Über Eagle CAD, Eagle ist ein PCB-CAD-Programm von Autodesk; Es ist eines der vielen beliebten PCB-Design-Tools und ist ein großartiges Werkzeug für Anfänger.
Eagle hat sowohl eine kostenlose Version für Hobbyisten als auch eine leistungsfähigere kostenpflichtige Version für Profis.
Die kostenlose Version hat eine Begrenzung der Anzahl der Ebenen und der maximalen Boardgröße.
In diesem Artikel werden die Techniken behandelt, die erforderlich sind, um Ihren PCB-Designprozess bei der Verwendung von Eagle CAD zu vereinfachen.
1、Hauptherausforderungen bei der Entwicklung von Leiterplatten
1.1 Component Placement Component Placement ist ein wesentlicher Bestandteil jedes PCB-Layouts.
Eine gute Platzierung auf dem Design führt zu geringem Rauschen, einfacherer Verlegung und auch zu einer besseren Platinenmontage und verkürzt die Zeit.
Es ist wichtig, Geräte wie Entkopplungskondensatoren richtig zu platzieren. Eine unsachgemäße Platzierung kann zu Problemen mit der Signalintegrität führen, und das Design funktioniert möglicherweise nicht wie beabsichtigt.
1.2 Routing Routing-Traces ist eine der zeitaufwändigsten und mental anspruchsvollsten Aufgaben.
Die Routing-Leichtigkeit hängt von der Art der verwendeten Komponenten, der Größe der Platine und der Platzierung der Komponenten ab.
Mit der richtigen Komponentenplatzierung wird das Routing viel einfacher.
In einigen Fällen von Leiterplatten mit sehr hoher Dichte ist es möglicherweise nicht möglich, die Platine im Falle einer unsachgemäßen Platzierung der Komponenten vollständig zu routen.
Bild 1: Leiterplatte mit einer großen Anzahl von Leiterbahnen
1.3 Wärmemanagement Bei Platten mit mittlerer und hoher Leistung können die Komponenten eine gute Wärmemenge erzeugen.
Einige der gängigen wärmeerzeugenden Komponenten sind Mosfets, Linearregler, Widerstände und Transformatoren.
Beim Entwerfen einer Leiterplatte ist es wichtig, empfindliche Schaltkreise von wärmeerzeugenden Komponenten fernzuhalten.
Komponenten wie Elektrolytkondensatoren können versagen, wenn sie zu viel Hitze ausgesetzt sind.
1.4 Board Layer Stack Bei der Verwendung eines Multi-Layer-Designs kann es viele verschiedene Optionen für den Layer-Stack geben.
Die Wahl des richtigen ist wichtig und für eine gute Signalintegrität unerlässlich.
Eine detaillierte Anleitung zum Layer-Stack für Eagle CAD finden Sie hier:
https://www.autodesk.com/products/eagle/blog/getting-layer-stack-right-first-time/
2 、 Schematische Richtlinien Um alles organisierter und leichter lesbar zu machen, sollten die folgenden Richtlinien befolgt werden.
1. Eagle unterstützt mehrere Schaltplandateien für ein einzelnes Projekt. Dies bedeutet, dass Sie separate Schaltungsabschnitte in verschiedene Schaltplandateien einfügen können, um die Organisation zu verbessern.
2. Hinzufügen relevanter Text- und Zeichnungsabschnitte für jeden Unterkreis. Es hilft, die Wahrscheinlichkeit von Verwirrung zu reduzieren und ermöglicht es auch einem Dritten, eine Überprüfung einfach durchzuführen.
Bild 2: Eine typische Schaltplanansicht
2.2 Gruppierung von Unterkreisblöcken Eagle CAD hat die Möglichkeit, Gruppen zu erstellen und Objekte als Gruppe zu verschieben. Es ermöglicht einem Benutzer, alle Unterschaltungen in einem Projekt zu gruppieren und einer Gruppe hinzuzufügen.
Wählen Sie beim Platzieren von Komponenten während der PCB-Layoutphase die Gruppe aus, um alle Objekte gleichzeitig zu verschieben und sie zusammen zu platzieren.
Es erleichtert die Platzierung und das Routing.
2.3 Unterschaltung Platzierung Beim Platzieren von Unterschaltungen sollte aus den Komponenten eine Gruppe erstellt werden.
Ordnen Sie diese Komponenten dann so an, dass
1. Sie nehmen die geringste Fläche auf einem Brett ein
2. Die Platzierung ist so, dass alle Spuren kurz und gerade sind.
3. Vermeiden Sie den Wechsel der Schichten während des Routings und minimieren Sie Durchgänge.
2.4 Routing-Richtlinien Da routing die zeitaufwendigste und anspruchsvollste Aufgabe ist, muss es effizient durchgeführt werden.
Befolgen Sie beim Routing die folgenden Regeln:
1. Spuren zwischen Komponenten müssen so kurz wie möglich sein.
2. Vermeiden Sie die Verwendung von Vias, wo immer dies möglich ist.
3. Führen Sie Ablaufverfolgungen auf mehreren Ebenen senkrecht zueinander aus. Wenn Ihre Unteren Ebenenspuren von links nach rechts verlaufen, sollte die oberste Ebene idealerweise von oben nach unten verlaufen.
4. Es gibt eine feste Grundplatte entweder über oder unter beliebigen Signalschichten mit kontrollierten Impedanzspuren.
Eagle hat keinen eingebauten Impedanzrechner, daher müssen Sie ein 3rd-Party-Tool verwenden. Nach der Berechnung der Parameter können Regeln zusammen mit Netzklassen für kontrollierte Impedanzspuren eingerichtet werden.
