用电脑绘制电路原理图确实给人们带来了很多方便,而且在 Protel 99SE 中,可以 根据原理图所生成的网络表来进行印刷电路板的自动布局和自动布线,因此网 络表正确与否是非常关键的,而为了得到正确的网络表,在绘制电路原理图时必 须根据软件所设定的规则来画图,初学者在学习过程中应养成良好的习惯,不 要只为画原理图而画原理图,而应该在为得到一个正确的网络表的前提下去设 计一张精美的、布局合理的原理图根据本人在这几年教学经验,初学者应注 意以下几个问题:1. 元器件之间连线用 Wire(■)命令而不是用 Line( /)命令,虽然从表面 上看,两者都是直线,只是颜色稍有些不同,但用 Wire(■)命令放置的导线 是具有电气特性的,而用 Line(/)命令放置的直线是不具有电气意义的,两 者具有根本区别的2. 注意理解说明文字(Annotation)和网络标号(Net Label)的区别:说明文 字是没有电气特性的,只是纯粹的文字解释,而网络标号是有电气特性的,它 可以把电路图具有相同网络标号的电气连线是连在一起的,即在两个以上没有 相互连接的网络中,把应该连接在一起的电气连接点定义成相同的网络标号, 可以使它们在电气含义上属于真正的同一网络。
3.导线的端点与元件引脚的端点相连,而不是把导线和元件的引脚重叠,最 常见的错误是当导线与元件引脚重叠时,这时软件会自动在元件引脚的端点加 一节点,这时再把节点删除掉,认为就这样就正确了,实际上如果只是为了得 到一张原理图,这样做并没有什么不妥,但却不能得到正确的网络表4.导线与导线之间不要有重叠5.不要在同一地方放两个以上相同的元件(如两个电源地符号重叠在一起) ;6.在放置电源地符号(■)时,电源地符号的显示类型(Style)为 Power Ground(■) ,这时 Power Port 的属性对话框中网络标号(Net)的内容默 认是不显示的,因此有些初学者在放置电源地符号(■)时,没有留意网络标号 的内容,致使有网络标号(Net)的内容些网络标号的内容为“GND”,有些网络 标号的内容却为“VCC”,如果纯粹只为得到一张原理图,这样做是没有问题的, 但是若利用自动布线来设计 PCB 板时,却会造成电源和地短路,从而使整块 PCB 板报废正确的做法是在放置电源地符号(■)符号,把 Power Port 的属性 对话框中网络标号(Net)的内容全部设置为 GND7. 在绘制电路原理图时,通常总线、总线分支线和网络标号是一起存在的, 要注意总线和总线分支线不具有电气特性的,而网络标号是具有电气特性的, 因此在放置总线时不能用加粗了的导线来替代,也不能用导线来替代总线分支 线,总线分支线和元件引脚之间不能直接连在一起,而应通过导线接在一起, 网络标号应放在导线上,不能放在元件引脚上,不能用说明文字(Annotation) 来替代网络标号(Net Label) 。
(钟爱琴)1.原理图常见错误: (1)ERC 报告管脚没有接入信号: a. 创建封装时给管脚定义了 I/O 属性; b.创建元件或放置元件时修改了不一致的 grid 属性,管脚与线没有连上; c. 创建元件时 pin 方向反向,必须非 pin name 端连线 (2)元件跑到图纸界外:没有在元件库图表纸中心创建元件 (3)创建的工程文件网络表只能部分调入 pcb:生成 netlist 时没有选择为 global (4)当使用自己创建的多部分组成的元件时,千万不要使用 annotate. 2.PCB 中常见错误: (1)网络载入时报告 NODE 没有找到: a. 原理图中的元件使用了 pcb 库中没有的封装; b. 原理图中的元件使用了 pcb 库中名称不一致的封装; c. 原理图中的元件使用了 pcb 库中 pin number 不一致的封装如三极管:sch 中 pin number 为 e,b,c, 而 pcb 中为 1,2,3 (2)打印时总是不能打印到一页纸上: a. 创建 pcb 库时没有在原点; b. 多次移动和旋转了元件,pcb 板界外有隐藏的字符选择显示所有隐藏的字 符, 缩小 pcb, 然后移动字符到边界内。
