面对不断来自客户和竞争对手的压力,
PCB设计人员必须及时做出产品。在步调如此快速的环境中,产品规划与实作极为重要,实作问题必须积极处理,不过许多公司通常不重视,甚至忽略规划阶段的许多步骤。
规划阶段的一个重要步骤就是设计的建立和验证,电子与印刷电路板(PCB)电脑模拟,是设计验证的重要部份。IC 厂商推出各种工具可供模拟之用,IC 厂商开发许多能够因应 PCB设计人员需求的工具,协助客户积极达成目标,这些工具包括类比电路、数位电路及电路板设计工具。
一些设计工具可用以研判高难度配置的电路拓朴,例如类比开关电源供应或类比滤波器设计,并提供重要的电路效能规格。例如德州仪器(TI) SwitcherPro 的电源供应设计工具线上版本 ,或下载版本可用以建立所需的电源供应电路 (图一)。
图一 电源供应设计工具提供整体设计的辅助元件 (1)
电源供应设计工具让使用者以所需的规格,和适当的 IC 零件编号,开始建立自己的设计,这些工具也可整体分析已完成电路板的最低与最高效能,以及低耗损元件的效应、接点温度上限、电路效率及电路回路稳定性。由于 PCB设计人员采用实验用电路板,因此大多数电源供应设计软件均提供材料表 (BOM) 与配置建议。类比滤波器设计软件也有助于 PCB设计人员进行作业,在一些类比 IC 制造商的网站可以找到这类软件的版本,例如,TI 提供 FilterPro 类比滤波器设计程式,这些工具能够将繁复的滤波器计算工作交由电脑处理。
滤波器设计软件套件通常可以设计部份或全部的低通 (low pass)、高通 (high pass)、带通 (band pass)、带阻 (陷波,band stop/notch) 及全通 (all pass) 滤波器,而且可定义滤波器规格与回应类型,一旦决定这些变数,软件就能够提供完整的电路,包括辅助元件。
手动或透过设计软件建立设计之后,即可运用 SPICE 模拟器进行验证和调整。德州仪器 TINA-TITM (1)的 SPICE 模拟器,可协助设计和评估多个子电路在应用中的效能 (图一)。图二 显示需要找出两个滤波器增益在整个频率的差异。
图二 SPICE 模拟比较两个低通滤波器电路的频率效能
类比电路 SPICE 巨集模型库、I/O 缓冲资讯规格 (IBIS) 及结合扫描描述语言 (BSDL)模型都可用于数位模拟,大多数 IC 制造商的网站都提供所有这些类型的模型,而且有各种计算工具可以下载。
概括来说,PCB设计人员可以运用许多工具,顺利完成设计规划和建立程序。虽然这些工具提供的数据无法免除实验用电路板阶段的进行,不过可以提供确实可行的合格解决方案,最终达到缩短上市时程的效果。
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