Kā zīmēt PCB shēmu: Efektīva PCB shēmas projektēšana

Izstrādāt PCB shēmu: Elektriskās shēmas pamati

Ievads

Iespiestās shēmas plates (PCB) ir gandrīz visu mūsdienu elektronisko ierīču, sākot no viedtālruņiem un datoriem līdz rūpniecības vadības sistēmām un medicīniskajām iekārtām, sirds. PCB shēma shēmas dizaina pasaulē , kas attēlo katru elektrisko savienojumu, signālu plūsmu un komponentu attiecības, kuras kļūs par realitāti galaproduktā. Robustas un skaidras shēmatisks diagramma izstrāde ir būtiska ne tikai inovācijām un funkcionālajam panākumam, bet arī kļūmu novēršanai, ražošanai un kvalitātes kontrolei laikā, kad notiek PCB izgatavošana procesu.

Kāpēc sākt ar PCB shēmas izstrādi?

PCB projekts vienmēr sākas ar rūpīgi izstrādātu shēmu. Šī shēmatisks diagramma sniedz loģisku attēlojumu par elektroniskās shēmas dizainu, detalizēti aprakstot visu, sākot no barošanas un zemējuma sadalīšanas, kontaktu marķēšanas un komponentu simboliem līdz signālu plūsmas sistēmiskai organizācijai. Elektronisko projektēšanas automatizācijas (EDA) rīki —piemēram, OrCAD, Altium Designer, KiCad un EasyEDA—ļauj digitāli fiksēt šos sarežģītos dizainus, veidojot pamatu turpmākajiem procesiem, piemēram, PCB izkārtojums , savienojumu saraksta pārbaudei , un beigās, PCB montāža .

Kāda ir shēmatisks diagrammas nozīme?

• Konceptualizē labi strukturētu shēmu — veido pamatnes dizainam un problēmu novēršanai.
• Būtiski sadarbībai starp inženieriem, tehnikiem un ražotājiem.
• Norādījumi ražošanai un remontam nākotnē.

Galvenie PCB shēmas elementi

• Elektroniskie simboli : Pretestības, kondensatori, integrālās shēmas utt.
• Vadi / līnijas : Elektriskās savienojumu un signālu plūsma.
• Apmarkojumi / vadu nosaukumi : Skaidri un atšķirīgi signāli.
• Barošanas/zemējuma simboli: Skaidri marķēti barošanas un atskaites punkti.
• Komponentu apzīmējumi: saskaņā ar IEEE standartiem.

Vadlīnijas PCB shēmu diagrammu zīmēšanai

Labi strukturēta PCB shēma ir uzticamas produktu attīstības pamats, nodrošinot skaidrību, ražošanas efektivitāti un sadarbības efektivitāti. Zemāk ir galvenās vadlīnijas, kuras jāievēro profesionālai shēmas projektēšanai:

Izvēlieties piemērotu lapas izmēru

Izvēlieties lapas izmērus, kas atbilst shēmas mērogam un sarežģītībai—izvairieties no pārpildīšanas vienkāršām shēmām vai tukša vietas izšķiešanas pārāk lielās lapās. Tas līdzsvaro lasāmību un dokumenta pārvaldāmību.

Nosauciet lapas alfabētiskā secībā

Loģiski sadaliet vairāku lapu shēmas pēc funkcionalitātes moduļiem un nosauciet lapas alfabētiskā secībā. Tas vienkāršo navigāciju un krustatsauci.

Ieviest režģa sistēmu atskaites punktiem

Iespējot režģa sistēmu komponentu, vadi un simbolu vienmērīgai izvietošanai. Tas vienkāršo savienojumu maršrutēšanu, nodrošina vizuālu saskaņotību un atvieglo precīzu krustatreferēšanu dizaina pārskatīšanas laikā.

Iekļaut virsrakstu bloku kājenes daļā

Pievienot standartizētu virsrakstu bloku katras lapas apakšā, kas satur būtiskus metadatus: lapas izmēru, dokumenta versijas numuru, unikālo dokumenta ID, dizainera vārdu/kontaktinformāciju, dizaina datumu un uzņēmuma logotipu. Tas uzlabo izsekojamību un profesionālismu.

