Как нарисовать схему плату: Как нарисовать схему по печатной плате? — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Как по печатной плате нарисовать схему

Вопросом: «как нарисовать схему по печатной плате? Никакими программами эта задача не решается, а если плата многослойная, то задача может не решаться в принципе. В интернете иногда встречаются упоминания, что схему можно нарисовать по фотографиям или сканам печатной платы, но нет ни единого упоминания, что кто-то что-то так нарисовал. Главная проблема — невозможно заглянуть под сфотографированную деталь сбоку, чтобы увидеть куда идут ножки у деталей.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

Восстановить схему по печатной плате

Как нарисовать схему по печатной плате?

EasyEDA — сервис по созданию электронных схем и печатных плат онлайн

Как изготовить печатную плату для схемы

Печатная плата: Дизайн, схема и сборка

КАК ПО ПЛАТЕ С ДЕТАЛЯМИ НАРИСОВАТЬ СХЕМУ

esp8266 — Сообщество разработчиков

Как воссоздать электрическую принципиальную схему по печатной плате

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как нарисовать схему с печатной платы?

Восстановить схему по печатной плате

Совсем недавно каждый производитель электронной аппаратуры прикладывал к своему изделию принципиальную электрическую схему и другую документацию, помогающую профессионалам и радиолюбителям быстро найти неисправность в отказавшем аппарате и отремонтировать его. Сегодня ситуация иная. Схемы и подробную ремонтную документацию производители предоставляют лишь сертифицированным сервисным центрам. И то не всегда. Часто устранение простейшей неисправности сводится к замене неисправного блока. А отказавший блок в лучшем случае отправляют производителю, а в худшем — на свалку.

Те же, кому услуги сервисных центров недоступны из-за дороговизны или территориальной отдалённости, остаются «у разбитого корыта «. Автор предлагаемой статьи делится своим опытом восстановления недоступной принципиальной схемы аппарата по его печатной плате. Это помогло ему отремонтировать аппарат. Надеемся, описанные им приёмы будут полезны многим читателям. Взяться за перо меня заставили объективные причины.

Во второй половине г. Крым и г. Севастополь испытали энергетический голод. И когда в вечернее время город на несколько часов погружался в непроглядную темноту, единственной палочкой-выручалочкой был автомобильный преобразователь постоянного напряжения 12 В в переменное В мощностью Вт, который и осветительную лампу зажжёт, и радио с Wi-Fi предложит. Но однажды после подключения к нему «умной» светодиодной лампы всё погасло, а сам преобразователь стал издавать жалобный прерывистый писк.

Первым делом в Интернет полетели вопросы относительно схемы устройства. Оказалось, что запищал преобразователь не только у меня, но и у многих товарищей по несчастью. Интернет практически сотрясался от возгласов «Дайте схему! Поскольку ни я, ни другие как следует из материалов форумов не нашли ответа, были изучены все доступные материалы по работе и типовым схемам подобных преобразователей.

Но очень скоро выяснилось, что схема моего преобразователя существенно отличается от типовой. Например, во многих подобных устройствах применена лишь одна микросхема TL, а у меня их две, да ещё и микросхема LML, отсутствующая в найденных схемах.

Стало ясно, что для успешного решения моей задачи недостаточно «метода тыка». Нужна полноценная и правильная принципиальная схема устройства. И похоже, поможет её самостоятельное составление. Вот так и родилось то, что предлагается вниманию читателей. На мой взгляд, материал будет полезен и начинающему радиолюбителю, знакомому с азами компьютерных технологий, и опытному, но не имеющему достаточного опыта работы с компьютером.

Всё будет рассказано на примере преобразователя напряжения, внешний вид которого показан на рис. Чтобы добраться до внутренностей прибора, я внимательно изучил все его крепёжные элементы винты, защёлки и первым делом вывинтил винты крепления передней с розеткой и задней панелей. Поскольку эти панели электрически соединены с печатной платой, я аккуратно развёл их в стороны и заглянул внутрь корпуса. Стало понятным назначение ещё одного винта, расположенного на боковой стороне корпуса на рис.

Этот винт удерживает планку-кронштейн, прижимающую к корпусу, служащему теплоотводом, какие-то детали позже выяснилось, что это термореле и два мощных транзистора. Отвинтив и этот винт, я осторожно извлёк из корпуса печатную плату, внешний вид которой сверху приведён на рис. Внешний вид снизу печатной платы. Первое впечатление — связи между элементами устройства весьма сложны, «беглый» анализ схемы и поиск неисправностей затруднены.

Но самая большая проблема — соединения между элементами не видны со стороны их установки на плате. Я занялся решением этой проблемы. Сфотографировал плату сверху, стараясь получить наиболее резкое изображение с минимальными геометрическими искажениями см.

Поскольку многие детали имеют существенно различную высоту например, трансформатор и лежащий рядом резистор , при съёмке с малого расстояния система автофокусировки фотоаппарата может выбрать в качестве опорной точки торец трансформатора.

Поверхность платы окажется заметно не в фокусе, но именно там расположены печатные отверстия и мелкие детали.

Поэтому, если фотоаппарат имеет функцию ручной фокусировки, необходимо ею воспользоваться. Если фотоаппарат цифровой, то можно применить такую методику: полунажатием на кнопку спуска сфокусироваться на участок поверхности платы, а затем, не отпуская кнопку и не изменяя расстояния до объекта, переместить изображение в центр экрана и дожать кнопку для завершения съёмки.

Есть ещё один «подводный камень». В стремлении быстро получить результат подручными средствами, многие решают воспользоваться, например, фотокамерой мобильного телефона, надеясь на её «многомегапиксельность». Вероятный результат такого решения представлен на рис.

Это следствие различия углов, под которыми при съёмке с близкого расстояния видны элементы центральной и периферийных частей платы. Съёмку платы нужно вести с расстояния не менее метра, что значительно уменьшит различие углов визирования элементов в пределах кадра.

Но при этом придётся использовать объектив с большим фокусным расстоянием или с трансфокатором высокой кратности, и потребуется стабильность взаимного положения аппарата и объекта съёмки.

Эта проблема просто решается использованием штатива и режимом автоспуска. Установив, например, двухсекундный режим автоспуска, изображение объекта съёмки увеличивают трансфокатором до максимального заполнения дисплея.

Затем полунажатием на спусковую кнопку фокусируют его, после чего дожимают кнопку до конца. Таким способом удаётся получить достаточно хорошие кадры вида на монтаж, лишённые описанных выше дефектов.

Аналогичным образом я сделал снимки платы со стороны печатного монтажа. В принципе, эту сторону платы можно и отсканировать, но здесь тоже есть важный нюанс.

Наибольшее распространение в быту получили планшетные сканеры на приборах с зарядовой связью ПЗС, англ. Первые снабжены специальной оптической системой и способны сканировать неровную поверхность с глубиной резкости до 30 мм, что вполне достаточно даже с установленными на его стороне мелкими элементами.

Сканеры второго типа, как правило, дешевле и по этой причине весьма распространены, однако имеют малую глубину резкости, близкую к нулю. Они предназначены для работы лишь с плоскими листами документов, плотно прижатыми к стеклу.

Полученный на таком сканере вид печатного монтажа рис. Полученные фотографии я сохранил в компьютерных файлах под названиями соответственно «Вид сверху» и «Вид снизу». Не бойтесь использовать в названиях файлов русские буквы. Современные операционные системы в большинстве случаев это позволяют. Фотоснимки я предварительно обработал в программе Picture Manager — штатном средстве пакета MS Office.

Файл изображения можно открыть, щёлкнув правой клавишей мыши по его названию и выбрав нужный пункт из выпадающего списка «Открыть с помощью». Поскольку вид сверху зеркален относительно вида снизу, последний необходимо перевернуть по вертикали.

Для этого я открыл файл «Вид снизу», в главном меню программы выбрал пункт «Рисунок» и далее последовательно перешёл к пунктам «Повернуть и отразить Теперь изображение печатного монтажа видится как бы сквозь прозрачную плату сверху рис.

Результат сохранил в файле «Вид снизу-повёрнуто». Вид печатного монтажа. Теперь вид сверху и перевёрнутый вид снизу нужно максимально совместить по горизонтали, используя как ориентир длинную сторону платы. Сохранив полученные результаты, я перешёл к творческому этапу работы, для выполнения которой использовал популярную у радиолюбителей, очень простую в освоении и с множеством полезных функций, русифицированную программу SPlan 7.

Её легко найти в Интернете. Внешний вид окна программы, с загруженной в него для примера схемой МДМ-усилителя, приведён на рис. Чтобы сделать печатные проводники платы видимыми на стороне установки компонентов, необходимо совместить оба рассматриваемых изображения на одном рисунке, наложив вид снизу предварительно сделав его прозрачным на вид сверху. Но здесь есть «подводные камни». Реальный рисунок печатной платы изобилует технологическими «излишествами» — расширениями проводников и сложной их конфигурацией, буквально закрывающими собой вид сверху на плату при наложении.

Выход из положения — создать скелетную схему печатного монтажа. Предварительно пришлось выполнить некоторые простейшие настройки программы SPlan. В нижней части под рабочим полем слева я задал шаг сетки 0,1 мм, а чуть правее в окнах «Угол изгиба» и «Угол вращения» установил «Нет». Далее я скопировал на рабочее поле программы изображение перевёрнутого вида снизу см. Для этого в меню «Файл» выбрал пункт «Открыть файлы графики», нашёл нужный файл и открыл его на рабочем столе двойным щелчком мыши по имени.

На левой вертикальной панели программы SPlan выбрал инструмент «Точка соединения» и расставил точки в местах пайки выводов элементов на плате. Затем в меню «Опции» выбрал пункт «Стиль и цвет линий», в открывшемся окне задал ширину линий, например «5» цвет по умолчанию чёрный , и нажал «ОК».

Теперь все построенные линии будут иметь эти ширину и цвет. На боковой панели выбрал инструмент «Линия» и продублировал все соединения, проводя линии между нанесёнными точками наиболее наглядно и рационально, не повторяя все особенности трассировки печатных проводников.

Здесь показал в виде небольших прямоугольников элементы резисторы и конденсаторы , расположенные со стороны печати. Для большей наглядности выделил их синим цветом. Элементы полученного рисунка я объединил в группу, однако прежде потребовалось удалить лежащий под ними фоновый вид снизу.

Выделив фоновый рисунок, щёлкнув мышью по его границе, я навёл на неё курсор и, удерживая нажатой левую клавишу мыши, выдвинул фоновый рисунок на свободное место рабочего поля. Далее, удерживая нажатой левую клавишу, выделил охватил пунктирным прямоугольником только что созданную схему при этом она окрасилась в фиолетовый цвет и щёлкнул мышью по замкнутому замочку в верхней строке меню можно выбрать пункт «Группировать» в контекстном меню правой клавиши мыши.

В результате созданная схема печатного монтажа превратилась в единый рисунок с прозрачным фоном рис. Сохранив на всякий случай полученный результат в файле с расширением имени.

Удалил с рабочего поля программы SPlan фотоснимок вида снизу, который только что использовал для создания скелетной схемы, и скопировал сюда вид на плату сверху.

Увеличил высоту изображения приблизительно до половины высоты рабочего поля, потянув за любой из четырёх окружающих его угловых чёрных квадратов. Выделив щелчком скелетную схему и выбрав в меню правой клавиши мыши пункт «На передний план», я, удерживая нажатой левую клавишу мыши, надвинул эту схему на вид сверху.

Согласовывал масштабы рисунков описанным выше способом до полного их совпадения в узловых точках и приступил к заключительному этапу. Первым делом расставил на скелетной схеме все элементы, находящиеся на верхней стороне платы, используя для этой цели богатые возможности встроенной библиотеки программы SPlan.

Опыт показывает, что целесообразно предварительно выбрать из библиотеки необходимые элементы резисторы, конденсаторы, диоды, транзисторы, обмотки трансформатора и пр. На схеме желательно показать и номиналы элементов, что существенно упростит окончательное построение принципиальной схемы.

Как нарисовать схему по печатной плате?

Moderators: Ciklon , Zak. Схемы металлоискателей MD4U Сборка, настройка, обсуждение, теория и практика построения металлоискателей. Posted: Sun Oct 25, am. Подвернулась плата.

Отсканировать или сфотать плату с разрешением dpi,с двух сторон. Открыть в фотошопе,обрезать,all-audio.pro чтобы получилась каждая.

EasyEDA — сервис по созданию электронных схем и печатных плат онлайн

Дневники Файлы Справка Социальные группы Все разделы прочитаны. Как воссоздать электрическую принципиальную схему по печатной плате. Подскажите чем можно по печатной плате делать прнципиальную схему. Свои задумки такие: Имеем два фото платы с двух сторон. Делал наметки в фотошопе, но не до конца им владею и хотелось бы знать как подогнать поконтрастности так чтобы без пробем совмещались рисунки как печатной платы так и самих элементов. Конечная цель — примелемое фото по которому можно без особых проблем нарисовать приципиальную схему, или сделать наметки на каждый элемент схемы к примеру номинал. Оценка 0. Крупнейшее в Китае предприятие по производству прототипов печатных плат, более , клиентов и более 10, онлайн-заказов ежедневно. Называется этот процесс реверсный инжиниринг. Когда по плате воссоздаем схему устройства, к сожалению, работу рук и мозгов автоматизировать тяжеловато.

Как изготовить печатную плату для схемы

Ru — форумы для гитаристов У нас самая большая гитарная тусовка. Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь. Не получили письмо с кодом активации?

Всем доброго дня. Каждый радиолюбитель в основном копирует электронные устройства, кем то уже разработанные.

Печатная плата: Дизайн, схема и сборка

Правила форума. RU :: Правила :: Голосовой чат :: eHam. Показано с 1 по 7 из 7. Тема: Ищу программу, которая переводит любую схему на печатную плату. Добавить тему форума в del. Закладках Разместить в Ссылки Mail.

КАК ПО ПЛАТЕ С ДЕТАЛЯМИ НАРИСОВАТЬ СХЕМУ

А вот хоть одна программа умеет электрическую рисовать схему на А вот от сканировать печатную плату и расставить на ней.

esp8266 — Сообщество разработчиков

Предлагаю вам обратить внимание на программу для разработки принципиальных схем и печатных плат DipTrace. Собственно, это не одна программа, а целый пакет для сквозного проектирования от идеи до файлов для производства включающий редактор схем, редактор плат, редактор компонентов и редактор их корпусов, а также 3D редактор корпусов. Ну и всякие полезности вроде конвертирования из различных форматов, многообразные библиотеки, автотрассировщик и многое другое. Есть и 64 битная версия.

Как воссоздать электрическую принципиальную схему по печатной плате

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: EasyEDA — Сервис по созданию электронных схем и печатных плат онлайн

Действительно, если прибор незнакомый или схематехника его ставит в тупик, то нужна схема. Конечно, если банально сгорел предохранитель или выгорел транзистор — тогда все понятно и без схемы. Но существует масса глюков, которые можно найти только при помощи отключения разных участков схемы или замены одних блоков другими заведомо исправными. Схемы обычно гуглятся благодаря огромной армии радиолюбителей, но встречаются платы по которые совсем ничего не удается найти. Метод который описан в этой статьи банален и неинтересен, но поможет тем, кто в лоб составляет принципиальную электрическую схему имея под рукой только плату с деталями.

Всем привет! Возник вопрос.

Здравствуйте, может кто то нарисовать печатную плату по данной схеме? Я пробую ничего не получается, а ведь нужно грамотно нарисовать. По даташиту это сдвоенный опер? Можно на нем сразу 2 канала сделать? Питание однополярное.

Усилитель звука на микросхеме LAN. Вариант стабилизатора напряжения переменного тока. Это бесплатный веб-инструмент для ввода описаний принципиальных схем, трассировки печатных плат и электронного моделирования.

Начертить Электрическую Схему — tokzamer.ru

Подробнее Fritzing Простая в работе программа для рисования наглядных электрических схем, заточенная под Arduino-проекты. Теперь перейдем к рассмотрению панели инструментов Схема рисунок 4.

Похожие материалы:.

Платформа TurboCAD может использоваться для решения многих задач Отличительные особенности — тонкая настройка интерфейса под пользователя.

Описание панели инструментов для рисования электрических схем Рассмотрим подробнее панель для рисования электрических схем рисунок 2. Вот, что у нас получилось.

Итак, вот такой рейтинг программы для черчения электрических схем в доме и квартире мы для вас подготовили: Компас электрик.

Но через несколько месяцев, от этой затеи пришлось отказаться. Элементная база программы схема содержит актуальные артикулы оборудования, поставляемые на российский рынок и сертифицированные по российским и европейским стандартам.

Имеется возможность печати больших схем на обычном принтере А4-го формата. Готовая схема может сохраняться в формате get для дальнейшей работы с ней в программе или в виде изображения форматы jpg, png, svg, bmp.

Программы для рисования электрических схем

Программа бесплатна, но так же как и в случае с Legrand она отсутствует в свободном доступе. На рисунке ниже показан список доступных в архиве библиотек, выбрана библиотека «Стандартная».

Такие схемы, например, поставлялись в документации к старым советским телевизорам. Подробнее DipTrace Система автоматизированного сквозного проектирования электрических схем и разводки печатных плат.

Таким способом вы можете дать команду редактору не рисовать рамку с какого-либо края страницы. Но, все-таки, основной фактор — достаточность функций для создания схем различной сложности.

Библиотека инструментов для рисования электрических схем состоит из наборов основных электрорадиоэлементов и представлена на рисунке 5. В нем выбираете нужные элементы, перетягиваете их на рабочее поле, устанавливая в нужном месте.

Готовая схема может сохраняться в формате get для дальнейшей работы с ней в программе или в виде изображения форматы jpg, png, svg, bmp. Программа является обычным редактором, никаких специальных функций в ней не реализовано.

Программа Microsoft Visio Название продукта говорит о принадлежности платного графического редактора к компании, занимающей ведущее место по разработке программного обеспечения.

На самом деле их в десятки раз больше, и выбрать из них наиболее приемлемую для использования электротехническим персоналом, задача не из простых.

Рисование электрических схем в программе Microsoft Word — Основы электроники

После окончания работы можно сохранить файл в виде изображения, которое можно вывести на печать, причем могут создаваться большие схемы размером А4.

Чтобы упростить черчение схем можно смело использовать различное программное обеспечение, которое можно легко скачать в интернете. Ко второй категории я отнес универсальные программы, которые более простые в работе, но позволят не только легко начертить электрическую схему, но и выполнить другие необходимые в работе инженера функции, тем самым заменить множества других программ к ним можно отнести такие программы как Visio и ConceptDraw а также узкоспециализированные программы для черчения электрических схем, такие как Schemagee, PlainCAD. Есть и база данных, включающая в себя все основные элементы цепи, напоминала автоматов и т.

Правило 1. В обширных библиотеках содержится все необходимая элементная база, создавать можно принципиальные, монтажные электрические схемы.

Вообще правил много, но в основном они направлены на увеличение наглядности и понятности схемы, поэтому со временем запомнятся. В DipTrace можно посмотреть как будет выглядеть готовое изделие в формате 3D Кроме самой программы для рисования схем надо будет скачать еще библиотеку с элементной базой. В программе SPlan 7.

Язык русский, разобраться в ней можно быстро, но чтобы понять все функции придется потратить не одну неделю. Даже у меня не всегда с первого раза получается.

Начальная настройка программы

Упомянутые здесь программы приведены лишь для примера. Недостаток данного программного пакета в том, что он официально не русифицирован, хотя если немного постараться, в интернете можно найти русификатор, что позволит без препятствий чертить электрические схемы квартир и домов. Элемент, с которым работают в данный момент подсвечивается, что делает работу более комфортной. Рассмотрение электронных компонентов мы начнём через урок и постепенно узнаем основные характеристики каждого из них.

Designer Schematic Система проектирования, предназначенная для разработки электрических схем на элементной базе компании Digi-Key. Комфорт и прозрачность при работе в программе Автоматическая проверка совместимости устройств Быстрый доступ к результатам проектирования Печать или экспорт полноценной сопроводительной документации В результате работы с программой Пользователь может получить: внешний вид шкафа двери, передние панели, устройства, монтажные платы, составные устройства и полную сборочную спецификацию, подробный расчет стоимости проекта в том числе с учетом сборочных и наладочных работ, а также с учетом скидок.

Кроме того, за последнее десятилетие среди платных программ в среде инженеров проектировщиков пользуются популярностью целые системы автоматизированного проектирования САПР. Схему можно нарисовать из имеющихся компонентов их не очень много, но есть возможность добавить свои или импортировать из программы Eagle. Редактор электрических схем рассчитан на совместную работу со средой проектирования FreePCB. Так открывается окно подробных настроек рамки.

Бесплатные

Схема электрическая принципиальная Однако перед нами встаёт небольшая проблема: а никаких, собственно, электронных элементов мы и не знаем… Что, например, за прямоугольники или параллельные черточки нарисованы на рисунке 7. Правило 1.

Если же какого-то элемента не окажется, его можно добавить.

DipTrace — для разработки печатных плат Для опытных радиолюбителей или тех, чья работа связана с проектированием радиотехнических изделий, полезна будет программа DipTrace. Встроенная в графический редактор, помощь подробно объясняет особенности алгоритмов. В общем, по многочисленным отзывам — стоящий продукт, с которым легко работать.

Рекомендуем вам купить программу на сайте у производителя и тем самым поддержать его: abacom-online. Обратная вставка текстов и объектов, созданных в Ворд, также выполняется через буфер памяти. Не допускается пропуск одного или нескольких порядковых номеров на схеме. Приятным дополнением в данном ПО является база данных с наклейками, которые можно распечатать и расклеить в собственном распределительном щитке для графического обозначения всех элементов цепи по госту.

Процесс создания схемы стандартный — перетаскиваем из библиотеки нужные элементы на поле, разворачиваем их в требуемом направлении и устанавливаем на места. Сейчас такие схемы практически не поставляются с электронными приборами, потому как продавец надеется, что пользователю проще будет выкинуть прибор, чем его ремонтировать. Второе — функционал невелик, сделать действительно сложную схему не получится.

Итак, мы создали небольшой рейтинг, чтобы Вам стало известно, какие программы лучше для рисования схем электроснабжения домов и квартир: Microsoft Visio. Из них, как из конструктора собирается требуемая конфигурация.

Пакет позволяет рисовать однолинейные схемы и даже разрабатывать чертежи печатной платы. Вот что у нас получилось.

Есть другой способ создания рамок, который можно использовать как для отдельно взятой страницы целиком, так и для какой-либо произвольной области внутри нее. Они не только автоматизируют работу, но и выполняют ее очень точно. Рисунок 4. Если там чего-то нет, можно добавить свои элементы. Существенным недостатком системы является отсутствие поддержки русского языка, соответственно, все техническая документация также представлена в сети на английском.

[AD] Как нарисовать двухслойную плату PCB, двойное правило линии платы на плате печатной платы

Перепечатано из: http://www.iot-online.com/m2m/tech/2017083075558_2.html

Двухслойная печатная плата означает, что провода нарисованы на верхней части и базовой платы PCB. Двойная панель решает сложность одной панели из-за проводки, то есть противоположная сторона имеет проводку, а компонент может быть приварен к фронту, или он может быть припаян в противоположной стороне, а также двухслойный У монтажной платы есть компоненты и проводки. Не подозревается, что сложность проектирования двухслойной платы печатной платы более чем больше.

Как нарисовать двухслойный PCB доска

Двухслойная плата PCB используется для использования провода с обеих сторон, и между двумя сторонами должно быть соответствующее соединение схемы. «Мост» этой цепи называется проводящим отверстием. Проводник находится на печатной плате, полный или покрытый металлическими отверстиями, которые могут быть подключены к проводам двух сторон. При нанесении двухсторонней доски печатной платы с Protel, соединительные компоненты проволоки в TopLayer (TOP) находятся на верхней панели пола; выбирая нижний план, рисуя провода на базовом слое, находится на нижнем слое. Вышеуказанное является фундамент рисования двухслойной печатной платы.

Перед нанесением двухслойной платы печатной платы, сначала определите макет хорошего компонента, а также первые тканевые линии, кристаллические схемы, часы схемы, процессоры и т. Д. Когда проводка проводна и должна соответствовать принципу зоны циркуляции как маленький насколько это возможно.

После подтверждения разумного расположения компонентов, двойной лист сразу же предназначен для разработки шнура питания наземной копии, затем важная линия линии линии, высокочастотная линия, нейтральная линия — низкочастотная линия. Ключевые потенциалы предпочтительно имеют независимые источники питания, земляные петли, ведущие и очень короткие, поэтому иногда наземная линия на линии ключей находится близко к сигнальной линии, пусть она образует наименьшую рабочую петлю.

