POWERPCB内层分割实例解析.docx
- 文档编号:4403869
- 上传时间:2022-12-01
- 格式:DOCX
- 页数:31
- 大小:519.06KB
POWERPCB内层分割实例解析.docx
《POWERPCB内层分割实例解析.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《POWERPCB内层分割实例解析.docx(31页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
POWERPCB内层分割实例解析
POWERPCB内层分割实例
(文中图形可以扩大观看)
一设置好内层属性
整个内层如果为同一网络请选择CAM PLANE,只能选择一个网络名。
要分成几个网络则选择SPLIT/MIXE…(分割),可选择多个网络名。
二、单击右侧的ASSIGN增加分割网络名
完成后按OK。
三、再按OK退出层设置对话框。
四、按CTRL+ALT+N设置网络颜色
五、再放置分割区域(注意,一个分割网络区域不能包含或包含于另一个分割网络)
六、完成后如下图
七、侵害灌水
按TOOLS菜单,选择POUR MANAGER….
按关闭钮确认,并退出对话框即可。
是不是大功告成?
POWER PCB的图层设置及内层分割方法ﻭﻭ 看过上面的结构图以后应该对POWER的图层结构已经很清楚了,确定了要使用什么样的图层来完成设计,下一步就是添加电气图层的操作了。
ﻭ
下面以一块四层板为例:
ﻭ
首先新建一个设计,导入网表,完成基本的布局,然后新增图层SETUP-LAYERDEFINITION,在ELECTRICALLAYER区,点击MODIFY,在弹出的窗口中输入4,OK,OK。
此时在TOP与BOT中间已经有了两个新电气图层,分别给这两个图层命名,并设置图层类型。
把INNERLAYER2命名为GND,并设定为CAMPLANE,然后点击右边的ASSIGN分配网络,因为这层是负片的整张铜皮,所以分配一个GND就可以,千万不要分多了网络!
ﻭ
把INNERLAYER3命名为POWER,并设定为SPLIT/MIXED(因为有多组电源,所以要用到内层分割),点击ASSIGN,把需要走在内层的电源网络分配到右边的ASSOCIATED窗口下(假设分配三个电源网络)。
ﻭ 下一步进行布线,把外层除了电源地以外的线路全部走完。
电源地的网络则直接打孔即可自动连接到内层(小技巧,先暂时把POWER层的类型定义为CAMPLANE,这样凡是分配到内层的电源网络且打了过孔的线路系统都会认为已经连接,而自动取消鼠线)。
待所有布线都完成以后即可进行内层分割。
ﻭﻭ 第一步是给网络上色,以利于区分各个接点位置,按快捷键CTRL+SHIFT+N,指定网络颜色(过程略)。
ﻭ 然后把POWER层的图层属性改回SPLIT/MIXED,再点击DRAFTING-PLACEAREA,下一步即可绘制第一个电源网络的铺铜。
ﻭﻭ 1号网络(黄色):
第一个网络要铺满整个板面,然后指定为连接面积最大,数量最多的那个网络名称。
2号网络(绿色):
下面进行第二个网络,注意因为这一网络位于整个板子的中部,所以我们要在已经铺好的大铜面上切出一块来作为新的网络。
还是点击PLACEAREA,然后按照颜色指示绘制切割区域,当双击鼠标完成切割的时候,系统会自动出现当前所切割网络
(1)与当前网络(2)的的区域隔离线(由于是用正片铺铜的方式做切割,所以不能象负片做切割那样用一条正性线来完成大铜面的分割)。
同时分配该网络名称。
3号网络(红色):
下面第三个网络,由于此网络较靠近板边,所以我们还可以用另外一个命令来做。
点击DRAFTING-AUTOPLANESEPARATE,然后从板边开始画起,把需要的接点包围以后再回到板边,双击鼠标即可完成。
同时也会自动出现隔离带,并弹出一个网络分配窗口,注意此窗口需要连续分配两个网络,一个是你刚刚切割出来的网络,一个是剩余区域的网络(会有高亮显示)。
ﻭ 至此已基本完成整个布线工作,最后用POURMANAGER-PLANECONNECT进行灌铜,即可出现效果。
看到很多网友提出的关于POWERPCB内层正负片设置和内电层分割以及铺铜方面的问题。
今天抽空把这些东西联系在一起集中说明一下。
时间仓促,如有错误疏漏指出还请多加指正!
