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PCB设计:如何减少错误并提高效率!

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发表于 2018-7-7 18:02:12 | 显示全部楼层 |阅读模式

                                                                       PCB设计:如何减少错误并提高效率!

电路板设计是一项关键而又耗时的任务,出现任何问题都需要工程师逐个网络逐个元件地检查整个设计。可以说电路板设计要求的细心程度不亚于芯片设计。
    典型的电路板设计流程由以下步骤组成:

                                     打样慢怕不怕.jpg

前面三个步骤花的时间最多,因为原理图检查是一个手工过程。想像一个具有1000条甚至更多连线的SoC电路板。人工检查每一根连线是冗长乏味的一项任务。事实上,检查每根连线几乎是不可能的,因而会导致最终电路板出问题,比如错误的连线、悬浮节点等。
    原理图捕获阶段一般会面临以下几类问题:
    下划线错误:比如APLLVDD和APLL_VDD
    大小写问题:比如VDDE和vdde

拼写错误

信号短路问题

……还有许多

    为了避免这些错误,应该有种方法能够在几秒的时间内检查完整个原理图。这个方法可以用原理图仿真来实现,而原理图仿真在目前的电路板设计流程中还很少见到。通过原理图仿真可以在要求的节点观察最终输出结果,因此它能自动检查所有连接问题。
下面通过一个项目实例进行解释。考虑电路板的一个典型框图:

                                      新用户立亨优惠.JPG

                                                 图1

在复杂的电路板设计中,连线数量可能达到数千条,而极少量的更改很可能浪费许多时间去检查。
    原理图仿真不仅能节省设计时间,而且能提高电路板质量,并且提高整个流程的效率。
    一个典型的待测设备(DUT)具有以下一些信号:

                                       2-3天闪电发货.jpg

                                                       图2

待测设备在经过某些预调整后会有各种各样的信号,并且有各种模块,如稳压器、运放等,用于信号调整。考虑通过稳压器得到的一个供电信号例子:

                                            

                                                         图3:样例电路板的原理图

为了验证连接关系并执行整体检查,使用了原理图仿真。原理图仿真由原理图创建、测试平台创建和仿真组成。

    在测试平台创建过程中,将有激励信号给到必要的输入端,然后在感兴趣的信号点观察输出结果。

    可以通过将探针连接到待观察节点实现上述过程。节点电压和波形可以指示原理图有没有错误。所有信号连接都会得到自动检查。

                                                              

                                                                 图4:原理图测试平台和各个节点的仿真值

让我们看一下上面这张图的一个局部,其中探测的节点和电压清晰可见:

                                             

因此在仿真的帮助下,我们可以直接观察结果,确认电路板原理图是否正确。另外,通过仔细调节激励信号或元件值还可以实现设计更改的调查。因此原理图仿真可以节省电路板设计和检查人员的大量时间,并且增加设计正确性的机会。



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