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虽然pcb设计过程可以以多种拆分,但最好将其视为具有两个基本阶段:原型设计和产品开发。
原型设计发生在设计的最早阶段,涉及一个工程师研究如何定义一个系统或应用程序。这个阶段的实验性质是开发符合规格的硬件的基础。设计通过验证后,可以转入设计过程的后期(即产品开发)。原型设计阶段的最终目标是获得符合规范的准确、高效和成功的产品。您希望通过尽可能少的原型迭代来实现这一点,以最大限度地利用时间和资源。
产品开发是为最终应用准备pcb。样机达到了设计指标(滤波、放大、采集、测量等)。),现在可以使用最佳设计实践来采用和实现它。大部分公司都有布局专家,参与产品开发。在这个设计阶段,你是为制造而开发,所以你关心的是增加产品产量和减少制造重复。
图1完整的设计流程
理解这种差异很重要,因为有各种各样的工具最适合设计过程的每个阶段。虽然可以使用产品开发板布局专家,但研究人员通常是领域专家。领域专家需要能够快速设计,不一定是原理图捕获、仿真或布局方面的专家。
例如,对于原型设计,您需要能够:
电路原理图的快速定义
您需要使用高级分析技术来验证电路行为。
轻松将示意图转换为布局
准确验证设计的行为
对于pcb设计的基础知识,我们将重点放在原型设计阶段,帮助您(个人设计师)了解更多关于开发pcb原型的知识。
我们可以把上图所示的样机设计阶段(设计样机验证)分为四个步骤:元器件研究与选择、原理图捕捉与仿真、电路板布局与验证验证。
图2设计流程
为什么是原型?
原型有六个主要原因:
尽早以低成本失败:真正的创新总是包含失败的风险。通过构建一个原型,你可以快速排除无效的方法,专注于有效的方法。
收集更准确的需求:由于需求不足,几乎一半的项目成本归因于返工。通过开发工作原型,您可以演示有助于巩固最终设计需求的功能。
从技术上理解问题:通过开发功能原型,可以解决设备设计中可预见和不可预见的技术挑战。然后,当您转向最终部署的解决方案时,您可以将这些解决方案应用到更优雅的系统设计中。
解决:使用原型设计平台,您可以快速实现该功能的几种不同实现,并对结果的性能进行基准测试,以分析每种方法的利弊。这可以节省时间,但也可以确保您做出正确的设计决策。
装配资金支持:通过开发原型来证明你的想法的可行性,可以降低投资风险,从而增加你的想法获得资金的可能性。
申请专利更容易:虽然不再需要,但原型仍然是证明 减少实践和此外,专利申请的关键组成部分,如专利图纸和发明人 日志,可以通过原型设计过程开发。
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pcb设计流程步骤1元件研究和选择
在设计之前,工程师需要能够选择能够实现电路功能的元件。包括adi公司、美国国家半导体公司、恩智浦、roma、lingerlite、on semi和德州仪器在内的许多半导体制造商生产符合不同规格的器件。工程师可以通过多种研究零件,包括:
半导体性能数据表(许多数据表可在datasheetcatalog.com上找到。
制造商 的网页内容;adi公司通过其评估硬件和软件页面提供许多产品供评估。
可以下载并用于评估该制造商产品的仿真工具。
pcb设计流程步骤2原理图采集
原理图捕获包括元件(电阻、电容、放大器、比较器等)的符号表示。)并将它们连接在一起,形成一个直观的图表,可以很容易地查看以了解电路的功能。原理图的目的是从理论角度观察电路的构建模块。
原理图由元件符号和导线(也称为网络)组成。
图3原理图设计
pcb设计流程步骤2 b模拟
spice仿真是电路元件仿真的行业标准。模拟可用于评估虚拟环境中真实世界组件的行为,从而允许您在设计过程的早期对设计进行高级分析。通过在原型设计的最早阶段可视化电路的行为,可以减少误差并提高性能。工程师通常会为他们的设计建立一个示意图,然后模拟并可视化其特征。
除了spice,还有其他语言和参数可以模拟电路,包括pspice和hspice。
想了解更多关于模拟的知识,请查看电巢模拟基础。
pcb设计流程步骤3电路板布局
完成的原理图将被转移到电路板布局。原理图中的每个符号都与一个焊盘图形相关联。焊盘图形直观地表示ic或半导体封装的物理尺寸。焊盘图形将运算放大器等元件的符号转换成8引脚矩形封装。在电路板布局阶段,设计被定义为原型制作结束时的样子。这意味着定义电路板的轮廓,放置零件,创建铜零件之间的连接,并最终将其导出用于制造。
图4电路板布局
pcb设计流程步骤4验证和确认
电路板做好之后,工程师需要检查。证明原型的行为。一旦通过验证,就可以移交给产品开发部门,准备投入生产。验证需要测量电路板,确保实际性能满足仿真性能(或规格)。
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