设计变量
当一个产品需要设计和生产为该产品的多个变量时,每个变量都有不同的选项或功能,实现设计变量的能力可以避免为每个变量创建唯一的设计版本。
实际上,设计变量使用相同的基础设计,但 PCB 元件加载了变量指定的一组元件。然后,在生成设计的制造输出(BOM、P&P、装配图等)时可以指定变量,这反过来又决定产品的组装方式。
可以创建相同基础的设计变量为在 Altium Designer 中创建 PCB 项目的方式增加了极大的灵活性。使用变量,您可以定义任意数量的电路板设计变量,其中每个元件可以配置为:
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已安装到电路板上。
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未安装到电路板上。
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已安装到电路板上,但修改了元件参数(例如修改数值)。
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完全不同的元件,作为替代替换部件。
使用任何这些类型变量的设计变量都称为装配变量,因为它们仅影响装配过程 - 在这种情况下,所有变量都共享相同的制造裸板。
Altium Designer 还支持对 PCB 上的元件覆盖信息进行修改,例如更改元件的注释。此类修改需要制作两个覆盖屏幕,从而导致制造两个不同的裸板。此类变量称为制造变量。
设计变量在 Altium Designer 的变量管理对话框或基于文档的 变量管理器界面中进行管理、创建和编辑。使用 主菜单中的项目 » 变量命令或项目 面板中项目条目的上下文菜单中的变量命令进行访问。要了解更多信息,请参阅以下页面:
逻辑和物理元件
了解 Altium Designer 中有两种类型的元件很有帮助:逻辑元件和物理元件。区别在于放置在原理图图纸上的元件是逻辑元件,其中每个元件都是一个概念实体,代表最终安装在组装 PCB 上的物理元件。
虽然这种一对一、逻辑到物理的模型对于简单设计来说效果很好,但它无法支持 Altium Designer 的一些更强大的功能。例如多通道设计,其中电路的一部分被“冲压”多次,以及变量,其中可以使用适合每个电路板设计变量的不同元件来实现单个设计。这些功能要求一个逻辑元件能够代表多个物理元件。
Altium Designer 通过其编译器技术实现了这种一对多功能。当逻辑设计被编译(自动化过程)时,每个物理元件都会在内存中实例化,准备传输到电路板设计空间。
为了满足需要在原理图级别访问物理元件的情况(例如定义设计变量时),物理设计也可通过原理图表底部的选项卡在原理图编辑器中提供。在这里,最左侧的编辑器选项卡选择(正常)捕获的逻辑设计,其他“已编译”选项卡表示等效的物理设计,因为它将传输到 PCB 设计空间 - 请注意,已编译选项卡下的原理图是只读的。
原理图编辑器的物理原理图设计视图。双击“项目”面板中的“变量”条目,选择所需的项目变量。
变量类型
变量功能,顾名思义,就是创建原始或“基础” PCB 设计的变量。一旦建立了基础设计,就可以在变量管理器中建立变量,方法是将电路板元件配置为已安装、使用不同参数安装、未安装或使用替代部件。
已安装
“已安装”是元件在应用任何变量之前的默认状态 - 如果已安装,则不会进行变量。在变量管理对话框中创建新变量时,所有元件默认为已安装(见下文),该对话框将已安装元件状态表示为空单元格。
配备多种参数
变量定义过程允许元件的任何参数发生变化。修改参数值是一种局部变化,只会影响输出文档 - 原始原理图和参数发生变化的元件不会以任何方式被修改。在下图中,值C8参数已发生变化,此变化由用于显示其值字符串的斜体字体表示。
未安装
当元件设置为Not Fitted时,它仍然存在于原理图上并将传输到 PCB(因此可以放置封装),但它会从相应的输出文档(如 BOM)中删除。可以配置未安装元件在文档中的显示方式,例如,在原理图和 PCB 绘图输出中设置为用十字标记 - 请参阅配置设计文档中各种元件的显示。
对于选定的变量(BGA),C6 已安装,C5 和 C7 未安装,C8 已安装,但参数值有所不同。
替代部件
变量也可以设置为完全不同的元件,作为替代部件。在原理图编辑器中选择编译选项卡后,在变量之间切换时将显示替代部件。对于这种类型的变量,替代部件必须与基本部件共享同一组原理图引脚,并放置在相同的位置。这是确保在编译设计时连接保持有效的基本要求。将光标悬停在下图上可显示 TSOP 变量的替代R3部件和Q1部件。
Q1 是 BGA 变量中的 NPN 晶体管,以及 TSOP 变量中的 JFET(将鼠标悬停在图像上以显示 TSOP)——请注意,每种情况下都使用相同的引脚。
PCB 上处理替代部件有两种方法:
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如果封装相同 - 如果所选的备用部件具有与基础部件相同的封装名称,则该封装只有一个实例将传输到 PCB。由于可以将多个封装分配给一个元件,因此应确保在变量管理对话框中为每个变量选择正确的封装。
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如果封装发生变化 - 如果所选的替代部件的封装名称与基础部件不同,则两个封装都会转移到 PCB 上。然后,您必须决定如何在 PCB 上定位这两个封装。请注意,两个封装将具有相同的标识符,因为只有一个或另一个元件被安装。下面的动画显示了当一个变量具有 BGA SRAM,而另一个变量具有 TSOP SRAM 时如何处理这种情况。
更改元器件类型
选择替代部件的能力并不局限于选择相同类型的元器件,因此,例如,您可以有一个电阻器作为基本元器件,然后定义一个电容器作为替代部件。重要的是要意识到这种替代部件的后果:
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标号 – 每个逻辑基本元件只有一个标号,并且该标号用于所有变量。例如,如果将电阻器换成电容器,您可能需要考虑使用特殊标号前缀来指示这一点,例如R_C 或R-C。
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引脚 – 替代元件必须具有与基础元件相同数量的引脚,并且这些引脚必须位于相同的位置且属于相同的电气类型。如果不满足这些条件,将出现警告。
多通道设计
主要文章: 多板和多通道设计
多通道设计允许设计师指定要重复的单个原理图或图树,从而有效地多次冲压此部分设计。无需手动复制和粘贴,因为软件会管理冲压过程,而设计师只需定义用于识别重复元件的注释方法即可。
在 Altium Designer 的多通道设计中,支持将选定的变量的基本元件替换为完全不同的元件。
动画中,BGA 版本安装了两个 SRAM,而 TSOP 版本安装了四个 SRAM。这是通过不安装 BGA 版本中的两个内存通道之一来实现的。
就渠道而言,变量可以在所有渠道或特定渠道内具有不同的元件,其中包括安装/未安装的元件的变化、特定元件参数的变化或备用件。