3、Erweiterte Richtlinien und Funktionen
3.1 Designregeln Eagle ermöglicht es Benutzern, bestimmte Designregeln einzurichten. Es hilft sicherzustellen, dass alle Funktionen auf einer Leiterplatte herstellbar und spezifikationshalber sind.
Entwurfsregeln enthalten in der Regel die folgenden Definitionen:
1. Spurbreiten und -abstände
2. Über Durchmesser und Lochgrößen
3. Bauteil- und Siebdruckabstände
4. Spezifische Einstellungen für differentialpaarimpedanzgesteuerte Leiterbahnen.
Das Einrichten dieser Regeln kann einige Zeit in Anspruch nehmen, spart aber viel Designzeit, insbesondere auf großen Boards.
3.2 Ebenensätze Ein mächtiges Werkzeug in Eagle ist die Möglichkeit, bestimmte Ebenen zu gruppieren und ein- oder auszublenden. Es macht das Routing viel einfacher, da nur die relevanten Signalschichten aktiviert und alles andere ausgeblendet werden kann.
Dieser Prozess ist auch besonders nützlich, wenn Sie den letzten Schliff machen, z. B. Siebdruckkunst und Logos.
Der untenstehende Link gibt detaillierte Informationen über alle verfügbaren Layer und deren Funktionen in Eagle.
3.3 Design Rule Checker Einer der letzten Schritte, die jede Leiterplatte durchlaufen muss, bevor die Designphase abgeschlossen ist, ist die Designregelprüfung oder DRC.
Der Design-Regel-Checker in Eagle überprüft alle Funktionen auf dem Board und hebt alle Probleme hervor, auf die er stößt.
Die wichtigsten Dinge, die ein DRC überprüfen wird, sind die folgenden:
1. Kurzschlüsse
2. Nicht verbundene Ablaufverfolgungen
3. Bauteilabstände
Im folgenden Video wird ausführlich erläutert, wie Sie den Eagle Design Rule Checker verwenden.
https://www.youtube.com/watch?v=FJeAfN_vBYo
4、Den Designprozess beschleunigen
4.1 Blockdiagramme Es ist einer der primären Prozesse, die übersprungen wurden.
Bevor der eigentliche Schaltplan erstellt wird, muss ein Blockdiagramm in einem Schaltplanblatt vorhanden sein, das die grundlegende Funktionalität der Schaltung erklärt.
Eagle ermöglicht es Benutzern, dies zu tun, indem sie die Zeichenwerkzeuge verwenden, um Blöcke zu erstellen und Text hinzuzufügen.
Ein Blockdiagramm des Designs ist besonders wichtig, wenn das Design von einer anderen Person überprüft oder bearbeitet wird.
4.2 Autorouting Eagle enthält einen Autorouter. Ein Autorouter zeichnet und leitet Traces automatisch gemäß den angegebenen Regeln weiter.
Während ein Autorouter nicht das Beste ist, was in komplexen Designs verwendet werden kann, funktioniert er gut mit einfachen Boards. Boards mit wenigen Komponenten sind ein Anwendungsfall eines Autorouters.
Autorouting spart viel Zeit und ist eine gute Option für Anfänger, die einfache Boards wünschen.
Ein weiterer Tipp ist, einen kleinen Teil des Boards automatisch zu routen, der über einfache Verbindungen verfügt.
Bild 3: Adler CAD
4.3 Automatisches Fanout von Paketen mit hoher Pinanzahl Bestimmte Pakete wie BGAs können schwer zu routen oder „fanout“ sein.
Eagle enthält spezielle Werkzeuge zum Auffächern von BGA-Pads. Eine davon ist die BGA-Autoroute.
Mit der richtigen Einrichtung der Konstruktionsregel kann der BGA Autorouter viel Zeit sparen. Es ist sehr hilfreich bei großen Designs mit vielen Paketen mit hoher Pin-Anzahl.
Bild 4: Ein Footprint für ein BGA-Gehäuse
Erweiterte Board-Funktionen OurPCB bietet Boards von einfachen zweilagigen bis hin zu viel komplexeren Mehrschicht-Boards.
OurPCB ist auch in der Lage, Leiterbahn- und Linienbreiten bis zu 3 meilen und Impedanzregelung und Rigid-Flex-Boards zu erreichen.
Wir haben auch einen beschleunigten Service, bei dem Ihr Board innerhalb von 24-48 Stunden hergestellt wird.
Die vollständigen technischen Möglichkeiten finden Sie unter https://www.ourpcb.com/capabilities.
Hochauflösender Siebdruck OurPCB bietet auch die Herstellung von Platten mit mehreren Leiterplatten an, der Kunde kann sein Plattendesign bereitstellen und wir fertigen. Es ist perfekt für große Mengen Bretter.
Online-Angebotssystem Schließlich verfügt OurPCB auch über ein Online-Angebotssystem, das automatisch den Preis Ihrer Leiterplatte berechnet, nachdem Sie Ihre Gerber-Dateien hochgeladen und die erforderlichen Daten eingegeben haben.
Sie können Ihre Gerber-Dateien von Eagle direkt auf OurPCB exportieren, um ein sofortiges Angebot zu erhalten.
Dies führt zu einer sehr schnellen Auftragsgenerierungszeit und bewirkt, dass Ihr Board in kürzester Zeit hergestellt wird.
Bild 5: Hochauflösender Siebdruck
6、Fazit
Eagle CAD ist ein großartiges Werkzeug für die Konstruktion von Leiterplatten. Es ist sowohl für Anfänger als auch für Profis gut.
Eagle enthält viele Funktionen, die den Designprozess einfacher und schneller machen.
OurPCB unterstützt Gerber-Dateien, die direkt aus Eagle exportiert werden, und kann Ihnen helfen, Ihr Design in ein echtes Arbeitsbrett zu verwandeln.
