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浅谈 I 有助于 PCB 设计的CAD 工具


如今,有大批员工的办公地点从传统办公室转为远程居家,数字时代的发展变化不言而喻。从在线文档共享到视频会议,远程员工正在尽可能地利用计算机和网络所带来的便利。不过,我们是数字时代的一部分也并不意味着我们生活在数字世界中。


我们的世界充满了声色光影,必须通过模拟电子设备进行检测和捕捉。之后,这些模拟信号必须转换为数字格式,以供计算机和其他数字设备处理,然后才能以电子形式通过不同的网络分享。在 PCB 中,这种格式转换由混合信号电路完成,而为了满足当今的电子需求,还有大量的前期工作需要完成。


所有来源的模拟信号都必须转换为相应的数字信号

01. 混合信号PCB设计

从我们所见所闻,到温度和运动,不同电子设备会捕捉到无数的感官事件。这些动作和事件都以模拟信号的形式被捕捉,然后经过转换,在计算机等数字系统中进行处理。转换由系统内的混合信号电路板中的模数转换器完成。


根据信号来源的大小,模拟信号也会有所不同。例如,摄像头或麦克风检测到的光或声的大小将改变所捕获信号的振幅。然而,模拟电路的信号依赖于连续的电压或电流,并在传输和接收过程中依靠精确的控制来得到正确解读。


PCB 设计师必须在版图设计过程中对模拟和数字电路进行适当分离,以防止这两种信号产生相互影响。


模拟电路版图中需要将器件紧密放置


Cadence® Allegro® PCB Editor 设计工具提供了先进的功能,可以帮助我们设计信号返回路径。




在电路板上,信号回流路径出现重大问题的罪魁祸首之一是分割接地平面。如果设计包括一个分割的平面,就不要让走线布线穿过这个分割的平面。否则,信号的返回路径将被完全切断,造成更严重的信号完整性问题。


在这样的设计中,许多细节需要在 PCB 版图中加以管理。此时,采用先进的设计系统可以为设计师提供更高层次的帮助。

02. PCB 设计中的功能性分区

在PCB的设计中,往往采用了分区原理,即有不同的电路组来完成不同的功能,从而防止不同组电路之间产生干扰,使电路板正常运行。


通过Allegro PCB Symphony Team Design功能可让您建立一个通用数据库以执行线上layout协同作业,且每个团队成员在执行设计时可在画面中实时查看到其他团队成员对layout所做的变更。使用Symphony在线协同设计功能不只能够在本地区域网络中建立连线项目,甚至可与远程的工作伙伴建立连线,同步进行多人协同设计、实时确认,加速PCB设计流程、大幅减少返工时间。


在 layout 设计开始之前,制定完善的功能分区计划将为 PCB 设计带来很多益处。


PCB 设计工具(如 Cadence® Allegro®系列软件)提供了很多功能,供我们在绘制功能分区时使用。我们列举一些使用方法:

原理图:当捕捉原理图时,将需要位于同一分区的部件放在一起。这不仅有助于整理原理图,还可以使用这些原理图分组来帮助我们选择和整理 layout 中的部件。

“房间”:在绘制分区图时,将“房间”画在设计上是很有帮助的。虽然该步骤可以通过一些简单的图形来完成,但 Allegro 提供的名为 “rooms” 的功能也可以提供帮助。在原理图中,将使用唯一的房间名称将房间属性附加到一个分区的部分。在 layout 中,将使用图形化的房间属性创建分区,并给它也起一个名字。然后可以配置这些房间,只允许具有相应房间名称的部件归入房间,从而将部件分配到所有已设置为房间的分区。

约束管理器:该实用工具可轻松将类分配给部件和网络,以及设置层布线约束和高速设计规则。这为 layout 设计人员提供了另一个用于整理设计数据的有用工具。

设计分区:Allegro 中的这个选项允许设计人员在 layout 中指定用于团队设计的分区。不同的设计人员可以在电路板中的不同分区上工作,然后将工作成果更新到主设计中。


Cadence Allegro PCB Editor的 Constraint Manager 可用于设置布线和过孔设计规则

03. 有助于 PCB 设计的CAD 工具

要想按照严格的空间宽度放置元件,并为模拟电路进行不同走线宽度和间隔的布线,需要进行详细的数据库管理。确保充分设置并使用 CAD 系统的设计规则来控制这些约束条件。上图是 Allegro Allegro PCB Editor中Constraint Manager(规则管理器)系统中的一个示例,展示了如何为单个元件或器件类和网络类的器件间隙、走线宽度和间距输入不同的值


如果您想深入了解高速设计的进阶技巧以及Allegro PCB 工具,欢迎与我们联系。



文章内容来源于:Cadence楷登PCB及封装资源中心和Cadence官网

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