Pievienot svarīgas piezīmes/komentārus

Iekļaut galvenos paskaidrojumus svarīgiem dizaina aspektiem: lēcēju konfigurācijas, PCB izkārtojuma ierobežojumi, testa punktu atrašanās vietas vai speciāli komponentu prasības. Skaidrot navērtīgu loģiku, lai izvairītos no nepareizas interpretācijas.

Iekļaut revīziju vēsturi

Uzturēt revīziju vēstures sadaļu, lai sekotu izmaiņām. Tas nodrošina atbildības uzturēšanu, vienkāršo versiju kontroli un atbalsta atbilstību kvalitātes standartiem.

Iekļaut saturu rādītāju

Vairāku lapu vai sarežģītiem projektiem pievienojiet satura rādītāju ar lapu nosaukumiem, funkcionālajiem moduļiem un atbilstošajiem lappušu numuriem. Tas ļauj ātru navigāciju un uzlabo dokumenta lietošanu komandām.

Izmantojiet blokshēmas dizaina moduļiem

Sāciet ar augsta līmeņa blokshēmu, lai izklāstītu galvenos funkcionālos moduļus un to savienojumus. Tas sniedz pārskatu par sistēmas arhitektūru un signālu plūsmu.

Attēlojiet signālu plūsmas ceļu, izmantojot hierarhisku dizainu

Izmantojiet hierarhisku dizainu sarežģītu shēmu sadalīšanai: izmantojiet augstāka līmeņa blokus sistēmas moduļiem un zemāka līmeņa lapas detaļām. Tas skaidro starpmoduļu savienojumus, samazina haosu un vienkāršo dizaina iterāciju.

Izmantojiet standarta komponentu apzīmējumus

Ievērojiet IEEE/IPC standartus komponentu marķēšanai: R (rezistors), C (kondensators), U (integrētā shēma), D (diode), Q (tranzistors) utt. Konsekventi apzīmējumi novērš neskaidrības un nodrošina saderību ar rūpniecības rīkiem.

Ģenerēt komponentu simbolus no standarta bibliotēkām

Izmantojiet oficiālas vai nozari atzītas komponentu bibliotēkas, lai izveidotu simbolus. Izvairieties no pielāgotiem simboliem, ja vien tie nav nepieciešami — standartizācija nodrošina vienveidību visās dizaina versijās un samazina kļūdu risku.

Samazināt nevajadzīgas tīkla savienojumu

Minimizējiet liekus šķērsojumus, karājošos tīklus vai neizmantotus savienojumus. Izmantojiet tīkla marķējumus vietā tiešajiem vadiem atkārtotiem savienojumiem, lai uzlabotu lasāmību un vienkāršotu dizaina modificēšanu.

Saglabāt komponentu novietošanas lasāmību

Novietojiet komponentus loģiski un izvairieties no pārpildīšanas. Rūpīga izkārtojuma izmantošana vienkāršo pāreju uz PCB izkārtojumu un uzlabo dizaina pārskatīšanas efektivitāti.

Novietot komponentus, kas savienoti ar kristāliem, tuvu vienam otram

Kristālus, kristālu oscilatorus un tiem pievienotos kondensatorus/pretestības novietojiet pēc iespējas tuvāk MCU takts spraugām. Tas minimizē signāla traucējumus, samazina trasi garumu un uzlabo takts signāla integritāti.

Palaist DRC, lai novērtētu dizaina integritāti

Izpildiet automātisku dizaina noteikumu pārbaudi (DRC), izmantojot shēmu projektēšanas programmatūru, lai identificētu kļūdas, piemēram, nevienotas kontaktligzdas, īssavienojumus vai nederīgus komponentu piešķīrumus. Novērst DRC pārkāpumus pirms pārejas uz izkārtojumu.

Manuāli pārbaudiet tīklus, lai novērstu potenciālas kļūdas

Papildiniet DRC ar manuālu tīklu pārbaudi: krusteniski pārbaudiet visus barošanas tīklus, signāla ceļus un komponentu savienojumus. Tas palīdz noteikt nelielas kļūdas, kuras var izlaist automatizēti rīki.

Ģenerējiet pilnu BOM

Izveidojiet detalizētu materiālu sarakstu (BOM), iekļaujot būtiskus datus: komponentu atsauces apzīmējumus, daudzumus, vērtības, ražotāja daļu numurus (MPN), piegādātāju informāciju un izkārtojumus. Pilns BOM paātrina iegādes un ražošanas procesus.

