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什么是我的电子电路设计软件的最好选择？ 什么是我的电子电路设计软件的最好选择？ 1 min Blog 你有没有看过电影“Sully（萨利机长）”，全美航空公司1549号班机在2009年难以置信的哈​​德逊河上降落的故事？影片根据真实事件改编，2009年1月15日，萨利（汤姆·汉克斯 Tom Hanks 饰）在全美航空1549号班机担任机长，从 纽约拉瓜地亚机场飞往 北卡罗来纳州夏洛特道格拉斯国际机场。飞机起飞两分钟后在约2,800英尺（约850米）处意外地遭到飞鸟攻击，两架发动机全部熄火，萨利因无法到达最近的机场，便让班机降落在哈德逊河上，机上的155名乘客及机组人员幸免于难。 第一时间曾参与该事故的救援行动的渡轮船长文森·伦巴迪（Vincent Lombardi）参演了电影，饰演他本人。电影中的部分救难人员及警员由真正的救难人员及警员饰演。除此之外，剧组还找来了大批当年曾参与事件的市民来拍摄该片。当导演克林特伊斯特伍德准备拍摄这部电影时，他采访了第一艘到达事故现场的渡船队队长文森.伦巴迪。在伦巴迪带领伊斯特伍德回顾过那一天的事件之后，伦巴迪很惊讶，因为导演说： “我想用你。” 伊斯特伍德在听完伦巴迪的描述之后一定意识到，在诠释渡船船长时他找不到比他更好的人，所以他决定让他本人担任该角色。伊斯特伍德需要最好最合适的角色，所以伦巴迪正是他需要的这个人。这个选择的原则不仅适用于电影角色，它无处不在。 设计师和公司通常会使用某种PCB设计工具，这种电子电路设计软件的选择过程中，所考虑的因素也是类似的。如何才能作出最佳最合适的选择？我想首先，该软件工具是能够满足我所有的功能需求的，然后性价比，然后是有没有其它附带的好处？再然后，我现在投资了目前满足我所有需求的软件，但随着时间推移，我总会发展壮大并发生变化。如果目前的软件无法跟上未来设计需求的步伐，那又该怎么办呢？这些都是要深入探讨，谨慎决定！ 该软件工具的性价比？ 目前可供选择的电子电路设计软件，不外乎以下几种情况： 某些PCB设计软件工具可能价格很低，便宜，但它能提供我所需要的所有功能吗？到时候这也做不了，那也不能做，是不是很郁闷？ 某些软件工具可能价格很昂贵，看起来高大上的感觉，但它的高价所捆绑的功能有没有浪费的部分？是不是有几块功能我根本用不上？那我为那些没用的部分买单是不是很傻？ 某些软件正好是我想要的，满足我的所有功能需求，价格也合理适中。可以做我想做的事情，而且它会真正优秀吗？ 通过以上三种大概筛选，我可以将将性价比最高的第三种选项纳入心仪对象！ 慢着，有没有更多惊喜，附加好处？ 功能会定期更新吗？ 遇到问题有人帮忙吗？ 阅读文章
那块着火的电路板：PCB设计之热管理 那块着火的电路板：PCB设计之热管理 1 min Blog 我记得第一次（也是唯一的一次）我的一个电路着火了。它从电阻开始噗的一声冒烟并迅速传播到附近的电容。幸运的是，破坏很小，大部分元件都可以挽救。也许你会问为什么会这样？是不是发生了短路？其实很简单，我没有考虑PCB上的高电流。我记得那是我刚参加工作的时候，在某研究所为船舶用高压共轨电喷系统开发电控单元和喷嘴驱动系统。着火部位位于继电器开关的MOS管驱动电路。幸亏当时我是在面包板上搭建驱动模块，其中选用的一个电阻功率不够。我需要一个1到2瓦的大个电阻，结果当时手头没有，就随便拿了个常用的四分之一瓦同样阻值电阻试试。结果一上电就噗的一声烧黑掉了！