Altium NEXUS设计演示教程

Applies to NEXUS Client version: 5

This documentation page references Altium NEXUS/NEXUS Client (part of the deployed NEXUS solution), which has been discontinued. All your PCB design, data management and collaboration needs can now be delivered by Altium Designer and a connected Altium 365 Workspace. Check out the FAQs page for more information.

 

欢迎使用Altium的世界一流电子设计软件进行电子产品开发。本教程将通过介绍从构思到输出文件的整个简单PCB设计过程,指导您学习如何使用软件。如果您不熟悉Altium软件,建议阅读“探索Altium NEXUS”页面,了解更多关于界面的信息、面板使用信息,以及设计文档管理概述。

如需进一步了解关于命令、对话框、对象或面板的信息,请在光标位于该对象上方时按F1键。

设计

您将要为一个简单的无稳态多谐振荡器设计创建原理图并设计印刷电路板(PCB)。电路如下图所示;它使用两个配置成自运行无稳态多谐振荡器的通用NPN晶体管。

多谐振荡器电路。
多谐振荡器电路。

您已经准备好开始输入(绘制)原理图。第一步是创建一个PCB项目。


创建一个新的PCB项目

在Altium的电子设计软件中,PCB项目是指定和制造印刷电路板所需的一组设计文档(文件)。项目文件,例如Multivibrator.PrjPCB,是一个ASCII文件,列出了项目中的文档以及其他项目级设置(例如,所需的电气规则检查)、项目优选设置,以及项目输出(例如,图纸和CAM设置)。

通过运行文件»新建»项目命令打开创建项目对话框,创建一个新项目。

Create Project dialog

Altium NEXUS can connect to a Workspace for providing a single, secure data source and storage while affording unparalleled collaboration. It could be an Altium 365 Workspace – a Workspace hosted on the Altium 365 cloud-based infrastructure platform, or NEXUS Server Workspace – a Workspace provided through Altium NEXUS Server, a solution installed and managed by your own IT department.

This tutorial focuses on using Altium NEXUS with a connected Workspace – the most streamlined and empowered environment for your design needs. However, if you are not able to enjoy the benefits that a connected Workspace brings, you can store your design data, including projects, component libraries, and design outputs, locally on your hard drive or in a shared network resource.

To complete this tutorial, you will need to be connected to a Workspace. It is assumed that your Workspace has been activated/installed with the sample data.

Learn more about Designing with a Connected Workspace

Learn more about Accessing Your Workspace


向项目添加原理图

下一步是向项目添加新的原理图。

Add a schematic sheet to the project, name and save the schematic, and save the project.
Add a schematic sheet to the project, name and save the schematic, and save the project.

当空白原理图打开时,可以发现设计空间有所变化。主菜单栏中出现新项目,并且带有按钮的菜单栏变得可见——这意味着当前位置是在原理图编辑器。每一编辑器均有各自的一组菜单和面板,并各自支持一组快捷键。

可以使用面板右上角的“关闭”Close panels button面板按钮图标关闭所有分组面板,并且右键单击各面板的名称并选择“关闭”命令即可关闭相应面板。必要时,通过应用程序窗口右下角的面板Panels button按钮可重新打开面板。或者,按F4快捷键隐藏/显示所有浮动面板。


设置文档选项

面板页面:原理图文档选项

在开始绘制电路之前,最好设置适当的文档选项,包括“图纸尺寸”、“捕捉”和“可见”栅格。

为每个原理图配置文档选项,并根据要求设置图纸尺寸。
为每个原理图配置文档选项,并根据要求设置图纸尺寸。

除下文可折叠部分中描述的操作外,还可以通过双击图纸边框来访问“文档选项”属性。

光标类型、选择颜色和自动平移行为等环境选项在“优选设置”对话框中配置(单击 Gear icon used to open the Preferences dialog 图标打开应用程序窗口右上角“优选设置”对话框按钮或从主菜单中选择“工具»优选设置”命令)。


访问元件

相关文章: Building & Maintaining Your Components and Libraries

安装在电路板上的实际元件在设计输入期间用原理图符号表示,在电路板设计中用PCB封装表示。

Components for your PCB design project can be created in and placed from your company's Workspace library. These components are placed through the Components panel that uses Altium NEXUS's advanced component search engine.

使用“元器件编辑器”可创建新的“工作区库”元器件,并且可以在该编辑器中手动定义所有元器件数据(域模型、参数、部件选择等),或使用从“制造商部件搜索”面板获取的数据。您可以从面板即时访问最新的强大的元器件搜索和集结系统,里面详细介绍了来自数千家制造商的数百万个元器件,每个元器件都有对应的实时供应链信息。许多元器件可直接用于设计,并且带有完整的符号和封装模型;这些部件在面板中有相应的 Has Models icon 图标。

  • 就本教程而言,您的工作区的所有零部件均来自“制造商零部件搜索”面板。
  • 在整个教程中,术语“元件”和“部件”均用于描述将要放置和连线的设计元件。

了解更多关于“工作区库元件”的信息。

搜索新部件

面板页面:制造商部件搜索面板

首选在“制造商部件搜索”面板中查找新的元件。如需打开“制造商部件搜索”面板,请单击应用程序右下方的按钮  Panels button ,然后从菜单中选择“制造商部件搜索”。当前可见的面板在菜单中被勾选标记。

第一次打开“制造商部件搜索”面板时,面板将显示一个元件“类别”列表,如下所示。

执行搜索之前的“制造商部件搜索”面板。
执行搜索之前的“制造商部件搜索”面板。

利用Altium NEXUS的高级元件搜索引擎,可以通过在主“搜索”字段中输入查询,在直接搜索模式下使用“制造商部件搜索”面板,或者通过使用“类别”和“过滤器”选项逐步完善搜索条件,从而在其高级分面模式下使用“制造商部件搜索”面板——或者通过两种功能的结合,使用“制造商部件搜索”面板。

  • 如需执行直接搜索,请在面板顶部的“搜索”字段中输入搜索描述并点击Enter
  • 例如:LED绿色透明0603 SMD

    使用“搜索”字段执行基于文本的搜索。单击搜索字符串旁边的小 x 号清除它,然后单击搜索字符串,将其重新加载到“搜索”字段中以进行编辑。
    使用“搜索”字段执行基于文本的搜索。单击搜索字符串旁边的小 x 号清除它,然后单击搜索字符串,将其重新加载到“搜索”字段中以进行编辑。

  • 如需执行分面搜索,请使用“类别”和“过滤器”,通过在条件开启和关闭之间切换,搜索所需零部件。

    例如:

    或者,结合使用“类别”、“过滤器”和“搜索”字段执行分面搜索。
    或者,结合使用“类别”、“过滤器”和“搜索”字段执行分面搜索。

    1. 首先,选择一个“类别”,例如 LED。
    2. 然后,按颜色、包装、安装、型号等过滤LED类别。
支持元件搜索的面板和对话框具有正常模式和紧凑模式。调整面板/对话框的大小后,控件将重新排列,因此其显示方式可能与此处显示和描述的不完全相同。

探索搜索结果

面板的搜索结果区域显示完全或部分符合搜索条件的制造商部件列表。单击一个部件后,该部件将被选中,并且将显示一个链接,通过该链接可以访问关于该部件的最新供应链信息。

Manufacturer Parts Search panel, details of the selected part

理解供应商图块

每个SPN图块中都包含大量信息。将光标悬停在图标或详细信息上以显示更多信息。

SPN图块包含关于部件及其可用性的详细信息。 SPN图块包含关于部件及其可用性的详细信息。


从“制造商零部件搜索”面板获取零部件到工作区

如果您在“制造商零部件搜索”面板中找到的元件提供Altium 设计模型,则面板上将显示提供图标Has Model icon。如果元件提供模型,则面板的“元件详情”窗格中将列出原理图符号和封装模型(单击“制造商零部件搜索”面板即可在面板的部件信息按钮Manufacturer Part Search panel, part information上显示该窗格,或单击“元件”面板,选择紧凑模式, 则面板底部将显示元件详情按钮Components panel, compact mode, component details)。该元件可获取到您的互联工作区。

利用“制造商零部件搜索”面板中的分面搜索功能,仅显示提供模型的元件。
利用“制造商零部件搜索”面板中的分面搜索功能,仅显示提供模型的元件。

面板的“过滤”区域提供“提供模型”过滤功能。启用此选项后,仅显示可直接用于设计的部件。单击“制造商零部件搜索”面板的“过滤”按钮即可显示Manufacturer Part Search panel, Filters button可用过滤。

从面板获取元件到互连工作区:

  1. 选择“获取”命令:
    • 从“元件详情”窗格中的“下载”按钮菜单中选择“获取”。

      Manufacturer Part Search panel, acquiring from component details pane

    • 右键单击元件,并从上下文菜单中选择“获取”。
  2. 创建新元件”对话框将打开。从互连工作区的当前定义元件类型中选择一个元件类型,然后单击“确定”。
  3. 单元件编辑器”和“使用元件数据”对话框将打开。选择拟添加到新元件的元件数据(参数、模型、数据表),然后单击“确定”。
  4. 根据需要对新元件定义应用更改。
  5. 使用主菜单中的“文件 » 保存到服务器”命令,将新元件保存到互连工作区。
  6. 在打开的“编辑条目修订”对话框的“发布说明”字段中,输入关于发布“元件条目修订”的有意义的注释,然后单击“确定”。

然后,通过“元件”面板将获取的元件从互连工作区放置到设计中。


获取多谐振荡器部件

现可使用“制造商零部件搜索”面板来查找下表列出的多谐振荡器电路所需的元件。

标识符 描述 注释
Q1, Q2 通用NPN晶体管,例如,BC547 或 2N3904 搜索:晶体管 BC547,选择BC547CG
C1, C2 22nF 电容, 5%, 16V, 0603 搜索:电容 22nF 16V 0603
R1, R2 100K 电阻, 5%, 0805 搜索:电阻 100K 5% 0805
R3, R4 1K 电阻, 5%, 0805 搜索:电阻 1K 5% 0805
P1 2针接头 使用分面搜索功能过滤以下信息:连接器,2针,垂直,公头,接头
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Expand折叠
  1. 要查找的最后一个元件是2针接头。返回“制造商零部件搜索”面板。这次将使用面板的分面搜索功能。
  2. “类别”下拉列表中,选择“所有 » 连接器”类别下的“接头”和“电线外壳”
  3. 单击“过滤”按钮(Manufacturer Part Search panel, Filters button)即可显示“过滤”窗格。
  4. 可用过滤列表会动态更新以适应所用类别,并且该列表可能较长。为了便于管理,仅显示最常用的过滤。滚动到列表底部,然后单击“制造商零部件搜索”面板上的“显示更多过滤”选项Manufacturer Part Search panel, Show More Filters option链接,即可显示所有可用过滤。
  5. 使用过滤的一种有效方法是使用“过滤”窗格顶部的“搜索”字段。搜索后将返回与“过滤名称”“过滤设置”匹配的字符串。可使用以下搜索词应用过滤并选择下列选项:

  6. 搜索 选择
    提供模型 是否有型号:是
    接头 接头数量:2
    间距 端子间距: 2.54mm
    公头 接头性质:公头
    直接 安装方式:直接安装
  7. 搜索后将返回少量2针垂直排头,如下所示。从搜索结果中选择合适的“Samtec TSW-102-26-F-S”2针连接器;右键单击该连接器,并从上下文菜单中选择“获取”

    Manufacturer Part Search panel, right-click to acquire selected part

  8. 在打开的“创建新元件”对话框中,选择“连接器”元件类型并单击“确定”
  9. 在打开的“使用元件数据”对话框中,禁用对话框右上角的“仅匹配”选项,并启用“参数”“符号”“封装”“数据表”选项,然后单击“确定”
  10. “单元件编辑器”将打开,并加载所选数据。将数据值保留为默认值,然后从主菜单中选择“文件 » 保存到服务器”命令。
  11. 在打开的“编辑条目修订”对话框的“发布说明”字段中,输入关于发布“元件条目修订”的有意义的注释(例如,从“制造商零部件搜索”中获取的连接器元件的初始版本),然后单击“确定”。将元件保存到工作区时,状态对话框将打开。完成后,“元件编辑器”将关闭。

从“元件”面板放置到原理图

当Altium NEXUS连接到工作区时,元件面板将列出该工作区中所有可用于项目设计的元件。对于此类元件,“元件”面板支持与“制造商零部件搜索”面板相同的搜索功能,包括基于字符串的搜索、分面搜索或两者的组合,以及“查找类似元件”功能。

打开“元件”面板时,单击应用程序窗口右下角的面板按钮Panels button,然后从菜单中选择“元件”

面板类别窗格(或面板紧凑模式的下拉菜单)的“所有”类别条目下列出了可用的工作区库元件。当面板处于正常模式时,单击“类别”列表图标或图标即可折叠或展开列表显示。类别的结构反映了互连工作区中已定义的元件类型(在“优选设置”对话框的 “数据管理——元件类型”页面上查看和管理元件类型)。

The Components panel being used to browse components stored in a Workspace.
The Components panel being used to browse components stored in a Workspace.