Lietošanas piezīmes Kingfield:

• Pielāgojiet virsrakstu bloku un revīzijas vēsturi, lai atbilstu Kingfield iekšējiem dokumentu standartiem.
• Mārketinga vai tehniskās dokumentācijas nolūkos šo rokasgrāmatu papildiniet ar shēmu piemēriem, lai palielinātu praktisko pielietojamību.
• Pielāgojiet vadlīnijas nozares specifiskajām prasībām, pievienojot atbilstības saistītus komentārus.

Kā izveidot efektīvu PCB dizaina shēmu

Efektīvs PCB shēmas dizains: Īss ceļvedis

• Precizēt mērķus : Definēt lietojumprogrammu, funkcionalitātes blokus un ierobežojumus.
• Izvēlieties rīkus : Izmantojiet Altium/KiCad/Eagle saderībai un komponentu bibliotēku atbalstam.
• Standartizējiet komponentus :

• • Izmantojiet verificētus ražotāju simbolus/uzstādīšanas izmērus.
  • Nosaukt kā "U1_MCU_STM32F4"; pievienot vērtības, iepakojumus, SPN.

• Optimizēt izkārtojumu :

• • Funkcionālos blokus grupēt loģiski; minimizēt vadiņu krustošanos.
  • Sarežģītiem PCB izmantot hierarhisku dizainu.

• Nodrošināt precizitāti :

• • Pārbaudīt kontaktu izvietojumu saskaņā ar datu lapām; pievienot aizsardzības shēmas.
  • Ievērot IPC-2221/ISO 13485/IATF 16949; marķēt kritiskos tīklus.

• Annotēt skaidri :

• • Iekļaut atsauces apzīmējumus, galvenos ķēžu komentārus, nosaukumu bloku.
  • Integrēt detalizētu BOM.

• Pārskatīt un validēt :

• • Pašpārbaude/kolēģa pārbaude; simulēt kritiskās shēmas; pārbaudīt netlist.

• Pārdošana izkārtojumam : Eksportēt tīkla sarakstus/BOM/us/Gerber failus; sazināties par kritiskajām prasībām.

Nozīme PCB shēmās, projektējot PCB plates

• Pamata celtnēm : Pārtulko elektriskās prasības darbības loģikā, vadot komponentu izvēli, savienojumus un izkārtojumu.
• Kļūdu novēršana : Apstiprina shēmas integritāti jau sākumā, samazinot īssavienojumus/funkcionālas kļūdas ražošanā.
• Kopdarbs starp komandām : Apvieno inženierus ar standartizētu atskaites bāzi komunikācijai.
• Regulatīvo noteikumu ievērošana : Ļauj saskaņoties ar nozares standartiem, dokumentējot dizaina mērķi.
• Kļūdu meklēšana un uzturēšana : Veicina problēmu novēršanu un remontu pēc ražošanas.
• BOM un iegāde : Tieši ģenerē precīzu materiālu sarakstu (BOM) ar komponentu datiem iegādei.
• Mērogojamība un iterācija : Atbalsta hierarhisku dizaina izstrādi sarežģītiem PCB un vienkāršo pārskatīšanu.
• Koshtu kontrols : Samazina pārdarbības izmaksas, agrīnā stadijā identificējot dizaina trūkumus, izvairoties no dārgām ražošanas iterācijām.

Printētas platīnes shēmas dizaina process: soli pa solim

Printētas platīnes shēmas dizaina process seko loģiskam, secīgam darba plūsmas modelim, lai nodrošinātu precizitāti, atbilstību un bezproblēmu pāreju uz fizisko PCB izkārtojumu. Katrs solis balstās uz iepriekšējo, ar skaidri definētiem rezultātiem un kvalitātes pārbaudes punktiem:

Noteikt dizaina prasības

Šis pamata solis prasa sadarbību starp dažādām funkcijām, lai izvairītos no pārmērīgas apjoma paplašināšanās un nepieciešamības pēc dizaina pārstrādes. Sāciet ar dokumentēšanu:

• Elektroapgādes specifikācijas : Ieejas/izejas sprieguma diapazoni, ekspluatācijas strāvas robežas, signālu frekvences un trokšņa izturības prasības.
• Enerģētiskā arhitektūra : Noskaidrot enerģijas avotus, sprieguma regulēšanas vajadzības un enerģijas sadali.
• Signāla prasības : Identificēt signālu tipus, komunikācijas protokolus un kritiskos signālu ierobežojumus.
• Mehāniskie un vides ierobežojumi : PCB izmēru/formas ierobežojumi, ekspluatācijas temperatūras diapazons un uzticamības standarti.
• Atbilstības standarti : Regulatorās prasības, kas ietekmē shēmas dizainu.

