前言:本文详解布线前的设计规则设置。经过本专栏中的【立创EDA-PCB设计基础】前几节已经完成了布局,接下来开始进行布线,在布线之前,要设置设计规则。
目录
1.间距设置
1.1 安全间距设置
1.2 其它间距设置
2.物理设置
2.1 导线线宽设置
2.2 网络长度设置
2.3 差分对设置
2.4 过孔尺寸设置
1.间距设置
1.1 安全间距设置
打开设计--设计规则
将单位设置为mil
间距中的安全间距有两个,一个是1oz(盎司)另一个是2oz(盎司),也就是导线的厚度单位。一帮情况下是选择1盎司的铜皮
在布线(电线布置)领域,“盎司”(ounce)通常指的是铜箔厚度,它是指每平方英尺的铜箔重量。在布线中,盎司是用来度量铜箔的重量,以确定电路板的导电性能。一般来说,布线中的盎司越高,电路板的导电能力就越好。常见的布线盎司选项包括1盎司、2盎司、3盎司等。不同的应用和要求可能需要不同的布线盎司,具体选择取决于电路板设计的需要以及预期的性能要求。总结来说,在布线中,"盎司"指的是用来度量铜箔重量的单位,用于评估电路板的导电性能。
如下安全间距表格的意思是,例如导线到导线的间距是4mil,若超过了4mil则会进行报错,还例如过孔到焊盘的间距是6mil
将默认使用的1盎司安全间距中的所有间距设置为8mil,因为这个间距及以上是所有板厂都可以进行制作的 (小于8mil的也可以做,但是成本会变大,越精密越成本大)
1.2 其它间距设置
将规则管理中的其他间距中的元件到元件的间距设置为20mil,插件焊盘到SMD元件的间距设置为20mil 。设置完后,例如当元件到元件的距离小于20mil时在绘制PCB界面就会进行报错
例如下面的报错,点击设计中的检查DRC,就可以看到PCB界面的一些报错。(焊盘到焊盘的距离应大于等于8mil,引脚处的报错是因为目前还没有连接)
点击设计中的清除错误,会将报错的标记进行清除
2.物理设置
2.1 导线线宽设置
接下来对导线的线宽进行设置,导线的宽度分为多种导线宽度,例如电源的导线宽度就会和普通导线是不一样的(因为电源导线的电流要大,相应的导线宽度要宽一点)
对于普通的信号导线只需零点几安培的电流就够了,也就是一般6mil的线宽就行了,如下将导线1盎司的线宽的最小、默认和最大线宽都设置为6mil
可以用如下PCB走线载流计算器计算电流大小。铜厚是1盎司,温升一般就是10摄氏度, 一般就只需看外层线宽就行了,内层线是多层板的时候(例如四层板时在第二层走线的时候,是内层线宽)
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然后对于电源导线的线宽,点击加号,新建一个pwr电源导线的规则,输入最小、默认和最大线宽,分别为20mil、30mil、200mil。 接下来将新建的电源导线宽度加入到网络规则中。
接下来将新建的电源导线规则加入到网络规则中。通过类的方式(将电源网络都归为一组),将所有电源网络组的规则设置为pwr的规则
首先点击设计--点击网络类管理器。
进入网络类管理器后,首先点击加号,输入网络类名称为pwr,然后将电源部分的网络都加入该网络类中,例如选中未选择中的GND,点击向右箭头的图标进而添加到已选择中。
需要注意$1N5576也是电源部分(USB部分)。所以需要注意电流电源网络的全面性。
然后再到设计规则栏,在网络规则--导线中可以看到刚刚添加的网络类pwr
然后就是对电源网络类pwr的规则设置为pwr规则,点击应用。
2.2 网络长度设置
网络长度保持为默认值,不用管
2.3 差分对设置
如下D+ D- 就是差分信号
使用差分信号的原因是:单根走线传输数据的时候会受到干扰,差分可以避免这些干扰,通过两条线的电压差来传输信号,这样的话干扰会被抵消掉一些
差分信号的走线长度要尽可能的做到一致
首先添加差分对。
点击设计--差分对管理器
然后点击单击选择正网络D+,将差分信号网络添加到差分对管理器DP1中,然后点击应用,点击确定,关闭该页面
然后在设计规则栏,设置差分对的默认规则,设置线宽、间距为6mil,差分对长度误差为10mil(高速PCB需要考虑计算阻抗,需要考虑计算介质的介电常数、基材厚度、上线宽(铜线的上表面宽度)、下线宽(铜线的下表面宽度)、线距、线路厚度等,可以用SI9000这个工具来计算阻抗,阻抗的计算一般会在高速版里应用的特别多,差分信号是一般控制在90欧姆的阻抗)
目前暂无基材厚度等数据,简单了解计算阻抗的工具SI9000即可
2.4 过孔尺寸设置
过孔尺寸需要考虑载流能力,可以用如下工具进行PCB过孔载流的计算
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我常用过孔的孔径(过孔内直径)为12mil ,可过电流为1.892安培。若走2安培的电流,那么就需要两个过孔才能承载这2安培的电流。(一定要注意,铜皮的过流能力一定要和过孔的过流能力匹配)
然后在设计规则栏,设置过孔内直径为12mil,过孔外直径为24mil(为过孔内直径的两倍),然后点击应用
设计规则栏中的内电层目前不用管,这是多层板的结构
设计规则栏中的铺铜现在暂时先不管,后面等布线布完了,进行铺铜是进行补充讲解,暂时默认就行
以上,布线设计规则就做完了