So entwerfen Sie einen PCB-Schaltplan: Eine Schritt-für-Schritt-Anleitung

PCB-Schema: Was ist es? Warum ist es wichtig??

EIN Leiterplattendesign beginnt mit einem PCB-Schaltplan. Dieses PCB-Schaltplanlayout stellt die elektronische Schaltung visuell als Diagramm dar, Verwendung von Symbolen zur Darstellung von Komponenten und Leitungen zur Darstellung ihrer elektrischen Verbindungen. Typischerweise, Der PCB-Schaltplan wird vor dem physischen Platinenlayout entwickelt. Sobald überprüft wurde, dass der Schaltplan der Leiterplatte mit dem beabsichtigten Design und den Projektspezifikationen übereinstimmt, Die Arbeit am PCB-Layout und der Fertigung kann fortgesetzt werden. Ein PCB-Schaltplan ermöglicht es einem Ingenieur zu verstehen, wie die verschiedenen Komponenten miteinander verbunden sind und welche besonderen Funktionen sie haben. Dieses Wissen ist bei der Reparatur oder Reproduktion einer Leiterplatte von entscheidender Bedeutung. Die folgende Anleitung erklärt Schritt für Schritt den Prozess zum Entwerfen von Leiterplattenschaltplänen. Lesen wir weiter.

So entwerfen Sie einen PCB-Schaltplan?

Schritt 1: Seitengröße festlegen

Bewerten Sie die projizierte Schaltplangröße und -komplexität frühzeitig, wenn Sie die Seitenabmessungen auswählen. Über Standard A4 hinaus, größeres A3, und A2-Blätter enthalten umfangreiche Schaltkreise, die Hunderte von Komponenten über komplexe mehrseitige Hierarchien umfassen. Wenn es einen einfachen Schaltkreis enthält, Kompakte A5- oder A6-Seiten können ausreichen.

Schritt 2: Namensseiten

Richten Sie ein Deckblatt mit Seitennamen/-nummern für die Navigation ein. Nutzen Sie eine intuitive Gruppierung, indem Sie grundlegende funktionsorientierte Namen zuweisen – “Stromversorgung”, “Mikrocontroller-Konfiguration”, “Sensorschnittstelle” usw. Alternative, Kategorisieren Sie nach Phasen im Datenfluss – „Eingaben“, "Wird bearbeitet", „Ausgänge“. Befolgen Sie die standardmäßige alphanumerische Reihenfolge und vermeiden Sie große Lücken zwischen den Seitenzahlen für Anhänge.

Schritt 3: Festlegung von Netzrichtlinien

Obwohl dies keine unmittelbare Forderung der Designer ist, Das Einrichten eines Rasters dient als notwendige Referenz für das Tool. Ein Raster erleichtert die genaue Referenzierung von Komponenten und deren Verbindungen. Es stellt sicher, dass die Schaltungselemente am Gitter haften, Dies ermöglicht eine nahtlose Netzwerkprüfung während der Inspektion.

Schritt 4: Seitentitelleiste

Befindet sich unten auf der Schaltplanseite, Die Fußzeile enthält umfassende Details. Es umfasst die Seitenabmessungen, Board-Bewertungen, Revisionsgeschichten, Name/Funktion der Schaltung, Urheberrechtszeichen, und so weiter.

Schritt 5: Ergänzende Anmerkungen hinzufügen

Designer haben die Aufgabe, wichtige Schaltungshinweise zu dokumentieren. Diese Notizen können in separaten Dokumenten oder auf Seiten neben den schematischen Zeichnungen verfasst werden. Besonders für komplizierte Designs, Anmerkungen werden oft auf separaten Seiten detailliert beschrieben, Dabei werden Aspekte wie Jumper-Zustände und PCB-Layout-Einschränkungen abgedeckt.

Schritt 6: Verfolgen Sie den Revisionsverlauf
Zur Nachverfolgung von Revisionen gehört die Dokumentation von am Design vorgenommenen Änderungen. Es enthält Änderungsdaten, Beschreibungen von Änderungen, Mitwirkende’ und Rezensenten’ Namen, sowie Rezensionskommentare. Dieses Protokoll befindet sich normalerweise auf der primären oder letzten Seite des Schaltplanlayouts.

Schritt 7: Schematisches Dokumentenverzeichnis
Das Verzeichnis dient als Themenkatalog innerhalb der Schaltplandokumentation. Es unterstützt Designer erheblich bei der Lokalisierung spezifischer Module innerhalb komplexer Designs. Für kleinere und einfachere Designs, Dieser Schritt kann weggelassen werden, wenn er als unnötig erachtet wird.

Schritt 8: Blockdiagramm zeichnen

Entwickeln Sie ein Blockdiagramm, das die wichtigsten Module umfasst – Prozessoren, Speichereinheiten, Peripheriegeräte, externe Schnittstellen und andere wichtige Subsysteme. Bezeichnen Sie wichtige Verbindungen und Datenflüsse auf Blockabstraktionsebene.

Schritt 9: Entwurf eines mehrschichtigen schematischen Diagramms

In Fällen, in denen die PCB-Stackup ist kompliziert und besteht aus mehreren Modulen, Die Verwendung einer mehrschichtigen schematischen Struktur erweist sich als am effektivsten. Diese hierarchische Darstellung veranschaulicht visuell den Signalfluss zwischen Modulen. Wenn Sie auf ein Modul klicken, erhalten Sie eine detaillierte Ansicht seiner Details.