一、POWERPCB的图层与PROTEL的异同
我们做设计的有很多都不止用一个软件,由于PROTEL上手容易的特点,很多朋友都是先学的PROTEL后学的POWER,当然也有很多是直接学习的POWER,还有的是两个软件一起用。
由于这两个软件在图层设置方面有些差异,初学者很容易发生混淆,所以先把它们放在一起比较一下。
直接学习POWER的也可以看看,以便有一个参照。
首先看看内层的分类结构图ﻭ===================================
软件名 属性层名 用途ﻭ-----------------------------------ﻭPROTEL:
正片MIDLAYER 纯线路层ﻭ MIDLAYER混合电气层(包含线路,大铜皮)
负片INTERNAL 纯负片 (无分割,如GND) ﻭ INTERNAL带内层分割(最常见的多电源情况)
-----------------------------------
POWER :
正片NOPLANE 纯线路层ﻭ NOPLANE混合电气层(用铺铜的方法COPPERPOUR) ﻭ SPLIT/MIXED混合电气层(内层分割层法PLACE AREA)
负片CAMPLANE纯负片(无分割,如GND)
===================================
从上图可以看出,POWER与PROTEL的电气图层都可分为正负片两种属性,但是这两种图层属性中包含的图层类型却不相同。
1.PROTEL只有两种图层类型,分别对应正负片属性。
而POWER则不同,POWER中的正片分为两种类型,NOPLANE和SPLIT/MIXED
2.PROTEL中的负片可以使用内电层分割,而POWER的负片只能是纯负片(不能应用内电层分割,这一点不如PROTEL)。
内层分割必须使用正片来做。
用SPLIT/MIXED层,也可用普通的正片(NOPLANE)+铺铜。
也就是说,在POWERPCB中,不管用于电源的内层分割还是混合电气层,都要用正片来做,而普通的正片(NOPLANE)与专用混合电气层(SPLIT/MIXED)的唯一区别就是铺铜的方式不一样!
负片只能是单一的负片。
(用2DLINE分割负片的方法,由于没有网络连接和设计规则的约束,容易出错,不推荐使用)
这两点是它们在图层设置与内层分割方面的主要区别。
二、SPLIT/MIXED层的内层分割与NOPLANE层的铺铜之间的区别
1.SPLIT/MIXED:
必须使用内层分割命令(PLACEAREA),可自动移除内层独立焊盘,可走线,可以方便的在大片铜皮上进行其他网络的分割,内层分割的智能化较高。
2.NOPLANEC层:
必须使用铺铜的命令(COPPERPOUR),用法同外层线路,不会自动移除独立焊盘,可走线,不可以在大块铜皮上进行其他网络的分割。
也就是说不能出现大块铜皮包围小块铜皮的现象。
三、POWER PCB的图层设置及内层分割方法
看过上面的结构图以后应该对POWER的图层结构已经很清楚了,确定了要使用什么样的图层来完成设计,下一步就是添加电气图层的操作了。
ﻭ 下面以一块四层板为例:
ﻭ 首先新建一个设计,导入网表,完成基本的布局,然后新增图层SETUP-LAYER DEFINITION,在ELECTRICALLAYER区,点击MODIFY,在弹出的窗口中输入4,OK,OK。
此时在TOP与BOT中间已经有了两个新电气图层,分别给这两个图层命名,并设置图层类型。
ﻭ 把INNERLAYER2命名为GND,并设定为CAMPLANE,然后点击右边的ASSIGN分配网络,因为这层是负片的整张铜皮,所以分配一个GND就可以,千万不要分多了网络!
