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PCB 设计基础:原型设计和 PCB 设计流程

综览

本文解释了原型设计和产品开发 PCB 设计过程的重要性。在解释了两个阶段之间的差异后,它继续描述各种最适合设计过程的工具。

内容

介绍

为什么是原型?

PCB 设计流程 – 步骤 1 – 零件研究与选择

PCB 设计流程 – 第 2 步 – 原理图捕获

PCB 设计流程 – 步骤 2b – 仿真

PCB 设计流程 – 步骤 3 – 电路板布局

PCB 设计流程 – 第 4 步 – 验证和验证

下一步

介绍

尽管 PCB 设计过程可以多种方式拆分,但最好将其视为原型设计和产品开发两个基本阶段。

原型设计发生在设计的早期阶段,涉及到单个工程师研究如何定义系统或应用程序。本阶段的实验性质是开发符合规格的硬件的基础。设计验证后,可传递到设计过程的后期阶段(即产品开发)。原型设计阶段的最终目标是获得准确、高效、符合规格的成功产品。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。

产品开发是让步 PCB 为最终应用做好准备。原型符合设计规范(滤波、放大、采集、测量等),现可采用设计和最佳设计实践。大多数公司都有布局专家,并参与产品开发。在这个设计阶段,你正在开发制造业,所以要注意提高产品产量,减少制造重复。

图 1 – 设计过程完整

了解这种差异是很重要的,因为每个阶段都有各种最适合设计过程的工具。虽然产品开发板的布局专家可以使用,但研究人员通常是领域专家。领域专家需要能够快速设计,而不是原理图捕获、模拟或布局的专家。

例如,你需要能够设计原型:

快速定义电路原理图

您需要使用先进的分析技术来验证电路行为

将原理图轻松转移到布局

准确验证设计行为

对于 PCB 我们将专注于原型设计阶段的设计基础知识,并帮助您(个人设计师)了解相关开发 PCB 更多关于原型的信息。

我们可以将上图所示的原型设计阶段(设计 原型 验证)分为零件研究和选择、原理图捕获和模拟、电路板布局、验证和验证四个步骤。

图 2 – 设计流程

为什么是原型?

原型有六个主要原因:

尽快失败,成本低: 真正的创新总是有失败的风险。通过构建原型,可以快速消除无效的方法,专注于有效的方法。

收集更准确的需求: 几乎一半的项目成本归因于需求不足。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,您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于更优雅的系统设计。

解决冲突: 使用原型设计平台,您可以快速实现几种不同的功能,并对结果性能进行基准测试,以分析每种方法的平衡。这可以节省时间,但也可以确保你做出正确的设计决定。

   ** 资金支持: 为了证明你的想法的可行性,你可以降低投资风险,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的最佳和最安全的方式。此外,可以通过原型设计过程开发专利申请的关键组成部分,如专利图纸和发明人日志。

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PCB 设计流程 – 步骤 1 – 零件研究与选择

在设计之前,工程师需要能够选择能够实现电路功能的组件。有许多半导体制造商,包括模拟器件、国家半导体、恩智浦、罗姆、凌力尔特、On Semi 和德州仪器一起生产不同规格的设备。工程师可以通过各种方式研究零件,包括:

半导体性能数据表(datasheetcatalog.com在上面找到很多数据表

制造商网页内容;ADI 该公司通过其评估硬件和软件页面提供了许多产品供评估。

可下载并用于评估制造商组件的模拟工具。

PCB 设计流程 – 第 2 步 – 原理图捕获

原理图捕获包括对元件(电阻器、电容器、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视觉图表,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查看电路的构建块。

原理图由元件符号和连接(也称网络)组成。

图 3 – 原理图设计

PCB 设计流程 – 步骤 2b – 仿真

SPICE 模拟是电路元件模拟的行业标准。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阶段对设计进行高级分析。可视化电路的行为可以减少错误,提高原型设计最早阶段的性能。工程师通常后模拟和可视化其特性。

除了 SPICE,还有其他语言和参数可以模拟电路,包括 PSpice 和 HSpice。

更多关于模拟的信息,请查看电巢https://news.eda365.com/模拟基础知识。

PCB 设计流程 – 步骤 3 – 电路板布局

然后最终导出制造。然后最终导出进行制造。

图 4 – 电路板布局

PCB 设计流程 – 第 4 步 – 验证和验证

电路板制作完成后,工程师需要验证原型的行为。一旦验证,就可以移交给产品开发,为制造做准备。验证需要测量电路板,确保实际性能符合模拟性能(或规格)。

图 5 – 最终设计

主题测试文章,只做测试使用。发布者:设计,转转请注明出处:http://z.gyshejishi.com/zsfx/kuaixun/7949.html

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