Navrhněte schéma PCB: Základy návrhu obvodů

Úvod
Tištěné spojové desky (PCB) jsou srdcem téměř všech moderních elektronických zařízení, od chytrých telefonů a počítačů až po průmyslové řídicí systémy a lékařské přístroje. Schéma PCB je architektonickým plánem ve světě návrh desky plošných spojů , které mapuje každé elektrické spojení, tok signálu a vztah součástek, které se ve finálním produktu stanou realitou. Vytvoření robustního a jasného schéma je klíčové nejen pro inovace a funkční úspěch, ale také pro odstraňování problémů, výrobu a kontrolu kvality během Výroba PCB procesu.
Proč začít s návrhem schématu PCB?
Projekt PCB vždy začíná pečlivě vypracovaným schématem. Tento schematický diagram poskytuje logickou reprezentaci návrhu elektronického obvodu, podrobně popisujícího rozvod napájení a uzemnění, označování vedení a symboly součástek až po systematickou organizaci toku signálů. Nástroje pro automatizaci elektronického návrhu (EDA) — jako OrCAD, Altium Designer, KiCad a EasyEDA — umožňují digitální zachycení těchto složitých návrhů a vytvářejí základ pro následné procesy, jako je Rozložení desky plošných spojů , ověření seznamu spojů , a nakonec Sestavování PCB .
Jaký je význam schématu zapojení?
- Konceptualizuje dobře strukturovaný obvod — tvoří základní plán pro návrh a odstraňování závad.
- Nezbytné pro spolupráci mezi inženýry, techniky a výrobci.
- Příručka pro výrobu a opravy v budoucnu.
Klíčové prvky schématu desky plošných spojů
- Elektronické symboly : Rezistory, kondenzátory, integrované obvody atd.
- Spoje / vodiče : Elektrická připojení a tok signálů.
- Označení / názvy spojů : Pro jasné a rozlišitelné signály.
- Symboly napájení / uzemnění: Jasně označené body napájení a reference.
- Označení součástek: podle standardů IEEE.
Pokyny pro kreslení schémat desek plošných spojů
Dobře strukturované schéma desky plošných spojů je základem spolehlivého vývoje produktu, který zajišťuje přehlednost, výrobní návaznost a efektivní spolupráci. Níže jsou uvedeny klíčové pokyny pro profesionální návrh schémat:
Vyberte vhodnou velikost stránky
Zvolte rozměry stránky podle měřítka a složitosti obvodu – vyhněte se přeplnění jednoduchých obvodů nebo plýtvání místem na nadměrně velkých stránkách. To zajistí rovnováhu mezi čitelností a spravovatelností dokumentu.
Pojmenovávejte stránky abecedně
Logicky rozdělte vícestránková schémata podle funkčních modulů a pojmenovávejte stránky abecedně. To usnadňuje navigaci a vzájemné odkazování.
Použijte mřížkový systém pro referenční body
Zapněte mřížkový systém pro rovnoměrné zarovnání komponent, vedení a symbolů. To usnadňuje směrování spojů, zajišťuje vizuální konzistenci a umožňuje přesné odkazování během kontrol návrhu.
Zahrňte titulní blok do zápatí
Přidejte standardizovaný rámec s údaji v dolní části každé stránky, obsahující důležitá metadata: velikost stránky, číslo revize dokumentu, jedinečné ID dokumentu, jméno/kontakt návrháře, datum návrhu a firemní logo. To zvyšuje stopovatelnost a profesionální úroveň.
Přidat důležité poznámky/komentáře
Vložte klíčové poznámky k důležitým návrhovým detailům: konfigurace propojovacích jumperů, omezení uspořádání desky plošných spojů (PCB), umístění měřicích bodů nebo zvláštní požadavky na součástky. Objasněte nezřejmou logiku, aby nedošlo k nesprávné interpretaci.
Zahrnout historii revizí
Udržujte sekci historie revizí pro sledování změn. To zajišťuje odpovědnost, zjednodušuje správu verzí a podporuje soulad s kvalitními standardy.
Zahrnout obsah
U vícestránkových nebo složitých projektů přidejte obsah se seznamem názvů stránek, funkčních modulů a odpovídajících čísel stránek. To umožňuje rychlou navigaci a zlepšuje použitelnost dokumentu pro týmy.
Využijte blokové schéma pro návrhové moduly
Začněte s blokovým schématem vyšší úrovně, které shrnuje hlavní funkční moduly a jejich vzájemné propojení. Tím získáte přehled o architektuře systému a průběhu signálů.
Znázornění toku signálu pomocí hierarchického návrhu
Použijte hierarchický návrh pro rozklad složitých obvodů: využijte bloky vyšší úrovně pro systémové moduly a listy nižší úrovně pro podrobné zapojení. To objasňuje propojení mezi moduly, snižuje nepořádek a usnadňuje iteraci návrhu.
Používejte standardní označení součástek
Dodržujte normy IEEE/IPC pro označování součástek: R (rezistor), C (kondenzátor), U (integrovaný obvod), D (dioda), Q (tranzistor) atd. Jednotné označení odstraňuje nejasnosti a zajišťuje kompatibilitu s průmyslovými nástroji.
Generujte symboly součástek ze standardních knihoven
Využívejte oficiální nebo průmyslem uznávané knihovny součástek pro tvorbu symbolů. Vyhněte se vlastním symbolům, pokud to není nezbytně nutné – standardizace zajišťuje konzistenci napříč návrhy a snižuje riziko chyb.
Snižte zbytečné síťové spoje
Minimalizujte nadbytečné křížení, volné sítě nebo nepoužívané připojení. Pro opakovaná připojení použijte označení sítí namísto přímých vodičů, čímž zlepšíte čitelnost a zjednodušíte úpravy návrhu.
Zachovejte čitelnost při umisťování součástek
Umisťujte součástky logicky a vyhýbejte se jejich přehlášení. Přehledné uspořádání usnadňuje přechod k návrhu desky plošných spojů a zvyšuje efektivitu kontroly návrhu.
Umístěte součástky připojené ke krystalům v těsné blízkosti
Krystaly, generátory signálu a přidružené kondenzátory/odpory umístěte co nejblíže hodinovým vývodům mikrořadiče (MCU). Tím minimalizujete rušení signálu, zkrátíte délku spojů a zlepšíte integritu hodinového signálu.
Proveďte kontrolu návrhových pravidel (DRC) pro posouzení integrity návrhu
Spusťte automatickou kontrolu návrhových pravidel (DRC) pomocí softwaru pro návrh schémat, abyste identifikovali chyby, jako jsou nepřipojené vývody, zkraty nebo neplatná přiřazení součástek. Odstraňte porušení DRC před přechodem k tvorbě rozložení.
Ručně ověřte spoje, abyste eliminovali potenciální chyby
Doplňte DRC ručním ověřením spojů: křížově zkontrolujte všechny napájecí sítě, signální cesty a propojení součástek. Tím zachytíte jemné chyby, které mohou uniknout automatickým nástrojům.
Vygenerujte kompletní seznam materiálu (BOM)
Vytvořte podrobný seznam materiálu (BOM) včetně důležitých údajů: označení součástek, počet kusů, hodnoty, výrobní čísla (MPN), informace o dodavatelích a typ puzdra (footprint). Kompletní BOM urychluje pořizování a výrobní procesy.
Poznámky k použití pro Kingfield:
- Přizpůsobte blok popisku a historii revizí interním standardům dokumentů společnosti Kingfield.
- Pro marketingové nebo technické dokumenty tento průvodce doplňte příklady schémat, abyste zvýšili jeho praktickou hodnotu.
- Upravte pokyny dle požadavků konkrétního odvětví přidáním poznámek týkajících se shody s předpisy.

Jak vytvořit efektivní schéma návrhu desky plošných spojů
Efektivní návrh schématu DPS: Stručný průvodce
- Upřesněte cíle : Definujte aplikaci, funkční bloky a omezení.
- Vyberte nástroje : Použijte Altium/KiCad/Eagle pro kompatibilitu a podporu knihoven součástek.
- Standardizujte součástky :
-
- Používejte ověřené symboly a plošné spoje výrobce.
- Pojmenujte jako „U1_MCU_STM32F4“; přidejte hodnoty, pouzdra, SPN.
- Optimalizujte uspořádání :
-
- Logicky seskupte funkční bloky; minimalizujte křížení spojů.
