Altium Designer-PCB 栅格、层以及设计规则PCB 编辑工作环境允许 PCB 设计在二维及三维模式下表现出来二维模式是一个多层的、理想的普通 PCB 电路设计的环境,如放置元器件,电路和连接三维模式对检验用户的设计的表面及内部电路都非常有用(三维模式不支持提供二维模式下的全部功能) 您可以通过:File>>Switch To 3D,或者 File>>Switch To 2D[快捷键为 2(二维)、3(三维)]来切换二维与三维模式栅格 在开始摆放元器件之前我们必须确保我们的所用栅格的设置是正确的所有放置在 PCB 工作环境下的对齐的线组成的栅格称为 snap grid 捕获栅格此栅格需要被设置以配合用户打算使用的电路技术我们的教程中的电路使用具有最小的针脚间距 100mil 的国际标准元器件我们会设定 snap grid 为最小间距的公因数,例如 50mil 或 25mil ,以便使所有的元器件针脚可以放置在一个栅格点上此外,我们的板的线宽和安全间距分别是 12mil 和 13mil(为 PCB Board Wizard 所用的默认值) ,最小平行线中心距离为 25mil。
因此,最合适 snap grid 的设置是 25mil图 6-16 栅格的设置设置 snap grid 需完成以下步骤:选择 Design>>Board Options[快捷键分别为:D、O] 打开板 Options 对话框利用下拉列表或输入数字设置 Snap Grid 和 Component Grid 的值为 25mil请注意,此对话框也可以用来界定 Electrical Grid这一栅格作用于用户放置电气对象的时候;它凌驾于与 snap Snap gridGrid 和 snap 电气的对象在Component Gird 一起使用单击 OK 以关闭该对话框让我们设置其他可以令放置元器件更容易的 Options选择 Tools>>Preferences[快捷键:T、P]打开偏好设定对话框按下 PCB Editor-General 在对话框中的选择树(左侧面板)显示 PCB Editor-General的页面在编辑 Options 部分,确保 Snap to Center 的选项是启用的这可确保当您"拖拉"一个元器件并放置它的时候,光标是设定为元器件的参考点按下 PCB Editor-Display。
在 DirectX Options 部分的页面,选中 Use DirectX if possible 的选项如图 6-16 所示这将使我们能够利用最新的 3D视图模式按下 OK 关闭优先偏好设定对话框注: Altium Designer 的 3D 视图模式,需要 DirectX 9.0c 的和 Shader Model 3 或更高版本上运行,以及一个合适的图形卡如果用户不能运行 DirectX 的用户将被限制使用三维视图定义层堆栈和其他非电气层的视图设置 View Configurations 包括许多关于 PCB 工作区二维及三维环境的显示选项和适用于 PCB 和 PCB 库编辑的设置保存任何 PCB 文件时,最后使用的视图设置也会被随之保存这使得它可被 Altium Designer 的另一个使用其关联视图设置的实例所启调用视图设置(View Configurations)也可以被保存在本地和被使用并用于任何时候的任何 PCB 文件用户打开任何没有相关的视图设置(View Configurations)的 PCB 文件,它都将使用系统默认的配置注:View Configurations 对话框提供层的二维色彩设置和其他系统基础的颜色设置-这些都是系统设置,它们将用于所有的 PCB 文件,并且不是 View Configurations 的一部分。
二维工作环境的颜色配置文件也可以创建并保存,并可被以用在任何时间随时调用,视图配置亦然选择 Design>>Board Layers & Colors[快捷键:L]从主菜单中打开 View Configurations 对话框此对话框可让您定义、编辑、加载和保存的视图设置它的设定是用以控制哪些层显示、如何显示共同对象,例如覆铜、p,焊盘、线、字符串等、显示网络名和参考标记、透明层模式和单层模式显示、三维表面透明度和颜色及三维 PCB 整体显示用户可以使用 View Configurations 对话框查看或直接从 PCB 的标准工具栏的下拉列表中选择它们图 6-17 示出了视图设置对话框图 6-17 视图设置如果用户看 PCB 工作区的底部,用户会看到一系列层的标签,用户执行的大部分编辑动作都在某一层PCB 编译器中有三种层:Electrical layers-其包括 32 个信号层和 16 个内电层电气层可以在 Layer Stack Manager 对话框中添加或移除,选择 Design>>Layer Stack Manager 来显示它Mechanical layers-它有 16 个决定板的形状、尺寸的普通机械层(general purpose mechanical layers),包括制作的细节或任何其他机械设计的细节要求。
这些层可以有选择性地包括在打印输出和 Gerber 的输出中您可以在View Configurations 对话框中添加、删除和命名机械层Special layers-其包括顶部和底部的丝网印刷层、阻焊接层和粘贴层的蒙版层锡膏层、钻孔层、Keep-Out 层(用来界定电气界限的),多综合层(用于多层焊盘和过孔) ,连接层、DRC 错误层,栅格层和过孔洞层让我们为此教程创造一个简单的二维视图设置1.1. 选择 Design>>Board Layers & Colors[快捷键:L]打开 View Configurations 对话框打开对话框,在 Select PCB View Configuration 下选择动作配置如果用户在三维模式下,点击二维的配置2. 在 Board Layers & Colors 页面中,选择 Only show layers in layer stack 和 Only show enabled mechanical layers 选项这些设置显示只有在堆栈中的层3. 单击在页面上的 Used Layers On 按钮令其只显示正被使用的层即是有设计在上面的层。
