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如何像专业人士一样进行 PCB 布线?

KamillaAliakhmet
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DesignSpark PCB Pro 软件最近已推出。您只需花费不到4000元(不含税) ,就可以购买具有全新增强功能和扩展可配置性的原理图和 PCB 设计工具。本文重点介绍了 DS PCB Pro 的某些功能,这些功能在您为下一块电路板布线时可能非常有用。

在整篇文章中,我都会使用该软件中提供的设计示例。其中包括 RIAA 放大器 (riaa amp.pcb) 和 chipKIT Max32 电路板 (chipKit Max32.pcb) 文件。

DS PCB Pro中的自动布线器

我们很自豪地宣布,我们软件中的自动布线器已得到改进。Pro 版本的 DS PCB 现在提供了一个称为“Trace Router(线路布线器)”的新式布线器,用于自动实现布线。它是基于形状的布线器,经过了性能优化,可实现更短的线路长度和更少的导通孔数量。线路布线器基于多次“迭代-改进”算法,该算法通过最大程度减少布线错误(例如,违反设计规则、短路、遇到障碍物等),来为线路迭代布线。

Trace Router(线路布线器)的对话框窗口如下所示。可以从 Tools - Trace Router(工具 - 线路布线器)访问它。我们来分别浏览每个区域。

Routing passes(布线次数)表示您要在整个设计或选定网路上尝试进行的迭代次数。布线次数将随着电路板的尺寸而增加。如果布线完成 100%,则不再需要进行更多布线。   

下一个区域是 Tracks(线路),您可以从中选择以下选项:

  • 使用最小宽度(将使用 Net Class [网类] 中指定的最小宽度,而不是 Nominal Width [标称宽度])
  • 保留预布线(在自动布线期间保留现有布线)
  • 保留固定布线(在自动布线期间保留固定布线)
  • 固定新的布线(保存在自动布线过程中已布线的线路,以防以后再进行另一次自动布线会话)
  • 布线样式(您可以选择 90 度或 45 度的线路样式)

通过选中 Optimizing Passes(优化布线次数),您可以通过尝试减小线路长度和导通孔数量来促使布线器优化布线。Routing Passes(布线次数)完成后,将执行此操作。您可以指定任意数量的 Optimizing Passes(优化布线次数),但这可能会对布线时间产生不利影响。

可以定义 Fanout Passes(延伸布线次数),以将短避让线路从 SMD 焊盘布线到导通孔。在执行“布线次数”之前执行此操作。Fanout Passes(延伸布线次数)的数量也可以设置为任意数量,但建议不要超过 20。

Routing By Net Class(按网类布线)选项允许选择要用于布线的网类。软件将弹出一个新的对话框窗口,然后通过切换/取消切换 To Route(布线)列,可以从列表中选择所需的类。

Trace Router(线路布线器)对话框的最后一个部分是 Cost(成本)选项,该选项可用于更改自动布线器的“成本因子”。建议不要更改此部分中的设置,除非您了解如何编辑“成本因子”参数。

布线区域

使用此功能,可以定义使用自动布线器时可能要排除的区域。只能在电气层上选择布线区域,并且必须围住该区域的形状。线路将无法穿过定义的形状所约束的区域。例如,如果您不希望电路板的任何一侧存在线路,则必须在每层上分别添加布线区域。下面的设计显示了在连接器 CONN1 周围定义的矩形布线区域的示例。自动布线功能不包括穿越该区域的线路。要定义布线区域,请转到 Add - Routing Area(添加 - 布线区域),然后从多个可用选项中选择形状:矩形、形状、圆形和正方形。

拉紧线路

Pull tight track(拉紧线路)与手动布线非常相似,不同之处在于线路在拉动过程中会自动绕过障碍物,从而产生尽可能短的路径。源焊盘和目标焊盘之间的线路紧贴着障碍物被“拉紧”。在下图中,使用 Pull tight(拉紧)模式绘制了 R3 和 C3 之间以及 R2 和 C2 之间的线路。第一条线路 (R3-C3) 缠绕在 R1 的焊盘周围,而 R2 和 C2 之间的线路靠近 C3 的焊盘。 

要选择这种布线模式,请转到 Add Pull Tight Track(添加 - 拉紧线路)。进入 Pull tight(拉紧)模式后,如果您距离目标焊盘足够近,则可以选择自动完成线路。为此,请在上下文菜单中选择 Auto-finish(自动完成)。

干线布线

干线布线可让您为常见功能信号(例如差分对、总线或存储器信号)并行添加多个线路。在 DS PCB Pro 中,可以在 Add - Trunk Route(添加 - 干线布线)中找到此选项。通过三个步骤来执行干线布线。首先,必须选择需要一起布线的项目,其中可能包括焊盘、导通孔或线路末端。然后,必须选择干线布线器的起点,从该起点开始布设每条线路。最后,像添加单条线路一样,移动鼠标以添加干线布线的分段。干线布线选项可用于向设计中添加一组新的线路或修改已经存在的线路。

上图显示了仅具有两条线路的简化版干线布线。下图演示了 chipKit Max32 电路板的七条线路的起点。

自动斜接线路

通过添加 45 度短分段,此功能可用于自动调整线路的尖锐边角。直线和曲线选项均可用。您可以选择一条线路,然后从上下文菜单中选择 Auto Mitre(自动斜接)以调整该特定线路。要在所有线路上进行操作,请转到 Tools - Auto Mitre - Mitre All Tracks(工具 - 自动斜接 - 斜接所有线路)。例如,从 CONN1 到 U1 的线路已被编辑。

自动收缩线路

有时,对于电路板的某些区域而言,线路可能太宽。DS PCB Pro 的 Auto neck(自动收缩)功能使您可以动态更改线路的宽度,以便它可以越过障碍,而不会引起设计规则错误。要执行收缩,必须以 Design Technology - Net Classes(设计技术 - 网类)中可用的线路样式指定线路的最小宽度。添加或编辑线路时,可以在上下文菜单中启用 Auto Neck(自动收缩)。

平滑线路

此选项可通过减少线路的长度和导通孔数量来改善线路的表示效果。平滑处理会产生 90 度角的线路。使用此 Smooth Track(平滑线路)不会在 DRC 检查期间产生错误。要使用此功能,请选择一条线路,然后转到 Adjust Track - Smooth Track(调整线路 - 平滑线路)。下面的示例演示了 R3 和 C3 之间的线路平滑前和平滑后的效果。该线路的平滑处理(以灰色区域显示)减少了边角数量和长度。

本文总结了 DS PCB Pro 中可用于 PCB 布线的一些功能。可以在软件的 Help(帮助)部分中找到更多详细信息。上下文相关帮助为 DS PCB Pro 中的所有选项提供了直观的解释。您可以在对话框窗口的 Index(索引)选项卡中按主题搜索内容。如果您不确定任何功能,建议您首先前往此处查询,但不要忘记,您也可以在我们的论坛上向我们提问。

I am an electronics engineer who is passionate about technology. In my spare time, I like travelling, blogging and learning new languages. よろしくお願いします.

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