吓死人啊亲娘的，非常感谢当时的领导，和蔼可亲地说：“没关系，你们电子专业可以大胆尝试，允许犯错，不断改进。不像我们是机械和内燃机专业，多人大系统，犯错成本高，改动不方便。”这种鼓励是跨行业领导的魅力，闪闪发光！ 上图为色环电阻的型号，功率及大小。 上图为各种不同功率大小的电阻实物图。 言归正传。随着电子产品继续小型化，随着更多功能被装入更小的设备，这些系统的散热需求也随之增加。在高电流下工作的PCB尤其如此。特别是负载重的电源系统，例如电动汽车中使用的锂离子电池，需要集成在PCB上的电源管理系统。以及大电流的驱动电路，都需要着重考虑散热。设计师需要实施创意策略来管理大电流PCB中产生的热量。 承载大电流的电路中功耗损失所产生的热量应梳离发热器件以对抗温升。大家都可能熟悉电脑处理器上使用的风扇和散热片。这些措施都可以从电路板转移热量，并与流通的空气交换热量。但在某些PCB器件中，尤其是小尺寸器件，可能无法安装风扇或散热片。这就需要考虑其它的散热途径。 采用更厚的铜用于大电流 铜走线和过孔的电阻会导致基于PCB的器件发生显着的功率损耗和发热，特别是当它们承载大电流时。 具有较大横截面积的电气连接具有较低的电阻，这减少了热量损失的量。 大多数PCB使用的铜量相当于约1盎司每平方英尺。 当不方便使用风扇或散热片的时候，可以采取增加铜厚的方式。一个高电流的PCB应该使用至少两倍的铜量。 工作电流超过10安培的电路应该高达3或4盎司每平方英尺。 PCB板的铜厚都是用oz来计算，1oz意思是1平方英尺的面积上平均铜箔的重量在28.35g，oz是单位ounce的缩写，音译为“盎司”，它是英制计量单位，作为重量单位时也称为英两。它是用单位面积的重量来表示铜箔的平均厚度。用公式来表示即，1OZ=28.35g/ FT2。 重量单位：1oz=28.35g(克） 1盎司=16打兰（dram） 16盎司=1磅（pound） 换算方法介绍：铜箔的重量除以铜的密度和表面积即为铜箔厚度。 1平方英尺=929.0304平方厘米，铜密度=8.9kg/dm^3 设Copper厚为X，解方程： X*929.0304平方厘米*8.9克/立方厘米=1oz=28.35克 阅读文章
物联网硬件平台的灵活软时代 —— 机遇正投奔你而来！ 物联网硬件平台的灵活软时代 —— 机遇正投奔你而来！ 1 min Blog 你还记得你小时候所拥有的所有时尚玩意以及当时的痴迷吗？ 当我年轻的时候，每个人都为口袋中的各种小玩意以及他们可以得到的任何电子设备而疯狂。 这两个狂热最终结合成一个终极趋势，即“宠物蛋”。 这是一个有灵感的结晶，将便携式电子发烧情结和孩子们对小动物的纯真的爱完美地融合在一起。 最近，PCB世界中的两个时尚潮流，柔性电子产品和物联网（IoT）同样也互相交汇和融合。 对于硬件平台而言，自己动手做开发板，类似于物联网IoT的初级阶段，灵活的混合电子（FHE）设计将帮助它进入如火如荼的蓬勃发展阶段。 工程师们开始设计与Arduino等大品牌可相兼容的柔性电路板及其外围设备。 您可以通过设计易于使用的，具有IoT开发人员所需部件的电路板来加入物联网行业，跟上IoT发展潮流。 灵活硬件平台的优势 完全的软硬结合电路板PCB长期以来一直局限于航空航天等高科技行业。 但是，现在，他们的优势正在开发板及其外围设备中重新得到应用。 灵活的混合电子设备将传统电子产品的低成本和高性能与柔性电路的空间和外形尺寸优势相结合。 虽然一些实体和机构正在梦想一个完全灵活的软时代未来，但目前我们不得不接受的还是混合动力。 