- Použijte hierarchický návrh pro složité desky plošných spojů.
-
- Ověřte pinout podle datasheetů; přidejte ochranné obvody.
- Dodržujte IPC-2221/ISO 13485/IATF 16949; označte kritické signálové vedení.
-
- Zahrňte referenční označení, poznámky ke klíčovým obvodům, název schématu.
- Integrujte detailní seznam součástek (BOM).
-
- Vlastní nebo kolegyně revize; simulace kritických obvodů; ověření seznamu spojů (netlist).
- Předání pro rozložení exportujte seznamy spojů/BOM/Gerber soubory; komunikujte kritické požadavky.
Význam schémat desek plošných spojů při návrhu desky plošných spojů
- Základní plán : Převádí elektrické požadavky na realizovatelnou návrhovou logiku, která řídí výběr komponent, připojení a uspořádání.
- Prevence chyb : Ověřuje integritu obvodu již na začátku, čímž snižuje riziko zkratů a funkčních poruch při výrobě.
- Spolupráce mezi týmy : Sjednocuje inženýry prostřednictvím standardizovaného referenčního dokumentu pro komunikaci.
- Regulační shoda : Umožňuje soulad s průmyslovými normami díky zdokumentovanému záměru návrhu.
- Diagnostika a údržba : Usnadňuje odstraňování závad a opravy po výrobě.
- Seznam materiálu a nákup : Přímo generuje přesný seznam materiálu (BOM) s detaily komponent pro nákup.
- Škálovatelnost a iterace : Podporuje hierarchický návrh pro složité desky plošných spojů a zjednodušuje revize.
- Nákladová kontrola : Sníží náklady na předělávky tím, že včas odhalí chyby v návrhu, a tak se vyhnete nákladným výrobním iteracím.
Proces návrhu schématu desky plošných spojů: krok za krokem
Proces návrhu schématu desky plošných spojů následuje logický, sekvenční pracovní postup, který zajišťuje přesnost, soulad s požadavky a hladký přechod k fyzickému uspořádání desky. Každý krok navazuje na předchozí, s jasnými výstupy a kontrolními body kvality:
Definovat požadavky na návrh
Tento základní krok vyžaduje křížovou koordinaci, aby se předešlo rozšiřování rozsahu projektu a předělávkám návrhu. Začněte zdokumentováním:
- Elektrické specifikace : Rozsahy vstupního/výstupního napětí, limity provozního proudu, frekvence signálů a požadavky na odolnost proti rušení.
- Architektura napájení : Ujasněte si zdroje napájení, potřeby regulace napětí a distribuci napájení.
- Požadavky na signály : Identifikujte typy signálů, komunikační protokoly a kritické omezení signálů.
- Mechanická a environmentální omezení : Omezení velikosti/tvaru desky plošných spojů, rozsah provozní teploty a standardy spolehlivosti.
- Dodržované normy : Regulační požadavky, které ovlivňují návrh schématu.
Nakreslete blokový diagram
Převeďte DSD na vysokou úroveň blokového diagramu, abyste vizualizovali architekturu systému. Klíčové kroky:
- Identifikujte funkční moduly : Rozdělte systém na základní bloky.
- Definujte propojení : Použijte šipky k označení toku signálu/napájení mezi bloky. Označte kritické sítě.
- Zjednodušte složitost : U víceblokových systémů seskupte související bloky. Pro zřejmost používejte standardní symboly.
- Ověřte se zúčastněnými stranami : Přezkoumejte blokové schéma, abyste potvrdili, že jsou splněny všechny požadavky, a proveďte úpravy před přechodem k podrobnému návrhu.
Tvorba schématu
Použijte profesionální CAD software k převedení blokového schématu na podrobné schéma. Dodržujte tyto osvědčené postupy:
- Nastavte parametry projektu : Nakonfigurujte velikost stránky, mřížku a šablony návrhu před zahájením práce.
-
Umístění komponentů :
- Používejte standardní knihovny pro umisťování součástek – vyhýbejte se vlastním symbolům, pokud to není zcela nezbytné.
- Seskupte komponenty podle funkčních modulů a uspořádejte je pro logický tok signálů.
