Как разработать схему печатной платы: пошаговое руководство

Схема печатной платы: что это такое? Почему это важно?

A конструкция печатной платы Начинается со схемы печатной платы. Эта схема печатной платы визуально изображает электронную схему в виде графика, используя символы для представления компонентов и линии для отображения их электрических соединений. Обычно схема печатной платы разрабатывается до физической схемы платы. После проверки схемы печатной платы на соответствие предполагаемому дизайну и спецификациям проекта можно приступать к работе над схемой печатной платы и ее изготовлению. Схема печатной платы позволяет инженеру понять, как соединяются различные компоненты и каковы их конкретные функции. Эти знания жизненно важны при ремонте или воспроизведении печатной платы. В следующем руководстве объясняется пошаговый процесс проектирования схем печатной платы. Давайте читать дальше.

Как разработать схему печатной платы?

Шаг 1: Установите размер страницы

Оцените предполагаемый размер и сложность схемы заранее при выборе размеров страницы. Помимо стандартного A4, более крупные листы A3 и A2 вмещают существенные схемы, охватывающие сотни компонентов в сложных многостраничных иерархиях. Если содержат простую схему, то может хватить компактных страниц A5 или A6.

Шаг 2: Назовите страницы

Настройте титульный лист с именами/номерами страниц для навигации. Используйте интуитивную группировку, выделяя базовые функционально-ориентированные имена — «Источник питания», «Конфигурация микроконтроллера», «Интерфейс датчиков» и т. д. В качестве альтернативы классифицируйте по этапам потока данных — «Входы», «Обработка», «Выходы». Следуйте стандартной буквенно-цифровой последовательности и избегайте больших пробелов между номерами страниц для приложений.

Шаг 3: Создание руководящих принципов сетки

Хотя это и не является непосредственным требованием проектировщиков, настройка сетки служит необходимой ссылкой для инструмента. Сетка облегчает точную привязку компонентов и их соединений. Она обеспечивает прилегание элементов схемы к сетке, что позволяет осуществлять бесшовное зондирование сети во время проверки.

Шаг 4: Строка заголовка страницы

Расположенный в нижней части страницы схемы, нижний колонтитул содержит исчерпывающие сведения. Он охватывает размеры страницы, рейтинги платы, историю изменений, название/функцию схемы, знаки авторских прав и т. д.

Шаг 5: Добавьте вспомогательные заметки

Перед проектировщиками стоит задача документировать основные заметки по схеме. Эти заметки могут быть составлены в отдельных документах или на страницах вместе с чертежами схем. В частности, для сложных проектов аннотации часто детализируются на отдельных страницах, охватывая такие аспекты, как состояния перемычек и ограничения по компоновке печатной платы.

Шаг 6: Отслеживайте историю изменений
Отслеживание изменений включает документирование изменений, внесенных в проект. Оно включает даты изменений, описания изменений, имена участников и рецензентов, а также комментарии рецензентов. Этот журнал обычно находится на первой или последней странице макета схемы.

Шаг 7: Схематический каталог документов
Каталог служит каталогом тем в документации по схемам. Он существенно помогает проектировщикам в поиске определенных модулей в сложных проектах. Для небольших и простых проектов этот шаг можно пропустить, если он не нужен.

Шаг 8: Нарисуйте блок-схему

Разработать блок-схему, охватывающую ключевые модули – процессоры, блоки памяти, периферийные устройства, внешние интерфейсы и другие основные подсистемы. Обозначить критические соединения и потоки данных на уровне абстракции блока.

Шаг 9: Разработка многослойной принципиальной схемы

В случаях, когда Сборка печатных плат сложная с несколькими модулями, принятие многоуровневой схемной структуры оказывается наиболее эффективным. Это иерархическое изображение наглядно иллюстрирует поток сигналов между модулями. Щелчок по модулю обеспечивает подробный просмотр его деталей.

Шаг 10: Ссылка на компонент
В этой справочной таблице перечислены стандартные электронные компоненты и их обозначения, используемые на принципиальных схемах. Обозначения соответствуют критериям IEEE, подчёркивая необходимость использования заглавных букв для обозначения конкретных компонентов.

Дальнейшее чтение- Компоненты печатной платы: подробное руководство

Шаг 11: Символическая генерация
Схемы включают в себя различные элементы, такие как активные, пассивные и соединители, включая транзисторы, диоды, логические вентили, микросхемы процессоров, ПЛИС и операционные усилители. Включены пассивные устройства, такие как конденсаторы, катушки индуктивности и трансформаторы. Хотя создание новых компонентов не рекомендуется, если только они не отсутствуют в стандартной библиотеке, соблюдение отраслевых стандартов при создании символов имеет решающее значение.

Шаг 12: Конфигурация операционного усилителя

Соблюдение стандартов IEEE при создании символов имеет жизненно важное значение, особенно для операционных усилителей. Упрощая процесс рисования, проектировщики часто следуют стандартным конфигурациям, размещая входные контакты слева, а выходные контакты справа, при этом контакты питания и заземления располагаются вертикально. Обеспечение соответствия с техническими паспортами производителя имеет решающее значение при изменении ориентации или соединений символов.

Шаг 13: Неоднородная схематическая нотация
Такие компоненты, как PGAF, блоки памяти и микропроцессоры, характеризующиеся наличием нескольких контактов (линии данных, ввода/вывода, адреса, управления и питания), требуют отдельных обозначений для каждого подкомпонента в одном корпусе для обеспечения ясности.

Шаг 14: Сетевые подключения
Ясность понимания схемы достигается путем соответствующей маркировки точек пересечения, где провода имеют общие электрические соединения. Упрощение принципиальных схем подразумевает представление общих символов интегральных схем (ИС) вместо чрезмерного рисования сетей. Подчеркивание организованных соединений вывод-вывод между устройствами с совпадающими названиями повышает читаемость.

Шаг 15: Стратегическое размещение компонентов

Продуманное размещение элементов на схеме существенно влияет на последующую спецификацию материалов и создание корпуса ИС.

Шаг 16: Проверка правил проектирования
Использующий Проверка правил проектирования (DRC) в рамках САПР обеспечивает как логическую, так и физическую целостность проекта, оценивая соответствие принятым правилам проектирования на этапе планирования.

Шаг 17: Проверка таблицы Net
После завершения схемотехнического проектирования генерация netlist имеет решающее значение для импорта макета. Этот процесс создает машиночитаемые (.mnl) и человекочитаемые (.txt) файлы, отображающие электрические соединения. Ручная проверка сетей рекомендуется для предотвращения ошибок проектирования.

Шаг 18: Билл of material
Современные инструменты САПР предлагают функцию создания спецификации, зависящую от ввода проектировщиками всех необходимых данных во время создания или импорта детали. Спецификация содержит важную информацию, такую ​​как номера деталей для производства (MPN), сведения об упаковке, названия поставщиков или номера деталей поставщиков, необходимые для точного документирования.

Шаг 19: Схематический список
Часто упускаемый из виду, но критически важный, логический список схем служит важным организационным инструментом, основанным на прошлом опыте проектирования. Контрольные списки минимизируют ошибки в схемах, обеспечивая схемы без ошибок, которые облегчают работу дизайнера макета.

Заключение

Это руководство представляет собой полное резюме создания схемы печатной платы. Независимо от того, начинаете ли вы работать с схемами или хотите получить продвинутые знания, это всеобъемлющее руководство призвано стать ценным справочником по созданию высококачественных и эффективных схем печатных плат на всех этапах от концепции до завершения. Пожалуйста напишите нам если у вас есть другие вопросы.