Arbeiten mit Rastern & Hilfslinien

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Altium Essentials: PCB Configuration

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Der PCB-Editor ist eine rasterbasierte Entwurfsumgebung – Entwurfsobjekte werden auf dem sogenannten Platzierungs- bzw. Fangraster platziert. Es können mehrere Fangraster definiert werden, und diese können bei Bedarf auf einen bestimmten Bereich beschränkt werden. Fangraster sind priorisiert, wobei das Raster mit der höchsten Priorität, das an der aktuellen Position verfügbar ist, automatisch angewendet wird. Fangraster können außerdem auf Komponenten oder Nicht-Komponenten beschränkt werden.

Außerdem können Fanghilfslinien frei platziert werden und bieten eine praktische visuelle Orientierungshilfe für die Ausrichtung von Objekten.

Diese Seite beschreibt, wie Sie Fangraster und Fanghilfslinien in Ihrem PCB-Dokument konfigurieren.

Neben Fangrastern und Fanghilfslinien enthält der PCB-Editor eine Reihe zusätzlicher Fangfunktionen, die Ihnen helfen, Entwurfsobjekte präzise zu positionieren und auszurichten. Zusammen werden diese Funktionen als Unified Cursor-Snap System bezeichnet. Weitere Informationen finden Sie auf der Seite Arbeiten mit dem Cursor-Fangsystem.

Imperiales oder metrisches Raster?

Traditionell wurde das Raster passend zum Anschlussraster der Komponenten und zur Routing-Technologie ausgewählt, die Sie für die Leiterplatte verwenden wollten, d. h. wie breit die Leiterbahnen sein müssen und welcher Abstand zwischen den Leiterbahnen erforderlich ist. Die Grundidee besteht darin, sowohl Leiterbahnen als auch Abstände so breit wie möglich zu halten, um die Fertigungskosten zu senken und die Zuverlässigkeit zu verbessern. Natürlich wird die Auswahl von Leiterbahn/Abstand letztlich dadurch bestimmt, was bei jedem Entwurf erreichbar ist – und das hängt davon ab, wie dicht Komponenten und Routing gepackt werden müssen, damit die Leiterplatte platziert und geroutet werden kann.

Im Laufe der Zeit sind Komponenten und ihre Anschlüsse drastisch kleiner geworden, ebenso wie deren Anschlussabstände. Die Abmessungen der Komponenten und die Abstände ihrer Anschlüsse haben sich von überwiegend imperialen Maßen bei bedrahteten Anschlüssen hin zu häufiger metrischen Maßen bei SMD-Anschlüssen entwickelt. Wenn Sie mit einem neuen Leiterplattenentwurf beginnen, sollten Sie – sofern es keinen triftigen Grund dagegen gibt, etwa den Entwurf einer Ersatzplatine für ein bestehendes (imperiales) Produkt – besser metrisch arbeiten. Warum? Weil die älteren imperialen Komponenten große Anschlüsse mit viel Platz dazwischen haben. Die kleinen SMD-Bauteile hingegen werden mit metrischen Maßen gefertigt – und gerade sie erfordern ein hohes Maß an Genauigkeit, damit das gefertigte/montierte/funktionsfähige Produkt funktioniert und zuverlässig ist. Außerdem kann der PCB-Editor das Routing zu Pins außerhalb des Rasters problemlos handhaben, sodass die Arbeit mit imperialen Komponenten auf einer metrischen Leiterplatte nicht aufwendig ist.

Benutzerdefinierbare Raster

Für den Entwurfsbereich kann eine beliebige Anzahl benutzerdefinierter Raster konfiguriert werden, wobei die gesamte Rasterverwaltung im Bereich Grid Manager des Properties panel erfolgt (zugänglich, wenn derzeit keine Entwurfsobjekte im Entwurfsbereich ausgewählt sind). Verwenden Sie die verfügbaren Steuerelemente, um benutzerdefinierte lokale Raster festzulegen, mit denen Entwurfsobjekte – insbesondere Komponenten – mit höherer Präzision platziert werden können.

Der Bereich Grid Manager des Properties Panels ist die zentrale Stelle zum Definieren und Organisieren der Raster für Ihre Leiterplatte.
Der Bereich Grid Manager des Properties Panels ist die zentrale Stelle zum Definieren und Organisieren der Raster für Ihre Leiterplatte.