(3)DRC 报告网络被分成几个部分: 表示这个网络没有连通,看报告文件,使用选择 CONNECTED COPPER 查找 另外提醒朋友尽量使用 WIN2000, 减少蓝屏的机会;多几次导出文件,做成新 的 DDB 文件,减少文件尺寸和 PROTEL 僵死的机会如果作较复杂得设计,尽 量不要使用自动布线在 PCB 设计中,布线是完成产品设计的重要步骤,可以说前面的准备工作都是 为它而做的, 在整个 PCB 中,以布线的设计过程限定最高,技巧最细、工作量 最大PCB 布线有单面布线、 双面布线及多层布线布线的方式也有两种:自 动布线及交互式布线,在自动布线之前, 可以用交互式预先对要求比较严格的 线进行布线,输入端与输出端的边线应避免相邻平行, 以免产生反射干扰必 要时应加地线隔离,两相邻层的布线要互相垂直,平行容易产生寄生耦合自动布线的布通率,依赖于良好的布局,布线规则可以预先设定, 包括走线的 弯曲次数、导通孔的数目、步进的数目等一般先进行探索式布经线,快速地 把短线连通, 然后进行迷宫式布线,先把要布的连线进行全局的布线路径优化, 它可以根据需要断开已布的线 并试着重新再布线,以改进总体效果。
对目前高密度的 PCB 设计已感觉到贯通孔不太适应了, 它浪费了许多宝贵的布 线通道,为解决这一矛盾,出现了盲孔和埋孔技术,它不仅完成了导通孔的作 用, 还省出许多布线通道使布线过程完成得更加方便,更加流畅,更为完善, PCB 板的设计过程是一个复杂而又简单的过程,要想很好地掌握它,还需广大 电子工程设计人员去自已体会, 才能得到其中的真谛1 电源、地线的处理既使在整个 PCB 板中的布线完成得都很好,但由于电源、 地线的考虑不周到而 引起的干扰,会使产品的性能下降,有时甚至影响到产品的成功率所以对电、地线的布线要认真对待,把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度,以保证 产品的质量对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生 的原因, 现只对降低式抑制噪音作以表述:众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容 尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线>电 源线>信号线,通常信号线宽为:0.2~0.3mm,最经细宽度可达 0.05~0.07mm, 电源线为 1.2~2.5 mm 对数字电路的 PCB 可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟 电路的地不能这样使用) 用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。
或是做成多层板,电源,地线各占用一层 2、数字电路与模拟电路的共地处理现在有许多 PCB 不再是单一功能电路(数字或模拟电路) ,而是由数字电路和模 拟电路混合构成的因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题,特别是 地线上的噪音干扰 数字电路的频率高,模拟电路的敏感度强,对信号线来说,高频的信号线尽可 能远离敏感的模拟电路器件,对地线来说,整人 PCB 对外界只有一个结点,所 以必须在 PCB 内部进行处理数、模共地的问题,而在板内部数字地和模拟地实 际上是分开的它们之间互不相连,只是在 PCB 与外界连接的接口处(如插头等) 数字地与模拟地有一点短接,请注意,只有一个连接点也有在 PCB 上不共地 的,这由系统设计来决定3、信号线布在电(地)层上在多层印制板布线时,由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多,再多加层 数就会造成浪费也会给生产增加一定的工作量,成本也相应增加了,为解决这 个矛盾,可以考虑在电(地)层上进行布线首先应考虑用电源层,其次才是 地层因为最好是保留地层的完整性4、大面积导体中连接腿的处理在大面积的接地(电)中,常用元器件的腿与其连接,对连接腿的处理需要进 行综合的考虑,就电气性能而言,元件腿的焊盘与铜面满接为好,但对元件的 焊接装配就存在一些不良隐患如:①焊接需要大功率加热器。