Uzzīmēt blokshēmu

Pārtulkot DSD augsta līmeņa blokshēmā, lai vizualizētu sistēmas arhitektūru. Galvenie soļi:

• Identificēt funkcionalos moduļus : Sadaliet sistēmu pamatblokos.
• Definēt savienojumus : Izmantojiet bultas, lai norādītu signāla/enerģijas plūsmu starp blokiem. Marķējiet kritiskos tīklus.
• Vienkāršot sarežģītību : Daudzmoduļu sistēmām apvienojiet saistītos blokus. Lai uzlabotu skaidrību, izmantojiet standarta simbolus.
• Validēt ar ieinteresētajām pusēm : Pārskatiet blokshēmu, lai pārliecinātos, ka visi prasības ir ņemtas vērā, un veiciet korekcijas, pirms pāriet uz detalizēto projektēšanu.

Shēmas uzzīmēšana

Izmantojiet profesionālu CAD programmatūru, lai īstenotu blokshēmu kā detalizētu shēmu. Ievērojiet šādas labās prakses:

• Iestatīt projekta parametrus : Konfigurējiet lapas izmēru, režģa sistēmu un dizaina šablonus pirms sākšanas.
• Komponentu novietošana :
  • Izmantojiet standarta bibliotēkas, lai novietotu komponentus—izvairieties no pielāgotiem simboliem, ja vien tie nav absolūti nepieciešami.
  • Grupējiet komponentus pēc funkcionalitātes moduļiem un kārtojiet tos loģiskai signālu plūsmai.
  • Turiet būtiskos komponentus pieejamus nākotnes anotācijām un krustreferencēm.
• Vadu maršrutizācija :
  • Izmantojiet režģa sistēmu, lai izlīnētu tīklus un izvairītos no nekārtīgiem, pārklājošiem vadiem.
  • Aizstājiet garos, liekos vadus ar tīkla etiķetēm.
  • Hierarhiskiem dizainiem izveidojiet augšējā līmeņa lapu ar bloku simboliem, pēc tam katru bloku saistiet ar zemāka līmeņa lapu, kas satur detalizētu shēmu.
• Krustreferencēšana : Izmantojiet programmatūras funkcijas, lai savienotu komponentus vairākās shēmas lapās un nodrošinātu visu savienojumu pabeigšanu.

Pievienot komponentu informāciju

Bagātiniet shēmu ar izmantojamu datu informāciju ražošanai, iepirkumiem un problēmu novēršanai:

• Atsauces apzīmējumi : Piešķiriet IEEE standarta etiķetes (saskaņā ar 4.10) vienveidīgi. Izvairieties no dublējošiem vai nenoteiktiem apzīmējumiem.
• Komponentu vērtības un raksturojumi : Norādiet precīzus parametrus:
  • Pretestības: Vērtība (10kΩ), tolerances (±1%), jaudas raksturojums (0,25 W), korpuss (0402).
  • Kondensatori: Vērtība (10µF), sprieguma raksturojums (16 V), dielektriks (X5R), korpuss (0603).
  • Integrētās shēmas: Detaļas numurs (STM32F407VG), kontaktu konfigurācija (DIP-40) un galvenie parametri (32 bitu ARM Cortex-M4).
• Ražotāja un izkārtojuma dati : Iekļaut ražotāja sastāvdaļu numurus (MPN), datu lapu saites un PCB izkārtojuma apzīmējumus.
• Annotācijas : Pievienot piezīmes īpašiem prasījumiem.

• Ši informācija nodrošina, ka shēma ir "ražojama" un samazina kļūdas sastāvdaļu iegādes un montāžas laikā.