Rastertypen

Die Software unterstützt die Erstellung von zwei benutzerdefinierten Rastertypen: Cartesian (traditionelles vertikales/horizontales Raster) und Polar (kreisförmiges Raster).

  • Cartesian Grid – erstellen Sie ein neues Raster dieses Typs mit dem Befehl Add Cartesian Grid (verfügbar über die Schaltfläche , wie zuvor beschrieben). Ein neuer Rastereintrag erscheint in der Liste, zunächst mit dem Standardnamen New Cartesian Grid. Um das Raster zu bearbeiten, doppelklicken Sie auf seinen Eintrag oder wählen Sie den Eintrag aus und klicken Sie auf die Schaltfläche . Das Dialogfeld Cartesian Grid Editor wird geöffnet und zeigt Optionen an, mit denen Sie das Raster definieren können.

    Beispiel einer kartesischen Rasterdefinition mit dem Dialogfeld Cartesian Grid Editor sowie das resultierende Erscheinungsbild im Entwurfsbereich.Beispiel einer kartesischen Rasterdefinition mit dem Dialogfeld Cartesian Grid Editor sowie das resultierende Erscheinungsbild im Entwurfsbereich.

  • Polar Grid - erstellt ein neues Raster dieses Typs mit dem Befehl Add Polar Grid (verfügbar über die Schaltfläche , wie zuvor beschrieben). Ein neuer Rastereintrag erscheint in der Liste, zunächst mit dem Standardnamen New Polar Grid. Um das Raster zu bearbeiten, doppelklicken Sie auf seinen Eintrag oder wählen Sie den Eintrag aus und klicken dann auf die Schaltfläche . Der Dialog Polar Grid Editor wird geöffnet und zeigt Optionen zum Definieren des Rasters an.

    Beispiel einer Definition eines Polarrasters mit dem Dialog Polar Grid Editor und dem resultierenden Erscheinungsbild im Designbereich.Beispiel einer Definition eines Polarrasters mit dem Dialog Polar Grid Editor und dem resultierenden Erscheinungsbild im Designbereich.

Greifen Sie schnell auf den relevanten Editor für ein definiertes Raster im Designbereich zu, indem Sie den Cursor über einen Bereich der Platine bewegen, der dieses Raster verwendet (klicken Sie vor dem Starten des Befehls nicht in den Designbereich), und entweder die Tastenkombination Ctrl+G drücken oder die Tastenkombination  verwenden und dann im nachfolgenden Popup-Menü den Eintrag Grid Properties wählen.

Standard-Fangraster

Für die Platine ist ein Standard-Fangraster definiert, benannt als Global Board Snap Grid. Dieses Raster wird für die Platzierung und Bewegung von Objekten in allen Bereichen der Platine verwendet, die nicht von einem dedizierten lokalen Raster abgedeckt werden. Beachten Sie, dass das Standardraster immer für den gesamten Designbereich gilt, auch wenn es nur über der Platinenkontur angezeigt wird.

Globales Platinen-Fangraster – wird in jedem Bereich der Platine verwendet, in dem kein benutzerdefiniertes lokales Raster definiert wurde.Globales Platinen-Fangraster – wird in jedem Bereich der Platine verwendet, in dem kein benutzerdefiniertes lokales Raster definiert wurde.

Das Standardraster ist ein Raster vom kartesischen Typ. Die Schrittweite und/oder Anzeige des Rasters können geändert werden, das Raster selbst kann jedoch nicht umbenannt, deaktiviert oder gelöscht werden.

Festlegen des Zwecks eines Rasters

Ein lokales Raster kann in verschiedenen Situationen verwendet werden:

  • Nur bei der Platzierung von Nicht-Komponenten-Objekten.
  • Nur bei der Platzierung von Komponentenobjekten.
  • Bei der Platzierung sowohl von Nicht-Komponenten- als auch von Komponentenobjekten.

Die Definition, wie ein Raster verwendet werden kann (sein Zweck oder seine Anwendung), erfolgt über die Optionen Comp und Non Comp , die dem Eintrag dieses Rasters im Bereich Grid Manager des Properties panel zugeordnet sind, gemäß der folgenden Tabelle:

  NON COMP = deaktiviert NON COMP = aktiviert
COMP = Cleared Raster ist nicht sichtbar, wird aber weiterhin gemäß den aktuellen Fangverhalten-Einstellungen angewendet
COMP = Enabled Raster sichtbar und für alle Aktionen mit Nicht-Komponenten-Objekten aktiv Raster ist nur bei Komponentenaktionen sichtbar und aktiv

Raster ist sichtbar und aktiv für Aktionen mit allen Arten von ObjektenCompVerwenden Sie die Optionen Non Comp , um die Anwendung des lokalen Rasters festzulegen.Raster ist sichtbar und aktiv für Aktionen mit allen Arten von ObjektenCompVerwenden Sie die Optionen Non Comp , um die Anwendung des lokalen Rasters festzulegen.