При нанесении двухслойной платы печатной платы, соблюдайте принцип «первого большого и маленького, сначала сложного», то есть важной цепи единицы, основные компоненты должны быть приоритеты, макет должен быть передан на ссылочный принцип, в зависимости от На поток сигнала платы регулярно расположено первичные компоненты.

Общее соединение так же короткое, насколько это возможно, ключевая сигнальная линия короче; высокое напряжение, сигнал высокого тока полностью отделен; слабый сигнал низкого напряжения полностью отделен; аналоговый сигнал отделяется от цифрового сигнала; Высокочастотный сигнал отделен от низкочастотного сигнала; Интервал высокочастотных компонентов достаточно.

Следует отметить, что эти два двойных ярлыка имеют грунтовую плоскость на нижнем слое доски. Это разработано, чтобы позволить инженерам быстро видеть проводку при устранении неполадок, которые часто появляются на демонстрационных и оценках производителя устройства. Тем не менее, более типичные практики заземлены наземные плоскости на верхнем слое доски для снижения электромагнитной сухие (EMI).

Шаги, чтобы нарисовать двухслойную плату PCB

1, приготовление цепи схема

2. Создайте новый файл PCB и библиотеку пакетов нагрузки

3, планировать доску

4, загрузить онлайн таблицы и компоненты

5, устройство метадического устройства автоматическая макет

6, регулировка макета

7, анализ плотности сети

8, правила проводки установлены

9, автоматическая проводка

10, ручная регулировка проводки

Как нарисовать двухслойный чехол на доску PCB

Программное обеспечение Common EDA CHICK может создать многослойную плату PCB, хотя метод отличается, принцип такой же.

Для дизайна PCB AD предоставляет подробные 10 различных правил дизайна, включая размещение проволоки, метод проводки провода, размещение компонентов, правила проводки, движение компонента и целостность сигнала. Согласно этим правилам, Protel DXP выполняет автоматическую планировку и автоматическую проводку. В значительной степени высокое и низкое качество проводки зависит от рациональности правил дизайна, но также зависит от опыта дизайна пользователя.

Для конкретной схемы можно использовать различные правила дизайна. Если это дизайн двойной панели, многие правила могут использовать значение системы по умолчанию, а значение System по умолчанию — это настройка двойной панели.

Здесь вы разделяете четырехслойный шаг настроек печатной платы, а многослойные платы, такие как 8 слоев, настолько настроек. Другие версии AD похожи на это.

Сначала создайте новый файл PCB, если у вас есть свой собственный проект, он построен под собственным проектом.

Выберите File-New-PCB

Видно, что есть только два слоя, верхний слой и нижний слой. Как показано ниже.

Откройте управление стеком. Диспетчер Stack-Layer Stack, введите интерфейс управления ламинированным управлением.

Вы можете видеть, что есть только два слоя верхнего слоя и нижнего слоя. Вы можете увидеть, что есть опция Добавить слой справа.

Слой двойного добавления увеличивает два слоя, как показано ниже.

Дважды щелкните название добавленного слоя, измените имя, как показано ниже в качестве содержимого модифицированного.

После модификации, OK, мы можем видеть, что набор четырех слоев досок печатных плат, добавляют множество GND и VCC, а также импортировать скомпилированную схему, вы можете нарисовать карту печатной платы из четырехслойной доски.

Операционные навыки каждого слоя такие же, как на одной панели, просто нужно учитывать при проектировании.

Двухслойные правила линии платы печатной платы

(1) Компоненты лучше всего размещены в одной стороне. Если вам нужен двухсторонний компонент размещения, нелегко разместить монтажную плату, которая не способствует сварке, поэтому нижний слой лучше всего разместить патч-компонент, аналогичный метод укладки компонентов на общую компьютерную карту Плата PCB. Просто сделайте шелковую печать на одной поверхности доски, чтобы облегчить снижение затрат.

(2) рационализировать положение и направление элемента интерфейса. В общем, как печатная плата и внешний (источник питания, сигнальная линия)РазъемКомпоненты, как правило, на краю доски, такие как последовательный порт и параллельный порт. Помещены в центр печатной платы, он не способствует проводке или не может быть подключен из-за препятствий других металлов. Также обратите внимание на направление интерфейса, так что кабель можно успешно нарисовать, вдали от печатной платы. После размещения интерфейса строка компонентов интерфейса должна использоваться для четкого указывает тип интерфейса; для интерфейса электропитания на уровне напряжения должен быть указан для предотвращения горения платы из-за ошибок проводки. Быть

(3) Лучше всего иметь широкую электрическую полосу изоляции между устройствами высокого напряжения и низковольтные компоненты. Не размещайте компоненты, которые различаются на уровне напряжения, что выгодна для электрической изоляции, и существует также большое преимущество изоляции и антисветы сигнала. Быть

(4) Электрическое соединение тесно расположено вместе. Это модульная идея макета.

(5) Для компонентов, которые легко генерируются, такие как высокочастотные устройства, такие как генераторы часов и кристаллы, планировка должна быть расположена близко к входу на часы, близко к CPU. Большие текущие цепи и цепи переключения также легко генерировать шум. Эти компоненты или модули также должны быть удалены от высокоскоростных сигналов, таких как логические схемы управления и цепи хранения. Если это возможно, попробуйте использовать панель управления для подключения к интерфейсу Чтобы улучшить общую способность против помех и надежность работы печатной платы.

(6) Поместите развязку конденсатора и фильтрацию емкости вокруг источника питания и чипа. Это важная мера для улучшения качества мощности печатной платы и улучшить способность против помех. В практических приложениях линии печатной платы, проводка штифта и проводка может привести к большой паразитарной индуктивности, что приведет к высокочастотному ребристую и заусенению в форме сигнала мощности и сигнала или мощность, а также в мощности и земле 0,1 мкФ или Больше емкости помещается для дальнейшего улучшения качества источника питания. Для преобразования мощности чипов или входной сигнал мощности предпочтительно организовать развязное конденсатор 10 мкФ, чтобы эффективно отфильтровывать эти высокочастотные ребра и заусены. Если на доске конденсаторы используются на плате, патча конденсаторы должны быть близки к контактам питания компонентов.

(7) Количество компонентов должно быть тесно расположено к границе компонентов, размер объединен, аккуратно в направлении, не перекрывается с компонентами, через отверстия и прокладки. Часть 1 PIN-главное представление компонентов или разъема; след положительного и отрицательного электрода должен быть явно обозначен на печатной плате, не покрывается; элемент преобразования мощности (например, преобразователь постоянного тока / постоянного тока, линейное преобразование источника питания и мощность переключения). Достаточное пространство для рассеивания тепла и пространства монтажа, и в периферии достаточно сварочного пространства.

(8) Двойное ламинированное земля предназначена для образования в раме ворот, то есть параллельной заземлительной проволоки в печатной пластине, а другая сторона — это вертикальная земля, а затем металл металлизирован в месте, которое они крестят. Подключение ( меньший в Виа).

(9) Для того, чтобы обеспечить наземную линию с учетом каждого микросхема IC, наземный провод часто распределяется каждые 1-115 см, так что интенсивный заземляющий провод делает область сигнальной петли меньше, что облегчает снижение излучения. Отказ Метод проектирования наземного проекта должен иметь больше трудностей перед линейкой сигнала ткани.

(10) Факторы, которые необходимо рассмотреть: электромагнитная совместимость, начало конечного сопротивления сопротивления, синхронизация часов.

(11) Лучше всего взять внутренний слой в высокоскоростной линии, а верхний слой легко влияет на внешнюю температуру, влажность, воздух, не легко стабилизировать. Если вам нужно проверить, вы можете проверить накладные расходы. У вас нет флаера, фантазия режущей линии.

Как нарисовать эл. Как нарисовать электрическую схему в Word. Платные, на которые стоит потратиться

Рисование электрических схем и чертежей становится более легким процессом, если это осуществлять при помощи специального софта. Программы предоставляют огромное количество инструментов и функций, которые идеально подходят для выполнения данной задачи. В этой статье мы подобрали небольшой список представителей подобного ПО. Давайте ознакомимся с ними.

Первой рассмотрим программу Visio от известной многим компании Microsoft. Ее основная задача – рисование векторной графики, и благодаря этому нет каких-то профессиональных ограничений. Электрики свободно смогут создавать здесь схемы и чертежи с помощью встроенных инструментов.

Присутствует большое количество различных фигур и объектов. Их связка осуществляется всего одним кликом. Microsoft Visio также предоставляет множество настроек вида схемы, страницы, поддерживает вставку изображений диаграмм и дополнительных чертежей. Пробная версия программы доступна к скачиванию бесплатно на официальном сайте. Рекомендуем ознакомиться с ней перед покупкой полной.

Eagle

Теперь рассмотрим специализированный софт для электриков. Eagle обладает встроенными библиотеками, где присутствует большое количество различных заготовок типов схем. Новый проект также начинается с создания каталога, там будут сортироваться и храниться все использованные объекты и документы.

Редактор реализован достаточно удобно. Присутствует основной набор инструментов, помогающих вручную быстро нарисовать правильный чертеж. Во втором редакторе создаются печатные платы. Отличается он от первого наличием дополнительных функций, которые было бы неправильно помещать в редактор принципиальной схемы. Русский язык присутствует, однако переведена не вся информация, что может стать проблемой для определенных пользователей.

Dip Trace

Dip Trace представляет собой набор нескольких редакторов и меню, в которых выполняются различные процессы с электрическими схемами. Переход в один из доступных режимов работы осуществляется через встроенный лаунчер.

В режиме работы со схемотехникой происходят основные действия с печатной платной. Здесь добавляются и редактируются компоненты. Детали выбираются из определенного меню, где по умолчанию установлено большое количество объектов, но пользователь может создать элемент вручную с помощью другого режима работы.

1-2-3 Схема

«1-2-3 Схема» была разработана специально для того, чтобы подобрать подходящий корпус электрощита в соответствии с установленными компонентами и надежностью защиты. Создание новой схемы происходит через мастера, пользователю потребуется только выбирать необходимые параметры и вписывать определенные значения.

Присутствует графическое отображение схемы, ее можно отправить в печать, но нельзя редактировать. По завершении создания проекта выбирается крышка щита. На данный момент «1-2-3 Схема» не поддерживается разработчиком, обновления выходили давно и скорее всего их больше не будет вообще.

sPlan

sPlan – один из самых простых инструментов в нашем списке. Он предоставляет только самые необходимые инструменты и функции, максимально упрощая процесс создания схемы. Пользователю потребуется только добавить компоненты, связать их и отправить плату в печать, предварительно настроив ее.

Кроме всего присутствует небольшой редактор компонентов, полезный тем, кто хочет добавить собственный элемент. Здесь доступно создание надписей и редактирование точек. Во время сохранения объекта нужно обратить внимание, чтобы он не заменил оригинал в библиотеке, если это не нужно.

Компас-3D

«Компас-3D» – профессиональное программное обеспечение для построения различных схем и чертежей. Данный софт поддерживает не только работу в плоскости, но и позволяет создавать полноценные 3D-модели. Пользователь может сохранять файлы во множестве форматов и в дальнейшем использовать их в других программах.

Интерфейс реализован удобно и полностью русифицирован, даже новички должны быстро освоиться в нем. Присутствует большое количество инструментов, обеспечивающих быстрое и правильное черчение схемы. Пробную версию «Компас-3D» вы можете загрузить на официальном сайте разработчиков совершенно бесплатно.

Электрик

Заканчивает наш список «Электрик» – полезный инструмент для тех, кто часто выполняет различные электрические расчеты. Программа оснащена более чем двадцатью различными формулами и алгоритмами, с помощью чего осуществляются вычисления за максимально короткий срок. От пользователя требуется только заполнить определенные строки и отметить галочками необходимые параметры.

Мы подобрали для вас несколько программ, позволяющих работать с электрическими схемами. Все они чем-то похожи, но и имеют свои уникальные функции, благодаря которым и становятся популярными у широкого круга пользователей.

Времена применения кульманов давно миновали, их заменили графические редакторы, это специальные программы для черчения электрических схем. Среди них есть как платные приложения, так и бесплатные (виды лицензий мы рассмотрим ниже). Уверены, что созданный нами краткий обзор поможет из разнообразия программных продуктов выбрать ПО, наиболее оптимальное для поставленной задачи. Начнем с бесплатных версий.

Бесплатные

Прежде, чем перейти к описанию программ кратко расскажем о бесплатных лицензиях, наиболее распространены из них следующие:

Freeware – приложение не ограничено по функциональности и может использоваться в личных целях без коммерческой составляющей.
Open Source – продукт с «открытым кодом», в который допускается вносить изменения подстраивая ПО под собственные задачи. Возможны ограничения на коммерческое использование и платное распространение внесенных модификаций.
GNU GPL – лицензия практически не накладывающая на пользователя никаких ограничений.
Public domain – практически идентична с предыдущим вариантом, на данный тип лицензии закон защиты авторских прав не распространяется.
Ad-supported – приложение полностью функционально, содержит в себе рекламу других продуктов разработчика или других компаний.
Donationware – продукт распространяется бесплатно, но разработчик предлагает внести пожертвования на добровольной основе для дальнейшего развития проекта.

Получив представление о бесплатных лицензиях можно переходить к ПО, распространяемому на таких условиях.

Microsoft Visio

Это простой в управлении, но в то же время весьма удобный редактор векторной графики, обладающий богатым функциональным набором. Несмотря на то, что основная социализация программы визуализация информации с приложений MS Office, ее вполне можно использовать для просмотра и распечатки радиосхем.

MS выпускает три платных версии, отличающихся функциональным набором и бесплатную (Viewer), которая интегрируется в браузер IE и позволяет с его помощью осуществлять просмотр файлов, созданных в редакторе. К сожалению, для редакции и создания новых схем потребуется приобрести полнофункциональный продукт. Заметим, что даже в платных версиях среди базовых шаблонов нет набора для полноценного создания радиосхем, но его несложно найти и установить.

Недостатки бесплатной версии:

Недоступны функции редактирования и создания схем, что существенно снижает интерес к этому продукту.
Программа работает только с браузером IE, что также создает массу неудобств.

Компас-Электрик

Данная ПО является приложением к САПР российского разработчика «АСКОН». Для ее работы требуется установка среды КОМПАС-3D. Поскольку это отечественный продукт, в нем полностью реализована поддержка принятых России ГОСТов, и, соответственно, нет проблем с локализацией.

Приложение предназначено для проектирования любых видов электрооборудования и создания к ним комплектов конструкторской документации.

Это платное ПО, но разработчик дает 60 дней на ознакомление с системой, в течение этого времени ограничения по функциональности отсутствуют. На официальном сайте и в сети можно найти множество видео материалов, позволяющих детально ознакомиться с программным продуктом.

В отзывах многие пользователи отмечают, что в системе имеется масса недоработок, которые разработчик не спешит устранять.

Eagle

Данное ПО представляет собой комплексную среду, в которой можно создать как принципиальную схему, так и макет печатной платы к ней. То есть, расположить на плате все необходимые элементы и выполнить трассировку. При этом, она может быть выполнена как в автоматическом, так и ручном режиме или путем комбинации этих двух способов.

В базовом наборе элементов отсутствуют модели отечественных радиокомпонентов, но их шаблоны могут быть скачены в сети. Язык приложения – Английский, но локализаторы, позволяющие установить русский язык.

Приложение является платным, но возможность его бесплатного использования со следующими функциональными ограничениями:

Размер монтажной платы не может превышать размера 10,0х8,0 см.
При разводке можно манипулировать только двумя слоями.
В редакторе допускается работа только с одним листом.

Dip Trace

Это не отдельное приложение, а целый программный комплекс, включающий в себя:

Многофункциональный редактор для разработки принципиальных схем.
Приложение для создания монтажных плат.
3D модуль, позволяющий проектировать корпуса для созданных в системе приборов.
Программу для создания и редактирования компонентов.

В бесплатной версии программного комплекса, для некоммерческого использования, предусмотрены небольшие ограничения:

Монтажная плата не более 4-х слоев.
Не более одной тысячи выводов с компонентов.

В программе не предусмотрена русская локализация, но ее, а также описание всех функций программного продукта можно найти в сети. С базой компонентов также нет проблем, в изначально их около 100 тыс. На тематических форумах можно найти созданные пользователями базы компонентов, в том числе и под российские ГОСТы.

1-2-3 схема

Это полностью бесплатное приложение, позволяющее укомплектовать электрощиты Хагер (Hager) одноименным оборудованием.

Функциональные возможности программы:

Выбор корпуса для электрощита, отвечающего нормам по степени защиты. Выборка производится из модельного ряда Hager.
Комплектация защитным и коммутационным модульным оборудованием того же производителя. Заметим, что в элементной базе присутствуют только сертифицированные в России модели.
Формирование конструкторской документации (однолинейной схемы, спецификации, отвечающей нормам ЕСКД, отрисовка внешнего вида).
Создание маркеров для коммутирующих устройств электрощита.

Программа полностью локализована под русский язык, единственный ее недостаток, что в элементной базе присутствует только электрооборудование компании-разработчика.

Autocad Electrical

Приложение на базе известной САПР Autocad, созданное для проектирования электросхем и создания для них технической документации в соответствии с нормами ЕСКД.

Изначально база данных включает в себя свыше двух тысяч компонентов, при этом, их условно графические обозначения отвечают действующим российским и европейским стандартам.

Данное приложение платное, но имеется возможность в течение 30-ти дней ознакомиться с полным функционалом базовой рабочей версии.

Эльф

Данное ПО позиционируется в качестве автоматизированного рабочего места (АРМ) для проектировщиков-электриков. Приложение позволяет быстро и корректно разработать, практически, любой чертеж для электротехнических проектов с привязкой к плану помещений.

Функционал приложения включает в себя:

Расстановку УГО при проектировании электросетей, проложенных открыто, в трубах или специальных конструкциях.
Автоматический (с плана) или руной расчет силовой схемы.
Составление спецификации в соответствии с действующими нормами.
Возможность расширения базы элементов (УГО).

В бесплатной демонстрационной версии отсутствует возможность создания и редактирование проектов, их можно только просмотреть или распечатать.

Kicad

Это полностью бесплатный программный комплекс с открытым кодом (Open Source). Данное ПО позиционируется в качестве системы сквозного проектирования. То есть, можно разработать принципиальную схему, по ней создать монтажную плату и подготовить документацию, необходимую для производства.

Характерные особенности системы:

Для разводки платы допускается применение внешних трассировщиков.
В программу встроен калькулятор печатной платы, размещение на ней элементов можно выполнить автоматически или вручную.
По завершению трассировки система генерирует несколько технологических файлов (например, для фотоплоттера, сверлильного станка и т. д.). При желании можно добавить логотип компании на печатную плату.
Система может создать послойную распечатку в нескольких популярных форматах, а также сгенерировать список используемых в разработке компонентов для формирования заказа.
Имеется возможность экспорт чертежей и других документов в форматы pdf и dxf.

Заметим, что многие пользователи отмечают непродуманность интерфейса системы, а также тот факт, что для освоения ПО требуется хорошо изучить документацию к программе.

TinyCAD

Еще одно бесплатное приложение с открытым кодом, позволяющее создавать чертежи принципиальных схем и имеющее функции простого редактора векторной графики. В базовом наборе содержится сорок различных библиотек компонентов.

TinyCAD – простой редактор для принципиальных схем

В программе не предусмотрена трассировка печатных плат, но имеется возможность экспортировать список соединений в стороннее приложение. Экспорт производится с поддержкой распространенных расширений.

Приложение поддерживает только английский язык, но благодаря интуитивному меню проблем с освоением не возникнет.

Fritzing

Бесплатная среда разработки проектов на базе Arduino. Имеется возможность создания печатных плат (разводку необходимо делать вручную, поскольку функция автотрассировки откровенно слабая).

Следует заметить, что приложение «заточено» для быстрого создания набросков, позволяющих объяснить принцип работы проектируемого прибора. Для серьезной работы у приложения слишком мала база элементов и сильно упрощенное составление схемы.

123D Circuits

Это веб-приложение для разработки Arduino-проектов, с возможностью программирования устройства, симуляции и анализа его работы. В типовом наборе элементов присутствуют только основные радио-компоненты и модули Arduino. При необходимости пользователь может создать новые компоненты и добавить их в базу. Примечательно, что разработанную печатную плату можно заказать, непосредственно, в онлайн-сервисе.

В бесплатной версии сервиса нельзя создавать свои проекты, но можно просматривать чужие разработки, находящиеся в открытом доступе. Для полноценного доступа ко всем возможностям необходимо оформить подписку ($12 или $24 в месяц).

Заметим, что из-за бедного функционала виртуальная среда разработки вызывает интерес только у начинающих. Многие из тех, кто пользовался сервисом, обратили внимание на тот факт, что результаты симуляции расходятся с реальными показателями.

XCircuit

Бесплатное мультиплатформенное приложение (лицензия GNU GPL) для быстрого создания принципиальных схем. Функциональный набор минимальный.

Язык приложения – английский, программа не воспринимает русские символы. Также следует обратить внимание на нетипичное меню, к которому необходимо привыкнуть. Помимо этого контекстные подсказки выводятся на панель состояния. В базовый набор элементов входят УГО только основных радиодеталей (пользователь может создать свои элементы и добавить их).

CADSTAR Express

Это демонстрационная версия одноименной САПР. Функциональные ограничения коснулись лишь числа элементов, используемых в схеме разработки (до 50 шт) и количеств контактов (не более 300), что вполне достаточно для небольших радиолюбительских проектов.

Программа состоит из центрального модуля, в которых входит несколько приложений позволяющих разработать схему, создать для нее плату и подготовить пакет технической документации.

В базовый набор входит более 20 тыс. компонентов, дополнительно можно загрузить с сайта разработчика дополнительные библиотеки.

Существенным недостатком системы является отсутствие поддержки русского языка, соответственно, все техническая документация также представлена в сети на английском.

QElectroTech

Простое удобное и бесплатное (FreeWare) приложения для разработки электрических и электронных схем-чертежей. Программа является обычным редактором, никаких специальных функций в ней не реализовано.

Язык приложения – английский, но для него имеется русская локализация.

Платные приложения

В отличие от ПО, распространяемого по бесплатным лицензиям, коммерческие программы, как правило, обладают значительно большим функционалом, и поддерживаются разработчиками. В качестве примера мы приведем несколько таких приложений.

sPlan

Простая программа-редактор для черчения электросхем. Приложение комплектуется несколькими библиотеками компонентов, которые пользователь может расширять по мере необходимости. Допускается одновременная работа с несколькими проектами, путем их открытия в отдельных вкладках.

Чертежи, сделанные программой, хранятся в виде файлов векторной графики собственного формата с расширением «spl». Допускается конвертация в типовые растровые форматы изображения. Имеется возможность печати больших схем на обычном принтере А4-го формата.

Официально приложение не выпускается в русской локализации, но существуют программы, позволяющие русифицировать меню и контекстные подсказки.

Помимо платной версии предусмотрены две бесплатных реализации Demo и Viewer. В первой нет возможности сохранить и распечатать нарисованную схему. Во второй предусмотрена только функция просмотра и печати файлов формата «spl».

Eplan Electric

Многомодульная масштабируемая САПР для разработки электротехнических проектов различной сложности и автоматизации процесса подготовки конструкторской документации. Данный программный комплекс сейчас позиционируется в качестве корпоративного решения, поэтому для рядовых пользователей он будет не интересен, особенно если принять в учет стоимость ПО.

Target 3001

Мощный САПР комплекс, позволяющий разрабатывать электросхемы, трассировать печатные платы, моделировать работу электронных устройств. Онлайн библиотека компонентов насчитывает более 36 тыс. различных элементов. Данная CAD широко применяется в Европе для трассировки печатных плат.

По умолчанию устанавливается английский язык, имеется возможность установить меню на немецком или французском, официально русской локализации нет. Соответственно, вся документация представлена только на английском, французском или немецком языке.

Стоимость самой простой базовой версии около 70 евро. За эти деньги будет доступна трассировка двух слоев на 400 выводов. Стоимость нелимитированной версии в районе 3,6 тыс. евро.

Micro-Cap

Приложение для моделирования цифровых, аналоговых и смешанных схем, а также анализа их работы. Пользователь может создать в редакторе электрическую цепь и задать параметры для анализа. После это по одному клику мышки система автоматически чего произведет необходимые расчеты и выдаст результаты для изучения.