灵活的混合电子设备将传统元件安装在柔性基材。多年来，传统电子元件在成本，速度和功耗方面都经过了高度优化。 虽然有一些灵活性上的改善，但它们的表现却相形见绌。 因此，刚性PCB有许多缺陷。 主要是它们在需要时只能被分割折断而不能灵活弯曲。它们的大小不能随意改变，以及它们无法处理动态受力。 在柔性基板上安装元件有助于解决所有这些问题。 显然FHE是可以灵活弯曲的，事实上有些可以在失败之前弯曲多达200,000次。 除了可靠性之外，可弯曲电路板具有更小的外形尺寸，并且可以折叠以适应不正常的PCB空间。 阅读文章
多管脚芯片的原理图符号制作技巧 1 min Blog 你是否碰到过我们需要使用的芯片管脚数量特别多，但一时又无法下载到现成的库文件，只能自己手动制作原理图符号的情况？ 我们在为多管脚芯片手动制作原理图的时候，可以一个管脚一个管脚地添加，在添加每个管脚的同时编辑好每个管脚的标号、编号等信息；为了加快速度，有时也会用Ctrl+C一次拷贝多个添加好的管脚，复制到其符号上，然后在对每个管脚的信息逐一进行更改。以上是比较普遍的做法，却比较耗时耗力，那么有没有快速制作多管脚芯片原理图符号的技巧呢？ 答案是肯定的，在Altium Designer 中可以使用原理图符号向导来创建原理图符号： 在原理图库中创建一个新的元件，打开空白元件后，使用命令菜单：Tools-> Symbol Wizard, 如下图： 打开原理图符号创建向导，如下图所示。在该向导中，我们可以定义原理图符号的引脚数量和布局样式。并且在设置的过程中，其预览窗口将显示在对话框的右侧，方便我们实时查看器件封装是否满足我们的需求。 列表里面还可以修改管脚的电气属性，如下图所示。 对于如下图这种具有引脚信息的元件， 可以复制表格中的信息，并智能粘贴到原理图符号向导中。具体步骤如下： 选择表格中需要复制的引脚信息，并复制； 选择原理图符号向导中需要被替代的内容，然后右键，并在右键菜单中选择Smart Paste命令； 在弹出的Pin Data Smart Paste 阅读文章
PDN分析及应用系列一——安装，许可及设置 PDN分析及应用系列一——安装，许可及设置 2 min Blog 由于电子产品的低功耗要求，PCB板上的电源分布网络设计已经成为当下最热门的话题之一… 与高速设计一样，PDN 设计也已成为PCB 设计中的一项关键技术。 大约二十年前，微处理器工作在数MHz的时钟频率下，5V电源供应使得百毫伏量级的噪声也不会引起逻辑错误。只需要保证每个电源管脚安放一个去耦电容就可以满足芯片对电源的需求，电磁辐射也不是设计人员需要重点考虑的问题，电子系统的电源设计没有任何挑战。但随着电子元件时钟频率的不断提升以及更多功能集成于芯片内部，芯片的功耗在不断增加，同时芯片制造工艺的进步使得芯片供电电压在不断下降，而且，芯片集成度的增加导致同一个芯片需要更多的电源种类，各种电源域增加了电源系统的设计难度。 如今设计面临的挑战 以前... ICs 通常只有一个供电电压 每个供电电压都有专用的完整的铜皮层，PCB板都比较大，可以有更多的覆铜面积 供电电压比较高，可以有更高的容差 器件引脚数少 现在... 新的器件都有多种供电电压 电源层由多种电源共享，加上分割使得覆铜形状非常复杂，面积变小 供电电压越来越低，能容忍的压降也越来越小 多BGA器件以及其他多管脚器件需要大量的过孔，这样会出现很多“夹点” 另外压降方面... 可能造成IC的供电电压低于最低电压的建议值 然后IC器件运行的参数和性能都不能得到保证 阅读文章
