在Altium NEXUS中进行元件布置和电路板布线

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.

 

上级页面:Altium NEXUS设计演示教程

将元件定位到PCB上

有一种说法是,PCB设计是否成功90%在于放置而10%在于布线。虽然您可能对此有不同看法,但是普遍认为,良好的元件放置对良好的电路板设计至关重要。请记住,您可能还需要在布线时微调放置情况。

Component Positioning and Placement选项  

如果当您单击并按住某个元件移动时,Snap to Center选项已打开,则元件将保持在其参考点处。由于其已内置在元件库编辑器中,因此参考点是指元件的坐标0,0。

您可以使用Smart Component Snap选项,覆盖该捕捉到中心行为,而覆盖到最近的元件焊盘上,以便将特定焊盘置于特定位置。

启用Snap To Center,以确保将元件始终保持在其参考点处。当您需要对准特定焊盘时,您可以使用Smart Component Snap选项。
启用Snap To Center,以确保将元件始终保持在其参考点处。当您需要对准特定焊盘时,您可以使用Smart Component Snap选项。

元件定位

此时,您可以将元件放到电路板中的一个合适位置上了。

如需移动某个元件:

  • 单击、按住并拖动该元件到所需位置,使用Spacebar键进行旋转,然后释放鼠标按钮将其放下,或者
  • 运行Edit » Move » Component命令,单击拾取某个元件,将其移动到所需位置,根据需要进行旋转,然后再单击一次将其放下。完成上述操作后,右键单击退出Move Component命令。
当您移动某个元件时,连接线将自动重新优化。使用连接线,辅助完成元件的方位确定和定位,以减少连接线的交叉次数。

将元件置于电路板上。
将元件置于电路板上。

  • 除使用鼠标外,您还可以使用键盘移动所选对象。为此,请按住Ctrl键,然后每按一次Arrow键,所选对象就会向该箭头的方向移动1个栅格。按住Shift键,以10倍的Snap栅格步数移动所选对象。
  • 当使用鼠标移动某个元件时,您可以通过按住Alt键将其约束在某条轴线上。元件将尝试保持相同水平轴线(如果水平移动)或者垂直轴线(如果垂直移动);沿轴线进一步移动元件,以覆盖该行为并释放Alt键
With the components positioned, it's time to do some routing! 完成元件定位后,就可以进行布线了。

电路板的交互式布线

主页面:Interactive Routing

布线是指将线路和过孔布置在电路板上,以连接元件引脚的过程。PCB编辑器能够提供功能强大的交互式布线工具以及可通过单击按钮完成所选连接优化布线的ActiveRoute模式,使上述过程简化。

在本部分教程中,您将学习到如何将所有线路均布置在顶层,手动完成单面电路板的布线。Interactive Routing工具将有助于以直观方式最大程度地提高布线效率和灵活性,包括光标引导线路放置、连接的单击布线、推挤障碍、自动跟踪现有连接,所有这些都符合适用的设计规则。

为Interactive Routing做好准备

Preferences页面: PCB Editor – Interactive Routing

开始布线前,请在Preferences对话框的PCB Editor – Interactive Routing页面中配置Interactive Routing选项。

配置交互式布线选项。
配置交互式布线选项。

开始布线

  • 通过单击Route按钮电路板布线动画。还可以使用Ctrl+单击,自动完成多项连接。,或通过选择布线命令(Route » Interactive Routing,快捷键:Ctrl+W),启动交互式布线。
  • 由于大部分元件为表贴布置且设计简单,因此可以在顶层进行电路板布线。当您在电路板顶层进行布线时,请按照网络飞线操作。
  • PCB上的线路由一系列直线段组成。每当方向发生变化时,将开始一个新线路段。另外,PCB编辑器默认将线路限制为垂直、水平或45°方向,以确保您可以轻松产生专业结果。您可以根据自身需要,定制上述功能;但是,在本教程中,您可以使用默认设置。
  • 当布线达到目标焊盘时,软件将自动释放该连接,且仍将处于Interactive Routing模式下;此时,您可以单击下一条连接线了。

电路板布线动画。还可以使用Ctrl+单击,自动完成多项连接。

交互式布线模式

PCB编辑器的Interactive Routing引擎支持各种不同模式,每种模式均有助于您处理特定情形。进行交互式布线时,按快捷键Shift+R,循环显示这些模式。请注意,当前模式显示在Status Bar和Heads-Up显示器。

可以在Preferences对话框的PCB Editor – Interactive Editing页面中,禁用不需要的Interactive Routing模式。