从面板放置元件时:

  • 单击“元件详情”窗格中的“放置”按钮——光标会自动移动到原理图的边界内,此时元件会出现在光标上;定位元件,并单击放置。放置一个元件后,同一元件的另一个实例会出现在光标上;右键单击即可退出放置模式。

    Components panel, placing from component details pane

  • 右键单击元件并从上下文菜单中选择“放置”。元件出现在光标上;定位元件并单击放置。请注意:如果面板浮在设计空间上,则其会淡出以使原理图可见,此时用户可放置元件。放置一个元件后,同一元件的其他一个实例会出现在光标上;右键单击即可退出放置模式。
  • 单击、按住并拖动——单击并将元件从面板的栅格区域拖动到原理图上。此模式需要按住光标;释放光标时放置元件。使用这一方法时,仅能放置一个元件。放置元件后,您可以自由选择另一元件或另一命令。

放置提示

当元件附着在光标上时,您可以:

  • 空格键将其逆时针旋转,旋转角度以90度递增。
  • X键使其沿X轴翻转;按Y键使其沿Y轴翻转。
  • Tab键显示“属性”面板,并在放置对象之前编辑对象的属性。输入的值变成默认值。如果位号标识符有相同的前缀,则其将自动递增。
  • 在元件放置过程中,如果您碰到窗口边缘,则软件将自动移边。在优选设置对话框原理图 - 图形编辑页面中配置自动移边。如果当元件附着在光标上时,您的平移量不小心超出所需范围,则您可以:

    • 使用Ctrl +滚轮再次缩小或放大,或
    • 通过右键单击并拖动以在原理图上四处滑动,或
    • 使用Ctrl + PgDn再次显示整个图纸。
  • 如果在放置元器件时元件面板浮动在原理图上,则只要光标+元件靠近它,它就会自动变为透明。浮动面板的透明度在“优选设置”对话框的“系统-透明度”页面中配置。或者,按F4快捷键可随时隐藏/显示所有浮动面板(无论是否正在运行命令)。

► 了解更多关于原理图放置和编辑技巧的信息

在放置过程中使用属性面板

在对象放置过程中,如果按Tab键,则编辑过程将暂停,并且交互式属性面板将打开。默认行为是突出显示最常用的编辑字段以供编辑。由于编辑过程暂停,您可以使用光标(或按键盘上的Tab键)移动至面板中的另一个区域。

完成编辑后,单击“暂停”按钮 (  Pause button ) ,如下图所示,以返回对象放置。或者,按Enter键完成对象编辑并返回对象放置。

当您在放置过程中按下Tab键时,编辑被暂停——单击屏幕上的“暂停”图标以返回放置元件。
当您在放置过程中按下Tab键时,编辑被暂停——单击屏幕上的“暂停”图标以返回放置元件。


放置多谐振荡器元件

从“制造商零部件搜索”中获取的元件可通过“元件”面板放置在多谐振荡器电路中。放置元件后的原理图应如下图所示。

您可以继续查找和放置元件。请注意:以下可折叠部分提供了放置期间的编辑提示——放置的同时进行编辑比放置后编辑更高效。如果您选择在放置元件后再编辑,需要单击选择该元件并在“属性”面板中进行编辑。

所有元件已放置好,准备接线。
所有元件已放置好,准备接线。

在属性面板中编辑

“属性”面板的其中一项强大功能是支持同时编辑多个选定对象。

  • 如果所有对象共享一个属性,则该属性可用于编辑。
  • 如果所有对象共享相同的属性值,则将显示该值。
  • 如果对象共享相同的属性但属性值不同,则将显示星号(*)。
  • 输入的值或选择的选项将被应用于所有选定对象。

使用“属性”面板编辑多个选定对象的属性。旋转选定元件以移动其字符串至默认位置。
使用“属性”面板编辑多个选定对象的属性。旋转选定元件以移动其字符串至默认位置。

现在,您已经放置了所有元件。请注意,上图中显示的元件是隔开放置的,以便有足够的空间连线至每个元件管脚。这一点很重要,因为您没办法在原理图符号下面连线到另外的管脚,否则两个管脚都将与导线相连。如果您需要移动一个元件,单击并按住元件,然后拖动鼠标以重新定位元件即可。

元件定位提示

  • 如需重新定位任何对象,请将光标直接放在该对象上,单击并按住鼠标左键,将对象拖到新位置,然后放开鼠标按钮。移动遵照“状态栏”上显示的当前捕捉栅格而进行。随时按G快捷键可在当前捕捉栅格设置之间循环。请记住,将元件放置在粗体显示的整数栅格(例如,50或100密尔)上。
  • 将元件放置在原理图上后,如果元件被移动,则软件将尝试保持连接(保持导线连接)。这种连接感知移动被称为拖动。如需在不保持连接的情况下移动元件,请在按住Ctrl的同时单击并拖动元件。如需将默认行为从拖动切换为移动,请禁用“优选设置”对话框“原理图 - 图形编辑”页面中的“始终拖动”选项。
  • 您也可以使用键盘上的箭头键重新定位一组选定原理图对象。选择对象,然后在按住Ctrl键的同时按下箭头键。同时按住Shift键可将对象移动相当于当前捕捉栅格10倍的量。
  • 在用鼠标移动对象时,也可以将栅格临时设置为1;按住Ctrl即可执行此操作。定位文本时使用此项功能。
  • 当您按下G键时循环的栅格将在优选设置对话框(工具»优选设置)的原理图-栅格页面中定义。优选设置对话框原理图-常规页面上的“单位”控件用于选择测量单位;选择密尔毫米。请注意,Altium元件是使用英制栅格设计的;如果您改为公制栅格,则元件管脚将不再落在标准栅格内。因此,除非您计划只使用自己的元件,否则建议使用密尔作为单位

电路连线

连线是在电路的各个元件之间建立连接的过程。要连接原理图,请参考电路草图和下文所示动画。

使用接线工具连接您的电路。在动画播放快结束时,可以看到电线拖曳的方式。

使用接线工具连接您的电路。在动画播放快结束时,可以看到电线拖曳的方式。

活动工具栏

可以通过“活动工具栏”,使用每个编辑器中最常用的工具,“活动工具栏”显示在编辑窗口的顶部。

Place a Net Label, using the Active Bar

活动工具栏”上的按钮要么是单功能按钮,要么是多功能按钮。多功能按钮由一个右下角的白色小三角形表示。单击按钮上的任意位置并按住一秒钟或者右击——屏幕上将出现一个菜单,列出其他可用命令。最后使用的命令将成为该按钮位置的默认命令。

连线提示

  • 使用Ctrl + W快捷键启动放置»导线命令。
  • 左键单击或按Enter键将导线固定在光标位置。
  • Backspace键删除最后一个定位点。
  • “空格键”可切换转角方向。在上文所示动画快结束时,您可以在连接器画线时看到这项操作。
  • Shift +空格键可在连线转角模式之间循环。可用模式包括:“90度角”、“45度角”、“任意角度”和“自动连线”(在单击点之间放置正交线段)。
  • 右键单击或按Esc键退出导线放置模式。
  • 单击并按住以将元件和任何相连导线一起拖动;按住Ctrl键+单击并按住以移动放置的元件。
  • 每当一条导线穿过元件连接点或终止于另一条导线时,就会自动创建一个接合。
  • 即使您删除了接合,穿过管脚末端的导线也将与该管脚相连。在继续之前,请确认您画的电路是否如图所示。
  • 如果愿意,交叉连线可以用小拱形显示。该选项可以在优选设置对话框的“原理图 - 常规”页面中的交叉连线选项启用。

网络和网络标签

现在,每组彼此连接的元件管脚各自形成了所谓的网络。例如,一个网络包括Q1的底部、R1的一个管脚和C1的一个管脚。每个网络将自动获得一个系统生成的、基于该网络中其中一个元件管脚的名称。

为了易于识别设计中的重要网络,可以添加网络标签以分配名称。对于多谐振荡器电路,您将如下所示,在电路中标记12V和GND网络。

已向12V和GND网络添加了“网络标签”,从而完成原理图。
已向12V和GND网络添加了“网络标签”,从而完成原理图。

网络标签、端口和电源端口

  • 除了为网络命名外,网络标签还用于在相同原理图上的两个离散点之间建立连接。
  • 端口用于在不同图纸上的两个离散点之间建立连接。跨页连接器也可以用于执行此项操作。
  • 电源端口用于在所有图纸上的点之间建立连接;对于这种单页设计,则可以使用“网络标签”或“电源端口”。
恭喜您!您刚刚完成了您的第一次原理图输入。将原理图转换为电路板之前,您需要配置项目选项并检查设计是否存在错误。

设置项目选项

项目特定的设置在“项目选项”对话框中配置(“项目 » 项目选项”),如下所示。项目选项包括错误检查参数、连接矩阵、类生成设置、比较器设置、工程变化列表 (ECO) 生成、输出路径和连接选项、多通道命名格式和项目级参数。

装配、制造输出和报告等项目输出可以从文件报告菜单中设置。这些设置也可以存储在项目文件中,以便始终可供该项目使用。或者,也可以使用OutputJob文件配置输出,这样做的优势是OutputJob可以从一个项目复制到另一个项目中去。参见为制造做好设计准备,了解更多关于输出配置的信息。

动态编译

“统一数据模型”(UDM)从打开项目起即可使用,并且不要求进行额外编译,因此可以提高编译速度,并在“导航器”面板中持久显示网络和元件列表,从而节省时间。每次用户操作后,设计连接模型都会进行增量更新。这意味着不再需要进行项目编译即可查看“导航器”面板的内容,运行“材料清单”(BOM)或执行“电气规则检查”(ECO)。下列各项将不再需要手动编译:

  • 导航器和项目面板
  • ActiveBOM
  • 交叉探测
  • 网络颜色突出显示
  • 管脚交换
  • 元件交叉引用

检查原理图的电气特性

原理图不仅仅是简单的图——它们还包含了与电路有关的电气连接信息。您可以使用这种连接关系来核实您的设计。编译项目时(项目»验证PCB项目),软件将检查UDM和编译器设置之间的逻辑、电气和绘图错误。检测到的所有违规都将显示在消息面板中。

设置错误报告

对话框页面:错误报告

项目选项对话框中的错误报告选项卡用于设置各种绘图和元件配置检查。报告模式设置显示违规的严重性级别。如果您想要更改设置,请单击要更改的违规旁边的“报告模式”,然后从下拉列表中选择严重性级别。

