面對不斷來自客戶和競爭對手的壓力,
PCB設(shè)計人員必須及時做出產(chǎn)品。在步調(diào)如此快速的環(huán)境中,產(chǎn)品規(guī)劃與實作極為重要,實作問題必須積極處理,不過許多公司通常不重視,甚至忽略規(guī)劃階段的許多步驟。
規(guī)劃階段的一個重要步驟就是設(shè)計的建立和驗證,電子與印刷電路板(PCB)電腦模擬,是設(shè)計驗證的重要部份。IC 廠商推出各種工具可供模擬之用,IC 廠商開發(fā)許多能夠因應(yīng) PCB設(shè)計人員需求的工具,協(xié)助客戶積極達(dá)成目標(biāo),這些工具包括類比電路、數(shù)位電路及電路板設(shè)計工具。
一些設(shè)計工具可用以研判高難度配置的電路拓樸,例如類比開關(guān)電源供應(yīng)或類比濾波器設(shè)計,并提供重要的電路效能規(guī)格。例如德州儀器(TI) SwitcherPro 的電源供應(yīng)設(shè)計工具線上版本 ,或下載版本可用以建立所需的電源供應(yīng)電路 (圖一)。
圖一 電源供應(yīng)設(shè)計工具提供整體設(shè)計的輔助元件 (1)
電源供應(yīng)設(shè)計工具讓使用者以所需的規(guī)格,和適當(dāng)?shù)?IC 零件編號,開始建立自己的設(shè)計,這些工具也可整體分析已完成電路板的最低與最高效能,以及低耗損元件的效應(yīng)、接點溫度上限、電路效率及電路回路穩(wěn)定性。由于 PCB設(shè)計人員采用實驗用電路板,因此大多數(shù)電源供應(yīng)設(shè)計軟件均提供材料表 (BOM) 與配置建議。類比濾波器設(shè)計軟件也有助于 PCB設(shè)計人員進(jìn)行作業(yè),在一些類比 IC 制造商的網(wǎng)站可以找到這類軟件的版本,例如,TI 提供 FilterPro 類比濾波器設(shè)計程式,這些工具能夠?qū)⒎睆?fù)的濾波器計算工作交由電腦處理。
濾波器設(shè)計軟件套件通??梢栽O(shè)計部份或全部的低通 (low pass)、高通 (high pass)、帶通 (band pass)、帶阻 (陷波,band stop/notch) 及全通 (all pass) 濾波器,而且可定義濾波器規(guī)格與回應(yīng)類型,一旦決定這些變數(shù),軟件就能夠提供完整的電路,包括輔助元件。
手動或透過設(shè)計軟件建立設(shè)計之后,即可運用 SPICE 模擬器進(jìn)行驗證和調(diào)整。德州儀器 TINA-TITM (1)的 SPICE 模擬器,可協(xié)助設(shè)計和評估多個子電路在應(yīng)用中的效能 (圖一)。圖二 顯示需要找出兩個濾波器增益在整個頻率的差異。
圖二 SPICE 模擬比較兩個低通濾波器電路的頻率效能
類比電路 SPICE 巨集模型庫、I/O 緩沖資訊規(guī)格 (IBIS) 及結(jié)合掃描描述語言 (BSDL)模型都可用于數(shù)位模擬,大多數(shù) IC 制造商的網(wǎng)站都提供所有這些類型的模型,而且有各種計算工具可以下載。
概括來說,PCB設(shè)計人員可以運用許多工具,順利完成設(shè)計規(guī)劃和建立程序。雖然這些工具提供的數(shù)據(jù)無法免除實驗用電路板階段的進(jìn)行,不過可以提供確實可行的合格解決方案,最終達(dá)到縮短上市時程的效果。
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