PCB设计软件大解析

信息技术 2016-12-01 289 次浏览 0 条评论 次点赞

电路图设计或印刷电路板设计软件,也就是所谓的电子设计自动化软件(Electronic design automation, EDA),即是我们用来设计PCB的软件。

PBSW_hp_industry_EDA.png

EDA不仅是PCB设计和生产环节的重要工具,也是学习电子基础知识的好帮手。

我们最开始接触到的电路,只由简单的电源电阻组成。电子元器件由导线连接即形成电路。

575fc23bd91c460dadac06850ab544b9Picture1.jpg

为了完成一些特定的功能,我们需要用到不同种类的IC。于是就有了这样的电路图。

575fc25221704c9bae350e6d0ab56371schematic.jpg

纸上画出的原理图是设计的起点,想要真正将它变成可以使用的电路,我们需要相应的电子元器件,需要一些导线将它们按照原理图正确连接。连接的载体可以是方便使用的面包板。

575fc271548445418642350e0ab544b92013-09-09 00.44.58.jpg

面包板的好处是方便电路的连接拆卸,但只适用于插孔原件,并且只可用于临时电路搭建。也可以使用测试板。测试板受尺寸,手工等限制,只可用于初级的电路测试使用。

575fc28d94404125945e2b020ab5c436779758804_m.jpg

为了满足工业生产的需要,目前的电路搭建大都使用印刷电路板(Printed circuit board,PCB),PCB将电路布局可以大规模生产,且不受电路复杂程度的限制,只需将原件焊接到板上即可使用。

PCB的基板通常是由玻璃纤维构成。包覆住玻璃纤维层的则是铜,通常是透过一些特殊黏着剂以及热加工使其附在玻璃纤维板上。铜可以有很多层,常见的有单层、双层、四层、六层、八层、十二层甚至到十六层等,彼此之间则有绝缘层。防焊剂会被涂在铜层之上,防焊剂的功用是为了要避免焊接时焊锡在焊点与走线之间到处流动,同时也可以防止铜层碰到其它导体造成短路。在PCB最上层有时则会再印上丝印,是用来描述脚位的名称、摆放位置、制造厂商与商标等等。

PCB_design_and_realisation_smt_and_through_hole.png

而电路图设计或印刷电路板设计软件,也就是所谓的电子设计自动化软件(Electronic design automation, EDA),即是我们用来设计PCB的软件。

电子设计自动化软件(Electronic design automation, EDA)

PCB(Printed Circuit Board)设计软件经过多年的发展、不断地修改和完善,或优存劣汰、或收购兼并、或强强联合,现在只剩下Cadence和Mentor两家公司独大。

Cadence公司的推出的SPB(Silicon Package Board)系列,原理图工具采用Orcad CIS或Concept HDL,PCB Layout采用的是Allegro。“

Mentor公司有三个系列的PCB设计工具,分别是:Mentor EN系列,即Mentor Board Station;Mentor WG系列,即Mentor Expedition;还有PADS系列,即PowerPCB。

另外,Altium公司的Protel也有不少高校用户。

Protel 99 SE(Design Explorer 99SE)

《中学科普创新课程》PCB板制作篇中指导使用Protel 99 SE(又叫Design Explorer 99SE)软件,学习简单电子电路的设计和PCB板的制作。

Design Explorer 99SE.png

三大PCB设计软件

目前主流的三大PCB设计软件——Altium Designer、PADS和Cadence allegro。

1、Altium Designer

Altium 有限公司(以前称为Protel )是一家1985年成立、位于澳大利亚的软件公司,为设计印刷电路板(PCB)的工程师提供基于PC的电子设计自动化(EDA)软件Altium Designer 。这个软件市场定位是一些简单的板子,比如单片机类,简单的工业类,相对是偏低端产品设计,大部分用这个软件的公司产品都是相对偏简单的,一般都是2层4层为主。

2、PADS

Pads是一款用于设计、模拟电子线路及设计电路板的电脑软件,原由Innoveda公司开发,其后改名为PowerPCB,在2002年4月Innoveda被Mentor Graphics收购,近年再次改用原名Pads。这个软件界面菜单很少,上手不难,特别是消费类电子产品市场占有率非常高,早期都可以说在消费类产品里面差不多是垄断的地位。

比如从早期的 VCD,DVD,MP3 ,MP4,U盘,液晶电视,到现在的平板电脑,行车记录仪,车载电子产品,导航仪,数字机顶盒,安卓智能电视盒、手机等都是绝对的市场占有率,特别是手机PCB设计,PADS软件几乎占了垄断的优势。

3、Cadence allegro

Cadence allegro这个软件的优势是功能强大,但是不好学不容易上手。主要是做电脑主板的公司用,因为这个软件功能强大,画大型板子有优势。如电脑主板,大型工控板,服务器主板,等大型板子,效率和优势非常明显,长远角度来讲allegro市场前景比较大。

衡量一个软件的优劣,其中一个很现实的标准就是看它的市场占有率,也就是它的普及和流行程度。Protel系列,在很多高校里都有开设相关课程,对于高校师生还有很多的用户,但是不得不承认,Protel在PCB软件家族中的确是最低端的软件之一,因此很少有公司企业使用;Mentor PADS,也就是以前的PowerPCB/PowerLogic系列,是低端的PCB软件中最优秀的一款,其界面友好、轻易上手、功能强大而深受中小企业的青睐,在中小企业用户占有很大的市场份额;Cadence Allegro、Mentor EN和Mentor WG都是最高端的PCB软件,像中兴、华为这类大型公司都是使用这些高端的设计软件;其中,Cadence Allegro现在似乎成为高速板设计中实际上的工业标准,其学习资源也比较丰富,比较适合自学;Mentor Expedition正是拉线最顺畅的软件,被誉为拉线之王,它的自动布线功能非常强大,布线规则设计非常专业;Mentor EN系列是从早期UNIX系统移植到Windows系统,也是最专业的PCB工具软件,但其学习难度较大,不建议自学,但假如出于工作需要又自当别论。


本文由 CulmartPlay 整理发布,参考 CC-BY-SA 3.0 协议共享,欢迎转载、引用或改编。
感谢您的支持,以让我们持续关注中国学子的STEAM旅程!

还不快抢沙发

添加新评论