配置错误报告选项卡以在编译项目时检测设计错误。
配置错误报告选项卡以在编译项目时检测设计错误。

设置连接矩阵

对话框页面连接矩阵

随着设计的推进,每个网络中的管脚列表都被集成到内存中。首先检测每个管脚的类型(例如,输入、输出、无源等),然后检查每个网络以查看是否存在不应该相互连接的管脚类型,例如,输出管脚与另一个输出管脚相连。在项目选项对话框的连接矩阵选项卡中,可以配置允许哪些管脚类型相互连接。例如,查看矩阵图右侧条目,然后找到“输出管脚”。交叉参照矩阵的这一行,直到获得“集电极开路管脚”列为止。它们相交的方块用橙色表示,说明在编译项目时,连接到原理图上的“集电极开路管脚”的“输出管脚”将生成错误情况。

您可以为每个错误类型设置单独的错误级别,即从无报告致命错误。单击彩色方块以更改设置;继续单击移至下一个检查级。设置矩阵,以便通过未连接 - 无源管脚生成错误,具体如下图所示。

连接矩阵选项卡定义了在原理图上检查哪些电气条件;请注意,“未连接 - 无源管脚”设置发生了改变。
连接矩阵选项卡定义了在原理图上检查哪些电气条件;请注意,“未连接 - 无源管脚”设置发生了改变。

配置类的生成

对话框页面类生成

项目选项对话框中的类生成选项卡用于配置从设计生成哪种类型的类(然后使用比较器ECO生成选项卡来控制是否将类传输到PCB)。默认情况下,软件将为设计中的每个原理图生成“元件”类和ROOM,并为每个总线生成“网络类”。对于诸如此类的简单、单页设计,不需要生成元件类或ROOM。确保清除元件类复选框;此举还会禁用为该元件类创建ROOM的操作。

请注意,对话框的此选项卡还包括用户定义的类的选项。

类生成选项卡用于配置自动为设计创建哪些类和ROOM。
类生成选项卡用于配置自动为设计创建哪些类和ROOM。

设置比较器

对话框页面:比较器

项目选项对话框中的比较器选项卡可以设置在编译项目时将报告或忽略哪些文件间差异。通常,只有在向PCB添加额外的详细信息(例如,设计规则)并且不希望在设计同步期间删除这些设置时,才需要更改此选项卡中的设置。如果需要进行更细致的控制,则可以使用单个比较设置有选择地控制比较器。

对于本教程,只需确认忽略仅在PCB中定义的规则选项如下图所示被启用即可。

比较器选项卡用于精确配置比较引擎将检查的差异。
比较器选项卡用于精确配置比较引擎将检查的差异。

您现在可以验证项目并检查是否存在任何错误。

验证项目以检查错误

主页:验证您的设计项目

项目验证旨在检查设计文档中的绘图和电气规则错误,并在消息面板中提供所有警告和错误的详细消息。您已在“项目选项”对话框的“错误检查”“连接矩阵”选项卡中设置了规则,可立即执行检查设计。

验证项目和检查错误时,请从主菜单中选择“项目 » 验证PCB项目多谐振荡器.PrjPcb”

从“消息”面板上定位和解决设计警告和错误;双击警告/错误以交叉探测该对象。
从“消息”面板上定位和解决设计警告和错误;双击警告/错误以交叉探测该对象。

当您在消息面板中双击一个错误时:

  • 原理图缩放以显示出错的对象。缩放精度优选设置对话框系统 - 导航页面的“突出显示方法”部分中上面的滑块设置。
  • 除了出错的对象以外,整个原理图渐隐。原理图渐隐量由调光级控制,“调光”级则由优选设置对话框系统 - 导航页面的突出显示方法部分中下面的滑块设置。单击原理图上的任意位置以清除调光显示。

  • Preferences dialog, setting the zoom level when you double-click on an error in the Messages panel

  • 如需从消息面板中清除所有消息,请在面板中单击鼠标右键,然后选择全部清除
原理图输入现已完成。现在可以创建PCB了!

创建一个新的PCB

在将设计从“原理图编辑器”传输到“PCB编辑器”之前,您需要先创建一个空白PCB,然后命名并将其保存为项目的一部分。

空白PCB已添加到项目中并保存,并且项目已保存。
空白PCB已添加到项目中并保存,并且项目已保存。


配置板形外框和电路板位置

主页:了解印刷电路板的构成

从原理图编辑器转移设计之前,需要更改此空白电路板的多项属性,包括:

任务 过程
设置原点 PCB编辑器有两个原点:位于设计空间左下方的“绝对原点”以及用户可定义的“相对原点”——该原点用于确定当前设计空间的位置,因为“状态栏”上显示的坐标与该原点相对。常用的方法是将“相对原点”设置在板形状的左下角。选择“编辑 » 原点 » 设置”命令来设置相对原点;使用“编辑 » 原点 » 重置”命令将其重置回绝对原点。
将单位设置为“英制”或“公制” 当前设计空间的X/Y位置和栅格会显示在“状态栏”上,“状态栏”显示在编辑器的底部。本教程使用公制单位。更改单位时,需按键盘上的Q在英制和公制单位之间切换,或从菜单中选择“查看 » 切换单位”命令。
选择合适的捕捉栅格 您可能已经注意到,当前的捕捉栅格为5密耳(或0.127毫米,即转换为公制单位后的默认英制值)。如需随时更改捕捉栅格,则按G显示捕捉栅格菜单,然后从中选择英制或公制值。请注意菜单中显示的快捷键;按Ctrl+Shift+G可打开“捕捉栅格”对话框,便于输入特定值。另一个有用的快捷键是Ctrl+G,利用该快捷键可打开“笛卡尔栅格编辑器”对话框,然后将栅格从点更改为线,并更改颜色。本教程下文将对栅格进行更详细地介绍。
重新定义板形外框 板形状为带有栅格的黑色区域。新板的默认尺寸为6x4英寸;教程中的板大小为30毫米x30毫米。以下是定义新的板形状的详细过程。
配置图层 除了布线的铜层或电气层外,还有通用机械层和专用层,例如,元件覆盖层(丝印)、阻焊层、助焊层等。很快可配置电气层和其他层。
  • 随时按Ctrl+PageDown键缩放以显示整个电路板。
  • 可使用下列方法放大/缩小:
    • PgUp / PgDn
    • Ctrl+滚轮
    • Ctrl+右键单击并按住+拖动鼠标

电路板尺寸已定义,单位、原点和栅格也已设置。所需的图层将很快得到配置。
电路板尺寸已定义,单位、原点和栅格也已设置。所需的图层将很快得到配置。

定义非矩形板形外框的一种好方法是在禁止布线层上放置一系列线路(以及弯曲电路板的圆弧)。这些线路和圆弧不仅可以用作禁止放置和布线障碍,而且还可以被选定(编辑»选择»层上所有对象)并用于创建板形外框(使用设计»板形外框»从选定对象中定义命令)。

► 了解更多关于定义板形外框的信息

配置“默认值”

将对象放置在PCB编辑器工作区中时,该软件将根据以下内容定义对象的形状和属性:

  1. 适用的设计规则——如果定义了适用于该对象的规则,则将从该规则中定义属性对象。例如,在交互式布线时对图层进行更改期间,会自动添加一个过孔,其尺寸和孔径属性取自适用的“布线过孔样式”设计规则。
  2. 默认设置——如果适用的设计规则不存在或不适用,则对象的属性将根据优选设置对话框的PCB编辑器 - 默认页面中配置的默认设置定义。例如,如果运行放置»过孔命令,由于该软件将不知道该过孔是否将成为网络的一部分,因此它将以默认中定义的尺寸显示过孔。

Preferences dialog, configuring the default settings for Designator and Comment


转移设计

主要文章:管理原理图和PCB之间的设计变更

设计直接在原理图编辑器和PCB编辑器之间传输;不会创建中间网表文件。从原理图编辑器中,选择设计»更新PCB文档Multivibrator.PcbDoc,或从PCB编辑器中,选择设计»从Multivibrator.PrjPcb导入变化

运行其中任意一个命令时,您都会创建一组工程变化列表,其中:

  • List all components used in the design and the footprint required for each. When the ECOs are executed, the software will attempt to locate each footprint and place each into the PCB design space. If the footprint is not available, an error will occur. For this tutorial, all of the components have been acquired to the connected Workspace from the Manufacturer Part Search panel, so the software can reference back to the Workspace and retrieve each footprint.

  • 创建所有网络(连接的元件管脚)列表。执行ECO时,软件会将每个网络添加到PCB,然后尝试添加属于每个网络的管脚。如果无法添加管脚,则会发生错误;找不到封装或封装上的焊盘未映射到符号上的管脚时,最容易发生这种错误。
  • 然后,传递附加设计数据,例如网络和元件类。
  • 一旦执行了ECO,元件将被放置在板形外框以外,并创建网络。请注意,默认位号标识符(和注释)字体已发生变化。
    一旦执行了ECO,元件将被放置在板形外框以外,并创建网络。请注意,默认位号标识符(和注释)字体已发生变化。

在将原理图信息传输至新的空白PCB之前,必须提供所有相关的原理图符号库和PCB封装库。由于所有元件均来自“制造商零部件搜索”面板,附有封装,并且从互连工作区放置,因此教程所需的封装处于可用状态。

配置图层显示

一旦执行所有ECO,元件和网络将出现在电路板轮廓右侧的PCB工作区中,具体如上图所示。开始在电路板上布局元件之前,您首先需要配置某些PCB工作区和电路板设置,例如图层、栅格以及设计规则。

您所看到的电路板属于俯视图——即沿着Z轴俯视电路板。PCB编辑器是一个分层设计环境;构造电路板时,您放在信号层上的对象将变成铜,您放在“丝印”层上的字符串将丝印至电路板表面,而您放在机械层上的说明则将变成您所打印的装配图上的说明。

设计电路板时,您将俯视所有叠层,将元件放置在电路板顶部和底部(“顶层/底层”),并将其他设计对象放置在铜层、丝印层、掩膜层和机械层上。

设计电路板时,您将俯视所有叠层,将光标悬停在图像上,以3D方式显示在Z轴上伸展的相同电路板位置。
设计电路板时,您将俯视所有叠层,将光标悬停在图像上,以3D方式显示在Z轴上伸展的相同电路板位置。

“PCB编辑器”除了支持用于构造电路板的层(包括信号层、电源层、掩膜层和和丝印层)之外,还支持许多其他非电气层。层通常按以下方式分组:

  • 电气层——包括32个信号层和16个内部电源层。
  • 元件层——元件设计中使用的层,包括丝印层、阻焊层和锡膏层。如果在库编辑器中,某个对象被放置在其中一层上的元件封装内,当元件从电路板顶层翻转到底层时,“元件层”上检测到的所有对象将翻转到其对应“元件层”上。这包括用户定义的“元件层对”(成对的机械层)上的对象。
  • 机械层——软件支持用于尺寸、构造详细信息、装配说明等设计任务的无限通用机械层。如果需要,可以在打印和Gerber输出生成中有选择地纳入这些层。机械层也可以配对;当配对时,它们起到“元件层”的作用。“成对元件层”用于完成3D体放置、点胶点以及在边缘连接器上进行选择性镀金等任务。
  • 其他层——这些层包括“禁止布线层”(用于定义适用于所有铜层的禁止布线)、“多层”(用于所有信号层上存在的对象,例如焊盘和过孔)、“钻孔图层”(用于放置钻孔信息,例如钻孔表)和“钻孔引导层”(用于显示指示钻孔位置和尺寸的标记)。

铜层在“层堆栈”中向设计中添加和从设计中删除,我们将在下文中对此进行讨论。所有其他层均在视图配置面板中启用和配置。

显示层——视图配置

面板页面视图配置

视图配置面板中配置所有层的显示属性。如需打开面板:

  • 单击应用程序窗口右下角的按钮  Panels button 然后从菜单中选择“视图配置”,或者
  • 选择查看»面板»查看配置菜单入口,或
  • L快捷键,或
  • 单击工作区左下方的当前层颜色图标 PCB editor workspace, Layer Set control 。

“视图配置”面板的两个选项卡    View Configuration panel, View Options tab
“视图配置”面板的两个选项卡

除了层显示状态和颜色设置外,通过“视图配置”面板还可以访问其他显示设置,包括:

  • 系统颜色的颜色和可见性,例如“选择”颜色,或者“连接线”是否可见。
  • 每种对象的显示方式(实心或草图)及其透明度(“对象可见性”部分)。
  • 各种视图选项,例如是否显示原点标记焊盘网络名称焊盘编号其他选项部分)。
  • 当对象“调光”或“屏蔽”时,显示渐隐量(屏蔽和调光设置部分)。
  • 层集的创建,一种使用  PCB editor workspace, Layer Set control 控件(部分)快速切换当前可见层的方法。
  • “视图配置”的创建和选择,“视图配置”用于预配置所有层属性,例如颜色、可见性、对象透明度等等(常规设置部分)。

层设置提示

  • 当前启用层以PCB工作区底部的一系列选项卡的形式显示。右键单击选项卡可以访问常用层显示命令。
  • 在任务繁重的设计中,此项功能有助于只显示当前用到的层;这被称为单层模式。如需在进入/退出单层模式之间进行切换,请按Shift+S快捷键。可用单层模式优选设置对话框的PCB编辑器 - Board Insight Display页面中配置。每按下Shift + S一次,您都将循环到下一个启用的单层模式。
  • 如需切换活动层:
    • 单击工作区底部的图层选项卡,或
    • +- 数字键在所有图层之间循环,或
    • * 数字键在信号层之间循环,或
    • 使用Ctrl+Shift+滚轮快捷键。

物理层和层堆栈管理器

主页面定义层堆栈

PCB层堆栈是成功印刷电路板设计的一个关键要素。许多现代PCB布线已经不再只是一系列简单的传递电能的铜连接,而是被设计成一系列电路元件或传输线。

设计现代高速PCB时,还有许多其他设计考量,包括:层配对、精心的过孔设计、可能的背钻要求、刚性/挠性要求、铜平衡,层堆栈对称性和材料合规性。

这些层堆栈要求在层堆栈管理器(选择设计»层堆栈管理器打开)中配置。

  • 层堆栈管理器在文档视图中打开,与原理图、PCB和其他文档类型相同。
  • 在对电路板进行处理时,层堆栈管理器(LSM)可以保持打开状态,从而使您可以在电路板和LSM之间来回切换。支持所有标准“视图”行为,例如分屏或在单独的显示器上打开。
  • 必须先在层堆栈管理器中执行保存,然后才能在PCB中反映出发生的变化。

层堆栈管理器用于:

  • 添加、删除和排列信号、平面和介电层。
  • 从“材料库”中选择“材料”属性,或手动配置“材料”属性。
  • 将其他用户定义的字段添加到“层堆栈“。
  • 配置允许的“过孔”类型,具体取决于每个“过孔类型”跨越的层。
  • 当使用阻抗受控布线时,配置“阻抗”配置文件。
  • 配置高级功能;包括软硬结合板设计、印刷电子技术和背钻。

本教程所使用的PCB设计简单,可作为单面电路板或带通孔的双面电路板进行布线。在下图中,已为每层选择了“材料”。

物理层的属性在 层堆栈管理器中定义。如需配置允许的过孔类型,请单击层堆栈管理器底部的过孔类型选项卡。
物理层的属性在 层堆栈管理器中定义。如需配置允许的过孔类型,请单击层堆栈管理器底部的过孔类型选项卡。


配置栅格

下一步是选择适合用于元件放置和布线的栅格。放置在PCB工作区中的所有对象都放置在当前的捕捉栅格上。

英制或公制?

传统上来说,栅格是根据您计划用于电路板的元件管脚间距和布线技术选择的,即线路宽度是多少,以及线路之间的间距是多少。在选择栅格时,基本的理念是让线路和间距尽可能得宽,以降低制造成本并提高可靠性。当然,线路/间距的选择最终是由每个设计可以实现什么功能来决定的,归结起来说就是,为了实现电路板特定功能,元件和布线应达到怎样的紧凑程度。

随着时代的发展,元件及其管脚的尺寸以及管脚的间距大幅缩小。元件的尺寸及其管脚的间距已从主要使用英制单位的通孔管脚逐渐发展为更常使用公制单位的表面贴装管脚。如果您要开始设计新的电路板,除非有充分的理由,例如设计一块适合现有产品(英制单位)的替换电路板,否则建议您采用公制单位进行设计。为什么?因为旧款英制元件的管脚及其间距都大很多。另一方面,小型表面贴装器件是使用公制测量构建的,它们需要借助很高的精确度以确保制造/装配/功能性产品能够发挥作用并稳定工作。另外,PCB编辑器可以轻松处理与栅格未对齐的管脚的布线,因此在公制电路板上使用英制元件并非难事。

合适的栅格设置

对于诸如本教程所使用的简单电路的设计,实用的栅格和设计规则设置应为:

设置 位置
布线宽度 0.25 mm 布线宽度设计规则
间距 0.25 mm 电气间距设计规则
电路板定义栅格 5 mm 笛卡尔栅格编辑器
元件放置栅格 1 mm 笛卡尔栅格编辑器
布线栅格 0.25 mm 笛卡尔栅格编辑器
过孔尺寸 1 mm “布线过孔样式”设计规则
过孔孔径 0.6 mm “布线过孔样式”设计规则

虽然选择一个非常精细的布线栅格以便使布线可以有效地放置在任何地方的做法看起来可能很有吸引力,但其实这并不是一个绝对的好方法。为什么?因为将栅格设置为等于或小于线路+间距是为了确保线路的放置不会浪费潜在的布线空间,而使用非常细的栅格时,灵活性太大反而增加了布局布线的难度。

  • 选择视图»切换单位(或按Q快捷键)以在公制和英制之间切换工作区单位。
  • 对话框或面板处于活动状态时,按Ctrl + Q可以切换该对话框或面板中所有测量值的单位。
  • 无论当前单位设置如何,您都可以在对话框或面板中输入一个强制使用值时,一并输入单位。

支持多种栅格

  • Altium NEXUS允许定义多个捕捉栅格。Altium NEXUS支持两种类型的栅格:笛卡尔栅格(传统的垂直/水平栅格)和极坐标栅格(圆形栅格)。
  • 除了定义栅格类型之外,您还可以定义该栅格适用的区域。请注意,尽管“默认”栅格仅在板形外框上显示,但是它仍然始终适用于整个工作区。
  • 由于一次只能使用一个栅格,因此栅格还具有优先级,用于确定在重叠时应该应用哪个栅格。另外,还提供控件,用于定义将栅格用于所有对象、仅用于元件或仅用于非元件。
  • 栅格在“属性”面板的栅格管理器中创建和管理。使用面板上的按钮添加、编辑或删除栅格。

本教程仅使用默认栅格。

可以在 栅格管理器中配置多个栅格。图二显示了这三个栅格(单击放大)。 PCB editor, example of different grids
可以在 栅格管理器中配置多个栅格。图二显示了这三个栅格(单击放大)。

设置捕捉栅格

相关页面:“栅格管理器”“笛卡尔栅格编辑器”“极坐标栅格编辑器”

 

本教程所需的捕捉栅格值可按以下方式配置:

  • G键显示“捕捉栅格”菜单,选择英制或公制值(请注意菜单中显示的快捷键)。
  • Ctrl+Shift+G键打开“捕捉栅格”对话框,键入新的栅格值。
  • Ctrl+G键打开“笛卡尔栅格编辑器”对话框,输入栅格值,以及配置栅格的显示方式(如下所示)。
  • 在“属性”面板的“栅格管理器”部分编辑栅格。

将“捕捉栅格”设置为1毫米,准备定位元件。
将“捕捉栅格”设置为1毫米,准备定位元件。

了解有关“使用PCB栅格系统”的更多信息


设置设计规则

主页:PCB设计规则引用定义、界定和管理PCB设计规则

“PCB编辑器”是一个规则驱动的环境,这意味着当您执行放置走线、移动元件或自动给电路板布线等设计更改操作时,软件会监控每个操作并检查设计是否仍然符合设计规则。如未符合,则立即突出显示违规错误。在设计电路板前提前设置设计规则有助于您专注于设计任务,并确保任何设计错误均会立即被标记出来并得到关注。

设计规则在“PCB规则和约束编辑器”对话框中配置,如下所示(“设计 » 规则”)。设计规则分为十类,这些类别可进一步细分为不同类型。

所有PCB设计要求均在“PCB规则和约束编辑器”中以规则/约束的形式配置。
所有PCB设计要求均在“PCB规则和约束编辑器”中以规则/约束的形式配置。

布线宽度设计规则

设计规则引用:宽度

布线的宽度由适用的布线宽度设计规则控制,当您运行“交互式布线”命令并单击网络时,软件会自动选择该规则。

在配置规则时,基本的做法是先设置适用于最多网络的最低优先级规则,然后再针对有特殊宽度要求的网络(比如,电源网络)设置更高优先级的规则。一个网络可以受多个规则约束;软件始终寻找并仅应用最高优先级的规则。

例如,教程设计中涉及多个信号网络和两个电源网络。信号网络的默认布线宽度规则可配置为0.25毫米。将规则范围设置为“全部”时,该规则将适用于设计中的所有网络。尽管“全部”范围也适用于电源网络,但添加第二个更高优先级的规则将具有专门的针对性,该规则的范围可设置为“InNet('12V')”或“InNet('GND')”。下图显示了两种规则的摘要,详细信息见以下两个可折叠部分的图片。

定义了两条“布线宽度设计”规则:最低优先级规则适用于所有网络,较高优先级规则适用于12V网络或GND网络中的对象。
定义了两条“布线宽度设计”规则:最低优先级规则适用于所有网络,较高优先级规则适用于12V网络或GND网络中的对象。

  • “布线宽度”和“布线过孔样式”设计规则包括“最大值”、“最小值”和“首选”设置。如果您希望在布线过程中发挥一定的灵活性,例如,当您需要缩小布线或在电路板的狭窄区域使用较小的过孔时,请采用上述设置。在布线时按3键循环浏览布线宽度或按4键循环浏览过孔尺寸,即可快速设置。其他一些技术亦可在布线时用于编辑布线宽度和过孔尺寸;布线部分将提供更详细的介绍。
  • 避免使用“最小值”和“最大值”设置来定义单个规则以适应整个设计中所需的全部尺寸。这样做意味着软件将无法监控每个设计对象的尺寸是否与其任务匹配。

当存在多个相同类型的规则时,PCB编辑器将根据规则的“优先级”来确保应用最高优先级的适用规则。

添加规则:

  • 添加新规则时,新规则被赋予最高优先级,并且
  • 当规则被复制时,副本的优先级低于源规则。

单击对话框底部的“优先级”按钮可更改规则优先级。

定义电气间距约束

设计规则参考:间距约束

下一步是定义属于不同网络的电气对象彼此之间的接近程度。

该要求通过“电气间距约束”来满足。在本教程中,所有对象之间的适当间距为0.25毫米。

请注意:在“最小间距”字段输入的值将自动应用于对话框底部栅格区域中的所有字段。若要根据对象类型定义间距,仅需在栅格区域中进行编辑。

定义对象间的电气间距约束。将“约束”切换到“高级”模式,以显示所有对象类型。
定义对象间的电气间距约束。将“约束”切换到“高级”模式,以显示所有对象类型。

请注意:“电气间距约束”有两个对象选择字段:“首个对象匹配的位置”“第二个对象匹配的位置”。之所以有两个字段,是因为所采用的是二元规则,适用于两个对象。

定义“布线过孔样式”