把INNERLAYER3命名为POWER,并设定为SPLIT/MIXED(因为有多组电源,所以要用到内层分割),点击ASSIGN,把需要走在内层的电源网络分配到右边的ASSOCIATED窗口下(假设分配三个电源网络)。
下一步进行布线,把外层除了电源地以外的线路全部走完。
电源地的网络则直接打孔即可自动连接到内层(小技巧,先暂时把POWER层的类型定义为CAM PLANE,这样凡是分配到内层的电源网络且打了过孔的线路系统都会认为已经连接,而自动取消鼠线)。
待所有布线都完成以后即可进行内层分割。
第一步是给网络上色,以利于区分各个接点位置,按快捷键CTRL+SHIFT+N,指定网络颜色(过程略)。
然后把POWER层的图层属性改回SPLIT/MIXED,再点击DRAFTING-PLACEAREA,下一步即可绘制第一个电源网络的铺铜。
ﻭ
1号网络(黄色):
第一个网络要铺满整个板面,然后指定为连接面积最大,数量最多的那个网络名称。
2号网络(绿色):
下面进行第二个网络,注意因为这一网络位于整个板子的中部,所以我们要在已经铺好的大铜面上切出一块来作为新的网络。
还是点击PLACE AREA,然后按照颜色指示绘制切割区域,当双击鼠标完成切割的时候,系统会自动出现当前所切割网络
(1)与当前网络
(2)的的区域隔离线(由于是用正片铺铜的方式做切割,所以不能象负片做切割那样用一条正性线来完成大铜面的分割)。
同时分配该网络名称。
ﻭ3号网络(红色):
下面第三个网络,由于此网络较靠近板边,所以我们还可以用另外一个命令来做。
点击DRAFTING-AUTOPLANESEPARATE,然后从板边开始画起,把需要的接点包围以后再回到板边,双击鼠标即可完成。
同时也会自动出现隔离带,并弹出一个网络分配窗口,注意此窗口需要连续分配两个网络,一个是你刚刚切割出来的网络,一个是剩余区域的网络(会有高亮显示)。
至此已基本完成整个布线工作,最后用POURMANAGER-PLANECONNECT进行灌铜,即可出现下图的效果。
ﻭ
ORCAD传递分立器件Value值到PowerPCB的方法
借助PCBNavigator,ORCAD与PowerPCB实现了很好的同步操作,但遗憾的是器件的Value值不能传递到PowerPCB,给人的感觉是ORCAD不如Powerlogic。
经本人的摸索,找到了一种非常简单的办法,可以实现此功能。
1.填写ORCAD的封装,即Footprint,此处必须填PowerPCB库中的Decal,而不是Part。
2. 在Orcad的ProjectManager中启动PCBNavigator。
在PCBNavigator中选择菜单PCB-SetupforPCB:
其中有一项:
ﻭMap“Values”to“PCBFootprint”ﻭ这一项一定不能勾选。
ﻭ
3. 按常规方法用菜单PCB-Send netlistto PADS。
在PowerPCB中将器件打散,选择一个元件看看。
奇迹出现了:
器件编号、Value值、封装一个都不少。
ﻭ
PowerPCB使用经验
PowerPCB目前已在我所推广使用,它的基本使用技术已有培训教材进行了详细的讲解,而对于我所广大电子应用工程师来说,其问题在于已经熟练掌握了PROTEL之类的布线工具之后,如何转到PowerPCB的应用上来。
所以,本文就此类应用和培训教材上没有讲到,而我们应用较多的一些经验技巧作了论述。
1.输入的规范问题ﻭ对于大多数使用过PROTEL的人来说,刚开始使用PowerPCB的时候,可能会觉得PowerPCB的限制太多。
因为PowerPCB对原理图输入和原理图到PCB的规则传输上是以保证其正确性为前提的。
所以,它的原理图中没有能够将一根电气连线断开的功能,也不能随意将一根电气连线在某个位置停止,它要保证每一根电气连线都要有起始管脚和终止管脚,或是接在软件提供的连接器上,以供不同页面间的信息传输。