Программа позволяет установить зависимость параметров (номиналов) элементов от температурного режима, освещенности, частотных характеристик и т.д. Если в схеме присутствуют анимированные элементы, например, светодиодные индикаторы, то их состояние будут корректно отображаться, в зависимости от поступающих сигналов. Имеется возможность при моделировании «подключать» к схеме виртуальные измерительные приборы, а также отслеживать состояние различных узлов устройства.

Стоимость полнофункциональной версии около $4,5 тыс. Официальной русской локализации приложения не существует.

TurboCAD

Данная САПР платформа включает в себя множество инструментов, для проектирования различных электрических устройств. Набор специальных функций позволяет решать инженерно-конструкторские задачи любого уровня сложности.

Отличительные особенности – тонкая настройка интерфейса под пользователя. Множество справочной литературы, в том числе и на русском языке. Несмотря на отсутствие официальной поддержки русского языка, для платформы имеются русификаторы.

Для рядовых пользователей приобретение платной версии программы с целью разработки электросхем для любительских устройств, будет нерентабельно.

Designer Schematic

Приложение для создания электросхем с использованием радиоэлементов производства Digi-Key. Основная особенность данной системы заключается в том, что в редакторе для построения схем, может использовать механическое проектирование.

Базы данных компонентов можно в любой момент проверить на соответствие и при необходимости произвести обновление прямо с сайта производителя.

Система не имеет собственного трассировщика, но список соединений может быть загружен в стороннюю программу.

Имеется возможность импорта файлов из популярных САПР.

Ориентировочная стоимость приложения около $300.

У меня уже давно созревала эта статья, а тут как раз сегодня попросили описать процесс создания электрических схем в текстовом редакторе Word . Существует много программ для создания электрических схем, но они в основном платные и довольно-таки сложные. Поэтому будем искать другую альтернативу.

Можно создать маленькие шаблончики рисунков отдельных элементов будущей схемы, и вставлять их потом в свой чертеж, но это очень долго и муторно. А главный минус , что эти шаблоны не будут соответствовать ГОСТу.

Есть другой вариант — скачатьплагин (cкачиваний: 5484) (макрос) для создания электрических схем, и уже с его помощью создавать схему.

Распакуйте архив в отдельную папочку.

Откройте новый документ в Word. Перейдите в меню Файл — Открыть . В открывшемся окне Открытие документа установите Тип файлов — Шаблоны документов (*. dot ) , выберите файл Electro . dot , и нажмите кнопку Открыть .

У вас появиться новая панель. Нас в данном случае будет больше интересовать выпадающий список Схема .

В Word 2007/2010 панель будет выглядеть немного по-другому, но сама суть не измениться.

Если у вас не появилась такая панель, то войдите в меню Вид — Панели инструментов, и установите галочки на панель Стандартная NEW и Форматирование NEW .

Сразу хочу предупредить, что есть одно неудобство. Файл сохраняется только при выходе из программы. Потому, что нужно настраивать макросы, а это уже другая тема.

В списке Схема имеются самые необходимые инструменты. Но для связки их, вам надо использовать инструменты обычной вордовской панели Рисование Автофигуры: Линии, Соединительные линии и т. п.

Достоинства:
— нет необходимости устанавливать специальные программы;
— простота создания несложных электрических схем;
— бесплатное распространение описанного шаблона;
— возможность сохранения схемы в форматах pdf, html.
Недостатки:
— сложность создания электрических схем по ГОСТу;
— при открытии файла со схемой в других версиях Word возможно нарушения форматирования документа;
— небольшой набор компонентов для рисования электрических схем.

Черчение на бумаге далеко не всем доставляет удовольствие — долго, не всегда красиво, тяжело сразу правильно рассчитать габариты, а вносить корректировки неудобно. Все эти проблемы легко решает программа для рисования схем. Большинство современных программных продуктов содержит библиотеку с набором основных элементов. Из них, как из конструктора собирается требуемая конфигурация. Правки и исправления вносятся быстро, можно сохранять разные версии.

Есть немало программ для рисования электрических схем, которые можно использовать бесплатно. Частично это демо-версии с ограниченным функционалом, частично — полноценные продукты. Для проектирования схемы электропроводки в квартире или доме этих функций достаточно, а для профессионального использования может потребоваться продукт с более широким функционалом. Для этих целей больше подходят платные варианты.

Как и любой программный продукт, программа для рисования схем оценивается по удобству пользования. Интерфейс должен быть простым, удобным, функциональным. Тогда даже человек без особых навыков работы на компьютере легко может в ней разобраться. Но, все-таки, основной фактор — достаточность функций для создания схем различной сложности. Ведь даже к неудобному интерфейсу можно приспособиться, а вот отсутствие каких-то частей восполнить сложнее.

Простая программа для рисования схем VISIO

Многие из нас знакомы с офисными продуктами Microsoft и Visio — один из продуктов. Этот графический редактор имеет привычный для продукции Майкрософт интерфейс. В обширных библиотеках содержится все необходимая элементная база, создавать можно принципиальные, монтажные электрические схемы. Работать в ВИЗИО легко: в библиотеке (окно слева) находим нужный раздел, в нем ищем требуемый элемент, перетаскиваем его на рабочее поле, ставим на место. Размеры элементов стандартизованные, стыкуются один с другим без проблем.

Программа Vision для рисования схем — понятный интерфейс

Что приятно — можно создавать схемы с соблюдением масштаба, что облегчит подсчет необходимой длинны проводов и кабелей. Что еще хорошо — места на жестком диске компьютера требуется не очень много, «потянут» эту программу для рисования схем даже не очень мощные машинки. Также радует наличие большого количества видео-уроков. Так что с освоением проблем не будет.

Понятный ProfiCAD

Если вам нужна простая программа для проектирования электропроводки — обратите внимание на ProfiCAD. Этот продукт не требует загрузки библиотек, как большинство других. В базе имеется около 700 встроенных элементов, которых для разработки схемы электроснабжения квартиры или частного дома хватит с головой. Имеющихся элементов также достаточно для составления не слишком сложных принципиальных электрических схем. Если же какого-то элемента не окажется, его можно добавить.

Основной недостаток программы для рисования схем ProfiCAD — отсутствие русифицированной версии. Но, даже если вы не сильны в английском, стоит попробовать — все очень просто. За пару часов вы все освоите.

Принцип работы простой: в поле слева находим нужный элемент, перетягиваем его в нужное место схемы, поворачиваем в требуемое положение. Переходим к следующему элементу. После завершения работы можно получить спецификацию с указанием количества проводов и перечнем элементов, сохранить результаты в одном из четырех форматов.

Компас Электрик

Программа с более серьезным функционалом называется Компас Электрик. Это часть программного обеспечения Компас 3D. В ней можно не только нарисовать принципиальную электрическую схему, но и блок-схемы и многое другое. На выходе можно получить спецификации, закупочные листы, таблицы соединений.

Для начала работы необходимо скачать и установить не только программу, но и библиотеку с элементной базой. Программа, пояснения, помощь — все русифицировано. Так что проблем с языком не будет.

При работе выбираете нужный раздел библиотеки, графические изображения появляются во всплывающем окне. В нем выбираете нужные элементы, перетягиваете их на рабочее поле, устанавливая в нужном месте. По мере формирования схемы данные об элементах попадают в спецификацию, где фиксируется название, тип и номинал всех элементов.

Нумерация элементов может быть проставлена автоматически, а может — вручную. Способ выбирается в меню настроек. Менять его можно в процессе работы.

QElectroTech

Еще одна программа для рисования схем QElectroTech. Интерфейс напоминает Майкрософтовские продукты, работать с ним легко. К этой программе не надо скачивать библиотеку, элементная база «встроена». Если там чего-то нет, можно добавить свои элементы.

Готовая схема может сохраняться в формате get (для дальнейшей работы с ней в программе) или в виде изображения (форматы jpg, png, svg, bmp). После сохранения можно изменять размеры чертежа, добавить сетку, рамку.

QElectroTech — бесплатный редактор для создания электросхем

Есть у этой программы недостатки. Первый — надписи можно делать только одним шрифтом, то есть, если вам нужен чертеж по ГОСТу, придется каким-то образом придумывать, как сменить шрифт. Второй — размеры рамок и штампов задаются в пикселях, что очень неудобно. В общем, если вам нужна программа для рисования схем для домашнего использования — это замечательный вариант. Если требуется соблюдение требований ГОСТа — поищите другую.

Программа моделирования электронных схем 123D Circuits

Если не знаете, как нарисовать схему на компьютере, присмотритесь к этому продукту. 123D Circuits — это онлайн сервис, позволяющий создать не очень сложную схему с возможностью создания печатных плат. Также есть встроенный симулятор, имитирующий работу готовой схемы. Доступна функция заказа партии готовых плат (за плату).

Перед началом работы необходимо зарегистрироваться, создать свой профиль. После чего можно начинать работу. Над одним проектом могут работать несколько пользователей, используя общие библиотеки. В бесплатном варианте программы можно создавать неограниченное количество схем, но они будут общедоступны. В любительском тарифе (12$) пять схем могут быть личными, предлагается также скидка в 5% на изготовление плат. Профессиональный тариф (25$) дает неограниченное количество личных схем и ту же скидку на заказ плат.

Схему можно нарисовать из имеющихся компонентов (их не очень много, но есть возможность добавить свои) или импортировать из программы Eagle. В отличие от других программ, в библиотеке 123D Circuits содержатся не схематические обозначения элементов, а их мини копии. Интерфейс с двумя боковыми полями. На правом высвечивается раздел библиотеки с элементной базой, на левом — часть настроек и перечень использованных элементов. После завершения работы программа сама формирует принципиальную схему, а также предлагает расположение элементов на плате (можно редактировать).

Вроде все неплохо, но у 123D Circuits есть серьезные недостатки. Первый — результаты имитации работы часто очень сильно отличаются от реальных показаний. Второе — функционал невелик, сделать действительно сложную схему не получится. Вывод: в основном эта программа подходит для студентов и начинающих радиолюбителей.

Платные программы для черчения электросхем

Платных графических редакторов для создания схем много, но не все они нужны для «домашнего» использования или для работы, но не связанной напрямую с проектированием. Платить немалые деньги за ненужные функции — не самое разумное решение. В этом разделе соберем те продукты, которые получили много хороших отзывов.

DipTrace — для разработки печатных плат

Для опытных радиолюбителей или тех, чья работа связана с проектированием радиотехнических изделий, полезна будет программа DipTrace. Разрабатывалась она в России, потому полностью на русском.

Есть в ней очень полезная функция — она может по готовой схеме разработать печатную плату, причем ее можно будет увидеть не только в двухмерном, но и в объемном изображении с расположением всех элементов. Есть возможность редактировать положение элементов на плате, разработать и корректировать корпус устройства. То есть, ее можно использовать и для проектирования проводки в квартире или доме, и для разработки каких-то устройств.

Кроме самой программы для рисования схем надо будет скачать еще библиотеку с элементной базой. Особенность в том, что сделать это можно при помощи специального приложения — Schematic DT.

Интерфейс программы для рисования схем и создания печатных плат DipTrace удобный. Процесс создания схемы стандартный — перетаскиваем из библиотеки нужные элементы на поле, разворачиваем их в требуемом направлении и устанавливаем на места. Элемент, с которым работают в данный момент подсвечивается, что делает работу более комфортной.

По мере создания схемы, программа автоматически проверяет правильность и допустимость соединений, совпадение размеров, соблюдение зазоров и расстояний. То есть, все правки и корректировки вносятся сразу, на стадии создания. Созданную схему можно прогнать на встроенном симуляторе, но он не самый сложный, потому есть возможность протестировать продукт на любых внешних симуляторах. Есть возможность импортировать схему для работы в других приложениях или принять (экспортировать) уже созданную для дальнейшей ее проработки. Так что программа для рисования схем DipTrase — действительно неплохой выбор.

Если нужна печатная плата — находим в меню соответствующую функцию, если нет — схему можно сохранить (можно будет корректировать) и/или вывести на печать. Программа для рисования схем DipTrace платная (имеются разные тарифы), но есть бесплатная 30-дневная версия.

SPlan

Пожалуй, самая популярная программа для рисования схем это SPlan. Она имеет хорошо продуманный интерфейс, обширные, хорошо структурированные библиотеки. Есть возможность добавлять собственные элементы, если их в библиотеке не оказалось. В результате работать легко, осваивается программа за несколько часов (если есть опыт работы с подобным софтом).

Недостаток — нет официальной русифицированной версии, но можно найти частично переведенную умельцами (справка все равно на английском). Есть также портативные версии (SPlan Portable) которые не требуют установки.

Одна из наиболее «легких» версий — SPlan Portable

После скачивания и установки программу надо настроить. Это занимает несколько минут, при последующих запусках настройки сохраняются. Создание схем стандартное — находим нужный элемент в окошке слева от рабочего поля, перетаскиваем его на место. Нумерация элементов может проставляться в автоматическом или ручном режиме (выбирается в настройках). Что приятно, что можно легко менять масштаб — прокруткой колеса мышки.

Есть платная (40 евро) и бесплатная версия. В бесплатной отключено сохранение (плохо) и вывод на печать (обойти можно при помощи создания скриншотов). В общем, по многочисленным отзывам — стоящий продукт, с которым легко работать.

На сегодняшний день черчение электросхем вручную на листике уже не использует ни один опытный электрик. Гораздо проще, удобнее и понятнее составить проект электропроводки помещения на компьютере через специальный программный пакет на русском языке. Однако проблема в том, что далеко не все программы простые в использовании, поэтому наткнувшись на неудобную и к тому же платную версию программного обеспечения, большинство мастеров старой закалки просто отбрасывают современный способ моделирования в сторону. Далее мы предоставим читателям сайта обзор самых простых программ для черчения электрических схем квартир и домов на компьютере.

Бесплатные ПО

Существует не так много русскоязычных, удобных в использовании и к тому же бесплатных ПО для составления однолинейных электросхем на компьютере. Итак, мы создали небольшой рейтинг, чтобы Вам стало известно, какие программы лучше для рисования схем электроснабжения домов и квартир:

. Как ни странно, но наиболее популярной и что не менее важно – бесплатной программой для черчения однолинейных электрических схем на компьютере является векторный графический редактор Visio. С его помощью даже начинающий электрик сможет быстро нарисовать принципиальную электросхему дома либо квартиры. Что касается функциональных возможностей, они не настолько расширенные, нежели у ПО, которые мы предоставим ниже. Подведя итог можно сказать, что Microsoft Visio это легкая в использовании и при этом на русском языке бесплатная программа для моделирования электрических цепей, которая подойдет домашним электрикам.
. Более профессиональный программный пакет для проектирования схем электроснабжения помещений. В Компасе существует собственная база данных, в которой хранятся наименования и номиналы всех наиболее популярных типов автоматики, релейной защиты, низковольтных установок и других элементов цепи. Помимо этого в базе данных заложены графические обозначения всех этих элементов, что позволит сделать понятную схему электроснабжения либо даже отдельного распределительного щита. ПО полностью на русском языке и к тому же можно скачать его бесплатно.
Eagle (Easily Applicable Graphical Layout Editor). Этот программный пакет позволит не только рисовать однолинейные схемы электроснабжения, но и самостоятельно разработать чертеж печатной платы. Что касается последнего, то черчение можно осуществлять как вручную, так и без собственного участия (в автоматическом режиме). На сегодняшний день существует как платная, так и бесплатная версия программы Eagle. Для домашнего использования достаточно будет скачать версию с обозначением «Freeware» (присутствуют некоторые ограничения по отношению к максимальному размеру полезной площади печатной платы). Недостаток данного программного пакета в том, что он официально не русифицирован, хотя если немного постараться, в интернете можно найти русификатор, что позволит без препятствий чертить электрические схемы квартир и домов.
Dip Trace . Еще одна популярная программа для черчения электросхем и создания трасс для печатных плат. Программа простая и удобная в использовании, к тому же полностью на русском языке. Интерфейс позволяет спроектировать печатную плату в объемном виде, используя базу данных с уже готовыми элементами электрической цепи. Оценить полный функционал ПО Вы сможете только за деньги, но существует и урезанная бесплатная версия, которой будет вполне достаточно начинающему электрику.
». Полностью бесплатная программа для черчения электрических схем на компьютере. С официального сайта Вы можете скачать ее на русском языке и полной версией. Помимо моделирования проектов электроснабжения квартир, домов и других видов помещений, в данном программном пакете можно запросто составить схему , в которой сразу же будут предоставлены наиболее подходящие номиналы автоматов, релейной защиты и т.д. Приятным дополнением в данном ПО является база данных с наклейками, которые можно распечатать и расклеить в собственном распределительном щитке для графического обозначения всех элементов цепи по госту.
. Одной из бесплатных версий популярного редактора Автокад является AutoCAD Electrician. Вкратце об этом ПО можно сказать следующее: функционал подойдет как для начинающих, так и для профессиональных электриков, работающих в области энергетики. В интерфейсе все просто, разобраться можно быстро. Все функции на русском языке, поэтому можно без проблем использовать Автокад для черчения электрических схем разводки электропроводки по дому либо квартире.
Эльф . Интересное название простенькой программы для моделирования схем электроснабжения в строительном черчении. Сам программный пакет не менее интересный и многофункциональный. С помощью программки «Эльф проектирование» можно выполнить построение чертежей электроснабжения любой сложности. Помимо этого ПО помогает подходящего номинала, и т.д. «Эльф проектирование» полностью бесплатный программный пакет на русском языке.

Некоторые из перечисленных программ вы можете увидеть на видео обзорах:

AutoCAD Electrical

КОМПАС-Электрик

Помимо предоставленных 7 программ для черчения электросхем существует еще более десятка редакторов, в которых можно бесплатно составить принципиальный план электроснабжения дома либо квартиры, однако в остальных программках более сложный интерфейс либо проблемы с русскоязычной версией. Рекомендуем отдавать предпочтение представителям данного рейтинга, чтобы в дальнейшем не тратить время на поиск русификаторов, руководств по использованию и тому подобное!

Платные ПО

Бесплатные программки для составления электросхем своими силами мы рассмотрели. Однако Вы сами понимаете, что в платных версиях предоставлен более широкий набор возможностей и удобных дополнений, которые позволят начертить эл схему на компьютере. Существует множество популярных платных программ для черчения электрических схем. Некоторые из них мы предоставили выше, однако существует еще одна программка, о которой стоит немного рассказать — sPlan . Это один из самых простейших в использовании и к тому же многофункциональных программных пакетов для составления схем разводки электропроводки и трассировки электронных плат. Интерфейс удобный, на русском языке. В базе данных заложены все самые популярные графические элементы для черчения электросхем.

Если Вам не жалко потратить 40$ за лицензию, мы настоятельно рекомендуем выбрать для черчения именно sPlan. Данное ПО без сомнений подойдет как для домашнего использования, так и для профессиональных проектировочных работ в чем Вы можете убедиться, просмотрев данное видео:

Правильное пользование sPlan

Вот мы и предоставили обзор самых лучших платных и бесплатных программ для черчения электрических схем на компьютере. Кстати, на телефон (на андроид) Вы можете скачать приложение «Мобильный электрик», в котором можно запросто произвести расчет основных элементов электрической цепи, который поможет правильно составить электросхему, если компьютера нет рядом!

Похожие материалы:

DipTrace Рисование принципиальной схемы и трассирование печатной платы

Дата: 28 Августа 2014. Автор: Алексей

Наконец-то у меня появилось свободное время. И так, на чем мы остановились. Схема. Ну как обычно «Хелоу Ворд!» рисуем схему мультивибратора.

(та что на транзисторах и резисторах с конденсаторами, а не то о чем подумали многие)

. Я взял картинку из статьи про PCAD-2006. Думаю схема мультивибратора не поменялась за все это время.

Для того чтобы нарисовать принципиальную схему в среде DipTrace нам понадобится запустить приложение под названием Schematic DT. Запускаем.

Я специально удалил все библиотеки для того чтобы показать как их подключать. Подключение библиотек. В верхнем меню выбираем Библиотека->Подключение библиотек…

Откроется вот такое окошко. 99% что оно у вас будет заполнено родными библиотеками. Это ничего страшного. Будем добавлять к существующим.

Теперь в этом окне нажимаем на кнопочку Добавить.

Ломимся в папку с нашими библиотеками, выбираем их и давим Открыть. Все, библиотеки подключены.

Для того чтобы программа увидела наши библиотеки, выделяем их все и жмем на кнопку со стрелками.

Теперь жмем на кнопку Закрыть и наши библиотеки тут же становятся видны в программе.

Библиотеки добавили, теперь давайте рисовать схему. Наверху над рабочим полем расположился список в строчку имен библиотек. Если в строчку не уместились все библиотеки, то их можно подвигать вправо, влево нажимая на стрелочки справа от строчки. Если имен много, то правее стрелок есть еще одна маленькая стрелка, нажав на нее можно вывести скрол и быстро переместиться по строчке с именами библиотек. Если библиотек совсем много, а в каждой немеренное количество элементов, то тут поможет только поиск. На самом верху находим иконку бинокль и жмем на нее. Появится окно поиска. К примеру нам нужно найти МК ATmega8A. В поле Название: вписываем ATmega8A. В Область поиска выбираем Подключенные, то есть искать только в наших библиотеках. И нажимаем Поиск. Система найдет МК(если он есть в библиотеках) и выведет все его данные. Также можно нажать на кнопку Корпус и посмотреть какой корпус у этой микросхемы.

Если все устраивает, жмем Place. Теперь узнав как выбирать детали, давайте соберем все же наш мультивибратор. Выбираем шаг сетка 1мм. Находим резисторы, транзисторы, конденсаторы и кидаем на рабочее поле.

Теперь нам надо их расставить по своим местам. С конденсаторами все ясно, а вот с резисторами и транзисторами. Вращать в DipTrace нужно так. Выделяем объект и нажимаем пробел. Также если нужно повернуть несколько объектов, как у нас четыре то выделяем все четыре и жмем пробел. Теперь транзисторы. Если глянуть на схему, то правый транзистор нормально расположен, а вот левый надо бы как-нибудь отзеркалить. За это отвечает функция Отражение. Проще всего добраться до нее нажав на требуемом объекте правой кнопкой и наведя курсор на функцию выбрать горизонтальное или вертикальное отражение.

Теперь упорядочим детали как на схеме.

Замечательно. Деталь на своих местах, теперь их надо связать проводниками. Наверху в инструментах жмем на иконку Установка связи и по схеме обвязываем наши детали.
К сожалению DipTrace не рисует соединения под углом. Или что-то не знаю, но я так и не победил эту напасть. Теперь нам понадобится разъем питания. Рисуем.

Ну схему нарисовали, теперь пора трассировать. Жмем Файл->Преобразовать в плату. И наблюдаем за процессом.

Просто жмем Ок.

Вот что получилось на выходе.

Теперь все расставляем все по местам. У меня получилось так.

Теперь давайте запустим автотрассировщик. Для этого для начала нужно рассказать ему, какая толщина дорожки, какие зазоры, на каких поверхностях. Для этого нажимаем на кнопочку параметры трассировки в верхнем меню и смотрим в появившееся окно. Из всех параметров пока нам нужны два верхних, это ширина трассы и межтрассовое расстояние. С учетом размеров деталей я выбрал 0,5.

Жмем Ок и все готово. Чтобы запустить автотрассировщик нужно просто нажать на зеленую стрелку в верхнем меню .

Две секунды и все готово))) Дальше ручками наводим марафет, а для полного удовлетворения над проделанной работой жмем на кнопочку 3D и лицезреем на нашу красоту.

К сожалению в 99% 3D модель у вас не получится так как нет 3D моделей. А вот о том как создавать 3D модели я расскажу и скорее всего видео выложу в следующей раз.

Все что я описал это лишь малая часть возможностей этой программы. Если у кого возникнут трудности, пишите в комментариях, на почту или через обратную связь. Буду помогать по мере возможностей.



DipTrace создаем корпус элемента

алекс 31.

01.15

как сделать так.. чтоб она разводила только в верхнем слое . т.е для smd монтажа без переходов и т.д и т.п???

Алексей 31.01.15

«Настройки Автотрассировки» Снять галочку «Использовать все доступные слои» и в окошке «Количества слоев» поставить 1

Павел 25.12.15 22:25

Как объединить платы из разных проектов в один комплект?

Алексей 25.12.15 22:37

Я не нашел как это делать. Контур платы может быть только один.

Виталий 22.11.17 19:42

Спасибо! А как сделать, чтобы разъем остался сверху, а SMD компоненты снизу платы?