设计规则引用:布线过孔样式

布线和更改布线层时会自动添加过孔。在这种情况下,过孔属性由适用的“布线通过孔样式”设计规则定义。如果您从“放置”菜单中放置过孔,则过孔的值由内置的默认基元设置来定义。本教程将介绍如何配置“布线过孔样式”设计规则。

单个布线过孔适用于本设计中的所有网络。
单个布线过孔适用于本设计中的所有网络。

现有的设计规则违规

您可能已经注意到晶体管焊盘显示存在违规。右键单击违规并在右键单击菜单中选择“违规”,如下所示。详情显示:

  • 存在“间距约束”违规
  • 该违规出现在“多层”上的“焊盘”之间
  • 二者的间距为0.22毫米,小于规定的0.25毫米

右键单击违规以检查违规的规则和条件。该图片中的显示处于单层模式,“顶层”为活动层。
右键单击违规以检查违规的规则和条件。该图片中的显示处于单层模式,“顶层”为活动层。

很快将讨论并解决该违规。如果您觉得违规标记的存在会分散注意力,则清除该标记的方法是运行“工具 » 重置错误标记”命令。该命令仅能清除标记,无法隐藏或删除实际错误。下次执行编辑操作以运行在线DRC(例如,移动元件)或运行DRC批量时,该错误将再次被标记。

查看设计规则

软件创建新板时默认包含的规则未必会用于每一设计,并且其他多项设计规则需经过调整才能适应您的设计要求。因此,审查设计规则非常重要。该审查可在“PCB规则和约束编辑器”中完成。选择左侧树顶部的“设计规则”,然后向下扫描所有规则的“属性”列,并快速找到需要调整数值的任何规则。

板的默认单位也是英制单位。如果您的电路板采用公制单位,则规则中的多项数值会因四舍五入而发生改变,例如,阻焊层扩展会从4密耳改为0.102毫米,或最小“阻焊裂口”的默认值将从10密耳改为0.254毫米,等等。虽然最小有效数字(例如,0.002毫米)对输出生成影响较小,但您可以酌情在设计规则中编辑这些设置。

查看设计规则,注意列的顺序可按需更改。
查看设计规则,注意列的顺序可按需更改。

此外,设计规则也可以导出并存储在 .RUL 文件中,然后导入到未来的 PCB 设计中。右键单击 “PCB 规则和约束编辑器”左侧的树以打开“选择设计规则”对话框。使用标准的 Windows 选择技术选择要导出的规则,然后单击“确定”导出选定的规则。

在PCB上定位元件

有一种说法是PCB设计包括90%的布局和10%的布线。虽然您可能对此有不同意见,但很多人认同理想的元件布局是良好电路板设计的关键。请记住,您可能还需要在布线时调整元件布局。

元件定位和放置选项

单击并按住某个元件进行移动时,如果启用了“对齐居中”选项,则该元件将固定在参照点处。参照点是元件在库编辑器中构建时的 0,0坐标。

利用“智能元件捕捉”选项可覆盖对齐居中行为并改为对齐到最近的元件焊盘,该选项便于将特定焊盘定位在特定位置。

启用“对齐居中”后,元件将始终固定在参照点处。 “智能元件捕捉”选项可用于使元件按特定焊盘对齐。
启用“对齐居中”后,元件将始终固定在参照点处。 “智能元件捕捉”选项可用于使元件按特定焊盘对齐。

定位元件

现在可以将元件放置在电路板上的合适位置。

移动元件的方法:

  • 单击、按住并拖动元件到所需位置,按空格键旋转元件,然后释放鼠标按钮即可放置元件;或
  • 运行“编辑 » 移动 » 元件”命令,然后单击拾取元件,将其移动到所需位置,根据需要旋转元件,然后单击一次放置元件。放置完成后,右键单击退出“移动元件”命令。
移动元件时,连接线会自动重新优化。连接线有助于定位元件,以减少交叉数量。

将元件定位在电路板上。
将元件定位在电路板上。

  • 亦可使用键盘而非鼠标移动选定的对象。方法是,按住Ctrl键,然后每次按“箭头”键时,所选内容将沿该箭头方向移动1个栅格步长。按Shift键可按10x捕捉栅格步长移动所选对象。
  • 使用鼠标移动元件时,可按住Alt键将其限制在一个轴上。元件将尝试保持相同的水平轴(在水平移动的情况下)或垂直轴(在垂直移动的情况下);将元件移离数轴或释放Alt键即可覆盖该行为。
元件定位完成后,开始进行布线!

对电路板进行交互式布线

主页:交互式布线

布线是在电路板上进行走线和放置过孔以连接元件引脚的过程。PCB编辑器通过提供复杂的交互式布线工具以及ActiveRoute使这项工作变得容易,仅需单击一个按钮即可利用ActiveRoute以最佳方式对选定的连接进行布线。

在本教程的这一部分,您将手动对整个电路板进行单面布线,所有走线均位于顶层。“交互式布线”工具以直观的方式最大限度地提高布线效率和灵活性,包括提供用于放置走线的光标引导、单击连接布线、推动障碍物、自动跟从现有连接等——所有这些功能均符合适用的设计规则。

准备进行交互式布线

“优选设置”页面:PCB编辑器——交互式布线

在开始布线之前,先在“优选设置”对话框的“PCB编辑器-交互式布线”页面配置“交互式布线”选项。

配置交互式布线选项。
配置交互式布线选项。

开始进行布线

  • 单击“布线”按钮以一个简单的动画来演示电路板布线过程。使用Ctrl+单击可自动完成许多连接操作。、PCB编辑器和“交互式布线”按钮或选择布线命令(“布线 » 交互式布线,快捷键:Ctrl+W)启动交互式布线。
  • 由于元件多为表贴形式,设计较为简单,因此电路板可在顶层布线。当您将走线置于电路板的顶层时,请遵循预拉线(连接线)的指引。
  • PCB上的走线由一系列直线段组成。每次改变方向时,将出现新的走线段。此外,PCB编辑器中的默认走线设置为垂直、水平或45°方向,这有助于轻松生成专业结果。允许通过自定义来满足您的需求,但本教程使用的是默认值。
  • 当布线到达目标焊盘时,软件将自动释放该连接,您将保持“交互式布线”模式,准备单击进行下一条连线。

以一个简单的动画来演示电路板布线过程。使用Ctrl+单击可自动完成许多连接操作。

交互式布线模式

PCB编辑器的“交互式布线”引擎支持多种不同的模式,每种模式均有助于处理特定情况。在进行交互式布线时,按Shift+R快捷键可在不同模式之间进行循环。请注意:当前模式会显示在“状态栏”和信息窗显示中。

在无需使用交互式布线模式时,可在“优选设置”对话框的“PCB编辑器-交互式编辑”页面中禁用该模式。

布线提示和技巧

PCB编辑器提供一系列有助于提高交互式布线过程效率的功能,包括在布线过程中可使用的命令快捷键、通过“状态栏”提供的详细反馈和信息窗显示,以及在布线时显示间距边界。

布线快捷方式

有用的布线快捷方式:

按键 行为
Shift+F1 弹出一个交互式快捷键菜单——通过按适当的快捷键或从菜单中进行选择可即时更改大多数设置。
* 或Ctrl+Shift+鼠标滚轮 切换到下一个可用的信号层。根据适用的“布线过孔样式”设计规则可自动添加过孔。详细了解如何在布线时更改层和添加过孔
Tab 打开“属性”面板的“交互式布线”模式即可更改布线设置。
Shift+R 在已启用的不同布线冲突解决模式之间循环。在“PCB编辑器-交互式布线”的优选设置页面配置您的首选模式。
Shift+S 在可用的“单层模式”之间循环。当多个层上存在多个对象时,此功能十分有用。在“PCB编辑器-板洞察显示”页面中配置可用模式。
空格键 切换当前转角方向。
Shift+空格键 在不同的走线转角模式之间循环。可选样式包括任意角度、45°、45°带圆弧、90°和90°带圆弧。在“PCB编辑器-交互式布线”的优选设置页面上有一个选项可将其限制为45°和90°。
Ctrl+Shift+G 在三个“优化”强度(优化效果(已布线))设置之间循环。当前设置会显示在“信息窗”显示和“状态栏”上。
Ctrl+单击 自动完成当前布线的连接。如果与障碍物存在无法解决的冲突,自动完成将失效。
1 打开/关闭预测模式。
3 在布线宽度选择之间循环:“规则最小值”/“规则首选项”/“规则最大值”/“用户选择”。详细了解如何在布线时更改宽度
4 在布线过孔样式选择之间循环:“规则最小值”/“规则首选项”/“规则最大值”/“用户选择”。详细了解如何在布线时更改过孔样式
6 循环浏览可用的“过孔类型”。
Shift+E 在三个对象“热点捕捉”模式之间循环:关闭/打开当前层/打开所有层。
Ctrl 布线时暂停对象捕捉功能。
End 重新绘制。
PgUp / PgDn 以当前光标位置为中心放大/缩小。或使用标准的Windows鼠标滚轮缩放和平移快捷键。
Backspace 删除最后提交的走线段。
右键单击或 Esc 断开当前连接并保持“交互式布线”模式。

交互式布线反馈

在进行网络布线时,必须了解网络的名称或当前的宽度设置。在布线的过程中,“信息窗”和“状态栏”上会显示该信息以及大量其他有用的详细信息。为了使布线的可用空间可视化而提供的一项卓越的功能为:显示所有其他网络对象周围的间隙边界。参见下图。在为12V网络布线时,所有其他网络对象均会显示由适用的“电气间距约束”(参阅本教程前文)定义的间隙边界。在布线过程中禁止跨越该边界。

  • Shift+H可关闭和打开“信息窗”。在“优选设置”对话框的“PCB编辑器-板洞察模式”页面配置显示内容、颜色和字体。
  • Ctrl+W可关闭或打开间隙边界显示。

Routing the board with the Clearance Boundaries feature enabled, image also highlights the Status Bar and Heads Up display


现有布线的修改和重新布线

可采用两种方法修改现有布线:重新布线或重新调整。

重新布线

  • 重新定义连接路径时无需取消布线。您可以单击“布线” 通过一个简单的动画演示“环路移除”功能如何用于修改现有布线。按钮、PCB编辑器、“交互式布线”按钮,然后开始在新路径上布线。
  • 一旦您关闭回路并右键单击完成布线,则“环路移除”功能将自动移除任何冗余走线段(和过孔)(本教程已提前启用“环路移除”功能)。
  • 您可以在任何位置点开始和终止新的布线路径,并根据需要切换图层。
  • 您也可以切换至“忽略障碍物”模式(如下文的动画所示),先生成临时违规,后续再解决。

通过一个简单的动画演示“环路移除”功能如何用于修改现有布线。

在“高级设置”对话框的“PCB编辑器-交互式布线”页面上启用“环路移除”。请注意:在某些情况下,您可能想要保留环路,例如,在进行电源网络布线时。如有必要,在PCB面板中编辑单个网络即可禁用该网络的“环路移除”功能。以下是访问该选项的方法:将面板设置为“Netsmode”,然后双击面板上的网络名称以打开“编辑网络”对话框。

在执行“环路移除”时,有的时候,您可能在新路径尚未画完的情况下,需要返回到现有布线。当启用“自动终止布线”选项后,一旦新布线覆盖了现有布线,则布线过程将终止,旧的冗余布线将被移除。在这种情况下,禁用“自动终止布线”选项将是更高效的做法。

重新调整现有布线

  • 若要以交互方式在电路板上滑动或拖动走线段,请单击、按住并拖动该走线段,如下文的动画所示。在“优选配置”对话框的“PCB编辑器-交互式布线”页面配置默认拖动行为,如下文的动画所示。
  • PCB编辑器将自动保持45/90º角与连接线段,并根据需要缩短和延长。