Schritt 10: Komponentenreferenz
In dieser Referenztabelle sind standardmäßige elektronische Komponenten zusammen mit den entsprechenden Referenzindikatoren aufgeführt, die in den schematischen Diagrammen verwendet werden. Indikatoren einhalten IEEE Kriterien, Betonung der Verwendung von Großbuchstaben für die Benennung spezifischer Komponenten.

Weiterführende Literatur- Leiterplattenkomponenten: Ein umfassender Leitfaden

Schritt 11: Symbolische Generation
Schaltpläne umfassen verschiedene Elemente wie aktive, passiv, und Anschlüsse, mit Komponenten wie Transistoren, Dioden, Logikgatter, Prozessor-ICs, FPGAs, und Operationsverstärker. Passive Geräte wie Kondensatoren, Induktoren, und Transformatoren sind im Lieferumfang enthalten. Von der Erstellung neuer Komponenten wird abgeraten, sofern sie nicht in der Standardbibliothek vorhanden sind, Die Einhaltung der IEEE-Standards für die Symbolerstellung ist von entscheidender Bedeutung.

Schritt 12: Konfiguration des Operationsverstärkers

Bei der Erstellung von Symbolen ist die Einhaltung der IEEE-Standards von entscheidender Bedeutung, insbesondere für Operationsverstärker. Vereinfachung des Zeichenprozesses, Designer folgen häufig Standardkonfigurationen, Platzieren Sie die Eingangspins links und die Ausgangspins rechts, mit vertikal angeordneten Strom- und Erdungsstiften. Bei der Änderung der Symbolausrichtung oder der Verbindungen ist die Sicherstellung der Übereinstimmung mit den Datenblättern des Herstellers von entscheidender Bedeutung.

Schritt 13: Heterogene schematische Notation
Komponenten wie PGAF, Speichereinheiten, und Mikroprozessoren, gekennzeichnet durch mehrere Stifte (Daten, Input-Output, Adresse, Kontrolle, und Stromleitungen), Um die Klarheit zu gewährleisten, ist eine unterschiedliche Notation für jede Unterkomponente innerhalb eines einzelnen Pakets erforderlich.

Schritt 14: Netzwerkverbindungen
Klarheit im Schaltkreisverständnis wird durch die entsprechende Markierung der Kreuzungspunkte erreicht, an denen Drähte elektrische Verbindungen gemeinsam nutzen. Zur Vereinfachung schematischer Diagramme gehört die Darstellung integrierter Schaltkreise (IC) gemeinsame Symbole statt übermäßiges Zeichnen von Netzwerken. Die Betonung organisierter Pin-zu-Pin-Verbindungen zwischen Geräten mit übereinstimmenden Namen verbessert die Lesbarkeit.

Schritt 15: Strategische Komponentenplatzierung

Die durchdachte Platzierung von Elementen im Schaltplan hat erhebliche Auswirkungen auf die spätere Erstellung von Stücklisten und IC-Gehäusen.

Schritt 16: Überprüfung der Designregeln
Verwendung von Design Rule Checking (DRC) innerhalb des CAD gewährleistet sowohl die logische als auch die physische Integrität des Designs, Bewertung der Einhaltung aktivierter Designregeln während der Planung.

Schritt 17: Überprüfung der Nettotabelle
Fertigstellung des Entwurfs nach dem Schaltplan, Die Generierung der Netzliste ist für den Layout-Import von entscheidender Bedeutung. Dieser Prozess erzeugt maschinenlesbare Daten (.mnl) und für Menschen lesbar (.txt) Dateien, die elektrische Verbindungen anzeigen. Um Entwurfsfehler zu vermeiden, wird eine manuelle Überprüfung von Netzwerken empfohlen.

Schritt 18: Rechnung dief mMaterial
Moderne CAD-Tools bieten eine Funktion zur Stücklistenerstellung, Voraussetzung dafür ist, dass die Konstrukteure bei der Teileerstellung oder beim Import alle erforderlichen Daten eingeben. Die Stückliste enthält wichtige Informationen wie Fertigungsteilenummern (MPN), Paketdetails, Lieferantennamen, oder Lieferantenteilenummern, unerlässlich für eine genaue Dokumentation.

Schritt 19: Schematische Liste
Oft übersehen, aber kritisch, Die logische schematische Liste dient als entscheidendes Organisationsinstrument, das auf früheren Designerfahrungen basiert. Checklisten minimieren Fehler in Diagrammen, Gewährleistung fehlerfreier Schaltpläne, die dem Layouter die Arbeit erleichtern.

Fazit

Dieser Leitfaden bietet eine ausführliche Zusammenfassung der Erstellung eines Leiterplattenschaltplans. Ganz gleich, ob Sie mit Schaltplänen neu anfangen oder sich fortgeschrittene Kenntnisse aneignen möchten, Dieser umfassende Leitfaden soll eine wertvolle Referenz für die Erstellung hochwertiger Dokumente sein, effektive Schaltpläne für Leiterplatten in allen Phasen vom Konzept bis zur Fertigstellung. Bitte kontaktiere uns wenn Sie weitere Fragen haben.