Алексей 22.11.17 22:54

Выбрать нужный компонент. Затем нажать на нем правой кнопкой мыши. В появившемся меню выбрать пункт «Изменить сторону».

АНОНИМ 12.02.18 15:10

Доброго времени суток , прикрепитесь пожалуйста библиотеку , которые вы использовали. ..

Алексей 13.02.18 12:19

У меня ее больше нет.

Ury 19.11.18 13:48

А подскажите, пожалуйста, в «лицензии» 1000/4 что входит в 1000 — SMD площадки, переходные отверстия, собственно пины?

Алексей 21.11.18 09:36

Да

Чтобы вставить ссылку используйте форму вида[url]http://www.адрес.ru[/url][text]текст ссылки[/text]
Чтобы вставить код используйте форму вида[code]код[/code]

Имя:

аналоговая часть схемы должна быть отделена от остальной части, а при ее разводке должны соблюдаться особые методы и правила

Из-за существенных отличий аналоговой схемотехники от цифровой, аналоговая часть схемы должна быть отделена от остальной части, а при ее разводке должны соблюдаться особые методы и правила. Эффекты, возникающие из-за неидеальности характеристик печатных плат, становятся особенно заметными в высокочастотных аналоговых схемах, но погрешности общего вида, описанные в этой статье, могут оказывать воздействие на качественные характеристики устройств, работающих даже в звуковом диапазоне частот.

Намерением этой статьи является обсуждение распространенных ошибок, совершаемых разработчиками печатных плат, описание воздействия этих ошибок на качественные показатели и рекомендации по разрешению возникших проблем.

Лишь в редких случаях печатная плата аналоговой схемы может быть разведена так, чтобы вносимые ею воздействия не оказывали никакого влияния на работу схемы. В то же время, любое такое воздействие может быть минимизировано так, чтобы характеристики аналоговой схемы устройства были такими же, как и характеристики модели и прототипа.

Разработчики цифровых схем могут скорректировать небольшие ошибки на изготовленной плате, дополняя ее перемычками или, наоборот, удаляя лишние проводники, внося изменения в работу программируемых микросхем и т. п., переходя очень скоро к следующей разработке. Для аналоговой схемы дело обстоит не так. Некоторые из распространенных ошибок, обсуждаемых в этой статье, не могут быть исправлены дополнением перемычек или удалением лишних проводников. Они могут и будут приводить в нерабочее состояние печатную плату целиком.

Очень важно для разработчика цифровых схем, использующего такие способы исправления, прочесть и понять материал, изложенный в этой статье, заблаговременно, до передачи проекта в производство. Немного внимания, уделенного при разработке, и обсуждение возможных вариантов помогут не только предотвратить превращение печатной платы в утильсырье, но и уменьшить стоимость из-за грубых ошибок в небольшой аналоговой части схемы. Поиск ошибок и их исправление может привести к потерям сотен часов. Макетирование может сократить это время до одного дня или менее. Макетируйте все свои аналоговые схемы

Шум и помехи являются основными элементами, ограничивающими качественные характеристики схем. Помехи могут как излучаться источниками, так и наводиться на элементы схемы. Аналоговая схема часто располагается на печатной плате вместе с быстродействующими цифровыми компонентами, включая цифровые сигнал-процессоры (DSP).

Высокочастотные логические сигналы создают значительные радиочастотные помехи (RFI). Количество источников излучения шума огромно: ключевые источники питания цифровых систем, мобильные телефоны, радио и телевидение, источники питания ламп дневного света, персональные компьютеры, грозовые разряды и т.д. Даже если аналоговая схема работает в звуковом частотном диапазоне, радиочастотные помехи могут создавать заметный шум в выходном сигнале.

Выбор конструкции печатной платы является важным фактором, определяющим механические характеристики при использовании устройства в целом. Для изготовления печатных плат используются материалы различного уровня качества. Наиболее подходящим и удобным для разработчика будет, если изготовитель печатных плат находится неподалеку. В этом случае легко осуществить контроль удельного сопротивления и диэлектрической постоянной — основных параметров материала печатной платы. К сожалению, этого бывает недостаточно и часто необходимо знание других параметров, таких как воспламеняемость, высокотемпературная стабильность и коэффициент гигроскопичности. Эти параметры может знать только производитель компонентов, используемых при производстве печатных плат.

Слоистые материалы обозначаются индексами FR (flame resistant, сопротивляемость к воспламенению) и G. Материал с индексом FR-1 обладает наибольшей горючестью, а FR-5 — наименьшей. Материалы с индексами G10 и G11 обладают особыми характеристиками. Материалы печатных плат приведены в табл. 1.

Не используйте печатную плату категории FR-1. Есть много примеров использования печатных плат FR-1, на которых имеются повреждения от теплового воздействия мощных компонентов. Печатные платы этой категории более похожи на картон.

FR-4 часто используется при изготовлении промышленного оборудования, в то время, как FR-2 используется в производстве бытовой техники. Эти две категории стандартизованы в промышленности, а печатные платы FR-2 и FR-4 часто подходят для большинства приложений. Но иногда неидеальность характеристик этих категорий заставляет использовать другие материалы. Например, для очень высокочастотных приложений в качестве материала печатных плат используются фторопласт и даже керамика. Однако, чем экзотичнее материал печатной платы, тем выше может быть цена.

При выборе материала печатной платы обращайте особое внимание на его гигроскопичность, поскольку этот параметр може оказать сильный негативный эффект на желаемые характеристики платы — поверхностное сопротивление, утечки, высоковольтные изоляционные свойства (пробои и искрения) и механическая прочность. Также обращайте внимание на рабочую температуру. Участки с высокой температурой могут встречаться в неожиданных местах, например, рядом с большими цифровыми интегральными схемами, переключения которых происходят на высокой частоте. Если такие участки расположены непосредственно под аналоговыми компонентами, повышение температуры может сказаться на изменении характеристик аналоговой схемы.

Категория	Компоненты, комментарии
FR-1	бумага, фенольная композиция: прессование и штамповка при комнатной температуре, высокий коэффициент гигроскопичности
FR-2	бумага, фенольная композиция: применимый для односторонних печатных плат бытовой техники, невысокий коэффициент гигроскопичности
FR-3	бумага, эпоксидная композиция: разработки с хорошими механическими и электрическими характеристиками
FR-4	стеклоткань, эпоксидная композиция: прекрасные механические и электрические свойства
FR-5	стеклоткань, эпоксидная композиция: высокая прочность при повышенных температурах, отсутствие воспламенения
G10	стеклоткань, эпоксидная композиция: высокие изоляционные свойства, наиболее высокая прочность стеклоткани, низкий коэффициент гигроскопичности
G11	стеклоткань, эпоксидная композиция: высокая прочность на изгиб при повышенных температурах, высокая сопротивляемость растворителям

После того, как материал печатной платы выбран, необходимо определить толщину фольги печатной платы. Этот параметр в первую очередь выбирается исходя из максимальной величины протекающего тока. По возможности, старайтесь избегать применения очень тонкой фольги.

Количество слоев печатной платы

В зависимости от общей сложности схемы и качественных требований разработчик должен определить количество слоев печатной платы.

Однослойные печатные платы

Очень простые электронные схемы выполняются на односторонних платах с использованием дешевых фольгированных материалов (FR-1 или FR-2) и часто имеют много перемычек, напоминая двухсторонние платы. Такой способ создания печатных плат рекомендуется только для низкочастотных схем. По причинам, которые будут описаны ниже, односторонние печатные платы в большой степени восприимчивы к наводкам. Хорошую одностороннюю печатную плату достаточно сложно разработать из-за многих причин. Тем не менее хорошие платы такого типа встречаются, но при их разработке требуется очень многое обдумывать заранее.

Двухслойные печатные платы

На следующем уровне стоят двухсторонние печатные платы, которые в большинстве случаев используют в качестве материала подложки FR-4, хотя иногда встречается и FR-2. Применение FR-4 более предпочтительнее, поскольку в печатных платах из этого материала отверстия получаются более лучшего качества. Схемы на двухсторонних печатных платах разводятся гораздо легче, т.к. в двух слоях проще осуществить разводку пересекающихся трасс. Однако для аналоговых схем пересечение трасс выполнять не рекомендуется. Где возможно, нижний слой (bottom) необходимо отводить под полигон земли, а остальные сигналы разводить в верхнем слое (top). Использование полигона в качестве земляной шины дает несколько преимуществ:

общий провод является наиболее часто подключаемым в схеме проводом; поэтому резонно иметь «много» общего провода для упрощения разводки
увеличивается механическая прочность платы
уменьшается сопротивление всех подключений к общему проводу, что, в свою очередь, уменьшает шум и наводки
увеличивается распределенная емкость для каждой цепи схемы, помогая подавлять излучаемый шум
полигон, являющийся экраном, подавляет наводки, излучаемые источниками, располагающимися со стороны полигона

Двухсторонние печатные платы, несмотря на все свои преимущества, не являются лучшими, особенно для малосигнальных или высокоскоростных схем. В общем случае, толщина печатной платы, т.е. расстояние между слоями металлизации, равняется 1,5 мм, что слишком много для полной реализации некоторых преимуществ двухслойной печатной платы, приведенных выше. Распределенная емкость, например, слишком мала из-за такого большого интервала.

Многослойные печатные платы

Для ответственных схемотехнических разработок требуются многослойные печатные платы (МПП). Некоторые причины их применения очевидны:

такая же удобная, как и для шины общего провода, разводка шин питания; если в качестве шин питания используются полигоны на отдельном слое, то довольно просто с помощью переходных отверстий осуществить подводку питания к каждому элементу схемы
сигнальные слои освобождаются от шин питания, что облегчает разводку сигнальных проводников
между полигонами земли и питания появляется распределенная емкость, которая уменьшает высокочастотный шум

Кроме этих причин применения многослойных печатных плат существуют другие, менее очевидные:

лучшее подавление электромагнитных (EMI) и радиочастотных (RFI) помех благодаря эффекту отражения (image plane effect), известному еще во времена Маркони. Когда проводник размещается близко к плоской проводящей поверхности, большая часть возвратных высокочастотных токов будет протекать по плоскости непосредственно под проводником. Направление этих токов будет противоположно направлению токов в проводнике. Таким образом, отражение проводника в плоскости создает линию передачи сигнала. Поскольку токи в проводнике и в плоскости равны по величине и противоположны по направлению, создается некоторое уменьшение излучаемых помех. Эффект отражения эффективно работает только при неразрывных сплошных полигонах (ими могут быть как полигоны земли, так и полигоны питания). Любое нарушение целостности будет приводить к уменьшению подавления помех.
снижение общей стоимости при мелкосерийном производстве. Несмотря на то, что изготовление многослойных печатных плат обходится дороже, их возможное излучение меньше, чем у одно- и двухслойных плат. Следовательно, в некоторых случаях применение лишь многослойных плат позволит выполнить требования по излучению, поставленные при разработке, и не проводить дополнительных испытаний и тестирований. Применение МПП может снизить уровень излучаемых помех на 20 дБ по сравнению с двухслойными платами.

Порядок следования слоев

У неопытных разработчиков часто возникает некоторое замешательство по поводу оптимального порядка следования слоев печатной платы. Возьмем для примера 4-слойную плату, содержащую два сигнальных слоя и два полигонных слоя — слой земли и слой питания. Какой порядок следования слоев лучший? Сигнальные слои между полигонами, которые будут служить экранами? Или же сделать полигонные слои внутренними, чтобы уменьшить взаимовлияние сигнальных слоев?

При решении этого вопроса важно помнить, что часто расположение слоев не имеет особого значения, поскольку все равно компоненты располагаются на внешних слоях, а шины, подводящие сигналы к их выводам, порой проходят через все слои. Поэтому любые экранные эффекты представляют собой лишь компромисс. В данном случае лучше позаботиться о создании большой распределенной емкости между полигонами питания и земли, расположив их во внутренних слоях.

Другим преимуществом расположения сигнальных слоев снаружи является доступность сигналов для тестирования, а также возможность модификации связей. Любой, кто хоть раз изменял соединения проводников, располагающихся во внутренних слоях, оценит эту возможность.

Для печатных плат с более, чем четырьмя слоями, существует общее правило располагать высокоскоростные сигнальные проводники между полигонами земли и питания, а низкочастотным отводить внешние слои.

Заземление

Хорошее заземление — общее требование насыщенной, многоуровневой системы. И оно должно планироваться с первого шага дизайнерской разработки.

Основное правило: разделение земли.

Разделение земли на аналоговую и цифровую части — один из простейших и наиболее эффективных методов подавления шума. Один или более слоев многослойной печатной платы обычно отводится под слой земляных полигонов. Если разработчик не очень опытен или невнимателен, то земля аналоговой части будет непосредственно соединена с этими полигонами, т. е. аналоговый возвратный ток будет использовать такую же цепь, что и цифровой возвратный ток. Авторазводчики работают примерно также и объединяют все земли вместе.

Если переработке подвергается ранее разработанная печатная плата с единым земляным полигоном, объединяющим аналоговую и цифровую земли, то необходимо сначала физически разделить земли на плате (после этой операции работа платы становится практически невозможной). После этого производятся все подключения к аналоговому земляному полигону компонентов аналоговой схемы (формируется аналоговая земля) и к цифровому земляному полигону компонентов цифровой схемы (формируется цифровая земля). И лишь после этого в источнике производится объединение цифровой и аналоговой земли.

Другие правила формирования земли:

Шины питания и земли должны находится под одним потенциалом по переменному току, что подразумевает использование конденсаторов развязки и распределенной емкости
Не допускайте перекрытий аналоговых и цифровых полигонов (рис. 1). Располагайте шины и полигоны аналогового питания над полигоном аналоговой земли (аналогично для шин цифрового питания). Если в каком-либо месте существует перекрытие аналогового и цифрового полигона, распределенная емкость между перекрывающимися участками будет создавать связь по переменному току, и наводки от работы цифровых компонентов попадут в аналоговую схему. Такие перекрытия аннулируют изоляцию полигонов

Разделение не означает электрической изоляции аналоговой от цифровой земли (рис. 2). Они должны соединяться вместе в каком-то, желательно одном, низкоимпедансном узле. Правильная, с точки зрения земли, система имеет только одну землю, которая является выводом заземления для систем с питанием от сетевого переменного напряжения или общим выводом для систем с питанием от постоянного напряжения (например, аккумулятора). Все сигнальные токи и токи питания в этой схеме должны возвращаться к этой земле в одну точку, которая будет служить системной землей. Такой точкой может быть вывод корпуса устройства. Важно понимать, что при подсоединении общего вывода схемы к нескольким точкам корпуса могут образовываться земляные контуры. Создание единственной общей точки объединения земель является одним из наиболее трудных аспектов системного дизайна

По возможности разделяйте выводы разъемов, предназначенные для передачи возвратных токов — возвратные токи должны объединяться только в точке системной земли. Старение контактов разъемов, а также частая расстыковка их ответных частей приводит к увеличению сопротивления контактов, следовательно, для более надежной работы необходимо использование разъемов с некоторым количеством дополнительных выводов. Сложные цифровые печатные платы имеют много слоев и содержат сотни или тысячи проводников. Добавление еще одного проводника редко создает проблему в отличие от добавляемых дополнительных выводов разъемов. Если это не удается сделать, то необходимо создавать два проводника возвратного тока для каждой силовой цепи на плате, соблюдая особые меры предосторожности.
Важно отделять шины цифровых сигналов от мест на печатной плате, где расположены аналоговые компоненты схемы. Это предполагает изоляцию (экранирование) полигонами, создание коротких трасс аналоговых сигналов и внимательное размещение пассивных компонентов при наличии рядом расположенных шин высокоскоростных цифровых и ответственных аналоговых сигналов. Шины цифровых сигналов должны разводиться вокруг участков с аналоговыми компонентами и не перекрываться с шинами и полигонами аналоговой земли и аналогового питания. Если этого не делать, то разработка будет содержать новый непредусмотренный элемент — антенну, излучение которой будет воздействовать на высокоимпедансные аналоговые компоненты и проводники (рис. 3)

Почти все сигналы тактовых частот являются достаточно высокочастотными сигналами, поэтому даже небольшие емкости между трассами и полигонами могут создавать значительные связи. Необходимо помнить, что не только основная тактовая частота может вызывать проблему, но и ее высшие гармоники.

Хорошей концепцией является размещение аналоговой части схемы вблизи к входным/выходным соединениям платы. Разработчики цифровых печатных плат, использующие мощные интегральные схемы, часто склонны разводить шины шириной 1 мм и длиной несколько сантиметров для соединения аналогововых компонентов, полагая, что малое сопротивление трассы поможет избавиться от наводок. То, что при этом получается, представляет собой протяженный пленочный конденсатор, на который будут наводиться паразитные сигналы от цифровых компонентов, цифровой земли и цифрового питания, усугубляя проблему

Пример хорошего размещения компонентов

На рисунке 4 показан возможный вариант размещения всех компонентов на плате, включая источник питания. Здесь используются три отделенных друг от друга и изолированных полигона земли/питания: один для источника, один для цифровой схемы и один для аналоговой. Цепи земли и питания аналоговой и цифровой частей объединяются только в источнике питания. Высокочастоный шум отфильтровывается в цепях питания дросселями. В этом примере высокочастотные сигналы аналоговой и цифровой частей отнесены друг от друга. Такой дизайн имеет очень высокую вероятность на благоприятный исход, поскольку обеспечено хорошее размещение компонентов и следование правилам разделения цепей.

Имеется лишь один случай, когда необходимо объединение аналоговых и цифровых сигналов над областью полигона аналоговой земли. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи размещаются в корпусах с выводами аналоговой и цифровой земли. Принимая во внимание предыдущие рассуждения, можно предположить, что вывод цифровой земли и вывод аналоговой земли должны быть подключены к шинам цифровой и аналоговой земли соответственно. Однако в данном случае это не верно.

Названия выводов (аналоговый или цифровой) относятся лишь к внутренней структуре преобразователя, к его внутренним соединениям. В схеме эти выводы должны быть подключены к шине аналоговой земли. Соединение может быть выполнено и внутри интегральной схемы, однако получить низкое сопротивление такого соединения довольно сложно из-за топологических ограничений. Поэтому при использовании преобразователей предполагается внешнее соединение выводов аналоговой и цифровой земли. Если этого не сделать, то параметры микросхемы будут значительно хуже приведенных в спецификации.

Необходимо учитывать то, что цифровая элементы преобразователя могут ухудшать качественные характеристики схемы, привнося цифровые помехи в цепи аналоговой земли и аналогового питания. При разработке преобразователей учитывается это негативное воздействие так, чтобы цифровая часть потребляла как можно меньше мощности. При этом помехи от переключений логических элементов уменьшаются. Если цифровые выводы преобразователя не сильно нагружены, то внутренние переключения обычно не вызывают особых проблем. При разработке печатной платы, содержащей АЦП или ЦАП, необходимо должным образом отнестись к развязке цифрового питания преобразователя на аналоговую землю.

Частотные характеристики пассивных компонентов

Для правильной работы аналоговых схем весьма важен правильный выбор пассивных компонентов. Начинайте дизайнерскую разработку с внимательного рассмотрения высокочастотных характеристик пассивных компонентов и предварительного размещения и компоновки их на эскизе платы.

Большое число разработчиков совершенно игнорируют частотные ограничения пассивных компонентов при использовании в аналоговой схемотехнике. Эти компоненты имеют ограниченные частотные диапазоны и их работа вне специфицированной частотной области может привести к непредсказуемым результатам. Кто-то может подумать, что это обсуждение касается только высокоскоростных аналоговых схем. Однако, это далеко не так — высокочастотные сигналы достаточно сильно воздействуют на пассивные компоненты низкочастотных схем посредством излучения или прямой связи по проводникам. Например, простой низкочастотный фильтр на операционном усилителе может легко превращаться в высокочастотный фильтр при воздействии на его вход высокой частоты.

Резисторы

Высокочастотные характеристики резисторов могут быть представлены эквивалентной схемой, приведенной на рисунке 5.

Обычно применяются резисторы трех типов:

Проволочные
Углеродные композитные
Пленочные

Не надо иметь много воображения, чтобы понять, как проволочный резистор может превращаться в индуктивность, поскольку он представляет собой катушку с проводом из высокоомного металла. Большинство разработчиков электронных устройств не имеют понятия о внутренней структуре пленочных резисторов, которые также представляют собой катушку, правда, из металлической пленки. Поэтому пленочные резисторы также обладают индуктивностью, которая меньше, чем у проволочных резисторов. Пленочные резисторы с сопротивлением не более 2 кОм можно свободно использовать в высокочастотных схемах. Выводы резисторов параллельны друг другу, поэтому между ними существует заметная емкостная связь. Для резисторов с большим сопротивлением межвыводная емкость будет уменьшать полный импеданс на высоких частотах.

Конденсаторы

Высокочастотные характеристики конденсаторов могут быть представлены эквивалентной схемой, приведенной на рисунке 6.

Конденсаторы в аналоговых схемах используются в качестве элементов развязки и фильтрующих компонентов. Для идеального конденсатора реактивное сопротивление определяется по следующей формуле:

Следовательно, электролитический конденсатор емкостью 10 мкФ будет обладать сопротивлением 1,6 Ом на частоте 10 кГц и 160 мкОм на частоте 100 МГц. Так ли это?

В действительности, никто никогда не видел электролитического конденсатора с реактивным сопротивлением 160 мкОм. Обкладки пленочных и электролитических конденсаторов представляют собой свитые слои фольги, которые создают паразитную индуктивность. Эффект собственной индуктивности у керамических конденсаторов значительно меньше, что позволяет использовать их при работе на высоких частотах. Кроме этого, конденсаторы обладают током утечки между обкладками, который эквивалентен включенному параллельно их выводам резистору, добавляющему свое паразитное воздействие к воздействию последовательно включенного сопротивления выводов и обкладок. К тому же, электролит не является идеальным проводником. Все эти сопротивления складываясь создают эквивалентное последовательное сопротивление (ESR). Конденсаторы, используемые в качестве развязок должны обладать малым ESR, поскольку последовательное сопротивление ограничивает эффективность подавления пульсаций и помех. Повышение рабочей температуры довольно значительно увеличивает эквивалентное последовательное сопротивление и может привести к ухудшению характеристик конденсатора. Поэтому, если предполагается использование алюминиевого электролитического конденсатора при повышенной рабочей температуре, то необходимо использовать конденсаторы соответствующего типа (105°С).

Выводы конденсатора также вносят свой вклад в увеличение паразитной индуктивности. Для малых значений емкости важно оставлять длину выводов короткой. Сочетание паразитных индуктивности и емкости может создать резонансный контур. Полагая, что выводы имеют индуктивность порядка 8 нГн на один сантиметр длины, конденсатор емкостью 0,01 мкФ с выводами длиной по одному сантиметру будет иметь резонансную частоту около 12,5 МГц. Этот эффект известен инженерам, которые десятилетия назад разрабатывали электронные вакуумные приборы. Тот, кто восстанавливает антикварные радиоприемники и не знает об этом эффекте, сталкивается с множеством проблем.

При использовании электролитических конденсаторов необходимо следить за правильным подключением. Положительный вывод должен быть подключен к более положительному постоянному потенциалу. Неправильное подключение приводит к протеканию через электролитический конденсатор постоянного тока, что может вывести из строя не только сам конденсатор, но и часть схемы.

В редких случаях разность потенциалов по постоянному току между двумя точками в схеме может менять свой знак. Это требует применения неполярных электролитических конденсаторов, внутренняя структура которых эквивалентна двум полярным конденсаторам, соединенным последовательно.

Индуктивности

Высокочастотные характеристики индуктивностей могут быть представлены эквивалентной схемой, приведенной на рисунке 7.

Реактивное сопротивление индуктивности описывается следующей формулой:

Следовательно, индуктивность 10 мГн будет обладать реактивным сопротивлением 628 Ом на частоте 10 кГц, а на частоте 100 МГц — сопротивлением 6,28 МОм. Верно?

В действительности, не существует индуктивности с реактивным сопротивлением 6,28 МОм. Природу возникновения паразитного сопротивления легко понять — витки катушки выполнены из провода, обладающего некоторым сопротивлением на единицу длины. Паразитная емкость воспринимается труднее до тех пор, пока не принять во внимание то, что следующий виток катушки расположен вплотную к предыдущему, и между близко расположенными проводниками возникает емкостная связь. Паразитная емкость ограничивает верхнюю рабочую частоту. Небольшие проволочные индуктивности начинают становиться неэффективными в диапазоне 10…100 МГц.