- Udržujte kritické komponenty přístupné pro budoucí poznámky a křížové odkazy.
-
Směrování spojů :
- Použijte mřížku k zarovnání spojů a vyhnete se nepořádným, překrývajícím se vodičům.
- Nahraďte dlouhé, nadbytečné vodiče označeními spojů.
- U hierarchických návrhů vytvořte list nejvyšší úrovně s blokovými symboly a poté každý blok propojte s nižší úrovní listu obsahujícího detailní obvod.
- Křížové odkazy : Použijte funkce softwaru k propojení komponent napříč vícestránkovými schématy a zajistěte tak kompletnost všech spojení.
Přidat informace o komponentách
Obohaťte schéma o praktická data pro výrobu, zásobování a odstraňování závad:
- Označení prvků : Přiřaďte označení podle standardu IEEE (podle 4.10) konzistentně. Vyhněte se duplicitním nebo nejednoznačným označením.
-
Hodnoty a parametry součástek : Uveďte přesné parametry:
- Rezistory: Hodnota (10kΩ), tolerance (±1 %), výkonový výkon (0,25 W), pouzdro (0402).
- Kondenzátory: Hodnota (10 µF), napěťová úroveň (16 V), dielektrikum (X5R), pouzdro (0603).
- Integrované obvody: Označení typu (STM32F407VG), konfigurace vývodů (DIP-40) a klíčové specifikace (32bitové ARM Cortex-M4).
- Výrobce a údaje o pouzdrech : Uveďte výrobní čísla součástek (MPN), odkazy na technické listy a označení pouzder pro DPS.
- Přehled : Přidejte poznámky k zvláštním požadavkům.
- Tato informace zajišťuje, že schéma je "vyrábětelné" a snižuje chyby při získávání součástek a montáži.
Provést kontrolu elektrických pravidel (ERC)
ERC je automatický ověřovací krok, který odhalí chyby na úrovni schématu před přechodem k uspořádání. Postupujte podle tohoto postupu:
- Nakonfigurovat pravidla ERC : Nastavte pravidla specifická pro software, která odpovídají vašim návrhovým požadavkům.
- Spustit ERC : Spusťte kontrolu a vygenerujte zprávu se seznamem porušení.
-
Vyřešit porušení :
- Závažné chyby: Vyřešte okamžitě.
- Upozornění: Zkontrolujte a vyřešte, pokud mají vliv.
- Informační: Dokument pro budoucí použití.
- Znovu spustit ERC : Opakujte, dokud nezbudou žádné kritické chyby. U složitých návrhů proveďte vedle ERC ruční kontrolu, aby byly zachyceny okrajové případy.
Vygenerovat seznam spojů (netlist)
Seznam spojů (netlist) je textový soubor, který definuje všechny součástky, jejich vývody a spoje mezi nimi – slouží jako most mezi schématem a uspořádáním desky. Hlavní kroky:
- Vyberte formát seznamu spojů (netlist) : Vyberte formát kompatibilní s vaším softwarem pro tvorbu tištěných spojů.
- Vygenerovat seznam spojů (netlist) : Pomocí CAD softwaru exportujte seznam spojů – ujistěte se, že jsou zahrnuty všechny součástky, hodnoty a připojení.
-
Ověřit přesnost seznamu spojů (netlist) :
- Zkontrolujte výběr komponent a spojů podle schématu, aby byly potvrzeny žádné chybějící nebo nesprávné připojení.
- Ověřte, že označení prvků, čísla součástek a plošné spoje odpovídají schématu.
- Opravit chyby v seznamu spojů : Opravte problémy, jako je "Nedefinovaná komponenta" nebo "Neplatný název spoje", než budete importovat do softwaru pro uspořádání.
- Čistý a přesný seznam spojů je klíčový pro vyhnutí se chybám při uspořádání a snížení předělávky desek plošných spojů.
Přechod k uspořádání desky plošných spojů
Posledním krokem návrhu schématu je příprava na uspořádání – zajištění hladkého předání týmu pro návrh desky plošných spojů. Klíčové kroky:
- Zabalení výstupů ze schématu : Shromážděte finální schéma (všechny stránky), zprávu ERC, seznam spojů, BOM (podle 4.17) a poznámky k návrhu do projektového balíčku.