②容易造成虚焊 点所以兼顾电气性能与工艺需要,做成十字花焊盘,称之为热隔离(heat shield)俗称热焊盘(Thermal) ,这样,可使在焊接时因截面过分散热而产生虚焊点的可能性大大减少多层板的接电(地)层腿的处理相同5、布线中网络系统的作用在许多 CAD 系统中,布线是依据网络系统决定的网格过密,通路虽然有所增 加,但步进太小,图场的数据量过大,这必然对设备的存贮空间有更高的要求, 同时也对象计算机类电子产品的运算速度有极大的影响而有些通路是无效的, 如被元件腿的焊盘占用的或被安装孔、定们孔所占用的等网格过疏,通路太 少对布通率的影响极大所以要有一个疏密合理的网格系统来支持布线的进行标准元器件两腿之间的距离为 0.1 英寸(2.54mm),所以网格系统的基础一般就定 为 0.1 英寸(2.54 mm)或小于 0.1 英寸的整倍数,如:0.05 英寸、0.025 英寸、 0.02 英寸等6、设计规则检查(DRC)布线设计完成后,需认真检查布线设计是否符合设计者所制定的规则,同时也 需确认所制定的规则是否符合印制板生产工艺的需求,一般检查有如下几个方 面:线与线,线与元件焊盘,线与贯通孔,元件焊盘与贯通孔,贯通孔与贯通孔之 间的距离是否合理,是否满足生产要求。
电源线和地线的宽度是否合适,电源与地线之间是否紧耦合(低的波阻抗)? 在 PCB 中是否还有能让地线加宽的地方 对于关键的信号线是否采取了最佳措施,如长度最短,加保护线,输入线及输 出线被明显地分开 模拟电路和数字电路部分,是否有各自独立的地线 后加在 PCB 中的图形(如图标、注标)是否会造成信号短路 对一些不理想的线形进行修改 在 PCB 上是否加有工艺线?阻焊是否符合生产工艺的要求,阻焊尺寸是否合适, 字符标志是否压在器件焊盘上,以免影响电装质量 多层板中的电源地层的外框边缘是否缩小,如电源地层的铜箔露出板外容易造 成短路概述 本文档的目的在于说明使用 PADS 的印制板设计软件 PowerPCB 进行印制板设计 的流程和一些注意事项,为一个工作组的设计人员提供设计规范,方便设计人 员之间进行交流和相互检查2、设计流程 PCB 的设计流程分为网表输入、规则设置、元器件布局、布线、检查、复查、 输出六个步骤. 2.1 网表输入 网表输入有两种方法,一种是使用 PowerLogic 的 OLE PowerPCB Connection 功能, 选择 Send Netlist,应用 OLE 功能,可以随时保持原理图和 PCB 图的一致,尽量减少出错的可能。
另一种方法是直接在 PowerPCB 中装载网表,选择 File- >Import,将原理图生成的网表输入进来 2.2 规则设置 如果在原理图设计阶段就已经把 PCB 的设计规则设置好的话,就不用再进行设 置 这些规则了,因为输入网表时,设计规则已随网表输入进 PowerPCB 了如果 修改了设计规则,必须同步原理图,保证原理图和 PCB 的一致除了设计规则 和层定义外,还有一些规则需要设置,比如 Pad Stacks,需要修改标准过孔的大 小如果设计者新建了一个焊盘或过孔,一定要加上 Layer 25 注意: PCB 设计规则、层定义、过孔设置、CAM 输出设置已经作成缺省启动文件,名 称为 Default.stp,网表输入进来以后,按照设计的实际情况,把电源网络和地 分配给电源层和地层,并设置其它高级规则在所有的规则都设置好以后,在 PowerLogic 中,使用 OLE PowerPCB Connection 的 Rules From PCB 功能,更新原 理图中的规则设置,保证原理图和 PCB 图的规则一致2.3 元器件布局 网表输入以后,所有的元器件都会放在工作区的零点,重叠。