Печатная плата

Сама печатная плата обладает характеристиками рассмотренных выше пассивных компонентов, правда, не столь очевидными.

Рисунок проводников на печатной плате может быть как источником, так и приемником помех. Хорошая разводка проводников уменьшает чувствительность аналоговой схемы к излучению источников.

Печатная плата восприимчива к излучению, поскольку проводники и выводы компонентов образовывают своеобразные антенны. Теория антенн представляет собой достаточно сложный предмет для изучения и не рассматривается в этой статье. Тем не менее, некоторые основы здесь приводятся.

Немного из теории антенн

Одним из основных типов антенн является штырь или прямой проводник. Такая антенна работает, потому что прямой проводник обладает паразитной индуктивностью и поэтому может концентрировать и улавливать излучение от внешних источников. Полный импеданс прямого проводника имеет резистивную (активную) и индуктивную (реактивную) составляющие.

На постоянном токе или низких частотах преобладает активная составляющая. При повышении частоты реактивная составляющая становится все более и более значимой. В диапазоне от 1 кГц до 10 кГц индуктивная составляющая начинает оказывать влияние, и проводник более не является низкоомным соединителем, а скорее выступает как катушка индуктивности.

Формула для расчета индуктивности проводника печатной платы выглядит следующим образом:

Обычно, трассы на печатной плате обладают значениями от 6 нГн до 12 нГн на сантиметр длины. Например, 10-сантиметровый проводник обладает сопротивлением 57 мОм и индуктивностью 8 нГн на см. На частоте 100 кГц реактивное сопротивление становится равным 50 мОм, а на более высоких частотах проводник будет представлять собой скорее индуктивность, чем активное сопротивление.

Правило штыревой антенны гласит, что она начинает ощутимо взаимодействовать с полем при своей длине около 1/20 от длины волны, а максимальное взаимодействие происходит при длине штыря, равной 1/4 от длины волны. Поэтому 10-сантиметровый проводник из примера в предыдущем параграфе начнет становиться довольно хорошей антенной на частотах выше 150 МГц. Необходимо помнить, что несмотря на то, что генератор тактовой частоты цифровой схемы может и не работать на частоте выше 150 МГц, в его сигнале всегда присутствуют высшие гармоники. Если на печатной плате присутствуют компоненты со штыревыми выводами значительной длины, то такие выводы также могут служить антеннами.

Другой основной тип антенн — петлевые антенны. Индуктивность прямого проводника сильно увеличивается, когда он изгибается и становится частью дуги. Увеличивающаяся индуктивность понижает частоту, на которой начинает происходить взаимодействие антенны с линиями поля.

Опытные дизайнеры печатных плат, достаточно хорошо разбирающиеся в теории петлевых антенн, знают, что нельзя создавать петли для критичных сигналов. Некоторые разработчики, однако, не задумываются об этом, и проводники возвратного и сигнального тока в их схемах представляют собой петли. Создание петлевых антенн легко показать на примере (рис. 8). Кроме того, здесь показано и создание щелевой антенны.

Рассмотрим три случая:

Вариант A — пример скверного дизайна. В нем вовсе не используется полигон аналоговой земли. Петлевой контур формируется земляным и сигнальным проводником. При прохождении тока возникают электрическое и перпендикулярное ему магнитное поля. Эти поля образовывают основу петлевой антенны. Правило петлевой антенны гласит, что для наибольшей эффективности длина каждого проводника должна быть равно половине длины волны принимаемого излучения. Однако, следует не забывать, что даже при 1/20 от длины волны петлевая антенна все еще остается достаточно эффективной.

Вариант Б лучше варианта A, но здесь присутствует разрыв в полигоне, вероятно, для создания определенного места для разводки сигнальных проводников. Пути сигнального и возвратного токов образуют щелевую антенну. Другие петли образуются в вырезах вокруг микросхем.

Вариант В — пример лучшего дизайна. Пути сигнального и возвратного тока совпадают, сводя на нет эффективность петлевой антенны. Заметьте, что в этом варианте также присутствуют вырезы вокруг микросхем, но они отделены от пути возвратного тока.

Теория отражения и согласования сигналов находится близко к теории антенн.

Когда проводник печатной платы поворачивает на угол 90° может возникнуть отражение сигнала. Это происходит, главным образом, из-за изменения ширины пути прохождения тока. В вершине угла ширина трассы увеличивается в 1.414 раза, что приводит к рассогласованию характеристик линии передачи, особенно распределенной емкости и собственной индуктивности трассы. Довольно часто необходимо повернуть на печатной плате трассу на 90°. Многие современные CAD-пакеты позволяют сглаживать углы проведенных трасс или проводить трассы в виде дуги. На рисунке 9 показаны два шага улучшения формы угла. Только последний пример поддерживает постоянной ширину трассы и минимизирует отражения.

Совет для опытных разводчиков печатных плат: оставляйте процедуру сглаживания на последний этап работ перед созданием каплеобразных выводов и заливкой полигонов. Иначе, CAD-пакет будет производить сглаживание дольше из-за более сложных вычислений.

Паразитные эффекты печатной платы

Между проводниками печатной платы, находящимися на разных слоях, возникает емкостная связь, когда они пересекаются. Иногда это может создать проблему. Проводники, находящиеся друг над другом на смежных слоях, создают длинный пленочный конденсатор. Емкость такого конденсатора рассчитывается по формуле, приведенной на рисунке 10.

Например, печатная плата может обладать следующими параметрами:

4 слоя; сигнальный и слой полигона земли — смежные
межслойный интервал — 0,2 мм
ширина проводника — 0,75 мм
длина проводника — 7,5 мм

Типовое значение диэлектрической постоянной ER для FR-4 равняется 4.5.

Видно, что происходит удвоение амплитуды выходного сигнала на частотах, близких к верхнему пределу частотного диапазона ОУ. Это, в свою очередь, может привести к генерации, особенно на рабочих частотах антенны (выше 180 МГц).

Этот эффект порождает многочисленные проблемы, для решения которых, тем не менее, существует много способов. Самый очевидный из них — уменьшение длины проводников. Другой способ — уменьшение их ширины. Нет причины применения проводника такой ширины для подводки сигнала к инвертирующему входу, т.к. по этому проводнику протекает очень небольшой ток. Уменьшение длины трассы до 2,5 мм, а ширины до 0,2 мм приведет к уменьшению емкости до 0,1 пФ, а такая емкость уже не приведет к столь значительному подъему частотной характеристики. Еще один способ решения — удаление части полигона под инвертирующим входом и проводником, подходящим к нему.

Инвертирующий вход операционного усилителя, особенно, высокоскоростного, в большой степени склонен к генерации в схемах с высоким коэффициентом усиления. Это происходит из-за нежелательной емкости входного каскада ОУ. Поэтому, крайне важно уменьшить паразитную емкость и располагать компоненты обратной связи настолько близко к инвертирующему входу насколько это возможно. Если, несмотря на принятые меры, происходит возбуждение усилителя, то необходимо пропорционально уменьшить сопротивления резисторов обратной связи для изменения резонансной частоты цепи. Также может помочь и увеличение резисторов, правда, значительно реже, т.к. эффект возбуждения зависит и от импеданса схемы. При изменении резисторов обратной связи нельзя забывать и об изменении емкости корректирующего конденсатора. Также нельзя забывать и о том, что при уменьшении сопротивлении резисторов увеличивается потребляемая мощность схемы.

Ширину проводников печатной платы невозможно бесконечно уменьшить. Предельная ширина определяется как технологическим процессом, так и толщиной фольги. Если два проводника проходят близко друг к другу, то между ними образуется емкостная и индуктивная связь (рис. 12).

Зависимости, описывающие эти паразитные эффекты, достаточно сложны, чтобы их приводить в этой статье, но их можно найти в литературе, посвященной линиям передачи и полосковым линиям.

Сигнальные проводники не должны разводиться параллельно друг другу, исключая случаи разводки дифференциальных или микрополосковых линий. Зазор между проводниками должен быть минимум в три раза больше ширины проводников.

Емкость между трассами в аналоговых схемах может создать затруднения при больших сопротивлениях резисторов (несколько МОм). Относительно большая емкостная связь между инвертирующим и неинвертирующим входами операционного усилителя легко может привести к самовозбуждению схемы.

Всякий раз, когда при разводке печатной платы появляется необходимость в создании переходного отверстия, т.е. межслойного соединения (рис. 13), необходимо помнить, что при этом возникает также паразитная индуктивность. При диаметре отверстия после металлизации d и длине канала h индуктивность можно вычислить по следующей приближенной формуле:

Например, при d=0,4 мм и h=1,5 мм (достаточно распространенные величины) индуктивность отверстия равна 1,1 нГн.

Имейте в виду, что индуктивность отверстия вместе с такой же паразитной емкостью формируют резонансный контур, что может сказаться при работе на высоких частотах. Собственная индуктивность отверстия достаточно мала, и резонансная частота находится где-то в гигагерцовом диапазоне, но если сигнал в течение своего пути вынужден проходить через несколько переходных отверстий, то их индуктивности складываются (последовательное соединение), а резонансная частота понижается. Вывод: старайтесь избегать большого числа переходных отверстий при разводке ответственных высокочастотных проводников аналоговых схем. Другое негативное явление: при большом количестве переходных отверстий в полигоне земли могут создаваться петлевые участки. Наилучшая аналоговая разводка — все сигнальные проводники располагаются на одном слое печатной платы.

Кроме рассмотренных выше паразитных эффектов существуют еще такие, которые связаны с недостаточно чистой поверхностью платы.

Помните, что, если в схеме присутствуют большие сопротивления, то особое внимание следует уделить очистке платы. На заключительных операциях изготовления печатной платы должны удаляться остатки флюса и загрязнений. В последнее время при монтаже печатных плат достаточно часто применяются водорастворимые флюсы. Являясь менее вредными, они легко удаляются водой. Но при этом отмывка платы недостаточно чистой водой может привести к дополнительным загрязнениям, которые ухудшают диэлектрические характеристики. Следовательно, очень важно производить отмывку печатной платы с высокоимпедансной схемой свежей дистиллированной водой.

Развязка сигналов

Как уже отмечалось, помехи могут проникать в аналоговую часть схемы через цепи питания. Для уменьшения таких помех применяются развязывающие (блокировочные) конденсаторы, уменьшающие локальный импеданс шин питания.

Если необходимо развести печатную плату, на которой имеются и аналоговая, и цифровая части, то необходимо иметь хотя бы небольшое представление об электрических характеристиках логических элементов.

Типовой выходной каскад логического элемента содержит два транзистора, последовательно соединенные между собой, а также между цепями питания и земли (рис. 14).

Эти транзисторы в идеальном случае работают строго в противофазе, т.е. когда один из них открыт, то в этот же момент времени второй закрыт, формируя на выходе либо сигнал логической единицы, либо логического нуля. В установившемся логическом состоянии потребляемая мощность логического элемента невелика.

Ситуация кардинально меняется, когда выходной каскад переключается из одного логического состояния в другое. В этом случае в течение короткого промежутка времени оба транзистора могут быть открыты одновременно, а ток питания выходного каскада сильно увеличивается, поскольку уменьшается сопротивление участка пути тока от шина питания до шины земли через два последовательно соединенных транзистора. Потребляемая мощность скачкообразно возрастает, а затем также убывает, что приводит к локальному изменению напряжения питания и возникновению резкого, кратковременного изменения тока. Такие изменения тока приводят к излучению радиочастотной энергии. Даже на сравнительно простой печатной плате может быть десятки или сотни рассмотренных выходных каскадов логических элементов, поэтому суммарный эффект от их одновременной работы может быть очень большим.

Невозможно точно предсказать диапазон частот, в котором будут находиться эти выбросы тока, поскольку частота их возникновения зависит от множества причин, в том числе и от задержки распространения переключений транзисторов логического элемента. Задержка, в свою очередь, также зависит от множества случайных причин, возникающих в процессе производства. Шум от переключений имеет широкополосное распределение гармонических составляющих во всем диапазоне. Для подавления цифрового шума существует несколько способов, применение которых зависит от спектрального распределения шума.

В таблице 2 представлены максимальные рабочие частоты для распространенных типов конденсаторов.

Таблица 2

Тип	Максимальная частота
алюминиевый электролитический	100 кГц
танталовый электролитический	1 МГц
слюдяной	500 МГц
керамический	1 ГГц

Из таблицы очевидно, что танталовые электролитические конденсаторы применяются для частот ниже 1 МГц, на более высоких частотах должны применяться керамические конденсаторы. Необходимо не забывать, что конденсаторы имеют собственный резонанс и их неправильный выбор может не только не помочь, но и усугубить проблему. На рисунке 15 показаны типовые собственные резонансы двух конденсаторов общего применения — 10 мкФ танталового электролитического и 0,01 мкФ керамического.

Реальные характеристики могут отличаться у различных производителей и даже от партии к партии у одного производителя. Важно понимать, что для эффективной работы конденсатора подавляемые им частоты должны находиться в более низком диапазоне, чем частота собственного резонанса. В противном случае характер реактивного сопротивления будет индуктивным, а конденсатор перестанет эффективно работать.

Не стоит заблуждаться относительно того, что один 0,1 мкФ конденсатор будет подавлять все частоты. Небольшие конденсаторы (10 нФ и менее) могут работать более эффективно на более высоких частотах.

Развязка питания ИС

Развязка питания интегральных схем с целью подавления высокочастотного шума состоит в применении одного или нескольких конденсаторов, подключенных между выводами питания и земли. Важно, чтобы проводники, соединяющие выводы с конденсаторами, были короткими. Если это не так, то собственная индуктивность проводников будет играть заметную роль и сводить на нет выгоды от применения развязывающих конденсаторов.

Развязывающий конденсатор должен быть подключен к каждому корпусу микросхемы, независимо от того, сколько операционных усилителей находится внутри корпуса — 1, 2 или 4. Если ОУ питается двухполярным питанием, то, само собой разумеется, что развязывающие конденсаторы должны располагаться у каждого вывода питания. Значение емкости должно быть тщательно выбрано в зависимости от типа шума и помех, присутствующих в схеме.

В особо сложных случаях может появиться необходимость добавления индуктивности, включенной последовательно с выводом питания. Индуктивность должна располагаться до, а не после конденсаторов.

Другим, более дешевым способом является замена индуктивности резистором с малым сопротивлением (10…100 Ом). При этом вместе с развязывающим конденсатором резистор образует низкочастотный фильтр. Этот способ уменьшает диапазон питания операционного усилителя, который к тому же становится более зависимым от потребляемой мощности.

Обычно для подавления низкочастотных помех в цепях питания бывает достаточно применить один или несколько алюминиевых или танталовых электролитических конденсаторов у входного разъема питания. Дополнительный керамический конденсатор будет подавлять высокочастотные помехи от других плат.

Развязка входных и выходных сигналов

Множество шумовых проблем является результатом непосредственного соединения входных и выходных выводов. В результате высокочастотных ограничений пассивных компонентов реакция схемы на воздействие высокочастотного шума может быть достаточно непредсказуемой.

В ситуации, когда частотный диапазон наведенного шума в значительной степени отличается от частотного диапазона работы схемы, решение просто и очевидно — размещение пассивного RC-фильтра для подавления высокочастотных помех. Однако, при применении пассивного фильтра надо быть осторожным: его характеристики (из-за неидеальности частотных характеристик пассивных компонентов) утрачивают свои свойства на частотах, в 100. ..1000 раз превышающих частоту среза (f3db). При использовании последовательно соединенных фильтров, настроенных на разные частотные диапазоны, более высокочастотный фильтр должен быть ближайшим к источнику помех. Индуктивности на ферритовых кольцах также могут применяться для подавления шума; они сохраняют индуктивный характер сопротивления до некоторой определенной частоты, а выше их сопротивление становится активным.

Наводки на аналоговую схему могут быть настолько большими, что избавиться (или, по крайней мере, уменьшить) от них возможно только с помощью применения экранов. Для эффективной работы они должны быть тщательно спроектированы так, чтобы частоты, создающие наибольшие проблемы, не смогли попасть в схему. Это означает, что экран не должен иметь отверстия или вырезы с размерами, большими, чем 1/20 длины волны экранируемого излучения. Хорошая идея отводить достаточное место под предполагаемый экран с самого начала проектирования печатной платы. При использовании экрана можно дополнительно использовать ферритовые кольца (или бусинки) для всех подключений к схеме.

Корпуса операционных усилителей

В одном корпусе обычно размещаются один, два или четыре операционных усилителя (рис. 16).

Одиночный ОУ часто также имеет дополнительные входы, например, для регулировки напряжения смещения. Сдвоенные и счетверенные ОУ имеют лишь инвертирующий и неинвертирующий входы и выход. Поэтому при необходимости иметь дополнительные регулировки надо применять одиночные операционные усилители. При использовании дополнительных выводов необходимо помнить, что по своей структуре они являются вспомогательными входами, поэтому управление ими должно осуществляться аккуратно и в соответствии с рекомендациями производителя.

В одиночном ОУ выход располагается на противоположной стороне от входов. Это может создать затруднение при работе усилителя на высоких частотах из-за протяженных проводников обратной связи. Один из путей преодоления этого состоит в размещении усилителя и компонентов обратной связи на разных сторонах печатной платы. Это, однако, приводит к как минимум двум дополнительным отверстиям и вырезам в полигоне земли. Иногда стоит использовать сдвоенный ОУ для разрешения данной проблемы, даже если второй усилитель не используется (при этом его выводы должны быть подключены должным образом). Рисунок 17 иллюстрирует уменьшение длины проводников цепи обратной связи для инвертирующего включения.

Сдвоенные ОУ особенно часто используются в стереофонических усилителях, а счетверенные — в схемах многокаскадных фильтров. Однако, в этом есть довольно значительный минус. Несмотря на то, что современная технология обеспечивает приличную изоляцию между сигналами усилителей, расположенных на одном кремниевом кристалле, между ними все же существуют некоторые перекрестные помехи. Если необходимо иметь очень малую величину таких помех, то необходимо использовать одиночные операционные усилители. Перекрестные помехи возникают не только при использовании сдвоенных или счетверенных усилителей. Их источником может служить очень близкое расположение пассивных компонентов разных каналов.

Сдвоенные и счетверенные ОУ, кроме вышесказанного, позволяют осуществить более плотный монтаж. Отдельные усилители как бы зеркально расположены друг относительно друга (рис. 18).

На рисунках 17 и 18 показаны не все подключения, требуемые для нормальной работы, например, формирователь среднего уровня при однополярном питании. На рисунке 19 приведена схема такого формирователя при использовании счетверенного усилителя.

На схеме показаны все необходимые подключения для реализации трех независимых инвертирующих каскадов. Необходимо обратить внимание на то, что проводники формирователя половины напряжения питания располагаются непосредственно под корпусом интегральной схемы, что позволяет уменьшить их длину. Этот пример иллюстрирует не то, как должно быть, а то, что должно быть сделано. Напряжение среднего уровня, например, могло бы быть единым для всех четырех усилителей. Пассивные компоненты могут быть соответствующего размера. Например, планарные компоненты типоразмера 0402 соответствуют расстоянию между выводами стандартного корпуса SO. Это позволяет сделать длину проводников очень короткой для высокочастотных приложений.

Типы корпусов операционных усилителей включают в себя, в основном, DIP (dual-in-line) и SO (small-outline). Вместе с уменьшением размера корпуса уменьшается и шаг выводов, что позволяет применять меньшие по размеру пассивные компоненты. Уменьшение размеров схемы в целом уменьшает паразитные индуктивности и позволяет работать на более высоких частотах. Однако это приводит также к возникновению более сильных перекрестных помех из-за увеличения емкостной связи между компонентами и проводниками.

Объемный и поверхностный монтаж

При размещении операционных усилителей в корпусах типа DIP и пассивных компонентов с проволочными выводами требуется наличие на печатной плате переходных отверстий для их монтажа. Такие компоненты в настоящее время используются, когда нет особых требований к размерам печатной платы; обычно они стоят дешевле, но стоимость печатной платы в процессе изготовления возрастает из-за сверловки дополнительных отверстий под выводы компонентов.

Кроме того, при использовании навесных компонентов увеличиваются размеры платы и длины проводников, что не позволяет работать схеме на высоких частотах. Переходные отверстия обладают собственной индуктивностью, что также накладывает ограничения на динамические характеристики схемы. Поэтому навесные компоненты не рекомендуется применять для реализации высокочастотных схем или для аналоговых схем, размещенных поблизости с высокоскоростными логическими схемами.

Некоторые разработчики, пытаясь уменьшить длину проводников, размещают резисторы вертикально. С первого взгляда может показаться что, это сокращает длину трассы. Однако при этом увеличивается путь прохождения тока по резистору, а сам резистор представляет собой петлю (виток индуктивности). Излучающая и принимающая способность возрастает многократно.

При поверхностном монтаже не требуется размещения отверстия под каждый вывод компонента. Однако возникают проблемы при тестирования схемы, и приходится использовать переходные отверстия в качестве контрольных точек, особенно при применении компонентов малого типоразмера.

Неиспользуемые секции оу

При использовании сдвоенных и счетверенных операционных усилителей в схеме некоторые их секции могут остаться незадействованными и должны быть в этом случае корректно подключены. Ошибочное подключение может привести к увеличению потребляемой мощности, большему нагреву и большему шуму используемых в этом же корпусе ОУ. Выводы неиспользуемых операционных усилителей могут быть подключены так, как изображено на рис. 20а. Подключение выводов с дополнительными компонентами (рис. 20б) позволит легко использовать этот ОУ при наладке.

Заключение

Помните следующие основные моменты и постоянно соблюдайте их при проектировании и разводке аналоговых схем.

Общие:

думайте о печатной плате как о компоненте электрической схемы
имейте представление и понимание об источниках шума и помех
моделируйте и макетируйте схемы

Печатная плата:

используйте печатные платы только из качественного материала (например, FR-4)
схемы, выполненные на многослойных печатных платах, на 20 дБ менее восприимчивее к внешним помехам, чем схемы, выполненные на двухслойных платах
используйте разделенные, неперекрывающиеся полигоны для различных земель и питаний
располагайте полигоны земли и питания на внутренних слоях печатной платы.

Компоненты:

осознавайте частотные ограничения, вносимые пассивными компонентами и проводниками платы
старайтесь избегать вертикального размещения пассивных компонентов в высокоскоростных схемах
для высокочастотных схем используйте компоненты, предназначенные для поверхностного монтажа
проводники должны быть чем короче, тем лучше
если требуется большая длина проводника, то уменьшайте его ширину
неиспользуемые выводы активных компонентов должны быть правильно подключены

Разводка:

размещайте аналоговую схему вблизи разъема питания
никогда не разводите проводники, передающие логические сигналы, через аналоговую область платы, и наоборот
проводники, подходящие к инвертирующему входу ОУ, делайте короткими
удостоверьтесь, что проводники инвертирующего и неинвертирующего входов ОУ не располагаются параллельно друг другу на большом протяжении
старайтесь избегать применения лишних переходных отверстий, т. к. их собственная индуктивность может привести к возникновению дополнительных проблем
не разводите проводники под прямыми углами и сглаживайте вершины углов, если это возможно

Развязка:

используйте правильные типы конденсаторов для подавления помех в цепях питания
для подавления низкочастотных помех и шумов используйте танталовые конденсаторы у входного разъема питания
для подавления высокочастотных помех и шумов используйте керамические конденсаторы у входного разъема питания
используйте керамические конденсаторы у каждого вывода питания микросхемы; если необходимо, используйте несколько конденсаторов для разных частотных диапазонов
если в схеме происходит возбуждение, то необходимо использовать конденсаторы с меньшим значением емкости, а не большим
в трудных случаях в цепях питания используйте последовательно включенные резисторы малого сопротивления или индуктивности
развязывающие конденсаторы аналогового питания должны подключаться только к аналоговой земле, а не к цифровой

Автор статьи: Bruce Carter. Перевод статьи Op Amps For Everyone, chapter 17. Circuit Board Layout Techniques. Design Reference, Texas Instruments

Мы всегда рады сотрудничеству с новыми авторами. Если у вас есть уникальная экспертиза или просто качественный материал, полезный инженерам-разработчикам электроники, мы с удовольствием поделимся им на страницах раздела Авторские статьи. Присылайте свои статьи на почту [email protected]

Как спроектировать печатную плату | Блог Advanced PCB Design

Ключевые выводы

Проектирование печатной платы начинается с включения конструкторской документации в технологический процесс.
Дизайнер должен построить схемы земельных участков и правила проектирования в соответствии со спецификациями производителя и требованиями дизайна.
Процесс компоновки, как заключительный этап подготовки к производству, представляет собой основную часть обязанностей дизайнера.

