Comment concevoir un schéma de circuit imprimé : un guide étape par étape

Schéma de circuit imprimé : qu'est-ce que c'est ? Pourquoi est-ce important ?

A conception de circuits imprimés La conception commence par un schéma de circuit imprimé. Ce schéma représente le circuit électronique sous forme de graphique, utilisant des symboles pour représenter les composants et des lignes pour indiquer leurs connexions électriques. Généralement, le schéma du circuit imprimé est développé avant la conception physique de la carte. Une fois le schéma du circuit imprimé vérifié et conforme à la conception et aux spécifications du projet, le travail de conception et de fabrication peut commencer. Un schéma de circuit imprimé permet à l'ingénieur de comprendre l'interconnexion des différents composants et leurs fonctionnalités spécifiques. Cette connaissance est essentielle pour la réparation ou la reproduction d'un circuit imprimé. Le guide suivant explique étape par étape le processus de conception d'un schéma de circuit imprimé. Poursuivons notre lecture.

Comment concevoir un schéma PCB ?

Étape 1 : Définir la taille de la page

Évaluez la taille et la complexité du schéma projeté dès le départ lors du choix des dimensions des pages. Au-delà du format A4 standard, les feuilles A3 et A2 plus grandes permettent de concevoir des circuits importants comprenant des centaines de composants répartis sur plusieurs pages. Pour un circuit simple, des pages A5 ou A6 compactes peuvent suffire.

Étape 2 : nommer les pages

Créez une page de garde répertoriant les noms et numéros de page pour la navigation. Utilisez un regroupement intuitif en attribuant des noms fonctionnels de base : « Alimentation », « Configuration du microcontrôleur », « Interface des capteurs », etc. Vous pouvez également classer les données par étapes : « Entrées », « Traitement », « Sorties ». Respectez l'ordre alphanumérique standard et évitez les intervalles trop longs entre les numéros de page pour les ajouts.

Étape 3 : Établir les lignes directrices de la grille

Bien que n'étant pas une exigence immédiate des concepteurs, la mise en place d'une grille constitue une référence indispensable à l'outil. Une grille facilite le référencement précis des composants et de leurs connexions. Elle garantit l'adhérence des éléments du circuit à la grille, permettant ainsi une détection transparente du réseau lors de l'inspection.

Étape 4 : Barre de titre de la page

Situé au bas de la page du schéma, le pied de page contient des informations complètes. Il comprend les dimensions de la page, les caractéristiques nominales des cartes, l'historique des révisions, le nom et la fonction du circuit, les marques de copyright, etc.

Étape 5 : Ajouter des notes d’appui

Les concepteurs sont chargés de documenter les notes essentielles sur les circuits. Ces notes peuvent être rédigées sur des documents distincts ou sur des pages annexes aux schémas. Pour les conceptions complexes en particulier, les annotations sont souvent détaillées sur des pages distinctes, couvrant des aspects tels que l'état des cavaliers et les contraintes de disposition des circuits imprimés.

Étape 6 : Suivre l’historique des révisions
Le suivi des révisions consiste à documenter les modifications apportées à la conception. Il comprend les dates et descriptions des modifications, les noms des contributeurs et des réviseurs, ainsi que les commentaires des réviseurs. Ce journal figure généralement sur la page principale ou finale du schéma.

Étape 7 : Répertoire des documents schématiques
Le répertoire sert de catalogue des rubriques de la documentation schématique. Il aide considérablement les concepteurs à localiser des modules spécifiques au sein de conceptions complexes. Pour les conceptions plus petites et plus simples, cette étape peut être omise si elle est jugée inutile.

Étape 8 : Dessiner un schéma fonctionnel

Développer un schéma fonctionnel englobant les modules clés : processeurs, unités de mémoire, périphériques, interfaces externes et autres sous-systèmes principaux. Indiquer les connexions et les flux de données essentiels au niveau d'abstraction des blocs.

Étape 9 : Conception d'un schéma en couches

Dans les cas où le Empilement de PCB Étant donné la complexité de ce système, composé de plusieurs modules, l'adoption d'une structure schématique en couches s'avère particulièrement efficace. Cette représentation hiérarchique illustre visuellement le flux de signaux entre les modules. Cliquer sur un module permet d'en visualiser les détails.