  • Wenn Sie ein Raster nur für Komponenten festlegen (Non Comp-Option deaktiviert, Comp -Option aktiviert), wird das Raster nur angezeigt, wenn eine komponentenbezogene Aktion ausgeführt wird, z. B. das Verschieben einer Komponente.
  • Die Sichtbarkeit des Standard-Fangrasters bestimmt nicht, ob es angewendet wird; dies wird durch die aktuellen Fangraster-Verhaltenseinstellungen gesteuert.

Festlegen der Rasteranzeige

Für jedes benutzerdefinierte Raster, das Sie definieren, sowie für die Global Board Snap Grid, stehen Optionen zur Verfügung, um zu steuern, wie das Raster im Designbereich visuell dargestellt wird. Es können zwei Ebenen definiert werden:

  • Fine - das Feindarstellungsraster wird verwendet, wenn Sie weiter hineingezoomt sind. Die Rastermarkierungen für diese Anzeigeebene folgen direkt den definierten Schrittgrößen des Rasters.
  • Coarse - das optionale Grobdarstellungsraster kommt beim Herauszoomen zum Einsatz. Die Rastermarkierungen für diese Anzeigeebene basieren auf einem angegebenen Vielfachen der definierten Schrittgrößen.

Beispiel eines kartesischen Rasters mit Fein- und Grobdarstellungsrastern im Designbereich. Links: Feindarstellung mit Punkten, Grobdarstellung mit Linien. Rechts: Sowohl Fein- als auch Grobdarstellungsraster mit Linien dargestellt.Beispiel eines kartesischen Rasters mit Fein- und Grobdarstellungsrastern im Designbereich. Links: Feindarstellung mit Punkten, Grobdarstellung mit Linien. Rechts: Sowohl Fein- als auch Grobdarstellungsraster mit Linien dargestellt.

Die individuelle Farbgebung der Rasteranzeige wird beim Bearbeiten eines Rasters im entsprechenden Rastereditor festgelegt (Cartesian Grid Editor dialog oder Polar Grid Editor dialog). Alternativ kann im Bereich Grid Manager des Properties panel schnell eine einzelne festgelegte Farbe für die Fein- und Grobdarstellungsraster zugewiesen werden. Klicken Sie dazu auf das Farbfeld im zugehörigen Feld Color des Rasters und wählen Sie dann die gewünschte Farbe aus der anschließend angezeigten Farbpalette.
Die Farben der Fein- und Grobdarstellungsraster können durch Klicken auf den Link Reset to Default in einem Rastereditor auf eine angegebene Standardfarbe zurückgesetzt werden. Die Standardfarbgebung wird im Bereich General Settings auf der Registerkarte View Options des View Configuration panel festgelegt. Klicken Sie auf das Farbfeld rechts neben der Option Show Grid und wählen Sie dann die gewünschte Farbe aus der angezeigten Farbpalette. Beachten Sie, dass diese einzelne Standardfarbe sowohl für Fein- als auch für Grobdarstellungsraster verwendet wird. Beachten Sie außerdem, dass eine Änderung der Farbe hier nur das Standard-Global Board Snap Grid betrifft. Bereits vorhandene benutzerdefinierte Raster behalten die für sie festgelegten Anzeigefarben bei – sie werden nur dann auf diese neue Farbe zurückgesetzt, wenn der Link Reset to Default verwendet wird.

Verschachtelung und Rasterpriorität

Die lokalen Raster, die Sie im Bereich Grid Manager des Properties panel definieren, können innerhalb des Platinenbereichs frei gestapelt werden. Durch entsprechende Angabe von Ursprungkoordinaten können Raster überlappt werden, wodurch eine verschachtelte Rasterhierarchie entsteht, mit der sich die Platzierung von Designobjekten beim Layouten Ihrer Platine fein abstimmen lässt.