При некотором руководстве и опыте проектирование плотных плат может стать второй натурой

Первый раз, когда проектировщик размещает печатную плату, обычно это опыт, чреватый ошибками, разочарованием и необходимой настойчивостью. . В этом нет вины пользователя или даже интерфейса — проектирование печатных плат — сложная тема, затрагивающая многие инженерные дисциплины, материаловедение, химию и многое другое. Несмотря на то, что ставки намного ниже, особенно если плата является просто проверкой знаний новичка, а не реальной платой, установленной для производства, дизайнеры захотят заранее установить здоровые передовые методы. Изучение того, как и почему, в отличие от того, что можно и чего нельзя делать, еще больше укрепит знания и уверенность дизайнера. Это краткое введение в проектирование печатной платы расскажет читателю об основных этапах процесса проектирования и уроках, которые он должен усвоить в процессе.

Как спроектировать печатную плату: Введение

Распространенной ошибкой дизайнеров-любителей является стремление достичь уровня проектирования печатной платы. Нетрудно понять почему: доска — это забавная часть дизайна, где пользователи играют в 3D-головоломку, пытаясь найти лучшее инженерное решение с предоставленной схемой и ограничениями. Может показаться заманчивым использовать автотрассировщик (автоматический программный алгоритм, который пытается завершить размещение и трассировку платы) для экономии времени. В то время как автотрассировщик является полезным инструментом во многих проектах, чаще это последняя функция, позволяющая получить исключительно плотную конструкцию, а не то, что предназначено для развертывания при первых признаках проблемы. Поскольку все хорошее приходит со временем, дизайнеры должны сначала инвестировать в базовые структуры данных, которые обеспечивают строительные блоки дизайна, прежде чем погрузиться в суть проекта.

Процесс обучения проектированию печатной платы, скорее всего, начнется с некоторых контрольных документов, обычно спецификации материалов (BOM), схемы и некоторой дополнительной проектной информации:

Спецификация — Спецификация содержит всю информацию, относящуюся к компонентам, которые в конечном итоге будут размещены на поверхности платы. Это включает в себя подсчет количества, номера деталей производителя (MPN), значения параметров и справочные номера.
Схема — Если плата является сердцем проекта, схематический документ сродни мозгу и нервной системе. Схема содержит всю информацию о том, как будут соединяться компоненты и их общие сети (синоним узлов в схеме именования схемы/сетевого анализа).
Дополнительные документы — Это может быть много вещей, включая текстовый редактор или другой аналогичный текстовый и графический формат файла, который содержит все запрошенные изменения из первоначального заказа на работу и любую другую информацию, которую команда инженеров хочет назвать проектировщиком. внимание на (схемы силовых цепей, дизайн стека и переходных отверстий или правила проектирования).

Подготовка схем земельных участков и правил проектирования зданий

С этого момента проектировщик начинает с изучения MPN в каталоге поиска деталей, чтобы найти таблицы данных для всех компонентов в спецификации (при условии, что это не было включено в проектную документацию). Техническое описание предназначено для двух целей:

В нем указаны размеры детали или расположение контактных площадок, чтобы дизайнер мог построить точную схему площадки для размещения.
Предоставляет дополнительную информацию о том, как лучше всего разместить схему, содержащую рассматриваемый компонент, для достижения наилучшей производительности.

Шаблоны площадок — это пространство, занимаемое компонентом при размещении на плате и содержащее информацию о контактных площадках и просверленных отверстиях. Неправильно подобранные или смещенные элементы рельефа могут привести к целому ряду проблем во время сборки. Что касается второго пункта, многие электронные устройства должны иметь тщательно продуманную компоновку и настройки дизайна медных элементов, чтобы максимизировать эффективность. Это часто наблюдается в силовых схемах и не так важно в схемных блоках, состоящих только из пассивных компонентов.

После того, как шаблоны земель правильно связаны с соответствующими схематическими символами, необходимо сделать последний шаг, прежде чем можно будет продолжить компоновку: разработка правил. Идея настройки правил проектирования с помощью диспетчера ограничений заключается в том, что тогда дизайнеру не нужно на лету мысленно жонглировать тем, что допустимо, а что нет. Гораздо проще оставить что-то столь утомительное компьютеру. При настройке правил функция проверки правил может информировать дизайнера, когда они нарушаются, с помощью индикации на экране. Это не позволяет разработчику тратить значительное время на дизайн, в котором неправильно синтезированы проектные ограничения, что является прямым отражением сложности материалов и оборудования, используемых для изготовления платы.

Кульминация дизайна в процессе макетирования

Дизайнер макетов достиг своего одноименного момента. Список цепей экспортируется для программного обеспечения схемы и заполняет плату всеми шаблонами площадок компонентов, именами цепей, позиционными обозначениями и любой другой информацией, которую включает дизайнер. Компоновка сначала должна начинаться с группировки — дизайнер, используя схему в качестве эталона, размещает блоки схемы на плате. Достаточное расстояние должно быть обеспечено через разветвление, но точные расстояния не так важны, как размещение и вращение компонентов. Если есть какие-либо критические сигналы, такие как часы, линии данных, дифференциальные пары и т. д., расстояние, на котором проходят эти трассы, должно быть приоритетным. В противном случае общее эмпирическое правило состоит в том, что короткие и короткие трассы для питания и возврата, а также самые короткие и прямые трассы для любых оставшихся сигналов.

После утвержденного размещения большинство дизайнеров готовы развести плату и положить конструкцию в постель, но есть еще один последний шаг. Плоский дизайн питания и земли должен формироваться на соответствующих слоях. Все силовые и заземляющие отверстия должны находиться в пределах периметра этих медных профилей, но может быть необходимо разделить одни и те же плоскости сети на несколько слоев или даже провести широкие дорожки, чтобы достичь тех же отверстий сети, которые находятся далеко от основных областей распределения. . В любом случае необходимо соблюдать осторожность при маршрутизации на уровнях, соединенных с плоскостями питания: в целях целостности сигнала следует избегать пересечения разделенной плоскости почти при любых обстоятельствах.

Процесс проектирования печатной платы представляет собой основную обязанность дизайнера компоновки; Чтобы помочь в этом, а также в любых вспомогательных задачах, пакет программного обеспечения Cadence для проектирования и анализа печатных плат предоставляет пользователям непревзойденный уровень поддержки и функциональности.

Ведущие поставщики электроники полагаются на продукты Cadence для оптимизации потребностей в мощности, пространстве и энергии для широкого спектра рыночных приложений. Если вы хотите узнать больше о наших инновационных решениях, поговорите с нашей командой экспертов или подпишитесь на наш канал YouTube.

Запросить оценку

Решения Cadence PCB — это комплексный инструмент для проектирования от начала до конца, позволяющий быстро и эффективно создавать продукты. Cadence позволяет пользователям точно сократить циклы проектирования и передать их в производство с помощью современного отраслевого стандарта IPC-2581.

Подпишитесь на LinkedIn Посетить сайт Больше контента от Cadence PCB Solutions

При ремонте электронных изделий инженеры часто сталкиваются с проблемами поиска чертежей, особенно для устаревших изделий; принципиальных схем может уже не быть. В этом случае для анализа и улучшения продукта необходимо нарисовать принципиальную схему на основе реального продукта. Навыки этой операции следующие:

1. Используйте компоненты с большим объемом и большим количеством контактов в качестве эталона для рисования. Используйте это как ссылку, чтобы начать рисовать, что может обеспечить точность и повысить эффективность работы.

2. Когда инженер печатает печатную плату, обязательно пометьте компоненты и обратите внимание на правильность серийного номера. Они не могут рандомизировать или запомнить, какой из них написать. Напишите и расположите в соответствии с определенным порядком и правилами, чтобы избежать ошибок в процессе рисования.

3. Без маркировки серийных номеров компонентов, если инженер хочет улучшить анализ и корректуру, вы должны сами пронумеровать компоненты. Это не раздражает, иначе дальнейшая работа будет сложнее. Важные компоненты должны быть отмечены, чтобы их нельзя было пропустить в процессе рисования схемы.

4. Правильно различать различные провода на печатной плате. На печатной плате есть различные провода, такие как провод питания, провод заземления, сигнальный провод. Эти провода имеют разные положения, правила и функции. Рисуя схему, вы должны в ней разобраться.

5. Рисуя эскиз, обязательно используйте прозрачную кальку и размечайте ее цветными ручками. Удобно идентифицировать, модифицировать и анализировать схему, чтобы уменьшить количество ошибок. Кроме того, при рисовании принципиальной схемы постарайтесь найти аналогичную принципиальную схему для справки, чтобы был эффект умножения, который очень достоин справки для новичков.

Из введения видно, что процесс преобразования печатной платы в принципиальную схему не представляет сложности. Тем не менее, многим новичкам не хватает опыта или они никогда не работали раньше, поэтому им будет сложно преобразовать печатную плату в схемы.

В этой статье в качестве примера используется 4-портовый последовательный интерфейс, предоставленный Protel 99Se. Откройте схему платы, выберите меню File-Export, экспортируйте сетевую таблицу Protel; имя файла сокращено как Serial.Net. 2. Запустите программу Omninet для Windows, выберите Protel в качестве типа входного файла (Type). Во Входном файле 1 используйте Обзор, чтобы указать расположение файла списка соединений. Выберите EDIF в качестве типа выходного файла (Тип). В выходном файле 1 укажите имя файла и путь к выходному файлу. Затем нажмите «Выполнить» (значок запуска).

Следует отметить, что это преобразование может быть полезно для тех, у кого меньше компонентов на печатной плате. Если на печатной плате много компонентов, преобразованная принципиальная схема будет очень большой, а сетевое подключение будет чрезвычайно сложным. На данный момент это все еще сложно интерпретировать из-за отсутствия иерархии или основного потока. Его также нельзя разделить на несколько подграфов, и все сети связаны между собой.

Электронная промышленность настолько обширна и быстро развивается, что технологии развиваются день ото дня. В настоящее время существует множество программ с открытым исходным кодом или программного обеспечения для автоматизации электронного проектирования (EDA) или САПР, которые помогают разработчикам проектировать свои электронные схемы и разрабатывать дизайн печатной платы вместе с инструментами, доступными в программном обеспечении, для создания файлов, которые будут использоваться непосредственно производителем печатных плат. .

Первый шаг к воплощению идеи в жизнь — это ручное проектирование или набросок на бумаге. Это дает четкое понимание дизайнеру, что он ищет. Теперь дизайн на бумаге будет перенесен в программу САПР, такую как Altium. Этот процесс называется захватом схемы. Зная программное обеспечение, эксперт профессионально зафиксирует проект в окне схемы.

. Вы можете сохранить проект платы и файл схемы с расширениями *.PrjPcb и *.sch соответственно. После сохранения теперь вы можете начать размещение компонентов из библиотеки в крайнем правом меню. Вы можете добавить библиотеки производителей, доступные непосредственно на веб-сайте Altium.

Просто скачайте ZIP-архив библиотеки. Разархивируйте его и скопируйте и вставьте папки внутри C:\Users\Public\Documents\Altium\AD18\Library\ этой папки. Теперь найдите компонент в библиотеке и разместите их на схеме один за другим. Ctrl+R повернет компонент. Нажмите и удерживайте правую кнопку мыши, чтобы «Панорамировать», а левый Ctrl + правый щелчок будет увеличивать и уменьшать масштаб.

На левой панели отображаются файлы проекта, такие как схематическая диаграмма, печатная плата, Gerber, спецификация и другие файлы, которые отображаются в виде файлов вложенных папок внутри основного проекта. Любые изменения, внесенные в схему, будут отмечены красным символом в файле схемы на левой панели. После сохранения изменений красная метка исчезнет.

Теперь вы соедините компоненты, используя провод или шину. GND, VCC и другие сигнальные порты могут быть размещены соответствующим образом. Соответственно, будут сгенерированы «NET». NET — это соединение между двумя выводами/ветвями компонентов. Имя сети показывает детали ее соединения. Вы можете перейти к инструментам >> предпочтения >> Схемы >> Общие, где вы можете редактировать и изменять свойства существующего листа схемы, такие как привязка и видимые сетки.

Вы также можете аннотировать обозначения компонентов, выбрав Инструменты >> Аннотации >> Аннотировать схемы. Вы можете изменить размер листа, выбрав «Свойства правой панели» >> «Параметры страницы» >> «Форматирование и размер» >> «Пользовательский», а также изменить значения ширины и высоты в соответствии с потребностями и изменить ориентацию на альбомную или портретную. Вы также можете переключаться между единицами измерения мм и мил.

Снимок схемы является основой компоновки печатной платы на следующем шаге. Следовательно, схематический захват должен быть завершен без ошибок. В проекте схемы не должно быть ошибок, и другой инженер по проверке должен провести перекрестную проверку, чтобы выявить ошибки в проекте. В противном случае неправильная схема будет преобразована в печатную плату, что приведет к тому, что печатная плата не будет работать должным образом.

Теперь следующий шаг — разводка печатной платы. Щелкните правой кнопкой мыши на панели «Проект» >> «Добавить новый в проект» >> «Компоновка платы». Появится окно черного цвета. Это документы компоновки печатной платы, в которых вы будете проектировать компоновку печатной платы. Теперь перейдите в окно схемы и выполните следующие действия:

Теперь перейдите в окно схемы. Дизайн >> Обновить документ платы. Откроется окно «Заказ на инженерное изменение». Теперь нажмите «Подтвердить изменения», а затем нажмите «Выполнить изменения». В правой части окна появится значок галочки зеленого цвета. Это показывает, что все в порядке. Теперь перейдите к документу платы, и в правом нижнем углу ваши компоненты будут доступны.

Перетащите компоненты один за другим на плату. Теперь, чтобы изменить форму доски и перейдите в View >> Board Planning Mode 1. Вы увидите, что цвет доски меняется на зеленый с черного. Теперь перейдите в «Дизайн» >> «Переопределить форму платы». Теперь появится указатель зеленого цвета плюс. Теперь вы можете переопределить границы своей печатной платы в соответствии со своими потребностями. Не забудьте соединить последний край с начальным краем/углом, чтобы завершить форму доски. Вы также можете использовать форму редактирования доски или изменить форму доски, чтобы изменить форму или стиль доски.

Теперь перейдите в «Дизайн» >> «Правила». Вы можете редактировать ограничения дизайна компоновки печатных плат в соответствии с производственными мощностями и ограничениями печатных плат, а также вашими требованиями к дизайну. Это очень важно, потому что при проектировании печатной платы (например, разводке, размещении компонентов, отверстий, переходных отверстий и других внутренних и внешних слоев) при нарушении ограничений Altium выдаст ошибку и не продолжит работу.

Основные ограничения/зазоры правил проектирования, о которых необходимо позаботиться, следующие: дорожка к дорожке, дорожка к контактной площадке SMD или THT, дорожка к переходному отверстию, дорожка к медному проводу, контактная площадка SMD к контактной площадке SMD, контактная площадка SMD к контактной площадке THT, контактная площадка SMD к переходные отверстия, SMD-площадка к меди, THT-площадка к THT-площадке, THT-площадка к переходным отверстиям, THT-площадка к меди, переходные отверстия к переходным отверстиям, переходные отверстия к меди и медные зазоры. Кроме того, необходимо определить максимальную и минимальную ширину маршрутизации и предпочтительные значения. Маски припоя и плоскости питания с ограничениями по выводам питания также необходимо определить в правилах проектирования. Аналогичным образом максимальный и минимальный диаметр сквозного отверстия и предпочтительные значения можно установить в разделе «Трассировка через стиль».

Теперь перейдите в Маршрут >> Автомаршрут >> Все >> Маршрут Все. Это поможет вам автоматически развести компоненты, размещенные на печатной плате, в соответствии с правилами, определенными в мастере правил проектирования. Автоматическая трассировка сэкономит достаточно времени и усилий, но может оказаться не лучшим выбором, когда требуется особый уход за специальными ИС для защиты от электромагнитных помех и других тепловых соображений.

Теперь, когда компоновка вашей печатной платы завершена, пришло время для создания файла Gerber и NC Drill File. Эти файлы называются выходными файлами изготовления печатных плат. Перейдите в раздел «Файлы» >> «Выходные данные производителя» >> «Файлы Gerber». И файл NC Dill. Выберите соответствующую единицу измерения и формат для вашего Gerber и отметьте «сюжет» соответствующего слоя, который вы хотите создать Gerber. Оставьте все остальные параметры без изменений и нажмите «ОК».

Для файла сверления ЧПУ (числового управления) установите флажок «Создать отдельные файлы сверления ЧПУ для сквозных отверстий с покрытием и без покрытия» и оставьте все остальные параметры одинаковыми, а затем нажмите «ОК».

Теперь, когда аппаратное обеспечение с открытым исходным кодом преобладает, многие производители аппаратного обеспечения с открытым исходным кодом будут публиковать принципиальные схемы. Например, для Arduino мы можем скачать файл Arduino Eagle на официальном сайте. Тем не менее, многие люди не очень хорошо знают программное обеспечение для рисования Eagle. Поэтому вам нужно преобразовать файл в формат, который можно открыть в Altium Designer.

1. Выберите электронные компоненты, такие как интегральные схемы, трансформаторы, транзисторы и т. д., которые являются громоздкими, имеют много контактов и играют важную роль в схеме, а затем используйте выбранный эталон. булавки для уменьшения ошибок.

2. Если номер компонента (например, VD870, R330, C466 и т. д.) указан на печатной плате, поскольку эти серийные номера имеют особые правила, компоненты с одинаковыми арабскими цифрами после английского алфавита считаются одинаковыми. функциональная единица, поэтому следует использовать чертеж. Правильное различение компонентов одного и того же функционального блока является основой компоновки чертежной печатной платы.

3. Если серийный номер компонента не указан на печатной плате, лучше всего пронумеровать компонент самостоятельно для облегчения анализа и проверки. При проектировании компонентов печатной платы производитель обычно размещает компоненты одного и того же функционального блока относительно друг друга, чтобы свести к минимуму прокладку медной фольги. Как только вы найдете устройство, выполняющее основную функцию, вы сможете найти и другие компоненты того же функционального блока, если сможете его найти.

4. Правильно различать заземление, питание и сигнальные линии печатной платы. Если взять в качестве примера цепь питания, отрицательный полюс выпрямителя, подключенный к вторичной обмотке силового трансформатора, является положительным полюсом источника питания, а фильтрующий конденсатор большой емкости обычно подключается между землей и землей, и корпус конденсатора имеет маркировку полярности.

Линии питания и заземления также можно найти на трехконтактных штырьках регулятора. Когда завод подключает печатную плату, чтобы предотвратить самовозбуждение и защиту от помех, заземляющая медная фольга обычно устанавливается на самую широкую (высокочастотные цепи часто имеют заземленную медную фольгу большой площади), источник питания медная фольга является второй, и используется сигнальная медь.

Фольга самая узкая. Кроме того, в электронных продуктах как с аналоговыми, так и с цифровыми схемами печатные платы часто разделяют свои линии заземления, образуя независимую сетку заземления, которую также можно использовать в качестве основы для идентификации и оценки.

5. Чтобы избежать чрезмерной проводки компонентов, проводка на принципиальной схеме перемежается, что приводит к беспорядочному изображению, а линии питания и заземления могут использоваться в большом количестве маркировок клемм. и символы заземления. Если компонентов много, схемы агрегатов можно рисовать отдельно, а затем объединять.

6. При рисовании эскиза рекомендуется использовать прозрачную кальку, а провод заземления, силовой кабель, сигнальный провод, компоненты и т.д. расчерчивать по цветам. При изменении постепенно углубляйте цвет, чтобы сделать рисунок визуально привлекательным для анализа схемы.

7. Знание базовой композиции некоторых схем блоков и классических методов рисования, таких как выпрямительные мосты, схемы регуляторов напряжения и операционных усилителей, цифровые интегральные схемы. Эти единичные схемы нарисованы напрямую, чтобы сформировать рамку принципиальной схемы, что может повысить эффективность рисования.

Печатные платы (ПП) необходимы для современной жизни, но изучение тонкостей этого часто сложного предмета может быть пугающим. Наше руководство по печатным платам для начинающих поможет вам понять основы печатных плат, поэтому вы будете лучше знакомы с компонентами и материалами, если решите разработать свои собственные печатные платы для прототипа или нового продукта.

Печатная плата, обычно называемая «печатной платой», представляет собой (обычно) жесткую плату, на которой напечатаны электрические схемы, называемые дорожками. Компоненты и слои могут быть добавлены для проектирования и создания почти безграничного набора проектов, удовлетворяющих практически любые потребности. Хотя основы печатных плат поначалу кажутся простыми, как только вы начинаете проектировать свои собственные печатные платы, сложности быстро становятся заметными.

Маска для пайки
Слой защиты выводов, который предотвращает окисление и иногда выступает в качестве защиты от перемычек и коротких замыканий припоя, когда контактные площадки и/или дорожки припоя расположены особенно близко друг к другу.
Шелкография
Слой шелкографии обычно белого цвета, но может быть и других цветов, служит ориентиром и иногда содержит декоративную графику.
Контактные площадки
Контактные площадки — это области на печатной плате с открытым металлом для соединения компонентов с печатной платой. Как правило, для приклеивания элементов к поверхности контактной площадки используется припой, но существует множество вариантов как конструкции контактной площадки, так и способов соединения.
Слои
В печатных платах вы довольно часто будете слышать термин «слои». Хотя вы можете слышать, что печатная плата называется «однослойной печатной платой», и думать об этом так же, как на самом деле, даже однослойная печатная плата содержит несколько слоев материала для правильной работы. Это могут быть двухслойные печатные платы, четырехслойные печатные платы и так далее. Обычно, когда говорят о печатной плате, имеющей определенное количество слоев, подсчитывают количество проводящих рисунков.

Основание
Основание печатной платы — это схема расположения компонентов на самой плате, включая расположение контактных площадок и сквозных отверстий.
Перемычка
Перемычки обычно представляют собой изолированные или неизолированные штыри, используемые в качестве проводников. Они могут быть включены в конструкцию печатной платы либо из-за минимизации затрат на печатную плату за счет уменьшения количества дорожек и / или слоев в конструкции платы, либо для создания печатной платы, которую можно настроить несколькими способами, сняв определенные перемычки. Раньше перемычки регулярно использовались при проектировании печатных плат, но в современных печатных платах они встречаются реже.
Переходное отверстие или сквозное отверстие Переходное отверстие
Переходное отверстие представляет собой металлизированную стенку отверстия, которая проходит через часть печатной платы и обеспечивает путь, который может соединять электрический сигнал с одного слоя на другой. Существуют различные типы переходных отверстий, но наиболее распространенный тип переходных отверстий, называемый сквозным переходным отверстием, представляет собой отверстие, которое проходит от верхней части печатной платы до нижней части.
Глухое переходное отверстие
Глухое переходное отверстие очень похоже на сквозное переходное отверстие, но отверстие в какой-то момент останавливается и не проходит через всю печатную плату. Поскольку глухие переходные отверстия закрыты с одного конца, процесс нанесения покрытия может быть более сложным, что означает увеличение затрат.
Подземные переходные отверстия
Подземные переходные отверстия находятся во внутренней структуре и не имеют внешнего отверстия. Поскольку скрытые переходные отверстия заламинированы, это экономит место и позволяет добавлять дополнительные элементы к внешним слоям. При создании небольших печатных плат часто не хватало места для добавления компонентов, если использовать сквозное отверстие.
Медные дорожки
Медные дорожки на печатной плате действуют аналогично проводам. При создании печатной платы к плате прикрепляется тонкий слой меди, а рисунок дорожек покрывается стойким к травлению покрытием. Это позволяет удалить остатки меди с платы. Медные дорожки на печатных платах создаются точнее и быстрее, чем традиционная проводка.
Кольцевое кольцо
Кольцевое кольцо — это медное кольцо, окружающее переходное отверстие. Кольцевые кольца важны, потому что они служат точкой контакта для соединений между слоями на печатной плате. Переходные отверстия, созданные для этой цели, обычно больше, чем переходные отверстия других типов, и диаметр кольцевых колец может повлиять на общую конструкцию.

Проверка правил проектирования (DRC)
При проектировании печатной платы вы будете регулярно выполнять проверки правил проектирования (DRC) при создании макетов и схем. Проверка правил проектирования гарантирует, что ваш дизайн соответствует параметрам, установленным для производственного процесса.
Файл Gerber
Файлы Gerber являются отраслевым стандартным форматом для производства печатных плат. Вы сохраните свой проект печатной платы в виде файла Gerber, чтобы передать его производителю, чтобы ваши печатные платы могли быть запущены в производство.