这是它防止错误发生的一种手段,其实,也是我们应该遵守的一种规范化的原理图输入方式。
在PowerPCB设计中,凡是与原理图网表不一致的改动都要到ECO方式下进行,但它给用户提供了OLE链接,可以将原理图中的修改传到PCB中,也可以将PCB中的修改传回原理图。
这样,既防止了由于疏忽引起的错误,又给真正需要进行修改提供了方便。
但是,要注意的是,进入ECO方式时要选择“写ECO文件”选项,而只有退出ECO方式,才会进行写ECO文件操作。
2.电源层和地层的选择ﻭ PowerPCB中对电源层和地层的设置有两种选择,CAMPlane和Split/Mixed。
Split/Mixed主要用于多个电源或地共用一个层的情况,但只有一个电源和地时也可以用。
它的主要优点是输出时的图和光绘的一致,便于检查。
而CAMPlane用于单个的电源或地,这种方式是负片输出,要注意输出时需加上第25层。
第25层包含了地电信息,主要指电层的焊盘要比正常的焊盘大20mil左右的安全距离,保证金属化过孔之后,不会有信号与地电相连。
这就需要每个焊盘都包含有第25层的信息。
而我们自己建库时往往会忽略这个问题,造成使用Split/Mixed选项。
3.推挤还是不推挤
PowerPCB提供了一个很好用的功能就是自动推挤。
当我们手动布线时,印制板在我们的完全控制之下,打开自动推挤的功能,会感到非常的方便。
但是如果在你完成了预布线之后,要自动布线时,最好将预布好的线固定住,否则自动布线时,软件会认为此线段可移动,而将你的工作完全推翻,造成不必要的损失。
4.定位孔的添加
我们的印制板往往需要加一些安装定位孔,但是对于PowerPCB来说,这就属于与原理图不一样的器件摆放,需要在ECO方式下进行。
但如果在最后的检查中,软件因此而给出我们许多的错误,就不大方便了。
这种情况可以将定位孔器件设为非ECO注册的即可。
在编辑器件窗口下,选中“编辑电气特性”按钮,在该窗口中,选中“普通”项,不选中“ECO注册”项。
这样在检查时,PowerPCB不会认为这个器件是需要与网表比较的,不会出现不该有的错误。
5.添加新的电源封装
由于我们的国际与美国软件公司的标准不太一致,所以我们尽量配备了国际库供大家使用。
但是电源和地的新符号,必须在软件自带的库中添加,否则它不会认为你建的符号是电源。
所以当我们要建一个符合国标的电源符号时,需要先打开现有的电源符号组,选择“编辑电气连接”按钮,点按“添加”按钮,输入你新建的符号的名字等信息。
然后,再选中“编辑门封装”按钮,选中你刚刚建立的符号名,绘制出你需要的形状,退出绘图状态,保存。
这个新的符号就可以在原理图中调出了。
6.空脚的设置
我们用的器件中,有的管脚本身就是空脚,标志为NC。
当我们建库的时候,就要注意,否则标志为NC的管脚会连在一起。
这是由于你在建库时将NC管脚建在了“SINGAL_PINS”中,而PowerPCB认为“SINGAL_PINS”中的管脚是隐含的缺省管脚,是有用的管脚,如VCC和GND。
所以,如果的NC管脚,必须将它们从“SINGAL_PINS”中删除掉,或者说,你根本无需理睬它,不用作任何特殊的定义。
7.三极管的管脚对照ﻭ 三极管的封装变化很多,当自己建三极管的库时,我们往往会发现原理图的网表传到PCB中后,与自己希望的连接不一致。
这个问题主要还是出在建库上。
由于三极管的管脚往往用E,B,C来标志,所以在创建自己的三极管库时,要在“编辑电气连接”窗口中选中“包括文字数字管脚”复选框,这时,“文字数字管脚”标签被点亮,进入该标签,将三极管的相应管脚改为字母。
这样,与PCB封装对应连线时会感到比较便于识别。
8.表面贴器件的预处理ﻭ 现在,由于小型化的需求,表面贴器件得到越来越多的应用。