Veikt elektrisko noteikumu pārbaudi (ERC)

ERC ir automatizēts validācijas solis, lai noteiktu shēmas līmeņa kļūdas pirms pārejas uz izkārtojumu. Sekojiet šim procesam:

• Konfigurēt ERC noteikumus : Iestatīt programmatūras specifiskus noteikumus, kas atbilst jūsu dizaina prasībām.
• Palaist ERC : Veiciet pārbaudi un ģenerējiet ziņojumu ar pārkāpumu sarakstu.
• Novērst pārkāpumus :
  • Kritiskas kļūdas: Nepieciešama nekavējoša risināšana.
  • Brīdinājumi: Pārskatiet un novērsiet, ja ietekmē darbību.
  • Informācijas rakstura ziņas: Dokumentēt nākotnes atsauces nolūkos.
• Palaist ERC atkārtoti : Atkārtojiet, līdz vairs nav kritisku kļūdu. Sloksnēm ar sarežģītu dizainu veiciet manuālu pārbaudi kopā ar ERC, lai noteiktu malu gadījumus.

Ģenerēt savienojumu sarakstu (netlist)

Savienojumu saraksts (netlist) ir teksta bāzes fails, kas definē visas sastāvdaļas, to kontaktus un tīklus, kas tos savieno — veidojot tiltu starp shēmu un izkārtojumu. Galvenie soļi:

• Izvēlieties savienojumu saraksta formātu : Izvēlieties formātu, kas sader ar jūsu PCB izkārtojuma programmatūru.
• Ģenerēt savienojumu sarakstu : Izmantojiet CAD programmatūru, lai eksportētu savienojumu sarakstu—pārliecinieties, ka iekļauti visi komponenti, vērtības un savienojumi.
• Pārbaudīt savienojumu saraksta precizitāti :
  • Salīdziniet dažus komponentus un savienojumus ar shēmu, lai apstiprinātu, ka nav zuduši vai nepareizi savienojumi.
  • Pārbaudiet, vai atsauces apzīmējumi, detaļu numuri un kājiņu izkārtojumi atbilst shēmai.
• Labot savienojumu saraksta kļūdas : Novērst problēmas, piemēram, "Nedefinēts komponents" vai "Nederīgs tīkla nosaukums", pirms importēšanas izkārtojuma programmatūrā.

• Tīrs un precīzs savienojumu saraksts ir būtisks, lai izvairītos no izkārtojuma kļūdām un samazinātu PCB pārstrādi.

Pāreja uz PCB izkārtojumu

Pēdējais solis shēmas dizaina veidošanā ir sagatavošanās izkārtojumam — nodrošinot gludu pāreju uz PCB dizaina komandu. Galvenie pasākumi:

• Shēmas piegādes pakotne : Apvienojiet gala shēmu (visas lapas), ERC atskaiti, netlist, BOM (saskaņā ar 4.17), un dizaina piezīmes vienā projekta pakotnē.
• Izkārtojuma ierobežojumu ziņošana : Dalieties ar būtiskajām prasībām ar izkārtojuma komandu.
• Saskaņošana par dizaina noteikumiem : Apstipriniet izkārtojuma dizaina noteikumus, pamatojoties uz shēmas ierobežojumiem.
• Pāreja un sadarbība : Izmantojiet versiju kontroles rīkus failu kopīgošanai un izveidojiet atsauksmes ciklu — operatīvi atbildiet uz izkārtojumam specifiskiem jautājumiem.

• Izkārtojuma komanda izmantos netlist, lai novietotu komponentus un izvadītu trases, atsaucoties uz shēmu, lai nodrošinātu atbilstību dizaina mērķiem.

Kā lasīt shēmas plāksnes shēmas

PCB shēmas lasīšana prasa tās vizuālās valodas, loģiskās struktūras un galveno elementu izpratni. Zemāk ir soļi pa solim sniegtā vadlīnija, kā izsekot ceļiem un atšifrēt komponentus montāžai, problēmu novēršanai un apgrieztai inženierijai.