Rasterkonflikte – also an welchem Raster ein Designobjekt in einem überlappenden Rasterstapel einrasten soll – werden mithilfe eines Prioritätssystems aufgelöst. Jedes lokale Platzierungsraster, das Sie erstellen und definieren, erhält eine nummerierte Priorität. Standardmäßig erhält jedes neue Raster die höchste Priorität 1, wobei alle vorhandenen Raster entsprechend in der Priorität nach unten verschoben werden.

Das Global Board Snap Grid ist eine Ausnahme. Da es das Standardraster ist, das in allen Bereichen der Platine verwendet wird, die nicht von definierten benutzerdefinierten Rastern „abgedeckt“ sind, erhält es die Prioritätseinstellung 50 – eine ausreichend niedrige Priorität, um sicherzustellen, dass es die niedrigste „Fangpriorität“ aller definierten Raster hat.

Im Designbereich wird die Priorität durch die Zeichenreihenfolge unterschieden. Das Raster mit der höchsten Priorität (Priorität 1) wird vor allen anderen Rastern gezeichnet, dann das Raster mit Prioritätsstufe 2 und so weiter bis hinunter zum Standard-Global Board Snap Grid, das hinter allen anderen benutzerdefinierten Rastern gezeichnet wird.

Ein Beispiel für drei verschachtelte Polarraster. Das gelbe Polarraster hat die höchste Priorität und erscheint oben. Das rote Polarraster hat die nächsthöhere Priorität und erscheint hinter dem gelben Raster, aber vor dem aquafarbenen Raster. Das Standardraster erscheint hinter all diesen Rastern, da alle benutzerdefinierten Raster ihm in der Priorität vorgehen.Ein Beispiel für drei verschachtelte Polarraster. Das gelbe Polarraster hat die höchste Priorität und erscheint oben. Das rote Polarraster hat die nächsthöhere Priorität und erscheint hinter dem gelben Raster, aber vor dem aquafarbenen Raster. Das Standardraster erscheint hinter all diesen Rastern, da alle benutzerdefinierten Raster ihm in der Priorität vorgehen.

Die Priorität des Global Board Snap Grid kann nicht geändert werden; sie ist fest auf die Priorität 50 eingestellt.

Deaktivieren eines Rasters

Es kann Situationen geben, in denen ein Raster beim Platzieren oder Verschieben eines bestimmten Designobjekts nicht benötigt wird. Anstatt das Raster zu löschen (da es später im selben oder in einem anderen Bereich der Platine möglicherweise erneut benötigt wird), kann es im Designbereich „ausgeblendet“ werden. Dies lässt sich erreichen, indem die dem Raster zugeordneten Attribute Comp und Non Comp im Bereich Grid Manager des Properties panel deaktiviert werden.

Deaktivieren Sie ein lokales Raster, um es effektiv auszublenden und dadurch zu verhindern, dass Objekte daran einrasten. Im Beispiel mit den verschachtelten Rastern wurde das rote Polarraster deaktiviert. Da das Raster nicht gelöscht wurde, können Sie es bei Bedarf erneut aktivieren und verwenden, ohne es neu definieren zu müssen!Deaktivieren Sie ein lokales Raster, um es effektiv auszublenden und dadurch zu verhindern, dass Objekte daran einrasten. Im Beispiel mit den verschachtelten Rastern wurde das rote Polarraster deaktiviert. Da das Raster nicht gelöscht wurde, können Sie es bei Bedarf erneut aktivieren und verwenden, ohne es neu definieren zu müssen!

Das Standard-Global Board Snap Grid ist dauerhaft aktiviert, da dies das Standardraster ist, das verwendet wird, wenn für einen Bereich der Platine kein lokales Raster definiert wurde. Es und alle definierten Raster können jedoch ausgeblendet werden, indem die Option Show Grid im Bereich General Settings auf der Registerkarte View Options des View Configuration panel deaktiviert wird.

Löschen eines Rasters

Benutzerdefinierte Raster können gelöscht werden, indem Sie den entsprechenden Eintrag im Bereich Grid Manager des Properties panel auswählen und dann auf die Schaltfläche  klicken. Sie werden aufgefordert, das Löschen zu bestätigen. Klicken Sie dazu auf Yes.

Beachten Sie, dass das Standard-Global Board Snap Grid nicht gelöscht werden kann.