布线提示和技巧

PCB编辑器包含了多项有助于提高交互式布线效率的功能,包括您在布线过程中能够使用的命令快捷键、通过Status Bar和Heads Up显示器提供的详细反馈以及在布线过程中显示间距边界的功能。

布线快捷键

布线过程中有用的快捷键:

按键 功能
Shift+F1 弹出交互式快捷方式菜单——大多数设置可以通过按下适当的快捷方式或从菜单中选择来即时更改
* 或 Ctrl+Shift+Mouse Wheel 切换至下一个可用的信号层。软件将根据适用的Routing Via Style设计规则,自动添加一个过孔。了解有关布线时更改层和添加过孔的更多信息。
Tab 打开Properties面板的Interactive Routing模式,以更改布线设置。
Shift+R 循环显示已启用的布线冲突解决模式。在PCB Editor – Interactive Routing preferences页面中,配置首选模式。
Shift+S 循环显示可用的Single Layer Modes。当多层含有许多对象时,此功能特别合适。在PCB Editor – Board Insight Display页面中,配置可用的模式。
Spacebar 切换当前转角方向。
Shift+Spacebar 循环显示各种线路转角模式。样式包括任意角度、45°、45°带圆弧、90°和90°带圆弧。可以在PCB Editor – Interactive Routing preferences页面,将样式限制为45°和90°。
Ctrl+Shift+G 循环显示三项Gloss强度(Gloss Effort(Routed))设置。当前设置将显示在Heads Up显示器和Status Bar。
Ctrl+Click 自动完成正在布线的连接。如果与障碍存在尚未解决的冲突,则将无法进行自动布线。
1 切换Look-ahead模式的开/关。
3 循环显示布线宽度选项:Rule Minimum/Rule Preferred/Rule Maximum/User Choice。了解关于布线时更改宽度的更多信息。
4 循环显示布线过孔样式选项:Rule Minimum/Rule Preferred/Rule Maximum/User Choice。了解关于布线时更改过孔样式的更多信息。
6 循环显示可用的Via Types。
Shift+E 循环显示三种对象Hotspot Snap模式:当前层关闭/打开和所有层打开。
Ctrl 布线时,暂停对象捕捉功能。
End 重新打开屏幕。
PgUp / PgDn 以当前光标位置为中心进行缩小/放大。或者,使用标准Windows鼠标滚轮的随访和平移快捷键。
Backspace 清除最后提交的线路段。
右键 或 Esc 放下当前连接并保持在Interactive Routing模式。

交互式布线过程中的反馈

进行网络布线时,需要了解网络名称或者当前宽度设置。您可以在布线过程中,通过Heads-Up显示器和Status Bar获取上述信息以及其他有用的详细信息。如需将布线可用空间量可视化,最好显示所有其他网络对象周围的间距边界。如下图所示,当进行12伏网络布线时,所有其他网络对象均显示出由相关Electrical Clearance Constraint界定的间距边界(已在本教程前面说明)。布线时,不得穿过该边界。

  • Shift+H键,切换Heads-Up显示器的开/关。在Preferences对话框的PCB Editor – Board Insight Modes页面中,配置显示内容、颜色和字体。
  • Ctrl+W键,切换间距边界的开/关。

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

修改现有布线时,有两种方法,即:重新布线或重新排列。

将现有Route重新布线

  • 无需取消某个连接的布线,以重新定义其路径。您可以单击Route按钮 显示用于修改现有布线的Loop Removal特征的简单动画。,并开始新路径的布线。
  • 当您关闭环路并右键单击表示您已完成布线时,Loop Removal功能将自动清除任何多余的线路段(和过孔)(Loop Removal功能之前已在本教程启用)。
  • 您可以在任何点开始和结束新布线路径,并根据需要进行层切换。
  • 您还可以通过切换至Ignore Obstacle模式(如下文动画所示),创建临时违规,以待之后再解决。

显示用于修改现有布线的Loop Removal特征的简单动画。

在Preferences对话框的PCB Editor – Interactive Routing 页面,启用Loop Removal。请注意您可能希望创建环路的情形(例如,电源网络布线)。必要时,可通过在PCB面板中进行网络编辑,禁用个别网络的Loop Removal。如需使用该选项,请将面板设置为Nets模式,然后在面板中右键单击网络,以打开Edit Net对话框。

