زوج دیفرانسیلی ، سیگنال های دیفرانسیلی
زوج دیفرانسیلی
بهمن ۶, ۱۳۹۸
طراحی برد مدار چاپی چند لایه
لایه های برد مدار چاپی PCB
اسفند ۲, ۱۳۹۸
نمایش همه
قوانین طراحی design rulse - pcb -

قوانین طراحی pcb یا Design Rules در آلتیوم دیزاینر را قصد داریم در این مقاله مورد بررسی قرار می دهیم. همواره قبل از شروع سیمکشی (ترکینگ) برد، باید قوانین طراحی PCB یا Design Rules موردنیاز متناسب با بردی که طراحی می کنیم را تعریف کنیم. طراحی PCB دیگر تنها مساله ی رسم مسیرها (trackها) جهت برقراری اتصالات بین المانها نیست. جهت طراحی اصولی PCB باید جنبه های مختلفی را در نظر بگیریم.

قوانین طراحی PCB یا Design Rules

قوانین طراحی PCB یا Design Rules آلتیوم دیزاینر جنبه های مختلف طراحی مانند ضخامت مسیرها، فاصله ی بین مسیرها و پدها، اندازه سوراخها، ارتفاع قطعات و … را پوشش میدهند. ادیتور PCB آلتیوم دیزاینر یک محیط قانون-محور است، به این معنی که وقتی اقداماتی مانند کشیدن ترکها، حرکت المانها و مسیرکشی خودکار برد را انجام میدهید، نرم افزار آلتیوم دیزاینر بر هر یک از این اقدامات نظارت می کند و چک می کند که آیا طرح هنوز با قوانین طراحی PCB تعریف شده مطابقت دارد یا خیر. در صورتیکه یکی از قوانین نقض شود، خطا در آلتیوم دیزاینر به سرعت به عنوان یک مورد Rule Validation گزارش می شود. در حقیقت قوانین طراحی PCB یا Design Rules آلتیوم دیزاینر برای مشخص کردن نیازهای طراحی PCB استفاده می شوند.

مساله ی دیگری که قبل از سیمکشی (ترکینگ) برد باید در نظر گرفته شود، ظرفیت مدار است. یعنی باید بدانیم مدار برای چه ولتاژ و جریانی باید طراحی شود و سپس این موارد را به صورت یک قانون تعریف کنیم تا برد PCB از آن تبعیت کند. برای جنبه های مختلف طراحی PCB مانند ضخامت مسیرها و فاصله ی بین آبجکتها از هم، استانداردهای IPC در دسترس قرار دارند که می توان با استفاده از آنها قوانین را متناسب با برد PCB خود تعریف کنیم که به بررسی این استانداردها هم خواهیم پرداخت.

در این قسمت به بررسی قانون ضخامت مسیر (Width) می پردازیم. این قانون در دسته Routing آلتیوم دیزاینر قرار گرفته است.

Width Rules

این قانون عرض مسیرهای مسی ( track ) قرار داده شده بر روی لایه های مختلف مسی (سیگنال) را مشخص می کند.

قوانین طراحی design rulse - pcb -

در شکل بالا در قسمت Constraints سه مقدار تعریف شده است که هر کدام به شرح زیر می باشد:

Min Width: حداقل عرض مس قابل قبول و مجاز را تعیین می کند.

Preferred Size: عرض ترجیحی هنگام Routing را مشخص می کند. در واقع بیشترین عرض ترکی که هنگام ترکینگ استفاده می کنیم را با این قانون تعیین می کنیم.

Max Width: ماکزیمم یا حداکثر عرض مجاز ترکهای مسی در Routing را تعیین می کند.

نکته: مقادیر مشخص شده برای Min Width ،Preferred Width و Max Width برای همه لایه های PCB اعمال می شود.

در این قسمت موارد دیگری هم وجود دارند -همانطور در عکس بالا هم مشخص شده اند- که به معرفی آنها می پردازیم:

Check Tracks/Arcs Min/Max Width Individually: عرض مسیرها ( Track ) و Arcها را بصورت جداگانه بررسی می کند که این مقادیر باید در این رنج مینیمم و ماکزیمم قرار بگیرند.
Check Min/Max Width for Physically Connected Copper (tracks, arcs, fills, pads & vias): عرض مسیرهای مسی که بصورت ترکیب ترک، arc، fill ، پد و وایا روت شده اند را بررسی می کند که در رنج مینیمم و ماکزیمم قرار بگیرند.
Characteristic Impedance Driven Width : در صورت نیاز به طراحی به الزامات سختگیرانه دقیق ، اطمینان حاصل کنید که این گزینه فعال باشد. وقتی قانون در این حالت پیکربندی شده است ، عرض مسیریابی لازم در هر لایه مسیریابی بر اساس امپدانس مشخص شده ، با استفاده از معادله مناسب (Microstrip یا Stripline) و پارامترهای فیزیکی layer stack محاسبه می شود. هنگامی که این قانون تعریف شد ، اگر شما یک net را که زیر محدوده قانون قرار می گیرد ، مسیریابی کنید، عرض مسیر به طور خودکار بر روی عرض مورد نیاز برای برآورده شدن امپدانس مشخص شده برای آن لایه تنظیم می شود. محدودیت های Min / Preferred / Max Width مبتنی بر امپدانس بصورت زیر تغییر می کنند:
Min Impedance: حداقل امپدانس مجاز را که هنگام مسیریابی PCB باید رعایت شود، مشخص می کند. (پیش فرض=۵۰ اهم)
Preferred Impedance: امپدانس ترجیحی را مشخص می کند که در هنگام مسیریابی روی PCB مشاهده شود. (پیش فرض=۵۰ اهم)
Max Impedance: حداکثر امپدانس مجاز را که هنگام مسیریابی برد مشاهده می شود ، مشخص می کند. (پیش فرض=۵۰ اهم)

Layers in layerstack only به شما امکان می دهد محدودیت های عرض را فقط برای لایه های سیگنال تعریف شده در Layer Stack نمایش داده و ویرایش کنید. در صورت فعال بودن ، فقط لایه های موجود در Layer Stack در Layer Attributes Table نمایش داده می شوند. وقتی غیرفعال باشد ، تمام لایه های سیگنال نمایش داده می شوند.

Layer Attributes Table: تمام لایه های سیگنال یا فقط مواردی را که در Layer stack تعریف شده است نمایش می دهد؛ همانطور که توسط گزینه Layers in layerstack only نیز کنترل می شود. حداقل ، حداکثر و عرض مسیریابی دلخواه ، و سایر اطلاعات مربوط به لایه نمایش داده می شوند.

هنگامی که گزینه Characteristic Impedance Driven Width فعال باشد ، ورودی های موردنیاز به طور خودکار محاسبه و برای هر لایه در جدول وارد می شوند. در این حالت آنها نمی توانند به صورت جداگانه تعریف شوند.

نکته:

در هنگام تعریف مقادیر برای حداقل ، حداکثر و حداکثر عرض مسیریابی ، Layer Attributes Table با استفاده از متن قرمز رنگ ورودی های نامعتبر را که ممکن است اتفاق بیفتد، برجسته می کند. مثلا اگر شما مقداری را مشخص کنید که بیشتر از حداکثر مقدار مجاز باشد.

اگر قانون یا Rule نادرست وارد کنید آلتیوم دیزاینر هم در Layer Attributes Table مقدار اشتباه را قرمز می کند و هم در constraint.

 

نرم افزار Altium Designer

طراحی برد مدار چاپی pcb با نرم افزار آلتیوم دیزاینر

آلتیوم دیزاینر

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *