网格与单位

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摘要

PCB 编辑器是一个基于栅格的设计环境，这意味着对象会放置到当前栅格上，该栅格称为 Snap Grid，也常简称为 Grid。在放置对象期间，光标会自动吸附到该栅格，将正在放置对象的参考点定位到最近的吸附栅格位置。早期的电子产品开发中，元器件引脚间距通常都是 0.1 英寸的整数倍，因此很容易选择一个合适的栅格来同时完成元器件放置以及在焊盘之间布线。如今的元器件可能具有非常细密的引脚，且引脚可能位于英制或公制栅格上；同时对更小产品封装的需求持续增长——推动走线宽度及其间距（间隙）降低到仅几 mil。这些要求使得不可能选择一个单一的吸附栅格来放置所有引脚并完成所有布线。相反，设计工具必须允许你从“非栅格对齐”的元器件引脚进出布线——本质上，你需要能够进行无栅格布线。

详细信息

这些挑战通过改变设计软件的处理方式来解决。PCB 编辑器不再仅仅关注让所有对象保持在固定吸附栅格上，而是通过以下一组功能提供更复杂的解决方案：

• Snap Grid - 控制工作区中对象的基本放置。
• Real-time Design Rules engine - 在对象放置违反适用设计规则时进行警示或阻止。请参阅 Design Rules 页面以了解更多规则信息。
• Hotspot Snap - 当现有电气热点位于当前 Hotspot Snap Range 范围内时，将光标拉向该热点，在仍遵守适用设计规则的前提下覆盖吸附栅格。

设置吸附栅格

在 PCB 编辑器中，所有对象都放置在当前吸附栅格上。当前吸附栅格值始终显示在状态栏上（如上方动画所示），位于当前光标位置旁边。 

在功能区的 Home 选项卡中配置吸附栅格、原点以及当前工作区单位。

要设置吸附栅格：

• 单击功能区上的 Home | Grids and Units | Snap Grid 下拉菜单，然后选择新的栅格值。关于使用不同单位的说明请参见下方注释。 
• 单击 Home | Grids and Units | 按钮以打开 Cartesian Grid Editor 对话框，可从下拉列表中选择新的栅格值，或在 Step X 字段中输入。更多信息请参阅 Cartesian Grid Editor 页面。关于使用不同单位的说明请参见下方注释。

• Ctrl+G - 即使当前正在执行命令，也可打开 Cartesian Grid Editor 对话框。更多信息请参阅 Cartesian Grid Editor 页面。关于使用不同单位的说明请参见下方注释。
• Ctrl+Shift+G - 打开 Snap Grid 对话框。输入所需数值。请包含单位以定义栅格。
• 右键单击，从 Snap Grid 子菜单中选择所需的栅格值。

栅格如何显示

吸附栅格在屏幕上可显示为图案、点或线。实际上用于显示吸附栅格的有两个图层：一个按设置值显示栅格，在 Cartesian Grid Editor 对话框中称为 Fine 栅格；另一个显示吸附栅格的倍数，可在 Multiplier 中由用户定义为吸附栅格的 2x、5x 或 10x，在该对话框中称为 Coarse 栅格。

Fine 为吸附栅格；Coarse 为吸附栅格的倍数。

除了在点（Dots）或线（Lines）之间选择外，你还可以在 Cartesian Grid Editor 对话框中设置栅格图层的颜色。对这两个栅格图层显示的总体开/关控制在 View Configurations 对话框中完成；按 L 打开。你也可以在 View Configurations 对话框中设置这两个图层使用的颜色。

请注意，栅格线/点的显示也与缩放级别有关。它们并非始终显示：当它们变得过于密集时将不再显示，如下方动画所示。缩小视图时不显示任何栅格线/点；随着放大，Coarse 栅格线会出现。继续放大后，会出现点，从而显示 Fine 栅格的栅格位置。

随着放大，先显示 Coarse 栅格，然后显示 Fine 栅格。使用 PageUp/PageDown 或 Ctrl+Roll 进行放大/缩小。

选择栅格

无论元器件引脚间距如何，选择一个合理的吸附栅格仍然很重要。你选择的数值会随正在执行的设计任务而变化。例如，元器件放置可使用较粗的栅格（如 1mm 或 50mils），便于元器件之间对齐；而对该设计进行布线时则应设置更细的栅格。

对于布线，你通常将栅格设置为标准信号线宽加上标准间隙之和。例如，若信号线为 10mil，默认间隙为 10mil，则合理的栅格为 20mil。这样可使走线尽可能紧凑地放置。尽管规则引擎会阻止走线放得过近，但它不会检查你是否浪费了空间——例如使用 25mil 吸附栅格时可能产生的浪费。虽然你可以定义更细的吸附栅格，但这未必有帮助，因为你可能会把第一条交互布线稍微放偏，从而阻塞其两侧本可在后续使用的潜在布线路径。

设置工作区单位

当前工作区单位会在状态栏中显示，既用于当前光标位置，也用于当前吸附栅格设置。

要在英制与公制之间切换当前工作区单位：

• 单击功能区上的 Home | Grids and Units | Imperial 或 Metric 按钮。
• 按下 Q 快捷键。可在任何时候执行（无论是否正在执行命令）。
• 在对象对话框中编辑时，按 Ctrl+Q 可切换该对话框中的单位。注意这不会更改工作区单位；仅适用于当前对话框的使用。

Hotspot Snap

作为对实时设计规则引擎的补充，Hotspot Snap 功能会覆盖吸附栅格，将光标拉向位于热点吸附范围内的电气对象热点。该功能允许你从非栅格对齐的焊盘和过孔进行布线或布线到这些位置。

Hotspot Snap 功能在 Board Options 对话框（Home | Board | Board Options）中启用，并在其中定义吸附（吸引）范围。

实时设计规则

PCB 编辑器底层是一个设计规则引擎，可实时监控编辑操作。你无需依赖合适的吸附栅格设置来确保对象放置满足设计要求；规则引擎会立即高亮显示放置违规，或者在交互式布线时阻止违规放置。这意味着吸附栅格可以设置得非常小，并且对象可以在设计规则允许的范围内尽可能靠近地放置。