Enerģijas, zemējuma un signālu ceļu izsekošana

Shēmas ir organizētas ap trīs pamata ceļu tipiem — apgūstiet šos, lai orientētos jebkurā dizainā:

Enerģijas ceļu izsekošana

Enerģijas ceļi piegādā enerģiju visiem komponentiem — sāciet šeit, lai izprastu shēmas "dzīvības elpu":

• Identificējiet enerģijas avotus : Atrast ieejas enerģijas komponentu.
• Sekojiet sprieguma regulācijai : Sekojiet enerģijas plūsmai no avota līdz sprieguma regulatoriem, kas pārveido ieejas spriegumu uz lietojamu līmeni. Ievērojiet filtrēšanas komponentus, kas samazina troksni.
• Kartēt barošanas sadali : Sekojiet regulētajiem barošanas tīkliem, sensoriem (U3) un LED (D1-D3).
• Pārbaudiet atdalīšanas kondensatorus : Meklējiet nelielas vērtības kondensatorus, kas pievienoti starp barošanas tīkliem un zemi tuvu mikroshēmām — tie stabilizē spriegumu un filtrē trokšņus atsevišķiem komponentiem.

Zemes līniju izsekošana

Zeme (GND) ir atskaites punkts visiem signāliem un barošanai — būtiska ķēžu stabilitātei:

• Atpazīt zemes simbolus : Shēmās tiek izmantoti standarta simboli:
• Digitālā zeme: Nepārtraukta līnija.
• Analogā zeme: Trijstūra simbols.
• Šasijas zemējums: Simbols ar zemes plakni.
• Zemējuma savienojumu izsekošana : Pārliecinieties, ka visiem komponentiem ir zemējuma ceļš. Izvairieties no "peldošiem" komponentiem—tie izraisa nenoteiktu darbību.
• Ņemiet vērā zemējuma atdalīšanu : Jauktu signālu shēmās analogās un digitālās zemējuma tīkli bieži saplūst vienā punktā, lai samazinātu krustsaites—izsekot šim saplūdumam, lai saprastu trokšņa samazināšanas principus.

Signālu ceļu izsekošana

Signālu ceļi pārvada datus vai vadības signālus starp komponentiem—izsekojiet tiem, lai saprastu shēmas funkcionalitāti:

• Izsekot signāla plūsmai : Sekojiet tīklam līdz tā galamērķim—pievienojas MCU kājai 6 analogā-digitālai pārveidei. Ņemiet vērā starpnieku komponentus.
• Vadības signālu izsekošana : Identificējiet vadības signālus, kas ieslēdz/izslēdz komponentus.
• Pārvietošanās pa vairāku lapu shēmām : Izmantojiet satura rādītāju un krustatgriezeniskās saites, lai sekotu signāliem starp lapām.

Atsauces apzīmējumu atšifrēšana montāžai un problēmu novēršanai

Atsauces apzīmējumi ir komponentu "nosaukumi" — to apguve ir būtiska, lai praktiski izmantotu shēmas:

Standarta atsauces apzīmējumu prefiksi

Iegaumējiet šos IEEE standarta prefiksus, lai ātri identificētu komponentu tipus:

Montāžas apzīmējumu izmantošana

Montējot PCB, apzīmējumi saista shēmas komponentus ar fiziskajiem PCB izvietojumiem:

• Atrast komponentes : Shēmā atrodiet apzīmējumu un ievērojiet tā vērtību (10kΩ) un iepakojumu.
• Sakrist ar PCB : Fiziskajā PCB plātē atrodiet zīmolu "R10" un pielodējiet atbilstošo 10kΩ 0402 rezistoru.
• Pārbaudīt BOM atbilstību : Salīdziniet apzīmējumus ar BOM, lai nodrošinātu pareizu komponentu iegādi.

Apskates izmantošana problēmu novēršanā

Apskates vienkāršo elektriskās shēmas problēmu diagnostiku:

• Atrast bojātas komponentes : Ja sensors nedarbojas, shēmā atrodiet tā apzīmējumu (U3) un izsekojiet tā barošanas un zemes vadus — izmantojiet multimetru, lai pārbaudītu, vai barošana ir pie U3 pirmā kājiņa.
• Pārbaudiet signāla ceļus : Ja sakari izjauc, izsekojiet "UART_TX" tīklam no MCU U2 kājas 7 līdz savienotājam J4 kājai 3—pārbaudiet, vai nav pārrauti vadi vai nepareizas komponentu vērtības.
• Salīdziniet ar datu lapām : Izmantojiet komponenta tipa numuru (no BOM) datu lapas iegūšanai—pārbaudiet kāju savienojumus attiecībā pret shēmu.