4. 单击颜色紧邻 Top Layer 显示 2D System Colors 对话框并从Basic 颜色列表中选择#7(黄色)单击 OK 以返回 View Configurations 对话框5. 单击颜色紧邻 Bottom Layer 显示 2D System Colors 对话框并从Basic 颜色列表中选择#228(亮绿色)单击 OK 以返回 View Configurations 对话框6. 单击颜色紧邻 Top Overlay 显示 2D System Colors 对话框并从Basic 颜色列表中选择#233(白色)单击 OK 以返回 View Configurations 对话框7. 确定这四个 Mask 层和 Drill Drawing 层不会被确定的每个层的Show 选项屏蔽显示8. 在 Actions 选择中,单击 Save As view configuration 并保存文件如 tutorial.config_2dsimple9. 单击 OK 当用户返回 View Configurations 对话框以应用所作改变及关闭对话框注:记得 2D 层颜色设定是基于系统的、将应用于所有 PCB 文件,并不是任何视图文件的一部分。
用户可以创建、编辑和保存 2D 颜色设置文件从 2D System Color 对话框中Layer Stack Manager(层堆栈管理) 例子的 PCB 是一个简单的设计,可以用单层板或者双层板进行布线如果设计较为复杂,用户可以通过 Layer Stack Manager 对话框来添加更多的层1、选择 Design>>Layer Stack Manager [快捷键: D, K],显示层堆栈管理对话框,如图 6-18 所示2、新的层将会添加到当前选定层的下方层电气属性,如铜的厚度和介电性能,将被用于信号完整性分析单击 OK 以关闭该对话框图 6-18 层堆栈管理设置新的设计规则 PCB 编辑器是一个以规则为主导的环境,这意味着,在用户改变设计的过程中,如画线,移动元器件,或者自动布线,Altium Designer 都会监测每个动作,并检查设计是否仍然完全符合设计规则如果不符合,则会立即警告,强调出现错误在设计之前先设置设计规则可以让用户集中精力设计,因为一旦出现错误软件就会提示设计规则总共有 10 类,进一步化分为设计规则的类型设计规则,包括电气,布线,工艺,放置和信号完整性的要求。
图 6-19 设计规则现在来设置新的设计规则,指明电源线必须的宽度具体步骤如下:1 、激活 PCB 文件,选择菜单中的 Design>>Rules2 、如图 6-19,PCB 规则和约束限制编辑器对话框就会出现每个规则类显示在对话框左边 Design Rules 文件夹的下面双击 Routing 扩展,看到相关的布线规则然后双击 Width,显示宽度规则3 、点击选择每条规则当用户点击每条规则时,右边的对话框的上方将显示该规则的范围(用户想要的这条规则的目标),下方将显示规则的限制这些规则不仅是预设值,还包括了新的 PCB 文件创建时在 PCB Board Wizard(PCB 板向导)中设置的信息点击 Width 规则,显示其范围和约束限制本规则适用于整个板图 6-20 设置 Width 规则Altium Designer 的设计规则系统的一个强大的功能是同种类型可以定义多种规则,每个目标有不同的对象每个规则目标的确切设置是由被规则的范围决定义的规则系统使用一个预定义层次,来确定规则适应对象例如,一块板可以先设置一个宽度约束规则,然后地线设定第二个宽度约束规则,某些连接地的线设定第三宽度约束规则(独立于前两个规则)。
规则按照优先顺序显示目前已经有一个宽度约束规则适用于整个板(宽度 = 12mil)现在将为 12V和 GND 网络添加一个新的宽度约束规则(宽度 = 25mil)添加新的宽度约束规则,步骤如下:1 、找到 Design Rules 文件夹下的 Width,点击右键选择 New Rule 来添加一个新的宽度约束规则,只设置 12V 网络命名为 width_1 的一项新的规则出现了在 Design Rules 文件夹中点击新规则,来修改线宽的范围和约束2 、在 Name 里键入 12V 或 GND当单击返回时,名称会在 Design Rules 里自动更新3 、下一步使用 Query Builder 来设置规则的范围,也可以随时在范围内直接键入如果用户觉得 Query 比较复杂,可以选择 Advanced 选项,单击 Query Helper 按钮来使用 Query Helper 对话框4 、点击 Query Builder 按钮,在 Board 对话框中打开 Building Query图 6-21 设置规则的范围5 、点击 Add first condition,从下拉菜单中选择 Belongs to Net。
在Condition Value 中,从列表中点击并选择网络 12VQuery Preview 现在便读到了 InNet('12v')6 、点击 Add another condition 来增加定义 GND 的宽度选择 Belongs to Net 和 GND 作为。