通过一个简单的动画演示修改现有布线时的走线拖动。

交互式滑动提示

  • 交互式滑动提示 使用“优选设置”对话框的“PCB编辑器-交互式布线”页面上的“未选择的过孔/走线”“选定的过孔/走线”选项更改默认的“选择并拖动”模式。
  • 布线冲突解决模式(“忽略”、“推挤”、“紧贴并推挤”)也适用于拖动过程。拖动走线段时,按Shift+R可在不同模式间循环。
  • 跳过现有焊盘和过孔,或者在必要和可能的情况下,启用“推挤”模式后将推挤过孔。
  • 拖动转角顶点可将90º转角转换为45º布线。
  • 在拖动过程中,您可以移动光标并利用热点捕捉功能将光标捕捉到现有的非移动对象,例如,焊盘(如上所示)。这有助于将新线段的位置与现有对象对齐,并避免添加过小线段。
  • 断开单个线段时,请先选择该线段,然后将光标放在中心点上,以添加新线段。
  • 在滑动过程中按Tab可访问“属性”面板的“交互式滑动”模式,并在此更改任何滑动设置。

将布线冲突模式设置为“推挤”以拖动多条走线的示例。
将布线冲突模式设置为“推挤”以拖动多条走线的示例。


ActiveRoute – 自动交互式布线

主页: ActiveRoute

另一种在电路板上布线的方法是使用ActiveRoute——即Altium 的自动交互式布线器。

这意味着什么?这意味着您需要选择待布线的一个或多个连接,选择层,然后运行ActiveRoute。ActiveRoute提供高效的多网络布线算法,这些算法可应用于您选择的特定网络或连接。ActiveRoute还允许您以交互方式定义布线路径或“导引”,然后定义新的布线路径。

ActiveRoute专为使用多引脚元件的密集电路板开发,有助于加速原本困难且耗时的布线过程。本教程中的电路板并不一定要使用ActiveRoute,但这里可用于演示和探索ActiveRoute的用法。

使用ActiveRoute

  • PCB ActiveRoute面板上配置和运行ActiveRoute,如下图所示。
  • ActiveRoute无法切换布线层;其仅尝试在PCB ActiveRoute面板已启用的层上创建单层焊盘间和焊盘与过孔间布线。在尝试对网络使用ActiveRoute之前,必须将多引脚元件扇出。
  • ActiveRoute尝试在选定的焊盘/过孔/连接/单个网络/多个网络上布线。选择连接和网络的方法如下:

    • 将PCB面板设置为“网络”模式,启用面板顶部的“选择”复选框,然后单击网络名称以选中网络(不是名称旁边的复选框,该复选框用于启用相关网络的“板洞察颜色覆盖”功能)。如需多选,请使用标准的Windows快捷方式进行操作。
    • 在设计空间中以交互方式选择连接——Alt+左键单击-拖动,方向为从右到左(按住Alt并从右到左拖动绿色选择框)。任何被绿色选择框触及的连接线都将被选中。按住Shift键可继续选择其他连接。
    • 左键单击选择单个焊盘。
    • 选择元件中的多个焊盘——Ctrl+单击、按住并拖动(按住Ctrl并单击和拖动选择框以选择元件中的多个焊盘)。从左到右拖动可从内部进行选择;从右到左拖动可选择触及范围。
  • 在PCB ActiveRoute面板中启用布线层。

本教程电路板,准备用于探索ActiveRoute。
本教程电路板,准备用于探索ActiveRoute。


验证您的电路板设计

主页:PCB设计规则参考设计规则检查(DRC)

PCB编辑器是一个规则驱动的设计环境,可在其中定义多种类型的设计规则,通过规则检查可确保电路板的完整性。通常,应在设计过程开始时设置设计规则。在设计过程中,在线DRC功能会监控已启用的规则,并立即突出显示任何检测到的设计违规。或者,您也可以运行批量DRC来测试设计是否符合规则,并生成报告以详细说明已启用的规则和任何检测到的违规。

在本教程的之前部分,您已经检查了布线设计规则,添加了适用于电源网络的新的宽度约束规则以及电气间距约束和布线过孔样式规则。除此之外,在创建新板时也会自动定义其他多项设计规则。

配置违规显示

“优选设置”页面:PCB编辑器——DRC违规显示

在检查规则违规之前,了解违规的显示方式很重要。

Altium NEXUS提供两种显示设计违规的方法,每种方法各有其优势。这些方法均在“优选设置”对话框的“PCB编辑器——DRC违规显示”页面上配置:

  • 违规标识——通过代表错误的基元图案显示违规,该错误以“DRC错误标记”的选定颜色突出显示(在“视图配置”面板中配置;按L键打开)。默认行为是缩小基元使其以纯色显示,放大时再更改为选定的“违规标识样式”。默认设置为“样式B”,即一个带十字的圆圈。
  • Vi违规详情——当您进一步放大基元时,显示内容中会多出“违规详情”(若启用),以详细说明错误的性质。“违规详情”中可包括:

    违规以覆盖颜色和详细消息两种方式显示,同时使用不同的符号来显示关于错误类型的各种详细信息。
    违规以覆盖颜色和详细消息两种方式显示,同时使用不同的符号来显示关于错误类型的各种详细信息。

    违规显示为纯绿色(第一张图片),当放大时,其会变为选定的 “违规图案样式”(第二张图片);当进一步放大时,其会出现“违规详情”(第三张图片)。  PCB editor, example of violations display, mid-level zoom  PCB editor, example of violations display, zoomed in
    违规显示为纯绿色(第一张图片),当放大时,其会变为选定的 “违规图案样式”(第二张图片);当进一步放大时,其会出现“违规详情”(第三张图片)。

    • 违规现场信息
    • 通常使用适当的图标来指示违规类型,例如,交叉的细线表示短路。
    • 显示规则设置故障的数值,例如<0.25毫米。
所需的规则取决于设计的性质;不存在适合每种设计的特定规则集。在检查规则违规时请记住这一点。问问自己:我需要启用此规则吗?如果您尝试在“PCB规则和约束编辑器”中确定规则的功能但仍不清楚,请单击规则约束区域中的任意位置并按F1获取有关该特定规则的更多信息。

配置规则检查器

对话框页面:设计规则检查器

通过运行“设计规则检查器”来检查设计是否存在违规。运行“工具 » 设计规则检查”命令打开对话框。在线和批量DRC都在该对话框中配置。

DRC报告选项

  • 在默认情况下,对话框打开,显示在对话框左侧的树中选择的“报告选项”页面(如下所示)。
  • 对话框的右侧将显示常规报告选项列表。若要了解选项的详细信息,请将光标悬停在对话框上并按F1。这些选项可保留为默认值。

    在“设计规则检查器”对话框中配置在线和批量规则检查。
    在“设计规则检查器”对话框中配置在线和批量规则检查。

待检查的DRC规则

  • 对特定规则的测试在对话框的“待检查规则”部分配置。在对话框左侧的树中选择此页面即可列出所有规则类型(如下所示)。选择对话框左侧的此页面后,可按类型(例如,“电气”)对其进行检查。
  • 对大多数规则类型提供在线(在设计时检查)和批量(在单击“运行设计规则检查”按钮时检查)复选框。
  • 按需单击启用/禁用规则。或者,右键单击以显示上下文菜单。从此菜单快速切换“在线”“批量”设置。选择“批量DRC-已启用”条目,如下图所示。

    对每一规则类型均配置检查功能。通过右键单击菜单可启用“已使用”的设计规则。
    对每一规则类型均配置检查功能。通过右键单击菜单可启用“已使用”的设计规则。

运行“设计规则检查” (DRC)

单击对话框底部的“运行设计规则检查”按钮以执行设计规则检查。单击按钮后,DRC将运行,然后:

  • “消息”面板将打开并列出所有已检测的错误。
  • 如果在对话框的“报告选项”页面中启用了“创建报告文件”选项,则“设计规则验证报告”将在单独的文档选项卡中打开。本教程中的报告如下所示。
    • 报告的上半部分详细说明了所启用的检查规则以及已检测的违规数量。单击待跳转规则并检查相应的错误。
    • 违规摘要的下方是有关每一违规行为的具体详情。
    • 报告中的链接具有实时性。单击特定错误以跳回电路板,并检查电路板上的相应错误。请注意:此单击操作的缩放级别在“优选设置”对话框的“系统-导航”页面配置。请尝试找到适合的缩放级别。 

The upper section in the report details the rules that are enabled for checking and the number of detected violations. Click on a rule to jump to and examine those errors. The upper section in the report details the rules that are enabled for checking and the number of detected violations. Click on a rule to jump to and examine those errors.

报告的下半部分显示了每个出现违规的规则,在其之后是错误对象的列表。单击错误可跳转到PCB上的相应对象。
报告的下半部分显示了每个出现违规的规则,在其之后是错误对象的列表。单击错误可跳转到PCB上的相应对象。

定位错误条件

当您不熟悉该软件时,面对一长串的违规行为一开始可能会不知所措。管理这一问题的一个好方法是在设计过程的不同阶段通过“设计规则检查”对话框来禁用和启用某些规则。如果存在违规,不建议禁用设计规则本身,仅需执行检查。例如,在电路板布线完成之前,您可以一直禁用 “未布线网络”检查。

  • 在本教程的电路板上运行批量DRC时:
    • 4 最小阻焊层违规——阻焊间隙的最小宽度小于此规则所允许的宽度。该违规通常发生在元件焊盘之间。
    • 4 间隙约束违规——信号层上对象之间的测量电气间隙值小于此规则规定的最小值。
  • 要定位违规:
  • 根据“违规详情”确认错误。
  • 下图显示了间隙约束错误之一的违规详情,由白色箭头和0.25毫米的文本指示,表明此间隙小于规则允许的0.25毫米最小值。下一步是计算出实际值,从而得出错误差值。然后,您可以决定如何解决此错误。

    “违规详情”显示这两个焊盘之间的间隙小于0.25毫米;但上面未详细说明实际间隙。
    “违规详情”显示这两个焊盘之间的间隙小于0.25毫米;但上面未详细说明实际间隙。

了解错误条件

您发现了一个错误。怎么知道错误差值呢?作为设计人员,您需要掌握这一基本信息以决定如何最好地解决错误。

例如,如果规则允许的最小阻焊间隙为0.25毫米,而实际值为0.24毫米,那么情况不算特别糟糕,您可以通过调整规则设置来接受此值。但如果实际值为0.02毫米,那么光靠调整规则设置可能无法解决问题。

PCB编辑器提供三个便利的测量工具:“测量距离”“测量选定对象”“测量基元”,这些工具均可在“报告”菜单中使用。

  • 测量距离——测量运行命令后点击的两个位置之间的距离;请留意“状态栏”提供的说明。可单击的位置受当前捕捉栅格的限制。
  • 测量选定对象——测量选定走线和圆弧的长度。根据该长度来计算布线长度,并手动选择目标对象,或使用“选择 » 物理连接”或 “选择 » 连接镀铜”命令。
  • 测量基元——测量运行命令后点击的两个基元之间的边到边距离;请留意“状态栏”提供的说明。
  • 测量结果直接叠加在设计空间中。在“视图配置”面板的“系统颜色”部分配置所使用的颜色。叠加尺寸将保留在屏幕上,用于执行多次测量。按Shift+C可清除测量结果。

    使用“测量基元”命令测量相邻焊盘边缘之间的距离。
    使用“测量基元”命令测量相邻焊盘边缘之间的距离。

除了实测距离之外,亦可通过多种方法确定违规的程度,包括:

  • 右键单击“违规”子菜单,或
  • “PCB规则和违规”面板,或
  • “消息”面板中包含的详细信息;同时详细说明实际值与指定值(例如,0.175毫米<0.254毫米)。