紧密元件布局的电路板布线解决方案 紧密元件布局的电路板布线解决方案 1 min Blog 原来当我在研究实验室工作并为我们的电喷控制系统设计PCB时，我的布局很糟糕。因为当时我们并不担心外包装机箱，以及有限的电路板空间或必须紧凑的布线等小问题。只要我们能够将所有必需的元器件放在电路板上并最终将电路板实现成为物理印刷电路，我们就已经很满足了。 但是当我们的电路板是用于便携式设备，或者任何其它对电路板空间要求更为苛刻的情况下，就会发现我们必须要想出有创意的元件布局和布线策略，以便让所有的元件都适合狭小的空间。 因此除非您正在使用HDI板，或者您的设备中存在严格的机械限制，否则您可能并不担心电路板上的可用空间。随着元器件密度的增加和相应的连接关系的增加，您需要尝试一些创意布线方法和板层堆栈，以确保在设计规则中运行时可以实现所有必需的连接。 Altium Designer中功能强大的CAD和布线工具可以帮助您对紧密元件进行布局布线，同时节省可用的电路板空间。大致来讲，紧密元件布局的电路板设计方面，有如下关键考虑因素。 合理的板层设置 在多层电路板上工作时，如果地平面位于顶部信号层的正下方，可以大大改善您的布线策略。如果成本考虑或其他约束没有条件使用四层或更多层的电路板，您仍然可以使用分割的电源和地平面（采用铺铜块）的双层电路板，尽管在这种情况下您的布线可能不会太紧凑。使用多层板可以将接地层直接放置在信号正下方，从而降低EMI敏感度。而且使用过孔直接连接到地平面还可以缩短或消除一些线路连接。 在进行合理的板层设置时，首先，需要在Altium Designer中定义我们的层堆栈。可以在层堆栈管理器中定义层叠方式，预浸料，芯材和表面材料。转到“设计”下拉菜单，然后单击“层堆栈管理器”。此对话框可供您设计自己的叠层，或者您可以在“预设”下拉菜单中使用模板。下图显示了从预设模板创建的四层堆栈。 在Altium Designer中定义一个四层板 此对话框允许您更改电路板中的许多材料属性。 这为您提供了显着的可定制性，因为您的真实电路板可能会使用FR-4的替代品作为电路板基板。 您还可以在板层之间定义钻孔对，还可以在当前叠层中添加或删除层。 现在，我们将仍然使用四层板，以便可以根据需要轻松地将一些信号接驳到地平面层。 默认情况下，电路板是在“元件侧”和“焊接侧”层之间定义钻孔对。 这里我们要定义“元件侧”和“地平面”层之间的钻孔对，以及“元件侧”和“电源平面”层之间的钻孔对。 在四层板中定义钻孔对 Altium Designer包含许多交互式布线功能，使您可以轻松开始布线电路板，尤其是在使用FPGA等高引脚密度元件时。 阅读文章
Query语句的编写及检测 Query语句的编写及检测 1 min Blog 在编写设计规则时，我们经常会用Query语句来详细地限定设计规则的范围。如何准确地编写Query语句，并在编写完成之后检查Query语句的范围是否正确呢？下面详细地说明一下。 您也可以 点击这里观看视频教程。 1.编写Query语句 在PCB文档界面，选择菜单Design-> Rules… 打开PCB Rules and Constraints Editor 对话框，将Where The Object Matches的范围设置为Custom Query，右侧的区域内就可以直接输入Query语句了， 如下图所示。 创建Query语句 当我们不了解Query语句的语法、可用的关键字时，可以使用Query Builder和Query 阅读文章