在Loop Removal过程中,您可能会遇到返回现有布线时,尚未完成新路径定义的情形。当启用Automatically Terminate Routing选项时,布线过程将在新布线覆盖现有布线后立即结束,而旧的多余布线将被清除。在此情况下,禁用Automatically Terminate Routing选项可能更有效。

重新排列现有布线

  • 如需在电路板上交互式滑动或拖动线路段,请如下文动画所示单击、按住并拖动该线路段。如下文动画所示,可以在Preferences对话框的PCB Editor – Interactive Routing页面中配置默认拖动功能。
  • PCB编辑器将自动与连接的线段保持45/90º夹角,并根据需要缩短或加长。

显示修改现有布线所用线路拖动的简单动画。

交互式滑动提示

  • 在Preferences对话框的PCB Editor – Interactive Routing页面,使用Unselected via/trackSelected via/track选项,更改默认选择后拖动模式。
  • 在拖动过程中,还可使用布线冲突解决模式(Ignore、Push、HugNPush)。在拖动某条线路段时,请按Shift+R键,循环显示各种模式。
  • 如果已启用Push模式,则必要和可能时,软件将跳转现有焊盘和过孔,或者推挤过孔。
  • 如需将90º转角转换为45º布线,请从转角定点开始拖动。
  • 拖动时,您可以通过移动光标,对焊盘等现有未移动对象(如上图所示)进行热点捕捉。通过上述操作,有助于将新线段位置与现有对象对准,并且避免添加太小的线段。
  • 如需断开某条单一线段,请首先选中该线段,然后将光标悬停在中心顶点上方,以添加新线段。
  • 滑动过程中按Tab键,以访问Properties面板的Interactive Sliding mode模式,并在该模式下更改滑动设置。

通过将布线冲突模式设置为 Push 来拖动多个线路的示例。
通过将布线冲突模式设置为 Push 来拖动多个线路的示例。


电路板三维视图

PCB编辑器需要支持DirectX的显卡;更多详细信息,请参考 System Requirements页面。

Altium NEXUS的一项强大功能是能够以三维对象形式查看电路板。如需切换至三维模式,请运行View » 3D Layout Mode命令,或者按快捷键3。软件将以三维对象形式,显示电路板。本教程中,电路板如下图所示。

您可以使用以下控制件,自由缩放视图、旋转视图,甚至是在电路板内移动:

  • 缩放——Ctrl+右键、按住并拖动Ctrl+ Mouse Wheel、或PgUp / PgDn键。
  • 平移——右键、按住并拖动或标准Windows鼠标滚轮控件。
  • 旋转——Shift+右键按住并拖动。请注意,当您按Shift键时,光标当前位置将出现一个定向球体,如下图所示。使用以下控件,操作模型围绕上述球体中心做旋转运动(按Shift键定位球体前,将光标放在合适的位置)。移动光标,以高亮显示所需控件,然后:
    • 当高亮显示Center Dot时,右键、按住并拖动球体——视图将以任意方向旋转。
    • Horizontal Arrow高亮显示时,右键、按住并拖动球体——视图将围绕Y轴旋转。
    • Vertical Arrow高亮显示时,右键、按住并拖动球体——视图将围绕X轴旋转。
    • Circle Segment高亮显示时,右键、按住并拖动球体——视图将围绕Z平面旋转。

按住Shift键,以显示三维视图的定向球体,然后单击拖动鼠标右键,以旋转视图。
按住Shift键,以显示三维视图的定向球体,然后单击拖动鼠标右键,以旋转视图。

三维视图操作提示

  • 当电路板处于3D Layout Mode模式时,按L键,以打开View Configuration面板,并在该面板内配置3D view display选项(在General Settings3D Settings部分的View Options标签上)。
  • 三维显示颜色可以使用RealisticBy Layer;即,2D Layout Mode中定义的层颜色。定义了多种3D Configurations。请在View Configuration面板View Options标签的General Settings中,探索上述配置。例如,上图中应用了Altium 3D Dk Green配置。
  • 您可以使用控件,配置层颜色和电路板厚度(垂直缩放),以便轻松检查PCB中的内层和互联结构。三维层拥有透明度设置;滑动该图标,以“透视”位于该层的对象。
  • 您既可以选择Show 3D体,亦可以将其隐藏。
  • 以三维形式显示元件时,需要在其封装中为每个元件提供一个合适的三维模型。关于提供三维模型的更多信息,请参考Working with 3D Bodies页面;关于模型在其封装中定位技术的更多信息,请参考Additional Tools for Working with 3D Bodies页面。
  • 除元件制造商的网站以外,您还可以通过以下途径获取三维模型:
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