了解一下PCB

理清几个大问题,对画原理图以及layPCB板可能会有很大的帮助:

1.为什么需要板框图?

2.PCB跟原理图有什么关系,何为CAE封装和PCB封装?

3.怎么建一个新元件类型?

4.建完元件类型之后应该做的工作是什么?

解答这第一个问题之前,让我们先看看两款遥控器的电路板图。如图所示,不论是电路板的整体边缘形状,还是元器件布局,两者都是不同的,这是因为受到板框图的影响。板框图,顾名思义,就是标出板框长宽高以及一些细节等信息参数的图,它明确指出了开孔或者开槽的位置,标示出了元器件接触的限高区域,这些区域统称为禁布区。一般情况下,方案商提供的板框图都是dxf文件,用cad打开为佳,直接用PADSLayout打开的效果比较差,几乎看不到板框的信息。处理板框图的步骤一般是先去除一些“不必要”的信息,比如板框的长宽高,然后将正反两个板框重叠在一起,这样不仅可以看到顶层面和底层面的禁布区,还方便操作。为了更方便看图,通常将各层用不同的颜色显示。至于中间各层的颜色选择和命名可以根据个人喜好定夺,不过,不管是多层板还是双面板,顶层面和底层面都要设置好。总而言之,板框图的作用就是提供一个特定的区域给工程师进行电路设计。

至于原理图,根据我的理解,跟板框图没有太大的联系,因为板框图对原理图的限制比较小,不过不能说完全没有,比如原理图中选用的元器件的PCB封装,还是受板框图影响的,这个联系有点牵强。接下来按照这几天所学的内容,重点说一说原理图的作用以及怎么去画原理图。平常,我们在看一些产品实现功能的时候,通常会想到的一点就是:这个东西的原理是什么?原理对于一个产品来说,是非常重要的存在,而一般情况下,原理就集中体现在原理图上,所以原理图的重要性就不言而喻了。PADS中的原理图,不仅体现了电路能实现的功能,而且对后续工作,比如Layout、制板,都具有很关键的作用。

表面上,画原理图可以理解为用线将元器件按照自己设计的电路图连接起来,但是进入PADSlogic/designer界面添加元器件时,会发现很多基础的元器件,比如电阻、电容都不可选,这是因为我们的元器件库里没有这些元件类型。一个元件类型由CAE封装、PCB封装和电参数组成。打个比方,可以把装儿童的玩具积木桶当成元件库,不同的积木类型便是不同的元件类型,说明书上画的不同类型的积木的二维图便是元件的CAE封装,而积木的实际形状以及大小尺寸则是PCB封装了。换言之,CAE封装相同的元件,它们的PCB封装不一定相同。比如电阻的CAE封装是一样的,尺寸阻值不同的电阻在原理图上看起来一样,但是PCB封装的形状是不一样的,比如电阻的PCB封装和的是不一样的,比的明显大一些。这也就是元器件为什么要建封装的原因,它是为了让原理图更适用,也正是这些封装的存在,才使得原理图和PCB能够联系起来。将原理图导入PCB中便可得到“真实”的电路图,不过需要注意的是,在layout中呈现的电路图,里面那些元器件的标识并不是真正存在元器件实物,它们只是预留着的放元器件的位置。

另外,值得一提的是,PCB封装是在layout画的,是根据提供的规格书的元件尺寸来画的,CAE封装是在logic画的。按我的喜好,一般先建PCB封装,然后再建CAE封装,因为这种流程会让我觉得一气呵成,比较连贯。举个例子,我现在拿到一个需求,需要做出一块新的遥控器板,里面有个数字MIC,我的库没有这个元件,这时我就需要创建出这个元件。第一步,我需要得到它的规格书,知道它的尺寸,然后在Layout里面画出它的PCB封装(假设名字叫MIC),保存到我的PCB封装库里面。画完之后,我便可以在logic画出CAE封装,在这个过程中,选择PCB封装时,便可以在PCB库里找到并选择刚才我们所建的MIC了。这样整个过程会比较连贯,有始有终,这大致就是建一个元件类型的过程。最后还有一个方法去丰富我们的库,那就是找别人要原理图和对应的Layout,选择我们需要的元器件保存下来,需要注意的有两点,第一点是要注意两种封装都需要保存,然后去修改下保存下来的CAE封装;第二点是注意保存的时候要选好命名,方便以后自己选用,还有更重要的是命名得当的话对之后生成BOM表会有很大的帮助。

根据前面所说的,当我们把电路所需元件类型建立好之后,就可以把这些不同的元器件连接起来了,即画我们的原理图。在这次学习中,我画的原理图是一个遥控器,ROKUpro的原理图,如下面的图所示。一般一个原理图可以由几页组成,每一页可以画我们所有电路中的一部分,ROKUpro的原理图比较简单,于是我只用了一页,只是把各部分的电路用方框框出来。

画原理图的时候需注意两个概念,一个是元器件,一个是网络,元器件在前面已经有说明,此处就不再赘述了。网络,顾名思义,即将各个元器件连接起来组成一个网,并能相通信息。在画原理图的时候,我们习惯性地把一个整体的电路分成几部分,因为这样方便查阅,如图虽然是分开的六个电路,但是实际上它们是相连的,因为它们是一个网络。要如图一般让看似分离的电路连成网络,就需要我们给各个元件的引脚标上准确的端口名,比如在芯片的一个引脚标上

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