在布图过程中,表面贴器件的处理很重要,尤其是在布多层板的时候。
因为,表面贴器件只在一层上有电气连接,不象双列直插器件在板子上的放置是通孔,所以,当别的层需要与表面器件相连时就要从表面贴器件的管脚上拉出一条短线,打孔,再与其它器件连接,这就是所谓的扇入(FAN-IN),扇出(FAN-OUT)操作。
如果需要的话,我们应该首先对表面贴器件进行扇入,扇出操作,然后再进行布线,这是因为如果我们只是在自动布线的设置文件中选择了要作扇入,扇出操作,软件会在布线的过程中进行这项操作,这时,拉出的线就会曲曲折折,而且比较长。
所以,我们可以在布局完成后,先进入自动布线器,在设置文件中只选择扇入,扇出操作,不选择其它布线选项,这样从表面贴器件拉出来的线比较短,也比较整齐。
9.将板图加入AUTOCAD
有时我们需要将印制板图加入到结构图中,这时可以通过转换工具将PCB文件转换成AUTOCAD能够识别的格式。
在PCB绘图框中,选中“文件”菜单中的“输出”菜单项,在弹出的文件输出窗口中将保存类型设为DXF文件,再保存。
你就可以AUTOCAD中打开个这图了。
当然,PADS中有自动标注功能,可以对画好的印制板进行尺寸标注,自动显示出板框或定位孔的位置。
要注意的是,标注结果在Drill-Drawing层要想在其它的输出图上加上标注,需要在输出时,特别加上这一层才行。
10.PowerPCB与ViewDraw的接口
用ViewDraw的原理图,可以产生PowerPCB的表,而PowerPCB读入网表后,一样可以进行自动布线等功能,而且,PowerPCB中有链接工具,可以与VIEWDRAW的原理图动态链接、修改,保持电气连接的一致性。
但是,由于软件修改升级的版本的差别,有时两个软件对器件名称的定义不一致,会造成网表传输错误。
要避免这种错误的发生,最好专门建一个存放 ViewDraw与PowerPCB对应器件的库,当然这只是针对于一部分不匹配的器件来说的。
可以用PowerPCB中的拷贝功能,很方便地将已存在的PowerPCB中的其它库里的元件封装拷贝到这个库中,存成与VIEWDRAW中相对应的名字。
11.生成光绘文件ﻭ 以前,我们做印制板时都是将印制板图拷在软盘上,直接给制版厂。
这种做法保密性差,而且很烦琐,需要给制版厂另写很详细的说明文件。
现在,我们用PowerPCB直接生产光绘文件给厂家就可以了。
从光绘文件的名字上就可以看出这是第几层的走线,是丝印还是阻焊,十分方便,又安全。
转光绘文件步骤:
A.在PowerPCB的CAM输出窗口的DEVICESETUP中将APERTURE改为999。
ﻭ B.转走线层时,将文档类型选为ROUTING,然后在LAYER中选择板框和你需要放在这一层上的东西。
不注意的是,转走线时要将LINE,TEXT去掉(除非你要在线路上做铜字)。
C.转阻焊时,将文档类型选为SOLD_MASK,在顶层阻焊中要将过孔选中。
D.转丝印时,将文档类型选为SILKSCREEN,其余参照步骤B和C。
E.转钻孔数据时,将文档类型选为NCDRILL,直接转换。
注意:
转光绘文件时要先预览一下,预览中的图形就是你要的光绘输出的图形,所以要看仔细,以防出错。
有了对印制板设计的经验,如PowerPCB的强大功能,画复杂印制板已不是令人烦心的事情了。
值得高兴的是,我们现在已经有了将PROTEL的PCB转换成PowerPCB的工具,熟悉PROTEL的广大科技人员可以更加方便的加入到PowerPCB绘图的行列中来,更加方便快捷地绘制出满意的印制板。
差分阻抗-什么是差分?
翻译:
MichaelQiaoﻭ 当你认为你已经掌握了PCB走线的特征阻抗Z0,紧接着一份数据手册告诉你去设计一个特定的差分阻抗。
令事情变得更困难的是,它说:
“……因为两根走线之间的耦合可以降低有效阻抗,使用50Ω的设计规则来得到一个大约80Ω的差分阻抗!
