PCB原理图绘制避坑实测:从入门到不出错的操作手册

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经我测过, Altium Designer 22.0版本,曾遭遇连线遗漏未连接、封装不匹配、忘记添加测试点这些。

第一步 画封装前先核对引脚编号

开启Altium Designer,点触“文件”,再点“新建”,然后点“库”,进而点“PCB元件库”。双击新创建的空白元件,在“PCB库元件”对话框里,把“默认”选项卡内的“高度”设定成10毫米,单位选取公制。随后在“焊盘”工具栏摁击“放置焊盘”,按下“Tab”键开启属性。压下“Enter”键来放置首个焊盘,然后于坐标为(10,0)的地方放置第二个焊盘,把标识符改成2。按“Shift+S”切换,切换至单层显示,在“Top Layer”,运用“放置走线”工具绘制一个矩形外框,将其宽度设定为0.2mm,把起点选定在焊盘1附近,该矩形外框的长为12mm,宽为8mm。

关于新手需避开的坑,存在常见的报错情况,即焊盘编号与原理图符号不一致,进而导致网络表导入失败。其核心原因在于手动输入时将顺序搞混了。而解决办法便是,先把原理图符号的引脚列表打开,然后对照着在封装里依次去放置焊盘,不要依靠记忆。

第二步 原理图连线必须锁定网络标签

前往“文件”选项然后选择“新建”进而选择“原理图”。在库面板里拖出你刚刚绘制的元件,将其摆放在图纸的正中央位置。点击顶部工具栏的“放置线”图标(其快捷键为P + W),自引脚1引出一根线。随后按下“P”键并选择“网络标签”,在属性窗口中将“网络”设置为VCC,放置于线的末端位置。实施同样的操作,在引脚2上放置一个“GND”标签。关键操作:点选“放置”,再点选“电源端口”,将“网络”设置成“+5V”,把其拖至VCC线上,按下空格键来调整方向,使得箭头指向线头,最后按下“F9”开展电气规则检查(ERC),确认不存在悬空引脚。

新入行的要避开陷阱,常见的报错是 ERC 报错 “Unconnected Pin”。核心的原因是,连线的时候没有吸附到焊盘那里,或者网络标签的拼写存在不一致的情况。解决的办法是,放大到 400% 的比例,把鼠标悬停在焊盘上,看到红点出现之后再点击一下左键。网络标签建议统一进行复制粘贴操作,不要手动去输入。

第三步 放置测试点与电源标识

在原理图空白之处,按下“P”键,从中选择“放置测试点”。在属性当中,将“测试点类型”选定为通孔,把“网络”设定成“GND”。把测试点拖动至GND线上,直至其呈现为绿色高亮。接着按下“P”键,选择“放置文本”,在图纸右下角书写上“J1: 2.54mm排针”,将字体大小设定为14pt。如下是参数推荐,需将去耦电容值统一设定为0.1uF,每一个IC电源引脚旁边都要放置一个,其能够有效地过滤掉高频噪声,相较于启用10uF大电容而言更加稳定可靠。

新手需避免入坑,存在常见报错情况,即测试点焊于元件引脚时出现短路现象。其核心原因在于,测试点被布设至走线比较密集的区域。针对此情况,解决办法是,将其摆放在电源线末端或者地线末端之处,且与其他引脚的距离至少要达到5mm。

两种实操方案对比:手动连 vs 网络表导入

对于少于20个元件的简单电路而言手动连线是适合的,比如说一个运放板,在你边绘制的同时还可以边调整,并不需要去操心库匹配的问题。将网络表导入则适用于复杂板子,像那种带有CPU以及内存的板,它能够自动实现封装和引脚的绑定,但是在前期需要把原理图符号以及封装焊盘的编号逐一对应好。到底哪种更好呢? 这要看你的项目规模大小。要是进行小批量快速打样的话,运用手动连线会比较省事;而对于多模块集成的情况,就必须得使用网络表,不然仅仅是对引脚这一操作就能让人烦得发狂。

在新手需要避开的坑当中,存在这样一种报错现象,即网络表进行导入操作的时候,会出现提示“Footprint not found”的情况。而其核心原因在于,库路径的设置出现了错误。有一种一步到位的解决办法,先右键点击工程,接着点击“工程选项”,再点击“搜索路径”,之后添加存放封装的文件夹路径。随后点击“验证”按钮,以此来确认所有元件都显示为绿色的勾。要是出现红叉,那就双击报错项,再手动指定封装库,而不要点击自动搜索。

此方法对多层板(层数超过6层)不适用于,对高速信号设计也不适用于,因手工连线极易将信号完整性问题引入。替代招数是直接采用厂商所给予的参考设计,或者借助仿真工具自动布线。

常见问题(FAQ)

ERC检查报Unconnected Pin该怎么排查?
多是连线没有吸附到焊盘或网络标签拼写不一致。放大到400%,把鼠标悬停在焊盘上、看到红点后再点击左键,网络标签统一复制粘贴别手输。
去耦电容的容值该取多少?
统一设定为0.1uF,每个IC电源引脚旁边放一个,过滤高频噪声比用10uF大电容更稳定。
简单电路该手动连线还是导入网络表?
少于20个元件的简单电路适合手动连线;带CPU和内存的复杂板子用网络表导入,能自动完成封装与引脚的绑定。
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