隨著電子市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈,PCB設(shè)計(jì)也在不斷發(fā)展,以減少電路開(kāi)發(fā)的費(fèi)用和時(shí)間。對(duì)于PCB設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō),這導(dǎo)致了對(duì)傳統(tǒng)電路板設(shè)計(jì)方法的改變。過(guò)去,設(shè)計(jì)人員曾經(jīng)擁有過(guò)長(zhǎng)的設(shè)計(jì)周期和多個(gè)原型才能開(kāi)發(fā)出一塊單板,現(xiàn)在的重點(diǎn)是利用更少的時(shí)間和更少的資源來(lái)開(kāi)發(fā)完整的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
為了跟上這一新范例,PCB設(shè)計(jì)人員發(fā)現(xiàn)除了常規(guī)的單板設(shè)計(jì)之外,他們還需要成為物理多板組裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的專家。這將要求設(shè)計(jì)師具備新的技能,并需要增強(qiáng)的PCB設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)來(lái)為他們提供工作所需的工具。幸運(yùn)的是,滿足這些要求的工具已經(jīng)在這里,可以使用了。您可以通過(guò)以下方式利用這些工具在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)。
物理多板組裝及其對(duì)PCB設(shè)計(jì)的影響
過(guò)去,PCB設(shè)計(jì)涉及的設(shè)計(jì)迭代和物理原型要比今天的設(shè)計(jì)時(shí)間表多得多。設(shè)計(jì)工具在工作方式上更加孤立,需要獨(dú)立設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)中的大量人員進(jìn)行操作。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)之間的交流并不總是最好的,而是依靠精心設(shè)計(jì)的跟蹤系統(tǒng)和在會(huì)議上花費(fèi)的時(shí)間。機(jī)械團(tuán)隊(duì)可以對(duì)系統(tǒng)外殼進(jìn)行更改,但是細(xì)節(jié)可能無(wú)法及時(shí)到達(dá)PCB布局團(tuán)隊(duì)以進(jìn)行更改。這將導(dǎo)致重新設(shè)計(jì)的額外時(shí)間,另一輪原型以及更多的費(fèi)用。然后的問(wèn)題是,由于需要盡快將產(chǎn)品推向市場(chǎng),這些問(wèn)題如何解決?
答案是創(chuàng)建高效的PCB設(shè)計(jì)工具,該工具能夠設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)中的多個(gè)電路板,而不僅僅是單個(gè)電路板實(shí)體。這不僅有助于設(shè)計(jì)更好的電路板和系統(tǒng),還有助于改善設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)之間的溝通。為了實(shí)現(xiàn)此目的,增強(qiáng)了設(shè)計(jì)工具,使其能夠與其他系統(tǒng)(例如機(jī)械設(shè)計(jì)工具)無(wú)縫協(xié)作。由于能夠?qū)胂到y(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)約束以及其他系統(tǒng)板設(shè)計(jì),PCB設(shè)計(jì)人員現(xiàn)在擁有了完整的物理多板組裝設(shè)計(jì)所需的高級(jí)工具。
完整的系統(tǒng)設(shè)計(jì)全在您的控制之下
從上至下,當(dāng)今的PCB設(shè)計(jì)系統(tǒng)能夠在原理圖的頂層對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行建模,并使用代表不同系統(tǒng)板設(shè)計(jì)的模塊進(jìn)行建模。當(dāng)您進(jìn)入每個(gè)模塊時(shí),您將能夠?yàn)樵撎囟ㄔO(shè)計(jì)處理原理圖,并像往常一樣捕獲和模擬原理圖電路。
但是,除了板級(jí)仿真之外,頂層系統(tǒng)設(shè)計(jì)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是您還可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行電路仿真。這使PCB設(shè)計(jì)人員可以更深入地了解其設(shè)計(jì),從而使他們知道系統(tǒng)的各個(gè)部分如何與其余部分進(jìn)行交互。此外,這種頂級(jí)設(shè)計(jì)方法還可以將設(shè)計(jì)任務(wù)和職責(zé)分配給團(tuán)隊(duì)成員。這有助于改善部門溝通并建立更精確的設(shè)計(jì)工作流程。
當(dāng)您進(jìn)入PCB布局時(shí),將像往常一樣使用每個(gè)單獨(dú)的電路板,但是借助設(shè)計(jì)工具的增強(qiáng)功能,您還將可以使用其他功能。您將能夠在完整的3D環(huán)境中使用您的設(shè)計(jì),從而為檢查放置是否違反間隙提供了新的視角。此外,您將能夠從機(jī)械設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)以及其他系統(tǒng)板設(shè)計(jì)中導(dǎo)入系統(tǒng)機(jī)箱數(shù)據(jù)。這將使您能夠?qū)φ麄€(gè)系統(tǒng)進(jìn)行完整的形式,裝配和功能驗(yàn)證。