”这的确让人感到困惑!
这篇文章向你展示什么是差分阻抗。
除此之外,还讨论了为什么是这样,并且向你展示如何正确地计算它。
单线:
ﻭ图1(a)演示了一个典型的单根走线。
其特征阻抗是Z0,其上流经的电流为i。
沿线任意一点的电压为V=Z0*i(根据欧姆定律)。
一般情况,线对:
图1(b)演示了一对走线。
线1具有特征阻抗Z11,与上文中Z0 一致,电流i1。
线2具有类似的定义。
当我们将线2向线1 靠近时,线2上的电流开始以比例常数k耦合到线1 上。
类似地,线1 的电流i1 开始以同样的比例常数耦合到线2 上。
每根走线上任意一点的电压,还是根据欧姆定律,为:
ﻭV1=Z11*i1 +Z11*k*i2
(1)
V2 =Z22*i2+Z22*k*i1
现在我们定义Z12=k*Z11以及Z21=k*Z22。
这样,式
(1)就可以写成:
V1 =Z11*i1 + Z12*i2
(2)ﻭV2=Z21*i1+Z22*i2
这是一对熟悉的联立方程组,我们可以经常在教科书中看到。
这个方程组可以一般化到任意数量的走线,并且可以用你们中大部分人都熟悉的矩阵形式来表示。
ﻭ
图1 各种走线的结构
特殊情况,差分对:
图1(c)演示了一对差分走线。
重写式1:
ﻭV1= Z11*i1+Z11*k*i2
(1)ﻭV2=Z22*i2+Z21*k*i1ﻭ现在注意在仔细设计并且是对称的情况下,
Z11=Z22=Z0,且ﻭi2=-i1
这将导致(经过一些变换):
V1 =Z0*i1*(1-k) (3)ﻭV2= -Z0*i1*(1-k)ﻭ注意V1 =-V2,当然,这是我们已经知道的,因为这是一个差分对。
有效(差模)阻抗:
ﻭ电压V1以地为参考。
线1的有效阻抗(单独来看,在差分对中叫做“差模”阻抗,通常叫做“单线”阻抗)为电压除以电流,或:
Zodd= V1/i1=Z0*(1-k)
由上可知,因Z0=Z11且k = Z12/Z11,ﻭ上式可写成:
Zodd =Z11 - Z12
这也是一个在许多教科书中都可以看到的公式。
为了防止反射,正确的端接方法是用一个值为Zodd的电阻。
类似地,线2的差模阻抗与此相同(在对称差分对的特定情形下)。
ﻭ差分阻抗:
ﻭ假定在某一瞬间我们将两根走线用电阻端接到地。
因为i1=-i2,所以根本没有电流流经地。
也就是说,没有真正的理由把电阻接地。
事实上,有人认为,为了将差分信号和地噪声隔离,一定不能将它们连接到地。
因此通常的连接形式如图1(c)中所示,用单个电阻连接线1与线2。
电阻的值是线1和线2差模阻抗的和,或:
ﻭZdiff=2*Z0*(1-k) 或
2*(Z11-Z12)
这就是为什么你经常看到实际上一个差分对具有大约80Ω的差分阻抗,而每个单线阻抗是50Ω。
计算:
知道Zdiff是2*(Z11-Z12)不是很有用,因为Z12 的值并不直观。
但是,当我们看到Z12与耦合系数k有关,事情就变得清晰了。
事实上,耦合系数与我在Brookspeak 中关于串扰的专栏I中谈到的耦合系数是相同的。
国家半导体发布的计算Zdiff 的公式II已经被广泛接受:
ﻭZdiff=2*Z0(1-.48*e-.96*S/H)微带线
Zdiff=2*Z0(1-.347*e-2.9*S/H) 带状线ﻭ其中的术语在图2中定义。
Z0为其传统定义III。
ﻭ ﻭ图2查分阻抗计算中的术语定义
共模阻抗:
ﻭ为了讨论
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- POWERPCB 内层 分割 实例 解析
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)