Печатные платы: классификация
Печатные платы классифицируются по различным признакам в зависимости от конструкции, использования и других характеристик. Ниже перечислены лишь некоторые из многих способов классификации печатных плат.
Классификация на основе используемой технологии монтажа
Печатная плата со сквозным отверстием – компоненты имеют выводы, которые соединяются через плату, а не только припаиваются к поверхности. Печатные платы со сквозными отверстиями способны выдерживать большее напряжение, вибрацию и движение.
Плата для поверхностного монтажа — компоненты соединяются путем пайки их на поверхность печатной платы. Печатные платы для поверхностного монтажа дешевле и быстрее в производстве.

Основы печатных плат: классификация по количеству слоев
Однослойная печатная плата. Однослойные печатные платы представляют собой простейший тип печатных плат, имеющих только один слой дорожек. Они недороги в производстве и просты в конструкции. Однослойные печатные платы используются в таких приложениях, как калькуляторы, блоки питания и принтеры.
Двусторонняя печатная плата — двухсторонние печатные платы аналогичны однослойным печатным платам, но имеют дорожки на обеих сторонах платы. Двусторонние печатные платы являются одними из наиболее распространенных печатных плат, поскольку их можно производить по той же цене, что и однослойные печатные платы, но с большим пространством, доступным для схем и элементов дизайна.
Многослойная печатная плата
. Сложные печатные платы обычно имеют 4 или более слоев, что позволяет создавать уникальные сложные конструкции для высокотехнологичных приложений.
Тип печатных плат на основе их гибкости
Иногда печатные платы классифицируют на основе их гибкости, которая определяет, для каких приложений они могут использоваться. Общие категории печатных плат в зависимости от гибкости включают:
Жесткая печатная плата
Гибкая печатная плата
Жесткая гибкая печатная плата
Широко используемое программное обеспечение для компоновки и проектирования печатных плат
Не существует общепринятого программного обеспечения для проектирования печатных плат, и с таким количеством опций новички могут быстро запутаться. Ниже мы перечислили две самые популярные программы, но доступно гораздо больше вариантов.
Профессиональное программное обеспечение для проектирования печатных плат
Altium Designer — Altium, хорошо известное и высоко оцененное программное обеспечение для проектирования печатных плат, представляет собой многофункциональную платформу с соответствующей ценой.
Бесплатное программное обеспечение для базового проектирования печатных плат для начинающих
KiCad . KiCad — отличный выбор для начинающих. Бесплатное программное обеспечение с открытым исходным кодом позволяет создавать макеты и схемы печатных плат и даже включает в себя средство 3D-просмотра.

Проектирование электронной схемы – основы печатной платы
При проектировании схемы печатной платы необходимо помнить о нескольких основных принципах, независимо от того, насколько сложной будет ваша печатная плата.
Процесс сборки из созданного вами макета
Процесс сборки печатной платы из созданного вами макета следует учитывать при точной настройке схемы. От расстояния между компонентами до того, как печатная плата будет установлена внутри приложения, процесс сборки часто упускается из виду. В противном случае совершенно прекрасный дизайн печатной платы может не работать с практической точки зрения; вы должны принять во внимание более широкую картину.
Разберите всю схему, используйте электронную схему программного обеспечения и выполните сборку.
Если вам интересно, полностью ли оптимизирована ваша схема, один из способов перепроверить все — разобрать схему в цифровом виде с помощью вашей программной схемы и «собрать» ее снова. Вы быстро заметите, есть ли области, в которых компоненты могут быть организованы лучше, или есть части, которые могут стать причиной перегрева или тяжелых областей.

Обеспечьте хорошую организацию структуры вашего макета
После того, как вы включили в свой дизайн основные компоненты, пришло время организовать структуру вашего макета. Большинство разработчиков печатных плат начинают этот процесс с группировки схожих компонентов, учитывая распределение веса, длину дорожек и радиаторы, чтобы оптимизировать компоновку своей печатной платы. Это нормально — экспериментировать с несколькими макетами, чтобы определить наилучший из возможных вариантов.
Основы печатной платы Как приступить к разработке топологии печатной платы
Разработка топологии печатной платы может быть сложной, и важные шаги легко пропустить. Ниже приведены некоторые важные аспекты, которые следует учитывать при разработке макета печатной платы.
Схемы
Схема вашей печатной платы — это схема, показывающая, как все устроено и соединено вместе. В то время как макет показывает , где размещен каждый компонент, схема также показывает, как каждый компонент соединен вместе, и как электричество течет через печатную плату.
Высокочастотные сигналы
Высокочастотные печатные платы — это сложные печатные платы с плотной разводкой, обычно используемые в коммуникациях, промышленности и медицине. Разработчики печатных плат, специализирующиеся на высокочастотных схемах, должны усердно подходить к компоновке своих плат, а также учитывать множество особых требований, предъявляемых к высокочастотным печатным платам.
Маршрутизация сигнала и размещение компонентов
То, как все части вашей печатной платы соединены вместе и где они расположены, влияет на распределение тепла, вес, производительность и долговечность печатной платы. Важно позаботиться о том, чтобы создать дизайн с использованием передового опыта, чтобы ваша печатная плата работала правильно и не вышла из строя преждевременно.
Произведение искусства и науки
Создавая печатную плату, вы можете привнести свой собственный стиль, креативность и идеи, чтобы дополнить науку, стоящую за вашим дизайном. Несмотря на некоторые общие принципы, самые инновационные новые продукты и схемы создаются людьми, которые учитывают свой уникальный взгляд при воплощении идеи в жизнь.
Заключение
Когда дело доходит до печатных плат, это только начало пути. В Интернете доступно множество бесплатных знаний, поэтому вы больше не ограничены барьерами дорогостоящего высшего образования. За последнее десятилетие небольшие объемы заказов стали не только возможными, но и доступными, открыв двери того, что раньше было эксклюзивной отраслью, для любителей, студентов, изобретателей и предпринимателей. Поскольку отрасль продолжает быстро расти и развиваться, возможности того, что вы можете создать, безграничны.

Мы создали Gerber Labs для работы на этом захватывающем новом рынке, потому что мы любим инновации и заинтересованы в вашем успехе. Наша команда инженеров и профессионалов отрасли готова ответить на ваши вопросы и убедиться, что ваш проект готов к производству.
Заказная печатная плата — Полное руководство по получению наилучших результатов
Печатные платы также известны как печатные платы или печатные платы. Они управляют различным электронным и электрическим оборудованием и инструментами, которые мы используем каждый день.
Большинство печатных плат формируются путем объединения двух или более слоев в зависимости от сложности и характера устройства, в котором они будут использоваться.
В состав печатных плат входят различные материалы. Один слой может быть изготовлен из стекловолокна или смолы, полученной из бумаги. Также используются другие материалы, такие как медь, паяльная маска и слои шелкографии.
В следующей главе мы узнаем, из каких материалов сделаны печатные платы.

Изображение 1: Плата

1.2: Из каких материалов изготавливаются печатные платы

Печатные платы обычно изготавливаются из четырех слоев, соединенных вместе под воздействием тепла, давления и других методов. Четыре слоя печатной платы состоят из подложки, меди, паяльной маски и шелкографии.
Материал, из которого изготовлена печатная плата, включает:
• Медь: медь скапливается на толстом слое основы, называемой подложкой. В зависимости от типа платы и использования может присутствовать один или два медных слоя.
Медный слой может быть на одной стороне печатной платы или на обеих сторонах подложки. В простых электронных устройствах используются печатные платы, которые имеют медный слой только с одной стороны.
Слои меди намного тоньше и нежнее, чем подложка.
Медь, используемая в печатных платах, указана по весу и представлена в унциях на квадратный фут. Наиболее распространенные печатные платы содержат 1 унцию меди на квадратный фут.
Хотя количество меди, присутствующей в печатной плате, определяет количество энергии, она будет меняться.
• Шелкография: шелкография отвечает за то, чтобы сделать печатную плату читаемой для программистов за счет добавления числовых и буквенных индикаторов.
• Подложка: подложка широко известна как FR4, что является аббревиатурой от Fire Retardant.
Обеспечивает толстый слой основания для печатной платы, который, конечно же, может варьироваться. Однако вы обнаружите, что их толщина меняется. Это слой, который придает жесткость печатной плате.
Также может быть изготовлен из гибких материалов, которые иногда тоже растягиваются. В последнее время для создания субстрата используется множество инновационных материалов, некоторые из которых даже растительного происхождения.
Заказная печатная плата
• Паяльная маска
Важно отметить, что в других типах печатных плат вышеперечисленные материалы не используются. Вместо этого они используют эпоксидные смолы. Недостаток, связанный с этим типом комиссий, заключается в том, что они термочувствительны, что делает их восприимчивыми к быстрой потере их ламинирования.
Один из способов узнать этот тип платы — по запаху, который она дает при пайке.
Зеленый верхний слой печатной платы известен как паяльная маска и наносится поверх медного слоя для контакта с другими электрическими частями. Поверх паяльной маски предусмотрен слой шелкографии для создания меток и меток для размещения различных компонентов.

Изображение 2: Заказная печатная плата

Подложка обычно изготавливается из стекловолокна, также известного как FR4. FR относится к огнестойким материалам и обеспечивает основу печатной платы. Слой подложки самый толстый среди всех печатных плат
Для изготовления подложки также используются некоторые другие материалы, такие как эпоксидная смола или фенольные смолы. Платы из эпоксидной смолы чувствительны к температуре, а ламинирование в некоторых случаях может быстро выцвести.
Вы можете легко найти эти недорогие плиты на рынке и узнать их по запаху, который они издают. Материал также нуждается в компонентах, которые будут к нему припаяны.

Изображение 2: Материал печатной платы
Далее давайте посмотрим, как можно разработать собственную печатную плату с помощью компьютерного приложения.
1.3: Заказная печатная плата — Типы печатных плат

Как было сказано ранее, печатная плата является важнейшим компонентом различной электроники. Теперь давайте рассмотрим шедевр за вашим телевизором и пультом дистанционного управления; телек может переключать каналы нажатием на пульт из-за наличия своеобразной платы в пульте.
Существует множество применений печатных плат, которые облегчают наше существование и делают нашу повседневную деятельность гибкой. В зависимости от области применения производители печатных плат используют различные типы печатных плат для различных продуктов. Тип печатной платы включает в себя;

Односторонняя печатная плата

В предыдущей части этой статьи мы упоминали, что подложка меняется в зависимости от использования. В односторонней печатной плате содержится только одна подложка.
Подходящий электрический проводник, такой как медь, используется для экранирования стороны подложки, паяльная маска присутствует на медном слое, а для маркировки частей платы обычно используется покрытие методом шелкографии.
Этот тип печатных плат предполагает конструкцию, в которой только одна сторона вмещает схему и другой электронный компонент. Они обычно упоминаются в простом электронном производстве.
Преимущество этого типа платы заключается в том, что она более удобна для кармана, чем другие печатные платы.

Двухсторонние печатные платы

В отличие от односторонней печатной платы, двусторонняя печатная плата имеет две поверхности подложки, покрытые проводящими металлическими слоями, с закрепленными на двух сторонах деталями.
Двухсторонние печатные платы используются чаще, чем односторонние печатные платы. Отверстия в двусторонней печатной плате несут функцию соединения одной цепи на стороне с цепью на другой стороне посредством одного или двух приемов.
Первый метод, посредством которого отверстия соединяют схему, — это технология поверхностного монтажа. Этот тип технологии или метода не требует использования проводов.
Преимущество этого метода в том, что он экономит место. Второй метод — технология сквозных отверстий — эта технология или процесс включает в себя тонкие провода, пропущенные через отверстия и припаянные к нужному компоненту.
Многослойные печатные платы.

Многослойная печатная плата выполняет больше функций по сравнению с двухсторонней печатной платой.
Печатная плата этого типа содержит множество плат-основ с изоляционными материалами, разделяющими их на отдельные листы. Конечно!
Когда мы говорим о том, сколько места можно сэкономить, многослойная печатная плата способна сэкономить еще больше места, чем двусторонняя печатная плата.
Многослойные печатные платы могут иметь до 10 слоев и более. Они используются в известных изобретениях, таких как машины и так далее.

Жесткие печатные платы

Сочетание преимуществ многослойности с жесткостью является характеристикой этого типа печатных плат.
В этом типе печатных плат используются материалы, препятствующие изгибу; в качестве материала используется стекловолокно. Примером жесткой печатной платы является плата внутри вашего устройства.

Гибкие печатные платы.

Конечно, от слова «гибкий» подложка, содержащаяся здесь, гибкая. Поскольку жесткая печатная плата не может принять желаемую форму, гибкая печатная плата вполне может вписаться в эту категорию.
Преимущество по сравнению с жестким типом заключается в том, что они гибкие и обладают преимуществом за счет своей стоимости.

Жестко-гибкие печатные платы.

Жесткая гибкая печатная плата сочетает в себе характеристики как жесткой, так и гибкой печатной платы.
Этот тип печатной платы позволяет прикрепить деревянную печатную плату к другой гибкой печатной плате, что представляется более сложным, чем другие типы печатных плат.

Изображение 3: Заказная печатная плата

1.4: Заказная печатная плата — компоненты печатной платы

Независимо от целей создания любого устройства, должны быть компоненты, необходимые для различных схем.
Ниже перечислены некоторые функции, необходимые для любого электронного продукта или устройства.
Светодиоды: аббревиатура «светодиод» означает светодиод, излучающий диод. Светодиодный диод пропускает через себя ток; ему разрешено течь только в одном направлении.
Резистор: резистор выполняет важную функцию, регулируя или контролируя ток, и для определения его значения они имеют цветовую маркировку.
Аккумулятор: как общая функция шторма, он отвечает за поставку энергии. Аккумулятор отвечает за подачу напряжения в цепь.
Транзистор: транзистор выполняет важную функцию, поскольку отвечает за усиление заряда.
Переключатель: переключатель служит компонентом, используемым для управления электрическим током. Кнопку можно использовать для разрешения входа тока или блокировки доступа ветра.
Диод: диод — это компонент, пропускающий электрический ток только в одном направлении. Остальные проходы заблокированы, а электрический ток течет только по проводнику.
Индуктор: индуктор отвечает за хранение заряда.

2、Что такое ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПХД?

Изображение 4: Пользовательская печатная плата

2.1: Основы проектирования печатных плат

При обсуждении основ проектирования печатных плат нам необходимо предварительное знакомство с используемой терминологией. Говоря о захвате схемы, мы обсуждаем программу, которая позволяет оператору создавать схематическое представление компонента и других функций.
Схематическое изображение представляет собой графическое представление. Используются различные термины:
Файлы Gerber: файлы Gerber относятся к файлам автоматизированного проектирования, отправляемым производителям печатных плат для создания структуры слоев печатной платы.
Инструмент компоновки печатной платы: программа, отвечающая за компоновку печатной платы, позволяет наносить структуру проводных соединений на несколько слоев. После завершения оператор может создать файлы САПР, необходимые для изготовления печатной платы.

2.2: Этапы проектирования печатных плат

В настоящее время существуют различные подходы к проектированию печатных плат. В зависимости от производителя печатной платы существует множество способов сделать это. Ниже приведены основные этапы проектирования печатной платы.

Шаг 1: использование программного обеспечения

Это проектирование печатной платы с использованием программного обеспечения; он включает в себя схематическое представление схемы с помощью программного обеспечения. Примерами используемого программного обеспечения для компоновки являются программы автоматизированного проектирования (САПР), mutism и eagle.
Давайте воспользуемся программным обеспечением eagle в этой статье, и при этом у нас есть; Откройте дизайн программной платы>>>щелкните меню файла>>>выберите новый дизайн>>>щелкните меню библиотеки>>>выберите в раскрывающемся меню «выбрать устройства/символ»>>>дважды щелкните соответствующий комментарий >>>добавьте компоненты и представьте схему с правильными соединениями. >>>введите рейтинг для каждого элемента>>>нажмите текстовый редактор на панели инструментов>>>нажмите на переменные>>>закройте окно>>>после появление черного экрана, сохранить как формат изображения.

Шаг 2: генерация пленки

С помощью доработанной схемы разводки печатной платы происходит генерация пленки.

Шаг 3: Выбор сырья

Менее дорогие печатные платы, изготовленные из бумаги, фенольно связанной с медной фольгой, используются в простых устройствах. Значение толщины ламината с медным покрытием составляет 0,059 с односторонней или двусторонней платой.

Шаг 4: Сверление отверстий

Отверстие в печатной плате, выполненное с помощью станка и сверла. Первым типом станка, используемого для сверления отверстий в печатной плате, является ручной станок.
Второй тип станков — автоматические, называемые станками с ЧПУ. Этот тип устройства требует усилий оператора, чтобы сделать отверстия в доске. Программы обеспечивают удобство пробивки отверстий на печатных платах.

Шаг 5: закрепление изображения

Для печати макетов на печатной плате одним из лучших вариантов является лазерный принтер. Процесс, связанный с этим, включает в себя; размещение чистого медного слоя на принтере>>>сохранение на компьютере разработанной макетной пленки>>>печать полученной с компьютера команды на лазерном принтере.

Этап 6. Травление и зачистка

На этом этапе используются различные химические вещества для удаления бесполезной меди, прикрепленной к печатной плате.

Шаг 7: тестирование

После завершения вышеуказанного процесса плата будет протестирована для проверки ее работоспособности. В последние дни было изготовлено много устройств, помогающих тестировать большое количество печатных плат.
2.3: Список программного обеспечения для проектирования PCB
PCB Artist
Ultiboard
Altium Designer 17
SolidWorks PCB
Diptrace
PCBWEB
0007
BSch4V
XCircuit
Gerbv
KiCad EDA
DesignSpark PCB
Eagle PCBs
CircuitMaker
Pad2pad
OrCAD
ZenitPCB
CircuitStudio
PCB123
AUSPICE
FreePCB
The above list это программа, используемая при проектировании печатных плат.

2.3.1: Сравнение программ для проектирования печатных плат

При сравнении конструкций печатных плат мы рассмотрим две программы: EAGLE CAD и DIPTrace. Эти два программного обеспечения, конечно, выбраны наугад.

Функции DipTrace:

Возможность захвата схем с компонентами, связанными с библиотекой, создание шаблонов с помощью достойного редактора библиотек, наличие отличного руководства и поддержки, отлично подходит для небольших и простых плат.

EAGLE CAD:

Проверка электрических правил, схематическая иерархия для проектной организации, прямые и обратные аннотации между схемой и печатной платой.

2.3.2: Заказная печатная плата – лучшее программное обеспечение для проектирования печатных плат

Из значительного числа программ для проектирования печатных плат, доступных в настоящее время, некоторые простые программы легко узнаваемы благодаря своей совершенной функциональности.
• Легко применимый графический редактор компоновки (EAGLE): eagle представляет собой удобное в использовании программное обеспечение для проектирования печатных плат по умеренной цене. EAGLE имеет широкий спектр необходимых функций, включая: пакетное выполнение файлов сценариев, медную оболочку и многое другое.
Altium Designer
Diptrace Lite
Diptrace Starter
Easy EDA
Изображение 4: Custom PCB
2.4: Правила проектирования PCB
080
. это эффективно; вам нужно запомнить это.
Ширина и интервал: для ширины и интервала параметры обычно обозначаются как «правила x/y», где X означает минимальную ширину трассы, в то время как они представляют интервал, то есть минимальный интервал между трассами.
Толщина и размер картона: размер и толщина могут быть установлены в соответствии с конкретным продуктом. Многие люди используют больше досок только на одной панели, чтобы сэкономить место и деньги, если осуществляется массовое производство.

3. Как сделать компоновку печатной платы

3.1: Дизайн компоновки печатной платы

Дизайн компоновки печатной платы требует технических ноу-хау или профессиональных навыков, которые требуют знания программного обеспечения печатной платы , система автоматизированного проектирования, а также навыки или методы, необходимые для успешного переноса проекта первичной схемы на окончательную печатную плату.

3.2: Сравнение компоновки печатной платы

При сравнении печатной платы необходимо учитывать определенные факторы, в том числе:
Размер платы
Доступные слои
Сеть подачи питания анализ
3D-моделирование
Дифференциальная разводка пар

3.3: Руководство по компоновке печатных плат

В этом разделе подробно описаны следующие шаги:

Шаг 1: Пользовательская печатная плата — преобразование схемы в печатную плату

Это первый шаг, связанный с учебным пособием по печатной плате. После того, как вы успешно создали свою схему, вы можете преобразовать ее в печатную плату, нажав «преобразовать в печатную плату» в редакторе, который вы используете.

Шаг 2. Пользовательская плата — перетащите компонент.

Второй шаг — разместить документ именно там, где вы хотите. Если вы предпочитаете аккуратную печатную плату, компоненты с аналогичными функциями должны быть размещены рядом.

Шаг 3. Пользовательская печатная плата — набросок пользовательского контура

Первое, что нужно сделать, это перейти в меню слоев, щелкнуть слой контура платы, щелкнуть текущий контур и удалить его после завершения новая система с инструментами для печатных плат.

Шаг 4. Пользовательская печатная плата — медная область

Медная область лучше всего подходит для случая, когда многие части соединяются только с сигналом. Эту медную область можно создать с помощью меню инструментов.

Шаг 5.
Пользовательская печатная плата — трассировка

В зависимости от типа тока существует два подхода к этому методу. Если у вас низкий ток, создающий печатную плату, можно использовать функцию автотрассировщика. Если есть необходимость в разных размерах дорожек, лучше будет, если вы сделаете это вручную. Функцию автотрассировщика можно найти в верхней части страницы.

Шаг 6. Нестандартная печатная плата — отверстия

Конечно, вам может понадобиться закрепить печатную плату на чем-то; при этом необходимы отверстия. Инструмент «Отверстие» можно найти в меню «Инструменты», а затем найдите нужное место.

Шаг 7. Пользовательская печатная плата — изображения и текст

При этом вам нужно будет перейти в меню инструментов и найти инструмент изображения или текста. Вы можете расположить текст по своему усмотрению и изменить нужный слой или саму книгу.

Шаг 8. Пользовательская печатная плата — фотография

После выполнения вышеуказанных шагов вы можете подвести итоги своей работы, просмотрев результат. Вы можете изменить цвет или некоторые другие функции. Если вы согласны с продуктом, нажмите «вывод производства», чтобы купить печатную плату.

4、Пользовательская программа для обратного проектирования печатных плат

частей, которые уже существовали.

5、Печатные платы на заказ — Печатные платы на заказ

Мы знаем, что печатные платы являются сложными элементами, и любителям может быть немного сложно самостоятельно разработать рабочую схему. Первое, что вам понадобится, это надежное программное обеспечение для создания плана вашей печатной платы.
Затем вы можете использовать многие решения для проектирования печатных плат, такие как Eagle от Cadsoft Computer, который отлично справляется с проектированием вашей печатной платы.

Пользовательская плата — Подготовка схемы

Для создания пользовательской платы необходимо подготовить схему. Получите доступ к библиотеке компонентов, которая присутствует в вашем программном обеспечении для проектирования, и поместите их на холст. Теперь вам нужно соединить контакты вместе с линиями, которые символизируют электрические соединения в программе.
Один и тот же номер детали может вас немного смутить, так как вы найдете несколько вариантов на выбор.
Различные пакеты могут включать в себя микросхему для поверхностного монтажа или двухрядную коробку (DIP). Если вы любитель или проект «сделай сам», имеет смысл использовать значительные и заметные системы в пакетах (SIP) или DIP.
Вы можете найти их быстро, а магазины для хобби гораздо более дружелюбны при их продаже по сравнению с устройствами для поверхностного монтажа, предназначенными для коммерческого применения.
Различные варианты упаковки могут выглядеть одинаково на схематическом виде. Однако все начнет выглядеть по-другому, когда вы переключитесь на вид макета, чтобы начать свой дизайн.
Вам нужно будет обеспечить необходимые сигналы заземления и питания, помимо размещения межсоединений и компонентов; вы можете использовать для работы такие функции, как GND, VDD и VCC, имеющиеся в библиотеке Eagle.
Заказная печатная плата
Не забудьте также интегрировать разъемы в плату, чтобы можно было использовать заземление и питание. На этом этапе у вас также будет любое внешнее устройство, например, потенциометр или светодиоды.
Ваша конструкция теперь должна пройти проверку электрических правил или ERC после установки всего на место. Тест имеет решающее значение для обеспечения отсутствия ошибок, которые будут препятствовать работе вашей печатной платы.
Некоторые из распространенных проблем, с которыми вы сталкиваетесь, связаны с проводами, которые кажутся подключенными, но не являются реальными. Вы можете проверить наличие маленьких точек в программном обеспечении Eagle, представляющих пересечения соединений проводов.
Другие проблемы могут включать сигналы заземления и питания, которые вы забыли подключить. Таким образом, вы должны помнить, что автоматические тесты не сообщат вам, будет ли ваша плата выполнять желаемое действие, но они всегда могут проверить электрические свойства вашей конструкции.

