步骤。

一、设计原理图元件库和PCB封装库

Altium Designer 18提供了丰富的原理图元件库和PCB封装库,但不可能包括所有的元件和封装,必要时需自己设计原理图元件和PCB封装,建立自定义的原理图元件库和PCB封装库。

二、绘制原理图

加载所有需要的原理图元件库后,就可以开始原理图绘制,根据电路复杂程度决定是否需要使用层次原理图。完成原理图后,用原理图电气检测及编译工具对原理图的电气连接进行自动检查,根据信息面板提示找到出错原因并修改,重新检测直到没有原则性错误为止。

原理图设计完成后,为了方便后续的印制板设计与布线,要生成电路原理图的网络表。网络表是对电路原理图的一个完整描述,是原理图设计与印制板设计的主要接口,其中包括所有元件的标识、引脚、封装、网络名称等信息。(www.daowen.com)

如果有必要还可对绘制的电路原理图进行电路信号仿真。Altium Designer 18为用户提供了电路信号仿真模块,它与原理图设计服务器协同工作,以提供完整的前端设计方案。

三、设计印制电路板

根据需要设计印制板的轮廓,确定印制板类型,将电路原理图传输到印制板中,根据设计规则进行布局和布线。

四、文档整理

输出保存原理图、PCB图、元件清单、Gerber文件、钻孔文件、IPC网表文件、贴片坐标文件、PDF文件等,以便生产和维修。

本节以Altium Designer 18为平台,以水银震动报警器为例,简单介绍印制电路板EDA设计的方法和技巧。

如图5.4-1所示,水银震动报警器主要由NE555、CL9561、三极管、电阻器、电容器、开关、扬声器和电源组成,元器件都采用通孔安装技术,根据该电路原理图在Altium Designer 18中绘制出水银震动报警器的原理图和单面PCB图。

图5.4-1 水银震动报警器电路原理图

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