Étape 10 : Référence des composants
Ce tableau de référence répertorie les composants électroniques standard ainsi que leurs indicateurs de référence désignés, utilisés dans les schémas. Les indicateurs sont conformes aux critères IEEE, mettant l'accent sur l'utilisation de majuscules pour la désignation des composants.

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Étape 11 : Génération symbolique
Les schémas englobent divers éléments, tels que les composants actifs, passifs et les connecteurs, et intègrent des composants tels que des transistors, des diodes, des portes logiques, des circuits intégrés de processeur, des FPGA et des amplificateurs opérationnels. Les composants passifs tels que les condensateurs, les inductances et les transformateurs sont également inclus. Bien que la création de nouveaux composants soit déconseillée, sauf s'ils sont absents de la bibliothèque standard, le respect des normes industrielles pour la création de symboles est crucial.

Étape 12 : Configuration de l'amplificateur opérationnel

Le respect des normes IEEE lors de la création de symboles est essentiel, notamment pour les amplificateurs opérationnels. Pour simplifier le processus de dessin, les concepteurs suivent souvent des configurations standard, plaçant les broches d'entrée à gauche et les broches de sortie à droite, les broches d'alimentation et de masse étant positionnées verticalement. Il est crucial de s'assurer de la conformité avec les fiches techniques du fabricant lors de la modification de l'orientation ou des connexions des symboles.

Étape 13 : Notation schématique hétérogène
Les composants tels que PGAF, les unités de mémoire et les microprocesseurs, caractérisés par plusieurs broches (données, entrée/sortie, adresse, contrôle et lignes d'alimentation), nécessitent une notation distincte pour chaque sous-composant au sein d'un même boîtier afin de maintenir la clarté.

Étape 14 : Connexions réseau
La clarté de la compréhension des circuits est obtenue en marquant correctement les points d'intersection des fils où ils partagent des connexions électriques. La simplification des schémas implique de représenter les symboles communs des circuits intégrés (CI) plutôt que de dessiner des réseaux à outrance. Mettre en valeur les connexions organisées entre les composants portant des noms identiques améliore la lisibilité.

Étape 15 : Placement stratégique des composants

Le placement réfléchi des éléments dans le schéma a un impact significatif sur la nomenclature ultérieure et la création du boîtier de circuit intégré.

Étape 16 : Vérification des règles de conception
Utilisant Vérification des règles de conception (DRC) au sein de la CAO, il garantit l'intégrité logique et physique de la conception, en évaluant la conformité aux règles de conception activées lors de la planification.

Étape 17 : Vérification de la table nette
Une fois la conception schématique terminée, la génération de la netlist est essentielle à l'importation du schéma. Ce processus produit des fichiers lisibles par machine (.mnl) et par l'homme (.txt) présentant les connexions électriques. Il est conseillé de vérifier manuellement les réseaux afin d'éviter les erreurs de conception.

Étape 18 : Facture of material
Les outils de CAO modernes offrent une fonction de création de nomenclatures, nécessitant la saisie par les concepteurs de toutes les données nécessaires lors de la création ou de l'importation des pièces. La nomenclature comprend des informations essentielles telles que les numéros de référence des pièces (MPN), les détails de l'emballage, les noms ou les numéros de référence des fournisseurs, indispensables à une documentation précise.

Étape 19 : Liste schématique
Souvent négligée mais essentielle, la liste schématique logique constitue un outil d'organisation essentiel, basé sur les expériences de conception passées. Les listes de contrôle minimisent les erreurs dans les diagrammes, garantissant des schémas sans erreur, facilitant ainsi le travail du concepteur.

Conclusion

Ce guide présente un résumé complet de la création de schémas de circuits imprimés. Que vous débutiez en schémas ou que vous souhaitiez acquérir des connaissances approfondies, ce guide complet se veut une référence précieuse pour créer des schémas de circuits imprimés performants et de haute qualité, de la conception à la finalisation. communiquez si vous avez d'autres questions.