Изображение 3. Схематическое представление и вид компоновки

Пользовательская печатная плата — вид компоновки платы доступа

вид макета платы. Затем вы произвели переключение, и вы обнаружите, что компоненты случайным образом разбросаны по вашему программному обеспечению Eagle. Вы также увидите, что провода напрямую цепляются за штырьки.
Чтобы сделать изображение менее беспорядочным, перемещайте компоненты, пока они не обретут смысл. Например, вы можете переместить соединители к краям, чтобы все имело смысл.
Вам предстоит еще много работы по изготовлению печатной платы. Таким образом, вы должны назначать сигналы слоям, но помните, что разные слои, присутствующие в одном слое, не должны соприкасаться друг с другом.
Профессиональная версия решения Eagle поставляется с функцией автоматической компоновки, позволяющей направлять сигналы одним щелчком мыши.
Однако пользователям стандартной версии приходится брать дело в свои руки. Вы также можете найти дизайнерское решение от производителя вашей печатной платы, чтобы позаботиться об этом шаге.
После того, как вы заложили сигналы, пришло время запустить DRC или проверку конструкции. Проверка гарантирует, что отверстия просверлены слишком близко к сигнальной линии.
Также уведомляет, если дорожки не находятся на оптимальном расстоянии друг от друга или от края платы.
Custom PCB
Вы можете настроить правила, и иногда ваш поставщик печатных плат предлагает файл, который можно интегрировать с решением Eagle с указанными значениями DRC. Затем вы можете двигаться дальше и загружать свои файлы дизайна, если ваш проект проходит DRC.
Вы должны использовать определенный слой, чтобы добавить шелкографию на Верх. Распечатка поможет вам узнать, какой компонент подходит, представляя номера деталей и очертания.
Это позволяет избежать ошибок, таких как установка резистора 100K вместо резистора 1K.
Файл Gerber раскрывает язык проектирования печатных плат, и 3каждая плата может иметь множество связанных с ними файлов.
У вас будет отдельный файл для спецификаций контактных площадок и разные файлы для каждого слоя. Файлы сверла также содержат спецификации сверления.
Затем вы можете отправить дизайн своему производителю, который может использовать другую программу для представления окончательного вида слоев, и вы также можете узнать, подходят ли компоненты по размеру для отверстий.
На этом вы подошли к завершению создания пользовательской печатной платы с помощью программного обеспечения для проектирования. В следующей главе мы рассмотрим, как производитель производит печатные платы.

Изображение 4: вид макета

6、Плата на заказ — Как изготавливаются печатные платы

К настоящему моменту вы знаете, как проектировать печатную плату по индивидуальному заказу, прочитав предыдущую главу. Технология печатных плат сложна, и она должна пройти многоэтапный производственный процесс.
Вы также должны выбрать производителя, у которого есть все высокоточное оборудование для воплощения вашего проекта в жизнь. Специально для вас мы кратко обсудим процесс изготовления печатных плат.

1. Заказная печатная плата — изготовление подложки

Печатные платы можно рассматривать как сэндвичи, состоящие из нескольких слоев. Основной материал, который находится в середине, известен как подложка. Затем материал подложки отвечает за придание ширины печатной плате.
Вы можете рассмотреть печатную плату сбоку и обнаружить, что самый толстый слой — это подложка.
Традиционно печатные платы изготавливались с жесткой подложкой из стекловолокна. В настоящее время вы можете найти гибкий материал подложки.
Материалов может быть много, но в одном стандартном варианте для подложки используется специальный пластик, выдерживающий высокие температуры.
Материал, используемый для изготовления подложки, обычно рассыпается. Затем производитель погружает его или распыляет эпоксидную смолу. Затем материал раскатывают, чтобы получить желаемую толщину, точно так же, как раскатывают корку для пирога с помощью скалки.
Ролики прекращают прокатку, когда подложка достигает желаемой толщины и переходит к следующему шагу, а подложка теперь помещается в печь, чтобы она стала твердой и твердой за счет отверждения. После завершения этого шага вы создали самый первый слой вашей печатной платы.

2. Заказная печатная плата — медные слои

В зависимости от назначения печатные платы имеют простую или сложную конструкцию. Помимо основного слоя подложки, еще одним важным компонентом являются медные слои. Медные слои необходимы для передачи электричества по всей печатной плате.
Ваш кулачок для печатных плат поставляется с одним слоем меди, нанесенным на верхнюю часть, или двумя слоями с обеих сторон подложки. Печатная плата также может иметь множество слоев с другой медью и подложкой.
Некоторые печатные платы, используемые в передовых устройствах или смартфонах, имеют более 12 или 16 слоев меди.
Медные слои намного меньше по ширине, чем слои подложки, и в вашей цепи не будет электричества, если они отсутствуют.
Производитель может использовать комбинацию различных методов для приклеивания меди к поверхности подложки. Любые стандартные методы включают использование тепла, давления и клея, чтобы медные слои прочно зафиксировались на подложке.
Вы можете взять плату для сверления после того, как медь сцепится с подложкой.
Специальная печатная плата
Плата должна передавать заряд в нужные точки с одного слоя на другой слой платы, чтобы ваше устройство функционировало. Вам нужно будет создать дыры, называемые переходными отверстиями, чтобы стоимость проходила через них.
У производителя есть несколько вариантов сверления отверстий на печатной плате и использования CO2-лазера, УФ-лазера или другого оборудования.
Точность и эффективность сверлильного станка определяют точность и сложность печатной платы.
Вы должны очистить отверстия от любого мусора или любого материала, который мог остаться после процесса сверления. С них также можно снять заусенцы, чтобы удалить любой дополнительный материал, прилипший к печатной плате.
После этого внутренние стороны переходных отверстий покрываются медью для переноса заряда с одного слоя печатной платы на другой.
Далее необходимо распечатать шаблон схемы на печатной плате. Производитель может разместить медь точно в соответствии с проектом, чтобы получить место на борту.
В противном случае они могут нанести медь на всю плату и удалить ее, чтобы вытравить схему.
Печатная плата может быть подвергнута щелочной ванне для удаления лишней ненужной меди.
Вам необходимо добавить на печатную плату другие компоненты, такие как транзисторы, конденсаторы или светодиоды. Вы можете припаять детали к печатной плате с помощью паяльника. Перед добавлением функций печатная плата проходит серию электрических испытаний с использованием тестера сети или летающих пробников, чтобы убедиться в отсутствии коротких замыканий или открытых соединений.
Ваш производитель также может использовать машину для откачки деталей к вашей печатной плате.

Изображение 5. Медные узоры

3. Изготовленная на заказ печатная плата — окончательная паяльная маска

Металлы, которые остаются открытыми на печатной плате, могут быть повреждены. Природа меди — ржаветь, что сделает вашу печатную плату бесполезной. Вы можете адекватно защитить медное покрытие и другие компоненты печатной платы, добавив сверху дополнительный защитный слой.
Как правило, производители используют золото, никель или оловянно-свинцовый сплав для покрытия конкретных уязвимых частей печатной платы. В довершение ко всему, производитель предоставляет еще один слой Top, называемый паяльной маской.
Зеленый цвет, который вы видите на печатных платах, связан с нанесением слоя паяльной маски; паяльная маска также имеет некоторые другие функции, помимо покрытия и защиты всех металлических частей, которым не нужно ни с чем соединяться, слой паяльной маски также обеспечивает то, что ток течет в нужные места по абсолютным путям.
Иногда вы также можете найти слой шелкографии поверх паяльной маски, используемый для вырезания этикеток на необходимых деталях.
После того, как все будет сделано, производитель обрежет и удалит лишний материал или ненужные детали, которые не требуются для вашей печатной платы.

Изображение 6: Зеленая паяльная маска

7. Заказная печатная плата — Заключение

Лучшее для вас.
Мы изложили вам суть, и мы можем только надеяться, что вам это понравилось и принесло пользу.
Как и было обещано в начале статьи, мы позаботимся о том, чтобы вы не просто выбрали нужного поставщика, а получили лучшее из того, что он предлагает.
Вы не хотите больше медлить с этим, мы прямо за вами, и достаточно одного звонка! Свяжитесь с нами сегодня и закрепите свой интерес к высококачественной продукции.
Кроме того, вы можете запросить коммерческое предложение, а если у вас возникнут вопросы или предложения, свяжитесь с нами.

Fritzing
Прежде чем мы начнем
Просмотр печатных плат Fritzing позволяет проектировать и экспортировать файлы макетов для односторонних печатных плат, изготовленных своими руками. Вы также можете экспортировать свой эскиз в файлы Gerber и отправить их в профессиональную службу по производству печатных плат. Как только вы познакомитесь с инструментами и функциями Fritzing для проектирования печатных плат, создание хорошей разводки станет проще.
В программное обеспечение постоянно вносятся изменения, чтобы улучшить и упростить этот процесс для вас, поэтому имейте в виду, что некоторые ошибки могут появляться и исчезать…
Чтобы узнать, как использовать инструменты проектирования печатных плат Fritzing, выполните следующие шаги и инструкции:
Вид печатной платы
Размещение деталей на плате
Автомаршрутизация
Ручная маршрутизация
Указания по улучшению маршрутизации
Редактирование трасс
Параметры экспорта

Итак, ваша схема работает и отлично выглядит в макете Fritzing.
Давайте теперь посмотрим на PCB View. Чтобы переключиться на вид платы, используйте навигатор или переключатель видов. В то время как в макете очень легко распознать детали, вид платы на первый взгляд может показаться немного запутанным. Причина этого в том, что в окне PCB View отображается только необходимая информация, необходимая для проектирования платы. Эта информация отображается в разных слоях. Чтобы просмотреть или скрыть слои, используйте параметры просмотра в строке меню. Узнайте больше о слоях PCB View.
В качестве примера давайте сначала посмотрим на следующую схему, которая была создана в режиме макета:

При выборе вида платы в навигаторе будет показана совершенно другая иллюстрация той же схемы.
Зеленый прямоугольник — это сама доска, на которой будут расставлены детали. Он автоматически размещается при открытии нового эскиза.
Детали отображаются в виде посадочных мест, включая посадочное место Arduino, и вы можете идентифицировать их, выбрав или наведя на них курсор, чтобы увидеть их метки.
Тонкие соединительные линии — это Крысиное гнездо (подробнее о Крысином гнезде ниже).

Возможно, вы захотите изменить размер платы или использовать шилд Arduino или плату нестандартной формы. Выберите доску и выберите/отредактируйте предпочтительную форму в Инспекторе.

Первым шагом в разработке топологии печатной платы является размещение деталей на плате.
Здесь необходимо рассмотреть несколько очень важных моментов, поскольку расположение деталей на плате будет иметь большое влияние на успешность процесса трассировки.
Следуйте этим рекомендациям:
Разместите детали с наибольшим количеством соединений в середине платы.
Обратите внимание, что посадочное место Arduino также должно располагаться на плате, как и другие части (новая возможность в версии 3.0).
Вращайте и располагайте детали, оставляя между ними достаточно места (не забывайте об их реальном размере!).
Если доска слишком мала, измените ее ширину и высоту в Инспекторе или измените размер доски, перетащив ее углы. Узнайте, как спроектировать печатную плату с нестандартной формой.
Не размещайте детали слишком близко к краям платы.
Во избежание короткого замыкания не размещайте детали слишком близко к контуру разъема USB на плате Arduino Shield.
При проектировании экранов дымовых труб также следует учитывать высоту деталей.
На следующем снимке экрана показано одно из многих возможных расположений деталей для данной схемы:

После размещения всех частей на плате помните, что части еще не соединены друг с другом. Тонкие соединительные линии, которые вы видите (слой крысиного гнезда), действуют только как ориентир. Теперь нам нужно, чтобы Fritzing автоматически генерировал трассировки соединений между частями. Щелкните функцию «Автомаршрут» в нижней строке меню.

Если вы заметили, что Fritzing изо всех сил пытается создать соединение, вы можете нажать кнопку «Пропустить эту трассировку» или «Отменить автоматическую маршрутизацию» в нижнем меню во время процесса.

Такая проблема может возникнуть из-за неправильного расположения деталей на доске или из-за отсутствия возможного маршрута. Затем вам нужно будет проложить трассу вручную (подробнее о ручной трассировке ниже) или создать перемычку. Перемычки — это соединения, которые необходимо спаять с внешними проводами. Они показаны синими соединениями, а трассы — оранжевыми.
На приведенном ниже снимке экрана две перемычки были созданы после сбоя маршрутизации между разъемами.

Если вас устраивают некоторые трассы и вы хотите оставить их нетронутыми, или вы заранее знаете, что для некоторых соединений нужны перемычки, вы можете попросить Fritzing исключить некоторые соединения из процесса автоматической трассировки. . Для этого выберите соединения, которые вы хотите исключить, выберите «Не выполнять автотрассировку этой трассы» в контекстном меню или в меню «Трассировка». Только после этого нажимайте Авто-маршрут. Выбранные трассы останутся нетронутыми, а все остальные соединения будут проложены автоматически. Любые трассировки, которые были проложены вручную, автоматически помечаются как «Не использовать автотрассировку».

Имейте в виду, что если вы переместили деталь после автоматической или ручной трассировки, дорожки трассировки не исправляются автоматически. Вам нужно быть осторожным при перемещении частей и убедиться, что вы не создаете короткого замыкания.

Используйте любой из следующих методов для прокладки дорожек и перемычек вручную:
Самый безопасный способ — щелкнуть правой кнопкой мыши провод крысиного гнезда и выбрать «Создать трассу из выбранных проводов» или «Создать перемычку из Выбранные провода». Это позволит избежать внесения каких-либо изменений в схему, созданную в режиме макета.
Другой способ — просто щелкнуть соединитель детали и перетащить его, чтобы создать соединение. След будет создан. Чтобы создать перемычку, просто щелкните правой кнопкой мыши трассу и выберите «Создать перемычку из выбранных проводов». Чтобы избежать неправильной проводки, мы настоятельно рекомендуем при использовании этого метода следовать проводным соединениям крысиного гнезда.
Обратите внимание, что при нажатии и удержании разъема все эквипотенциальные разъемы подсвечиваются (желтым цветом). Это показывает весь набор соединений, подключенных к этому конкретному соединению, и действительно может помочь в принятии решений о ручной маршрутизации. Еще раз, будьте осторожны, чтобы не перепутать провода!

Как для автоматической, так и для ручной трассировки следуйте следующим рекомендациям:
Разместите детали с наибольшим количеством соединений в середине платы.
Попробуйте получить короткие соединения с помощью движущихся и вращающихся частей.
Используйте функцию выделения эквипотенциальных разъемов.
Добавьте точки изгиба для аккуратной разводки и чтобы линии не пересекались.
Не забывайте, что дорожки могут проходить под такими деталями, как резисторы.
Используйте перемычки вместо того, чтобы смотреть, как авто-маршрут сходит с ума.

Чтобы добиться лучшего и красивого дизайна, вам нужно будет отредактировать трассы, перемещая, регулируя ширину и добавляя точки изгиба. Регулировку ширины можно выполнить в Инспекторе. Обратите внимание, что тонкие дорожки могут испортиться при изготовлении печатной платы своими руками, поэтому безопаснее использовать дорожки средней толщины. Чтобы создать точки сгиба, просто перетащите их за пределы трассы.

Иногда можно отредактировать трассы таким образом, чтобы уменьшить количество перемычек. Маршрутизация на скриншоте выше была отредактирована, и был достигнут лучший дизайн:
Fritzing предлагает множество вариантов экспорта. Если вы довольны своим дизайном печатной платы, вы можете экспортировать файлы JPG, PNG, гравируемый PDF и даже файлы Gerber (для отправки службы профессионального изготовления печатных плат). Опция Bill of Materials создает список всех частей схемы.
В строке меню выберите «Файл» > «Экспорт» > и нужный формат.
Для изготовления печатных плат своими руками используйте параметр Etchable PDF, который экспортирует только необходимый дизайн для травления.
При экспорте файлов Gerber создайте папку для файлов gerber и заархивируйте. перед отправкой производителю.

Надеюсь, это руководство помогло вам понять процесс проектирования печатной платы. Удачи и покажи нам, что ты сделал!
Понимание процесса проектирования печатных плат
Сборка вашей печатной платы в VSE начинается с хорошего проектирования печатной платы
НАЧАТЬ
В мире производства печатных плат довольно просто объяснить, как изготавливается печатная плата. Используя голую плату в качестве примера, мы можем объяснить различные процессы травления и ламинирования, через которые прошла плата, чтобы быть изготовленной. Затем с помощью наших собственных процессов сборки здесь, в VSE, мы можем описать процессы закупки компонентов, пайки, тестирования и контроля качества, необходимые для сборки платы. Но то, как устроена электронная схема на плате, требует немного больше пояснений.
Если вы новичок в мире проектирования печатных плат, то такие фразы, как «захват схемы», «разводка трасс» и «заливка медью», также могут быть новыми. Однако все они являются очень реальными и важными частями процесса проектирования печатных плат. Поскольку наша цель здесь, в VSE, — создавать лучшие продукты для наших клиентов, мы хотим ответить на любые вопросы, которые могут у вас возникнуть о дизайне печатных плат. Здесь мы разобьем процесс проектирования печатной платы на основные этапы от начала до конца, чтобы дать четкое представление о том, как это делается.
Все, что строится, нуждается в чертеже, а для печатной платы этим чертежом является схема. Схема является логическим представлением электронной схемы создаваемой печатной платы и использует стандартные отраслевые символы и обозначения для представления различных компонентов и их значений. Каждый физический компонент, который используется на печатной плате, например резистор, будет иметь идентификационный символ, представляющий этот компонент на схеме.
Схема создается в электронной системе САПР, специально предназначенной для проектирования печатных плат. Каждый логический символ будет иметь один или несколько выводов, представляющих фактические выводы реального компонента, которые в конечном итоге будут указаны в спецификации. Разработчик печатных плат поместит эти символы на лист схемы в системе САПР, а затем нарисует линии между выводами, чтобы соединить их вместе. Это соединение называется сетью, и сеть будет иметь два или более контакта, соединенных вместе.
После того, как все символы размещены и цепи соединены на схеме, печатная плата готова к физическому проектированию в процессе, называемом «компоновка печатной платы». Информация о компонентах из схемных символов, а также о подключении к сети будет преобразована в данные, необходимые для компоновки печатной платы. Однако перед началом компоновки необходимо выполнить ряд других шагов:
Модели физических компонентов, таких как резистор, необходимо создать в инструментах компоновки. Эти модели называются посадочными местами или шаблонами площадок и будут содержать представление металлической площадки, которую в конечном итоге будут припаивать выводы компонента. Они также будут содержать форму компонента, а также конкретные электрические данные, выводы и 3D-данные.
Разводка печатной платы должна быть завершена так, чтобы ни одна из цепей не соприкасалась друг с другом, иначе эти цепи будут закорочены вместе при сборке платы. Чтобы предотвратить это, инструменты САПР для проектирования печатных плат имеют встроенные в них обширные правила и системы ограничений, регулирующие размер и расстояние между металлическими объектами. Эти правила должны быть полностью настроены или скопированы из предыдущего проекта до начала макета.
Физическая форма и структура печатной платы также должны быть установлены в базе данных компоновки. Для этого необходимо создать контур платы в CAD-системе и указать, сколько слоев будет на плате и в каком порядке они должны располагаться.
После выполнения этих шагов дизайн готов к макету.
СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ
Символы, которые были размещены на схеме, теперь связаны с посадочными местами печатной платы в базе данных компоновки, чтобы стать компонентами печатной платы. Теперь дизайнер размещает эти посадочные места компонентов на плате в системе САПР, обычно в следующем порядке:
Компоненты, такие как разъемы, переключатели или другие механические детали, обычно должны располагаться в определенном месте и размещаться первыми. Это гарантирует их правильное сопряжение с заглушками или отверстиями в корпусе системы. После того как эти фиксированные детали помещены в базу данных компоновки, остальные детали могут быть размещены по порядку из них.
Микропроцессоры, микросхемы памяти, блоки питания или другие основные компоненты платы обычно размещаются следующими частями. Они должны быть размещены близко к фиксированным частям, с которыми они связаны, но с достаточным пространством для размещения других частей вокруг них. При размещении этих компонентов также важно сбалансировать потребности в производительности схемы с управлением температурным режимом.
Компоненты источника питания будут иметь дополнительные детали, связанные с ними, как и микропроцессоры и устройства памяти. Эти вспомогательные детали часто представляют собой отдельные компоненты, такие как конденсаторы, резисторы и катушки индуктивности, и их необходимо размещать достаточно близко, чтобы работать непосредственно с критическими частями.
Заключительные части схемы могут не обязательно напрямую поддерживать важные части, но их размещение может быть важным для правильного функционирования всей схемы. Это могут быть согласующие резисторы или объемные развязывающие конденсаторы.
Еще одним важным аспектом размещения компонентов является обеспечение возможности изготовления платы без каких-либо ошибок. Дизайн для производства, или DFM, необходим для снижения производственных затрат на создание платы. Детали, которые не соответствуют требованиям DFM, подвержены ошибкам автоматической сборки, что вынуждает собирать плату вручную, что является более дорогим и трудоемким.
Когда компоненты установлены, следующим шагом будет соединение цепей между выводами в процессе, известном как маршрутизация трассировки. Эти дорожки в конечном итоге станут металлическими соединениями внутри и на печатной плате, когда она будет изготовлена. CAD-система PCB Design будет отображать несвязанные цепи в виде прямых линий, и разработчик будет использовать одну из многих различных функций трассировки в CAD-системе для создания трассировки:
Все инструменты проектирования дают пользователю возможность выбрать одну из nets и нарисуйте его трассировку вручную. Это делается с помощью прямых или изогнутых линий, прямых углов или размещения отверстия в плате, называемого переходным отверстием, для перехода к другому слою.
Многие CAD-системы предоставляют своим пользователям различные версии автоматизированной трассировки. Эти различные функции могут направлять сигнальную цепь, часть цепи или группы цепей одновременно.
Эти специализированные функции сочетают ручную маршрутизацию с автоматизированными функциями. Это дает пользователю возможность направлять маршрутизацию туда, куда он хочет, но полагаться на систему, которая будет выполнять фактическую маршрутизацию и соблюдать правила целостности сигналов. Эти функции полезны для удаления других дорожек и обхода плотных областей трассировки, для завершения которых требуется много ручных усилий.
Эти инструменты автоматически разводят всю доску для пользователя. Однако следует проявлять осторожность, потому что система CAD не всегда может давать желаемые результаты. Именно здесь опытный проектировщик сначала вручную проведет предварительную трассировку и настроит полный список правил трассировки, прежде чем использовать автотрассировщик.
Хотя некоторые цепи можно просто соединить вместе, для большинства цепей могут действовать определенные правила, которым необходимо следовать. Они могут включать ширину дорожек, слой, на котором они разводятся, области платы, которых следует избегать, и их длину. В некоторых случаях длины трасс должны совпадать с длинами других трасс, в то время как другие трассы могут быть проложены близко друг к другу попарно. Все эти требования можно задать в исходных правилах проектирования.
Другой важной частью соединения сетей является использование больших площадей металла, называемых заливками, плоскостями или залитой медью. Большие площади металла для цепей питания и заземления обеспечивают простой способ подключения различных компонентов к этим цепям. Кроме того, в большинстве конструкций заземляющие плоскости используются для обратного пути сигналов, проходящих через трассировку. И здесь снова очень важно мастерство дизайнера. Эти плоскости должны быть сконструированы таким образом, чтобы обеспечивать адекватную мощность и покрытие земли, чистый обратный путь сигнала, экранирование проводов от электромагнитных помех и рассеивание тепла для горячих компонентов.
На данный момент печатная плата полностью размещена и разведена, но еще предстоит проделать большую работу.
Несмотря на то, что на данном этапе печатная плата функционально завершена, перед ее изготовлением необходимо выполнить еще несколько дополнительных задач:
Для проверки процесса сборки и функциональности платы будет запущена готовая плата.