“违规”子菜单

上文的“现有设计违规”部分已介绍过右键单击“违规”子菜单。

下图显示了“违规”子菜单如何根据规则指定的值详细说明测量条件。

右键单击违规即可检查违规规则和违规条件。
右键单击违规即可检查违规规则和违规条件。

“PCB规则和违规”面板

面板页面:PCB规则和违规

利用“PCB规则和违规”面板可以很好地定位和了解错误情况。

  • 单击“面板”按钮Panels button,然后从菜单中选择并显示“PCB规则和违规”面板。默认在“规则类”列表中显示[所有规则]。当确定感兴趣的规则类型后,选择该特定规则类,则面板底部仅显示该特定规则的违规行为。
  • 单击列表中的违规行为可跳转到电路板违规;双击违规可打开“违规详情”对话框。

    面板上详细说明了违规类型、测量值、规则设置和违规对象。
    面板上详细说明了违规类型、测量值、规则设置和违规对象。

请注意:在“PCB规则和违规”面板的顶部有一个下拉菜单,从中可选择“正常”“黯淡”“掩模”等模式。“黯淡”“掩模”代表过滤显示模式,在这些模式下,除目标对象之外的所有内容均会淡化,仅所选对象保持正常显示强度。“黯淡”模式适用于过滤功能,但设计空间内的所有对象仍可编辑。“掩模”模式会过滤掉设计空间内的所有其他对象,仅未过滤的对象可编辑。

进入“视图配置”面板,在选项卡“视图选项”的“掩模和黯淡设置”部分,使用“黯淡对象”“掩模对象”滑块控件来控制显示淡化量。当您应用“掩模”模式或“暗淡”模式时,可尝试使用这些滑块。

Mask and Dim Settings, PCB editor View Configurations panel, View Options tab

清除过滤时,可单击“PCB规则和违规”面板顶部的“清除”按钮或按Shift+C快捷键。此过滤功能对于繁忙的设计空间非常有效,亦可用于PCB面板和“PCB过滤”面板。

解决违规

作为设计人员,您必须找出解决每种设计违规的最合适的方法。这里从相关的阻焊层错误入手,两种错误情况均可能受到阻焊层设置变更的影响。

最小阻焊间隙裂口违规

设计规则引用:最小阻焊间隙

阻焊层是涂在电路板外表面上的一层薄薄的漆状层,目的是为镀铜提供保护和绝缘覆盖。需要在阻焊层中为焊接到铜上的元件和电线创建开口。这些开口会在PCB编辑器的阻焊层上作为对象显示(请注意:阻焊层是在负片中定义的——您看到的对象会变成实际阻焊层中的孔)。

在制造过程中,可以使用不同的技术来应用阻焊层。成本最低的方法是通过掩模将其丝印到电路板表面。考虑到层对齐问题,掩模开口通常大于焊盘,并体现在默认设计规则中的4mil(约0.1毫米) 扩展值上。

其他应用阻焊层的技术可提供更高质量的层对准和更准确的形状定义。使用这些技术时,阻焊层扩展值可缩小,甚至为零。减少掩​​模开口意味着减少阻焊间隙或丝印与阻焊层之间出现间隙错误的机会。

阻焊间隙错误。紫色代表每个焊盘周围的阻焊层扩展。
阻焊间隙错误。紫色代表每个焊盘周围的阻焊层扩展。

如果不考虑成品板的制造技术,则诸如阻焊层问题的错误就无法解决。

例如,如果要设计用于高价值产品的复杂多层板,则可能需要采用高质量的阻焊技术,以缩小阻焊层的扩展或将其减为零。但是,与本教程类似的简单的双面板则更有可能用于制造低成本产品,因此需要使用低成本的阻焊技术。这意味着通过减少整个电路板的阻焊层扩展来解决阻焊层错误并不是一个合适的解决方案。

与PCB设计的多个方面类似,要解决问题需要进行针对性的、深思熟虑的权衡,以尽量减少影响。

在尝试检查并解决阻焊层错误之前,先启用阻焊层显示。如果阻焊层不可见,请按L键打开可启用该阻焊层的“视图配置”面板。

间隙违规

设计规则参考:间隙约束

有两种方法可以解决间隙约束问题:

  • 减小晶体管封装焊盘的尺寸以增加焊盘之间的间隙,或
  • 配置规则以减小晶体管封装焊盘之间的间隙。

由于0.25毫米的间隙过大,而实际间隙与其非常接近(0.22毫米),因此,在这种情况下,理想的选择是通过配置规则来减小间隙。可基于现有的“间隙约束”设计规则来完成配置,如下所示。

  • 在规则约束的栅格区域将TH焊盘的间距值改为0.22毫米。编辑单元格时,先选择其,然后按F2
  • 在这种情况下,该解决方案是可接受的,因为唯一具有通孔焊盘的其他元件是连接器,其焊盘间隔超过1毫米。否则,最好的解决方案是添加第二个仅针对晶体管焊盘的间隙约束,与阻焊层扩展规则的情况一样。

    编辑“间隙约束”,将TH焊盘间隙改为0.22毫米。
    编辑“间隙约束”,将TH焊盘间隙改为0.22毫米。

  • 单击“确定”接受更改,并关闭“PCB规则和约束编辑器”对话框。

丝印间隙违规

设计规则参考:丝印间隙

要解决的最后一个错误是丝印间隙违规。违规的原因通常是标识符过于靠近相邻元件的轮廓。您的设计可能不存在任何此类违规行为——这取决于您放置元件的距离,或者您是否已经重新定位标识符。单击、按住并拖动标识符——此时除了当前移动的标识符所在的对象外,元件中的所有对象将变暗;将该标识符移动到新位置。

标识符的移动受当前捕捉栅格的约束。如果该栅格当前过于粗糙,则按Ctrl+G输入新的栅格值。

重新定位导致丝印间隙违规的任何标识符。
重新定位导致丝印间隙违规的任何标识符。

在生成输出之前,请始终确认您已持有一份清楚的“设计规则验证报告”。
非常好!您已完成PCB布局并准备配置输出文档和发布项目。在此之前,最好先探索一下PCB编辑器的3D功能。

以3D方式查看您的电路板

PCB编辑器需要配置一张支持DirectX的显卡,请参阅“系统要求”页面了解更多详细信息。

Altium NEXUS的一个强大功能是能够将电路板作为3维对象查看。切换到3D模式时,请运行“查看 » 3D布局模式”命令或按快捷键3。此时电路板将显示为3维对象。本教程的电路板显示如下。

您可以使用以下控件流畅地缩放视图、旋转视图,甚至在电路板内移动:

  • 缩放——Ctrl+右键单击按住并拖动或Ctrl+鼠标滚轮,或PgUp/PgDn键
  • 平移——右键单击按住并拖动或标准的Windows鼠标滚轮控件。
  • 旋转——Shift+右键单击按住并拖动。请注意:当您按下Shift键时,当前光标位置会出现一个定向球体,如下图所示。使用以下控件使模型围绕球体中心旋转移动(在按Shift键定位球体之前先定位光标)。移动鼠标以突出显示所需的控件,然后:
    • “中心点”突出显示时,右键单击按住并拖动球体——可向任何方向旋转。
    • “水平箭头”突出显示时,右键单击按住并拖动球体——可围绕Y轴旋转视图。
    • “垂直箭头”突出显示时,右键单击按住并拖动球体——可围绕X轴旋转视图。
    • “圆形”突出显示时,右键单击按住并拖动球体——可围绕Z平面旋转视图。

按住 Shift键即可显示3D视图定向区,然后单击并拖动鼠标右键进行旋转。
按住 Shift键即可显示3D视图定向区,然后单击并拖动鼠标右键进行旋转。

3D环境工作提示

  • 当电路板处于“3D布局模式”时,按L即可打开“视图配置”面板,在该面板上可以配置3D视图显示选项(“常规设置”和“3D设置”部分的“视图选项”选项卡)。
  • 3D显示颜色包括真实按层两种选项,均为2D布局模式中定义的图层颜色。多种3D配置已定义,详见视图配置面板中视图选项选项卡的常规设置。例如,上图应用了 Altium 3D Dk Green 配置。
  • 可通过控件来配置层的颜色和板厚(垂直缩放),这些控件便于检查PCB中的内部层和互连结构。3D层允许设置透明度;滑动图层即可“透视”层上的对象。
  • 您可以选择显示3D体或隐藏它们。
  • 以3D形式显示元件时,每个元件均需在封装中包含适当的3D模型。请参阅元件对象页面和3D体对象页面以了解有关包含3D模型的更多信息,并参阅ECAD-MCAD集成中的3D优势页面以了解在封装上定位模型的方法。
  • 除了元件制造商网站外,3D模型的来源还包括:
    • 社区门户网站,例如,“3D Content Central”和“GrabCAD”,设计师会在这些网站上共享各种模型。
    • 日益增多的商业3D网站,包括 PCB 3D
  • 如果无合适的STEP模型可用,则可将多个 “3D体对象”置于封装中即可创建您自己的元件形状。

输出文档和项目发布

主页:准备将设计投入制造

现在您已经完成了PCB的设计和布局,准备好生成电路板审查、制造和组装所需的输出文档。

输出类型包括具有完全缩放、平移和旋转功能的PDF 3D,并且能够在Adobe Acrobat Reader®中控制网络、元件和丝印的显示。
输出类型包括具有完全缩放、平移和旋转功能的PDF 3D,并且能够在Adobe Acrobat Reader®中控制网络、元件和丝印的显示。

可用的输出类型

由于PCB制造中存在多种技术和方法,因此该软件能够针对不同目的生成多种输出类型:

装配输出

  • 装配图——电路板各侧的元件位置和方向。
  • 拾取和放置文件——利用机器将元件放置到电路板上。
  • 测试点报告——ASCII文件,有3种格式,用于详细说明被指定为测试点的每个焊盘/过孔的位置。

文档输出

  • PCB打印——配置任意数量或打印输出(页面),任意排列图层和显示基元。用于创建打印输出,例如装配图。
  • PCB 3D打印——从3D视图角度查看电路板。
  • PCB 3D视频——根据PCB编辑器的“PCB 3D电影编辑器”面板中定义的3D关键帧序列输出电路板的简单视频。
  • PDF 3D——生成电路板的3D PDF视图,完全支持在Adobe Acrobat®中缩放、平移和旋转。PDF中包含一个用于控制网络、元件和丝印显示的模型树。
  • 原理图打印——设计中使用的原理图。

制造输出

  • 复合钻孔图——显示电路板钻孔位置和尺寸(使用符号)的图纸。
  • 钻孔图/指南——显示电路板钻孔位置和尺寸(使用符号)的单独图纸。
  • 成品图纸——将各种制造输出组合在一起作为单个可打印输出。
  • Gerber文件——创建Gerber格式的制造信息。
  • GerberX2文件——包含高级设计信息并且向后兼容原始Gerber格式的一种新标准。
  • IPC-2581文件——在单个文件中包含高级设计信息的一种新标准。
  • NC钻孔文件——创建供数控钻孔机使用的制造信息。
  • ODB++——以ODB++数据库格式创建制造信息。
  • 电源平面打印——创建内部和分割平面图。
  • 阻焊层/锡膏层图纸——创建阻焊层和锡膏层图纸。
  • 测试点报告——为设计创建各种格式的测试点输出。

网表输出

  • 网表描述了设计元件之间的逻辑连接,有助于将设计转移到其他电子设计应用。该软件支持多种网表格式。

报告输出

  • 材料清单——创建制造电路板所需的各种格式的部件和数量(BOM) 清单。
  • 元件交叉引用报告——根据设计中的原理图创建元件列表。
  • 报告项目层次结构——创建项目中使用的源文档列表。
  • 报告单个引脚网络——创建一份报告,其中列出全部仅有一个连接的网络。