- Komunikujte omezení uspořádání : Sdílejte klíčové požadavky s týmem pro rozložení.
- Shoda na návrhových pravidlech : Potvrďte pravidla návrhu rozložení na základě omezení schématu.
- Předání a spolupráce : Použijte nástroje pro správu verzí k sdílení souborů a vytvořte smyčku zpětné vazby – rychle řešte otázky týkající se rozložení.
- Tým pro rozložení bude používat seznam spojů (netlist) k umístění součástek a vedení spojů, přičemž bude vycházet ze schématu, aby zajistil soulad s návrhovým záměrem.

Jak číst schémata tištěných spojů
Čtení schématu plošného spoje vyžaduje porozumění jeho vizuálnímu jazyku, logické struktuře a klíčovým prvkům. Níže je uveden podrobný návod, jak sledovat cesty a dešifrovat součástky pro montáž, odstraňování závad a reverzní inženýrství.
Sledování napájecích, uzemňovacích a signálových cest
Schémata jsou uspořádána kolem tří základních typů cest – osvojením si těchto typů zvládnete orientaci v libovolném návrhu.
Sledování napájecích cest
Napájecí cesty dodávají energii všem komponentům – začněte zde, abyste pochopili „životní sílu“ obvodu:
- Identifikujte zdroje napájení : Najděte vstupní napájecí komponent.
- Sledujte napěťovou regulaci : Sledujte napájení od zdroje k napěťovým regulátorům, které převádějí vstupní napětí na použitelné úrovně. Poznamenejte si filtrační komponenty, které snižují šum.
- Zmapujte distribuci napájení : Sledujte vedení stabilizovaného napětí, senzory (U3) a LED diody (D1-D3).
- Zkontrolujte odrušovací kondenzátory : Hledejte kondenzátory malé kapacity připojené mezi napájecí vedení a zem při integrovaných obvodech – ty stabilizují napětí a odstraňují šum pro jednotlivé komponenty.
Sledování zemnících cest
Zem (GND) je referenční bod pro všechny signály a napájení – klíčový pro stabilitu obvodu:
- Rozpoznání značek země : Schémata používají standardní značky:
- Digitální zem: Plná čára.
- Analogová zem: Trojúhelníkový symbol.
- Šasi zem: Symbol se zemní rovinou.
- Sledování zemnících připojení : Ujistěte se, že všechny komponenty mají zemnící cestu. Vyhněte se „plavajícím“ komponentám – ty způsobují nestabilní chování.
- Pozor na oddělení zemí : U obvodů se smíšeným signálem se analogové a digitální zemnící sítě často spojují v jednom bodě, aby se snížil přeskok signálu – trasujte tento bod spojení, abyste pochopili potlačení rušení.
Sledování signálních cest
Signální cesty přenášejí data nebo řídicí signály mezi komponentami – sledujte je, abyste pochopili funkci obvodu:
- Sledovat tok signálu : Sledujte síť až k cíli – připojuje se ke kontaktu 6 řídicí jednotky MCU pro analogově-digitální převod. Poznamenejte si mezilehlé komponenty.
- Sledovat řídicí signály : Identifikujte řídicí signály, které aktivují/deaktivují komponenty.
- Pohyb v rámci vícestránkových schémat : K propojení signálů mezi stránkami použijte obsah a křížové odkazy.
Rozluštění referenčních označení pro montáž a odstraňování závad
Referenční označení jsou „názvy“ komponent – jejich ovládnutí je klíčem k praktickému používání schémat:
Standardní předpony referenčních označení
Zapamatujte si tyto standardní předpony IEEE, abyste mohli rychle identifikovat typy komponent:
|
Předpona
|
Typ komponentu
|
Příklad
|
Hlavní funkce
|
|
R
|
Rezistor
|
R5
|
Omezuje proud, dělí napětí
|
|
C
|
Kondenzátor
|
C8
|
Ukládá náboj, filtruje šum
|
|
U
|
Integrovaný obvod (IC)
|
U3
|
MCU, regulátor, senzor
|
|
H
|
Dioda
|
D2
|
Blokuje zpětný proud
|
|
Q
|
Tranzistor
|
Q1
|
Zesiluje signály, spíná obvody
|
|
J
|
Konektor
|
J4
|
Port USB, konektor senzoru
|
|
L
|
Induktor
|
L3
|
Ukládá energii, filtruje střídavé signály
|
|
Sw
|
Spínač
|
SW1
|
Vstup uživatele (tlačítko, přepínač)
|
|
F
|
Pojistka
|
F1
|
Chrání obvod před nadproudem
|
Použití označení pro montáž
Během montáže desky plošných spojů mapují označení součástky ze schématu na fyzická pouzdra na desce plošných spojů:
- Najít součástky : Ve schématu najděte označení a poznamenejte si jeho hodnotu (10kΩ) a pouzdro.
