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縮短PCB設計周期時間的工具

發布時間 :2018-03-03 09:26 閱讀 : 來源 :技術文章責任編輯 :深圳宏力捷PCB設計部
面對不斷來自客戶和競爭對手的壓力,PCB設計人員必須及時做出產品。在步調如此快速的環境中,產品規劃與實作極為重要,實作問題必須積極處理,不過許多公司通常不重視,甚至忽略規劃階段的許多步驟。
 
規劃階段的一個重要步驟就是設計的建立和驗證,電子與印刷電路板(PCB)電腦模擬,是設計驗證的重要部份。IC 廠商推出各種工具可供模擬之用,IC 廠商開發許多能夠因應 PCB設計人員需求的工具,協助客戶積極達成目標,這些工具包括類比電路、數位電路及電路板設計工具。
 
一些設計工具可用以研判高難度配置的電路拓樸,例如類比開關電源供應或類比濾波器設計,并提供重要的電路效能規格。例如德州儀器(TI) SwitcherPro 的電源供應設計工具線上版本 ,或下載版本可用以建立所需的電源供應電路 (圖一)。
圖一 電源供應設計工具提供整體設計的輔助元件 (1)
圖一 電源供應設計工具提供整體設計的輔助元件 (1)
 
電源供應設計工具讓使用者以所需的規格,和適當的 IC 零件編號,開始建立自己的設計,這些工具也可整體分析已完成電路板的最低與最高效能,以及低耗損元件的效應、接點溫度上限、電路效率及電路回路穩定性。由于 PCB設計人員采用實驗用電路板,因此大多數電源供應設計軟件均提供材料表 (BOM) 與配置建議。類比濾波器設計軟件也有助于 PCB設計人員進行作業,在一些類比 IC 制造商的網站可以找到這類軟件的版本,例如,TI 提供 FilterPro 類比濾波器設計程式,這些工具能夠將繁復的濾波器計算工作交由電腦處理。
 
濾波器設計軟件套件通常可以設計部份或全部的低通 (low pass)、高通 (high pass)、帶通 (band pass)、帶阻 (陷波,band stop/notch) 及全通 (all pass) 濾波器,而且可定義濾波器規格與回應類型,一旦決定這些變數,軟件就能夠提供完整的電路,包括輔助元件。
 
手動或透過設計軟件建立設計之后,即可運用 SPICE 模擬器進行驗證和調整。德州儀器 TINA-TITM (1)的 SPICE 模擬器,可協助設計和評估多個子電路在應用中的效能 (圖一)。圖二 顯示需要找出兩個濾波器增益在整個頻率的差異。
圖二 SPICE 模擬比較兩個低通濾波器電路的頻率效能
圖二 SPICE 模擬比較兩個低通濾波器電路的頻率效能
 
類比電路 SPICE 巨集模型庫、I/O 緩沖資訊規格 (IBIS) 及結合掃描描述語言 (BSDL)模型都可用于數位模擬,大多數 IC 制造商的網站都提供所有這些類型的模型,而且有各種計算工具可以下載。
 
概括來說,PCB設計人員可以運用許多工具,順利完成設計規劃和建立程序。雖然這些工具提供的數據無法免除實驗用電路板階段的進行,不過可以提供確實可行的合格解決方案,最終達到縮短上市時程的效果。


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