单个输出或输出作业文件

主页:利用输出作业简化制造数据的生成

PCB编辑器具有三种独立的输出配置和生成机制:

  1. 独立机制——每种输出类型的设置均存储在项目文件中。您可以在需要时通过“制造输出”“装配输出”“导出”子菜单(从“文件”菜单访问)以及“报告”菜单中的命令有选择地生成输出。
  2. 使用输出作业文件——每种输出类型的设置均存储在输出作业文件中,该文件是支持所有可能输出类型的专用输出设置文档。可手动生成这些输出或将其作为项目发布。
  3. 设计发布过程——在项目的所有“输出作业”文件中设置的输出文档可以作为集成项目发布过程的一部分生成,并且可用于设计验证。

“输出作业”可用于配置每种输出类型及其输出命名、格式和输出位置。该文件亦可在项目间复制。
“输出作业”可用于配置每种输出类型及其输出命名、格式和输出位置。该文件亦可在项目间复制。

尽管使用“文件”和“报告”菜单配置的各个输出所使用的设置对话框与“输出作业”相同,但这些设置具有独立性,如果您从一种方法切换到另一种方法,则必须重新配置。

配置Gerber文件

对话框页面:Gerber设置

  • 随着 Gerber X2和ODB++的日益流行,Gerber仍然是电路板设计和制造之间最常见的数据传输形式。
  • 每个Gerber文件对应物理板的一层:元件覆盖层、顶部信号层、底部信号层、顶部阻焊层等。建议在提供制造设计所需的输出文件之前咨询电路板制造商,以确认其要求。
  • 如果电路板上有孔,那么还必须生成一个“数控钻孔”文件,该文件的设置应确保单位、分辨率和膜位置等一致。
  • Gerber文件在“Gerber设置对话框”中配置,该对话框通过“PCB编辑器”的“文件 » 制造输出 » Gerber文件”命令访问,或将 Gerber输出添加到“输出作业”的“制造输出”部分,然后双击访问。

    在“Gerber设置”对话框中配置Gerber输出。
    在“Gerber设置”对话框中配置Gerber输出。

配置“验证报告”生成

该软件提供多项验证检查,在输出生成时可加入这些检查,作为输出。每项检查可生成一个HTML报告文件。在项目发布过程中,这些检查将在其他输出生成前执行,如未成功通过任何验证检查,则视为发布失败。

配置“材料清单”

主页:使用ActiveBOM进行BOM管理

最终,设计中使用的每个部件均必须具有详细的供应链信息。您无需为每个设计元件或在后期处理Excel电子表格时添加该信息,而是在整个设计周期内利用ActiveBOM (*.BomDoc)随时添加。

ActiveBOM是Altium NEXUS包括的元件管理编辑器,用于:

  • 配置准备用于BOM的元件信息,包括添加额外的非PCB元件BOM项目,例如,裸板、点胶、安装硬件等。
  • 添加满足装配厂要求的额外列(例如,行号列)。
  • 将每个设计元件映射到真实制造商部件。
  • 按照明确的制造单位数量验证每个部件的供应链可用性和价格。
  • 按照明确的制造单位数量计算建造成本。

ActiveBOM用于将每个设计元件映射到实际部件。
ActiveBOM用于将每个设计元件映射到实际部件。

将供应链详细信息直接注入BOM后,BOM文档在PCB项目中的角色发生了变化。ActiveBOM不再是一个简单的输出文件,其使元件管理流程与原理图捕获及PCB设计流程平起平坐,其中的BomDoc成为PCB项目中所有BOM类型输出的全部材料清单数据的来源。ActiveBOM是被推荐使用的BOM管理方法。
ActiveBOM通过互连工作区设置中启用的“部件供应商”来发起供应链实时查询。由于数据是实时更新的,因此本教程所用部件的可用性会随时间而变化。可用供应商的列表也会随时间而变化。为此,您获得的结果可能与本教程中显示和描述的结果不同。

准备输出BOM

对话框页面:报告管理器

已生成的实际输出BOM文件是通过“报告管理器”完成的。“报告管理器”是一个高度可配置的报告生成引擎,可生成多种格式的输出,包括文本、CSV、PDF、HTML和Excel。Excel格式的BOM亦可应用任一预定义模板或您自己的模板。此外也可以在不安装Microsoft Excel的情况下生成Excel格式的BOM;在“文件格式”下拉菜单中选择“MS Excel文件”选项即可。

  • “报告管理器”从“项目材料清单”对话框中生成BOM输出,该对话框的访问方式如下:
    • 原理图或PCB编辑器的“报告 » 材料清单”;或
    • 向项目添加BomDoc并运行BomDoc中的“报告 » 材料清单”命令;或
    • 将“材料清单”添加到“输出作业”的“报告输出”部分。
  • 如果项目包含BomDoc,则“报告管理器”的默认行为是参照BomDoc 中的配置显示元件详情。可通过对话框“属性”区域的“列”选项卡添加和删除列。
  • 如果项目不包含BomDoc,则“列”选项卡包含一个附加区域,用于定义如何识别相似元件以进行聚类。将元件属性拖放到对话框的“拖动列到分组”区域即可实现聚类。
  • 对话框的主栅格区域是需写入BOM的内容。在此区域中,您可以单击并拖动列进行重新排序,单击列标题按该列进行排序,Ctrl+单击按该列进行子排序,并在每个列标题的小下拉框内定义该列基于值的过滤。
  • BOM生成器默认从原理图文档中获取信息。有多种可供使用的信息来源。通过对话框“属性”区域的“列”选项卡中的按钮可启用其他来源。例如,如果您启用“PCB参数”,则您可以根据需要包含元件位置和电路板侧面等详细信息。

    如果项目包含BomDoc,则“报告管理器”从BomDoc中获取配置。
    如果项目包含BomDoc,则“报告管理器”从BomDoc中获取配置。

将设计数据映射到已生成的BOM

在Excel中创建“材料清单”模板时,可以使用“字段”和“列”的组合来指定所需的布局。该软件在安装用户文件的\Templates文件夹中提供数个示例模板。请参阅“将设计数据纳入Excel BOM页面”了解与可用字段有关的详细信息。请注意:需要在模板“列”区域的上方或下方定义字段。

项目发布

主页:电路板设计发布

在“OutJob”文件中配置输出文档后,项目此时可发布到互连工作区。电路板设计发布是一个自动化过程,您可以发布自己的电路板设计项目,并且无需担心出现与手动发布程序相关的风险。在发布特定项目时会拍摄设计源快照,该快照将与任何已生成输出一起存档,代表由该设计项目产生并且公司掌握销售权的有形产品。

发布过程本身通过Altium NEXUS的“Project Releaser”执行,其用户界面由专用的“发布”视图提供。该发布过程分为不同阶段,从视图左侧的条目可以浏览当前所处的阶段。

“发布”视图——Project Releaser的用户界面。
“发布”视图——Project Releaser的用户界面。

从一张空白原理图开始,一直到PCB成品,并将输出文件发布到工作区——这是Altium NEXUS支持的整个设计过程。接下来,我们将探索与项目管理和协作相关的一些功能。

项目历史

Main pages: Management of Projects – Project History, Project History (in an Altium 365 Workspace, in a NEXUS Server Workspace)

将Altium NEXUS与互连工作区结合后,您可以查看已高级图形为导向的“项目历史”时间线并与之交互。专用的“历史”视图提供与项目相关的主要事件历时时间表——包括创建、提交、发布、克隆和MCAD交换——在适用的情况下支持各种操作。

多谐振荡器项目的“历史”视图。
多谐振荡器项目的“历史”视图。

历史”视图基本上可以分为三个关键部分:

  • 时间线主干。事件年表采用自下而上的方向。第一个事件——即项目的创建——将出现在时间线的底部。后续事件显示在上方,最新事件(当前事件)则显示在时间线的顶部。
  • 事件。每次发生与项目相关的受支持事件(包括项目创建、保存到工作区和项目发布)时,该事件将作为专用平铺图被添加到时间线中。每种类型的事件有不同颜色的平铺图,并且与时间线主干直接链接。
  • 搜索。单击视图右上角的控件可访问搜索字段,便于对项目历史进行基本搜索。当您键入搜索字符串时,时间线将自动过滤,仅显示与该搜索相关的事件。

在网络浏览器中查看设计

Main page: Web Viewer Functionality (on the Altium 365 Platform, in a NEXUS Server Workspace)

工作区的Web Viewer界面通过标准的网络浏览器提供对PCB项目文档的通用访问。这不仅仅是基于网络的查看器,其利用先进的浏览器技术允许用户浏览项目结构,与设计文档交互,突出显示不同区域或对象以提供注释,以及在设计过程中对元件和网络进行搜索、交叉探测、选择和检查。

The Web Viewer interface provides an immersive and interactive experience for reviewing a design. Shown here is the board in 3D.
The Web Viewer interface provides an immersive and interactive experience for reviewing a design. Shown here is the board in 3D.

To ensure a smooth experience with the Web Viewer, ensure you have the latest version of a supported Web Browser installed, that WebGL is enabled for it and that the video drivers for your computer are up to date. For more information, see Altium 365 Viewers – Troubleshooting Guide (for Web Viewer on the Altium 365 Platform) or System Requirements – Web Browser Requirements (for Web Viewer of a NEXUS Server Workspace).

Web Viewer界面集合了来自不同数据视图的信息。所显示的视图取决于当前查看的数据类型。查看设计源时,在四个数据视图上分别显示源原理图、电路板2D视图、电路板3D视图和“材料清单”。

用于特定项目的Web Viewer界面可直接从工作区浏览器界面访问,或从Altium NEXUS内部间接访问。

文档注释

Related pages: Web Viewer Functionality – Comments (on the Altium 365 Platform, in a NEXUS Server Workspace), Management of Projects – Project Commenting

Web Viewer界面支持对设计文档进行注释。注释由用户添加,并分配至受支持数据视图上的特定点、对象或区域(如适用),并且可能得到其他用户回复。注释有助于促进用户之间的协作,同时避免改变共享数据本身,因为注释将独立于数据存储在工作区中。在Web Viewer界面的以下位置应用的注释在Altium NEXUS中可用,反之亦然。

项目共享

Related pages: Workspace Projects – Sharing a Managed Project (on the Altium 365 Platform, in a NEXUS Server Workspace), Sharing a Design, Management of a Specific Project – Sending Data to Your Manufacturer

将项目保存到工作区后,您需要确定哪些用户可以访问该项目,以进行协作设计和/或审查该项目。为此,您需要共享项目,或者更确切地说,您需要配置项目的访问权限。这些操作需在工作区的浏览器界面执行,亦可直接在Altium NEXUS中执行。

保存到工作区的设计可与其他用户(包括工作区之外的用户)和角色共享,但仅出于编辑或查看和注释目的。
保存到工作区的设计可与其他用户(包括工作区之外的用户)和角色共享,但仅出于编辑或查看和注释目的。

Altium 365基础设施平台最强大的功能之一是支持全局协作。平台的核心是支持全局共享。借助Altium 365,您可以毫不费力地与管理层、采购人员或潜在制造商分享您当前的设计进度。

一旦项目发布到Altium 365工作区,您就可以通过明确的“制造包”与制造商共享这一数据,然后他们无需访问您的工作区,无需亲眼见证您的设计数据,也可以通过Altium 365平台的专用“制造包查看器”进行仔细阅读。他们可以下载“构建包”,并据此制造和组装您的电路板。

恭喜!您已经全面探索了协作设计的项目管理功能并结束了本教程的学习。

本教程仅向您介绍了Altium软件的部分强大功能——这仅仅是其可提供的设计能力的冰山一角。一旦您开始探索,您会发现有丰富多样的功能可以让您的设计生活变得更轻松。请参阅“探索Altium NEXUS”部分的其他页面,了解更多信息。