- Přiřadit k desce plošných spojů : Na fyzické desce plošných spojů najděte popisek na potisku „R10“ a připevněte odpovídající rezistor 10kΩ 0402.
- Ověřit soulad se seznamem materiálu : Porovnejte označení se seznamem materiálu (BOM), abyste zajistili správné získání součástek.
Použití označení pro odstraňování závad
Označení usnadňují diagnostiku problémů v obvodu:
- Najít vadné komponenty : Pokud senzor nefunguje, vyhledejte jeho označení (U3) na schématu a vysledujte cesty napájení a uzemnění – pomocí multimetru zkontrolujte, zda je na pinu 1 označení U3 přítomno napájení.
- Ověřit signální cesty : Pokud selže komunikace, vysledujte signál "UART_TX" od pinu 7 mikrořadiče U2 ke kontaktu 3 konektoru J4 – zkontrolujte přerušené spoje nebo nesprávné hodnoty součástek.
- Kontrola datových listů : Pomocí čísla součástky z označení (ze seznamu materiálů BOM) vyhledejte datový list dané součástky – ověřte zapojení pinů podle schématu.
Klíčové tipy pro čtení složitých schémat
- Začněte s blokovým diagramem : Použijte blokové schéma vyšší úrovně, abyste se zorientovali, než se pustíte do podrobného zapojení – identifikujte hlavní modul a postupujte směrem ven.
- Používejte poznámky : Věnujte pozornost poznámkám, které objasňují nezřejmou logiku.
- Seskupte komponenty podle funkce : Mentálně seskupte komponenty se stejným předponou označení, abyste porozuměli dílčím obvodům.
- Procvičujte si práci s jednoduchými schématy : Začněte s jednoduchými obvody, abyste ovládli sledování cest a rozpoznávání označení, než přejdete k složitějším návrhům.
Rozdíl mezi schématem desky plošných spojů a uspořádáním desky plošných spojů
Srovnávací tabulka
|
Aspekt
|
Schéma
|
Rozložení
|
|
Účel
|
Logické spojení
|
Fyzická realizace
|
|
Vidět
|
Abstraktní/symbolické
|
Geometrické na desce plošných spojů
|
|
Focus
|
Funkce, tok signálu
|
Umístění, směrování
|
|
Fáze
|
Počáteční návrh
|
Podle schématu
|
|
Výkon
|
Seznam spojů, seznam součástek
|
Gerber, vrtání, osazovací text
|
|
Kontrola
|
Kontrola elektrických pravidel, kontrola návrhových pravidel
|
Kontrola návrhových pravidel, výrobní kontroly
|
|
Výsledek
|
Jasnost návrhu
|
Připraveno pro výrobu
|
Kroky přechodu od schématu k uspořádání
Definujte obrys desky a vrstvy
Nastavte rozměry desky; zvolte počet vrstev (2/4/6+) a materiál; uveďte tloušťku mědi a dielektrické vlastnosti.
Umístění komponentů
Uspořádejte podle funkce, upřednostněte integritu signálu a vyrábětelnost; zajistěte přístup pro testování/skládání; vyhýbejte se překrývajícím se ploškám.
Proveďte propojování
Propojujte po nejkratších, nejmenších šumových cestách; upřednostněte napájení/zem a vysokorychlostní signály; dodržujte impedanční přizpůsobení (50Ω/100Ω); minimalizujte křížení.
Proveďte kontrolu návrhových pravidel (DRC)
Spusťte kontrolu návrhových pravidel pro ověření šířky stop, vzdáleností, velikosti přechodových děr a výrobních pravidel; opravte porušení (zkraty, problémy se vzdálenostmi) před finálním uzavřením.