使用專為整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)而構(gòu)建的PCB設(shè)計(jì)系統(tǒng),您便可以開(kāi)始關(guān)注以前更難的一些細(xì)節(jié)。例如,從單個(gè)板的設(shè)計(jì)角度來(lái)看,系統(tǒng)內(nèi)板連接是很難使用的。現(xiàn)在,設(shè)計(jì)人員擁有了能夠同時(shí)處理多個(gè)電路板的工具,可以更好地解決其中的一些問(wèn)題。
物理多板組裝的PCB設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
借助當(dāng)今先進(jìn)的PCB設(shè)計(jì)系統(tǒng)提供的功能,設(shè)計(jì)人員能夠?qū)⒕Ω嗟丶性谝郧霸谔幚韱蝹€(gè)PCB布局時(shí)更加困難的多板設(shè)計(jì)領(lǐng)域。
首先,選擇連接器并了解您可以使用的連接器對(duì)于您的多板組合件而言將是無(wú)價(jià)的。之后,學(xué)習(xí)如何與機(jī)械團(tuán)隊(duì)和制造商進(jìn)行適當(dāng)?shù)挠懻撘垣@取組裝說(shuō)明,將非常適合您,并且會(huì)了解電路板設(shè)計(jì)的材料注意事項(xiàng)。最后,讓您重新熟悉多板設(shè)計(jì)技術(shù)也不會(huì)有任何傷害。
在多板設(shè)計(jì)中使用連接器
在選擇將用于多板設(shè)計(jì)的連接器之前,應(yīng)考慮幾個(gè)注意事項(xiàng)。這些包括連接器以前所在的電路的功能,連接器的用途,需要多少個(gè)引腳以及信號(hào)性能要求。您還需要注意布局多板設(shè)計(jì),以便通過(guò)連接器的板之間存在一致的接地回路。某些連接需要連接器上有多個(gè)接地引腳,而其他連接(例如差分信號(hào))將允許您減少該數(shù)量。
對(duì)于多板應(yīng)用,選擇用于PCB的大功率連接器
完整系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的多個(gè)高速PCB將傳導(dǎo)更多的功率,并具有更嚴(yán)格的信號(hào)完整性要求。為確保您具有最可靠的板內(nèi)連接,應(yīng)選擇大功率連接器。您還需要確保已將電路板設(shè)計(jì)為能夠滿足這些連接器將要承載的其他電源和信號(hào)要求。如果您的電路板設(shè)計(jì)與連接器可以處理的電流不匹配,則可能會(huì)遇到一些潛在的嚴(yán)重問(wèn)題。
設(shè)計(jì)多板系統(tǒng)組裝配置
多板系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是能夠?qū)㈦娐饭δ芊蛛x到不同的板上。這將使您能夠擁有一個(gè)數(shù)字板和一個(gè)模擬板,而不必處理混合信號(hào)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。將這些設(shè)計(jì)鏈接在一起將需要格外小心,所有系統(tǒng)板都必須接地到機(jī)箱,這一點(diǎn)很重要。在數(shù)字板和模擬板之間連接信號(hào)時(shí),還需要格外小心。這與在混合信號(hào)板上的分離平面上布線走線非常相似,如果您不小心將屏蔽電纜用于板內(nèi)連接,則可能會(huì)在系統(tǒng)中引入串?dāng)_。
在多板系統(tǒng)中為高頻應(yīng)用選擇PCB材料
為您的多板應(yīng)用選擇正確的材料至關(guān)重要。設(shè)計(jì)人員習(xí)慣使用的標(biāo)準(zhǔn)材料(例如FR-4)在多板系統(tǒng)的額外功率,電壓和熱量下可能沒(méi)有足夠的絕緣性能。PCB制造商可以將多種材料與其他材料結(jié)合使用,從而為您的特定需求提供最佳結(jié)果。然而,除了性能以外,還有更多要考慮的因素,而成本和制造簡(jiǎn)便性很重要。您需要確保咨詢您的制造商以獲取適用于多板系統(tǒng)的最佳材料選擇。
多板機(jī)箱和系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)
多板組件從原理圖開(kāi)始。您需要使用代表單個(gè)PCB設(shè)計(jì)項(xiàng)目的方框符號(hào)來(lái)設(shè)置您的設(shè)計(jì)。頂層原理圖中表示的每個(gè)單獨(dú)的板都可以由一個(gè)或多個(gè)團(tuán)隊(duì)成員進(jìn)行工作。這將為原理圖捕獲和PCB布局提供最大的優(yōu)勢(shì)。除了每個(gè)單獨(dú)設(shè)計(jì)的電路仿真之外,您還可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行仿真。
使完整系統(tǒng)設(shè)計(jì)成為可能的PCB設(shè)計(jì)工具
當(dāng)今的PCB設(shè)計(jì)系統(tǒng)使物理多板組裝和完整系統(tǒng)設(shè)計(jì)成為可能。現(xiàn)在,有了從原理圖的頂層開(kāi)始,一直到整個(gè)設(shè)計(jì)到各個(gè)PCB布局的能力,當(dāng)今的設(shè)計(jì)師在工作中擁有前所未有的優(yōu)勢(shì)。
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