Galvenie padomi sarežģītu shēmu lasīšanai

• Sāciet ar blokshēmu : Izmantojiet augsta līmeņa blokshēmu orientēšanai pirms pārejas uz detalizētām elektriskajām shēmām—identificējiet galveno moduli un virzieties no tā uz āru.
• Izmantojiet anotācijas : Pievērsiet uzmanību piezīmēm, kas skaidro neacīmredzamu loģiku.
• Grupējiet komponentus pēc funkcijas : Mentāli grupējiet komponentus ar vienādu apzīmējuma prefiksu, lai saprastu apakšshēmas.
• Praktizēties ar vienkāršām shēmām : Sāciet ar pamata shēmām, lai apgūtu ceļa izsekošanu un apzīmējumu atpazīšanu, pirms pārejat uz sarežģītākiem dizainiem.

Atšķirība starp PCB shēmu un PCB izkārtojumu

Salīdzināšanas tabula

Soļi, lai pārietu no shēmas uz izkārtojumu

Definēt plates kontūru un slāņu struktūru

Norādiet PCB izmērus; izvēlieties slāņu skaitu (2/4/6+) un materiālu; norādiet vara biezumu un dielektriskās īpašības.

Komponentu novietošana

Izkārtojiet pēc funkcijām, prioritāte signāla integritātei un ražošanas iespējamībai; nodrošiniet testēšanas/montāžas piekļuvi; izvairieties no pārklājošiem izkārtojumiem.

Veikt trases izveidi

Vadus izvietojiet pa īsākajām, zemāka trokšņa trajektorijām; prioritāte barošanas/zemes un augstas frekvences signāliem; ievērojiet pretestības pielāgošanu (50Ω/100Ω); minimizējiet krustojumus.

Veikt DRC

Palaist dizaina noteikumu pārbaudi, lai pārbaudītu svītru platumu/attālumu, caurules izmēru un ražošanas noteikumus; novērstu pārkāpumus (īssavienojumus, atstarpes problēmas) pirms gala apstiprināšanas.

Sagatavot ražošanas failus

Eksportēt Gerber, urbumu failus, BOM un montāžas rasējumus; nodrošināt saderību ar PCB ražotājiem.

Labākās PCB shēmu programmatūras un rīki 2024. gadā

Noderīgi padomi PCB shēmu projektēšanai sācējiem

• Sāciet ar vienkāršām shēmām; trenējieties, atkārtodami atvērtā koda projektus.
• Vienmēr pārbaudiet komponentu datu lapas attiecībā uz kontaktu izvietojumu, vērtējumiem un pēdas savietojamību.
• Izmantojiet tiešsaistes resursus: YouTube apmācības video, forumi (Reddit r/PrintedCircuitBoard).

Parasti kopnes shēmas diagrammas simboli

Kontroles saraksts bezvadu PCB shēmai

• Pareizi kontaktu numuri/apzīmējumi visām sastāvdaļām
• Precīzas sastāvdaļu vērtības un atsauces apzīmējumi
• Skaidras savienojuma līnijas starp lappusēm
• Pareizi atvienošanas kondensatori un pilns BOM
• Nav nevienam pieslēgtu kontaktu vai īssavienotu vadi
• Atbilstība IEEE/IPC standartiem

Secinājums

PCB shēmas dizains ir atslēga uzticamai PCB attīstībai. Panākumiem nepieciešams tehnisks plānojums, precīza komponentu izvēle/savienojumi un standartu ievērošana—tas minimizē ražošanas kļūdas, samazina pārstrādes izmaksas un nodrošina, ka gala produkts atbilst prasībām.

Bieži uzdavami jautājumi

J1: Vai KiCad ir piemērots profesionāliem PCB dizainiem?

A1: Jā—tas atbalsta sarežģītas daudzslāņu shēmas un ražošanas failu eksportu, to plaši izmanto sākumuzņēmumi un MVU.

J2: Kāda ir atšķirība starp ERC un DRC?

A2: ERC pārbauda shēmas kļūdas; DRC pārbauda fiziskās izkārtojuma ierobežojumus.

J3: Kāpēc vajadzīgi novietošanas kondensatori?

A3: Tie stabilizē mikroshēmas barošanas spriegumu, filtrē trokšņus un novērš sprieguma kritumu īslaicīgu strāvu dēļ.

J4: Kā izvēlēties 2-slāņu vai 4-slāņu PCB?

A4: 2-slāņu — vienkāršām shēmām; 4-slāņu — sarežģītām shēmām.