Příprava výrobních souborů
Exportovat Gerber, vrtací soubory, BOM a montážní výkresy; zajistit kompatibilitu se výrobci desek plošných spojů.
Nejlepší software a nástroje pro schémata DPS v roce 2024
|
Software
|
Klíčové vlastnosti
|
Silné stránky
|
Nejvhodnější případy použití
|
|
Altium Designer
|
Integrované schéma/uspořádání, 3D zobrazení
|
Silný pro složité návrhy, průmyslový standard
|
Profesionální/vysokonákladové projekty, vysokorychlostní obvody
|
|
OrCAD
|
Pokročilá simulace, spolupráce týmu
|
Spolehlivé pro letecký/automobilový průmysl, podpora dodržování předpisů
|
Průmyslové/regulované odvětví
|
|
KiCad
|
Open-source, multiplatformní, standardní knihovny
|
Zdarma, aktivní komunita
|
Hobbyisté, startupy, open-source
|
|
Eagle
|
Uživatelsky přívětivé, integrace s cloudem
|
Lehké, snadné pro začátečníky
|
Jednoduché desky plošných spojů, hobby projekty
|
|
Proteus
|
Schéma+PCB+SPICE simulace
|
Vše-v-jednom pro prototypování
|
Vzdělávání, prototypy s nízkou složitostí
|
|
EasyEDA
|
Webová aplikace, žádná instalace, spolupráce
|
Přístupné odkudkoli, nízká náročnost na učení
|
Začátečníci, rychlé prototypování
|
Užitečné tipy pro návrh PCB schémat pro začátečníky
- Začněte s jednoduchými obvody; cvičte si opakováním open-source projektů.
- Vždy si zkontrolujte technické listy součástek pro vývody, parametry a kompatibilitu plošiny.
- Využijte online zdroje: YouTube tutoriály, fóra (Reddit r/PrintedCircuitBoard).
Běžné symboly schémat desek plošných spojů
|
Komponent
|
Symbol
|
Popis
|
|
Rezistor
|
▭▬▭ / ▭▭▭
|
Stabilní rezistor (norma IEEE)
|
|
Kondenzátor
|
⏚⏚
|
Nepolární kondenzátor
|
|
Dioda
|
⚡▶
|
Usměrňovací dioda
|
|
Npn transistor
|
▲ se 3 kolíky
|
Emitor, báze, kolektor
|
|
IC
|
▭ s kolíky
|
Integrovaný obvod (označte kolíky číselně)
|
|
Výkon
|
VCC/+
|
Pozitivní napájení
|
|
Povrch
|
⏚
|
Digitální/analogové uzemnění
|
Kontrolní seznam pro dokonalý schéma DPS
- Správná čísla svorek/popisky všech součástek
- Přesné hodnoty součástek a označení poloh
- Jasné spoje mimo stránku
- Správné derivační kondenzátory a kompletní seznam materiálu (BOM)
- Žádné nezapojené svorky ani zkratované sítě
- Shoda se standardy IEEE/IPC
Závěr
Návrh schématu DPS je klíčový pro spolehlivý vývoj DPS. Úspěch vyžaduje technické plánování, přesný výběr součástek a jejich zapojení a dodržování norem – to minimalizuje výrobní chyby, snižuje náklady na předělávky a zajišťuje, že finální produkt splňuje požadavky.
Nejčastější dotazy
Q1: Je KiCad vhodný pro profesionální návrhy DPS?
A1: Ano – podporuje složité návrhy s více vrstvami a export výrobních souborů, široce používané startupy a malými a středními podniky.
Q2: Jaký je rozdíl mezi ERC a DRC?
A2: ERC kontroluje chyby na schématu; DRC ověřuje fyzické omezení uspořádání.
Q4: Proč potřebujeme odrušovací kondenzátory?
A3: Stabilizují napětí napájení integrovaných obvodů, filtrují rušení a zabraňují poklesům napětí způsobeným přechodnými proudy.
Q6: Jak vybrat dvouvrstvé nebo čtyřvrstvé desky plošných spojů?
A4: Dvouvrstvé pro jednoduché obvody; čtyřvrstvé pro složitější návrhy.