Fanghilfslinien

Fanghilfslinien sind spezielle Objekte, die manuell genau zu dem Zweck platziert werden, das Einrasten des Cursors auf einer bestimmten Achse oder an einem bestimmten Punkt zu steuern – als Unterstützung bei der Objekt-/Komponentenplatzierung. Sie können auch als visuelle Orientierungshilfe für allgemeine Layout- oder Ausrichtungszwecke dienen. Die folgenden Arten von Fanghilfslinien werden unterstützt:

  • Linear Guide - eine linienförmige Hilfslinie, die horizontal, vertikal oder +/- 45 Grad sein kann.
  • Point Guide - eine punktförmige Hilfslinie, die eine feinere Kontrolle über die Objektplatzierung bietet. Sie ist einfach ein Hotspot, der manuell innerhalb der Grenzen eines definierten Rasters markiert wird.

Für den Designbereich kann eine beliebige Anzahl von Fanghilfslinien definiert werden. Steuerelemente für Platzierung und Verwaltung stehen im Guide ManagerBereich Properties panel zur Verfügung (dieser ist zugänglich, wenn aktuell keine Designobjekte im Designbereich ausgewählt sind). Zwar stehen in diesem Bereich Steuerelemente zum Hinzufügen neuer Fanghilfslinien zur Verfügung (über die Schaltfläche ), es ist jedoch deutlich einfacher, sie direkt im Designbereich visuell hinzuzufügen (über die Schaltfläche ) und sie anschließend nach Bedarf fein abzustimmen.

Snap Guides können auch über Befehle aus dem Untermenü Place » Work Guides platziert werden.

Snap Guides verhalten sich genauso wie das Fangraster. Der Cursor rastet an einer Hilfslinie ein, wenn er beim Verschieben eines Objekts daran vorbeigeführt wird.

Der Guide ManagerBereich des PropertiesPanels ist die zentrale Stelle für die Verwaltung visueller Platzierungshilfen zur Verwendung im Designbereich. Dies sind Beispiele für die verschiedenen verfügbaren Snap Guides, die bei der Objektplatzierung helfen.Der Guide ManagerBereich des PropertiesPanels ist die zentrale Stelle für die Verwaltung visueller Platzierungshilfen zur Verwendung im Designbereich. Dies sind Beispiele für die verschiedenen verfügbaren Snap Guides, die bei der Objektplatzierung helfen.

Während eines interaktiven Vorgangs wie Platzieren oder Verschieben rastet der Cursor an einer platzierten linearen Hilfslinie an dem Punkt ein, an dem diese Hilfslinie ein definiertes Raster schneidet. Mit einer linearen Hilfslinie können Objekte schnell ausgerichtet werden, indem sie gezogen werden, bis sie an der Hilfslinie „einrasten“. Bei einer Punkthilfslinie rastet der Hotspot des verschobenen Objekts an der Hilfslinie ein, sobald er in ihre unmittelbare Nähe kommt.

Eine Punkthilfslinie lässt sich visuell leichter finden, wenn die Rasteranzeige auf Dots eingestellt ist.

Deaktivieren einer Hilfslinie

Es kann vorkommen, dass eine Fanghilfslinie beim Platzieren oder Verschieben eines bestimmten Designobjekts nicht benötigt wird. Anstatt die Hilfslinie zu löschen (da sie später im selben oder in einem anderen Bereich der Leiterplatte erneut benötigt werden könnte), kann sie im Designbereich „ausgeblendet“ werden. Dies lässt sich erreichen, indem das zugehörige Attribut Enabled im Guide ManagerBereich des Properties panel deaktiviert wird.

Deaktivieren Sie eine Fanghilfslinie, um sie effektiv auszublenden und dadurch zu verhindern, dass Objekte an ihr einrasten. In diesem Bild wurden die Hilfslinien +45 und -45 deaktiviert. Da die Hilfslinien nicht gelöscht wurden, können Sie sie bei Bedarf erneut aktivieren und wieder verwenden, ohne sie neu definieren zu müssen!Deaktivieren Sie eine Fanghilfslinie, um sie effektiv auszublenden und dadurch zu verhindern, dass Objekte an ihr einrasten. In diesem Bild wurden die Hilfslinien +45 und -45 deaktiviert. Da die Hilfslinien nicht gelöscht wurden, können Sie sie bei Bedarf erneut aktivieren und wieder verwenden, ohne sie neu definieren zu müssen!

Löschen einer Hilfslinie

Um eine Fanghilfslinie zu löschen, wählen Sie ihren Eintrag im Guide ManagerBereich des Properties panel aus und klicken dann auf die Schaltfläche . Sie werden aufgefordert, das Löschen zu bestätigen. Klicken Sie dazu auf Yes.

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