Erstellung einer Zeichnung eines Schaltplans in CAD "P-CAD 2006 SP2"

Elektrische Diagramme sind nicht maßstabsgetreu gezeichnet. Die tatsächliche Anordnung der Komponenten auf dem Verdrahtungs- und Schaltfeld wird beim Zeichnen von Stromkreisen nicht berücksichtigt. Die ausgewählte Größe des Blattformats, auf dem die Zeichnung der Schaltung angezeigt wird, sollte beim Lesen der Details der Schaltung für Kompaktheit und Klarheit sorgen.

Das elektrische Diagramm zeigt die Symbole der Komponenten, die elektrischen Verbindungen zwischen ihnen, Textinformationen, Tabellen, alphanumerische Bezeichnungen und Hauptbeschriftungen im Diagrammformat.

Linien für alle Schemata eines Projekts werden mit einer Dicke von 0,2 bis 1 mm erstellt. Verbindungen und Komponentensymbole werden mit Linien gleicher Dicke hergestellt. Bündel (gewöhnliche Reifen) werden mit verdickten Linien gezeichnet. Jede Verbindung, die mit dem Kabelbaum verbunden ist, ist mit einer Nummer oder einem eigenen Namen gekennzeichnet und muss im rechten Winkel oder in einem Winkel von 45 ° angeschlossen werden.

Nachdem Sie die Konfiguration des grafischen P-CAD-Schaltplaneditors konfiguriert haben und die Bibliothek alle Symbole der Komponenten enthält, die im angegebenen Stromkreis enthalten sind (aktuelles Projekt), können Sie mit dem Erstellen des letzteren beginnen. Die Reihenfolge der Aktionen ist wie folgt:

Laden Sie das Grafikeditor-P-CAD-Schema herunter.

Editor konfigurieren ... Klicken Sie beim Konfigurieren auf die Schaltfläche EditTitleSheets und dann im Begrüßungsbildschirm Titel im Bereich TitleBlock auf die Schaltfläche Auswählen, wählen Sie die Datei mit dem fertigen Format aus und klicken Sie auf die Schaltfläche Öffnen. Schließen Sie alle vorherigen Fenster. Auf dem Bildschirm wird ein Bild des Formats mit Feldern angezeigt.

Führen Sie den Befehl aus, um die Informationen zum Projekt File / DesignInfo / Fields einzugeben, markieren Sie dann nacheinander die erforderlichen Zeilen, klicken Sie auf die Schaltfläche Eigenschaften und füllen Sie das Wertfenster mit dem erforderlichen Text im Begrüßungsbildschirm von FieldProperties. Drücken Sie nach Eingabe jeder Datenkategorie die Taste OK. Daten, die beim Bearbeiten eines Schemas eingegeben wurden:

Die Liste der Daten kann erweitert (Schaltfläche Hinzufügen) oder gekürzt (Schaltfläche Löschen) werden.

Aktuelle Daten, die regelmäßig aktualisiert werden:

Aktuelles Datum - das aktuelle Datum;

Aktuelle Zeit - aktuelle Zeit;

Dateiname - Dateiname;

Anzahl der Blätter - die Anzahl der Blätter für das Projekt;

Blattnummer - Die Nummer des aktuellen Blattes.

Lassen Sie uns den Befehl Place / Field ausführen. Als Ergebnis wird ein gleichnamiges Dialogfeld geöffnet, in dem wir den Namen des Titelinformationsfelds (Name der Zeichnung) auswählen und auf OK klicken. Setzen Sie dann den Cursor in das gewünschte Formatfeld (das Feld muss ausreichend skaliert sein) und klicken Sie mit der Maus. Ein Text mit dem Namen des Projekts oder des aktuellen Blattes wird angezeigt, wenn der Name zuvor mit dem Befehl Optionen / Blätter eingegeben wurde.

Gegenwärtig werden bei der Konstruktion von Schaltschränken, Schalttafeln, Konsolen zunehmend Werkzeuge zur Konstruktionsautomatisierung verwendet. Dies ist darauf zurückzuführen, dass neben dem kreativen Engineering-Teil des Projekts, der mit der Entwicklung von Schaltplänen und der Anordnung von Geräten auf einer Metallstruktur verbunden ist, immer eine große Menge an Routinearbeiten an der Vorbereitung von Verdrahtungs- und Schaltkreisen erforderlich ist.

Konskönnen die Produktivität und Qualität des Projekts erheblich steigern, indem sie dem Konstrukteur praktische Tools zur Entwicklung von Dokumentationen für schematische Diagramme und zur fast automatischen Erstellung von Installationsdokumenten zur Verfügung stellen.

Im Folgenden betrachten wir die Verwendung eines computergestützten Entwurfssystems für sekundäre Schaltkreise elektrischer Anlagen (CAD CVC) zur Erstellung einer Entwurfsdokumentation für den Entwurf elektrischer Geräte.

Dieses System wird in einer Reihe von Organisationen für Energiedesign und in Fabriken eingesetzt, die Plattenprodukte herstellen.

Unter Entwurfsautomatisierung wird häufig nur das Zeichnen von Schaltplänen und Schaltplänen in der Umgebung eines universellen Grafikeditors verstanden (am häufigsten ist AvtoKad). Die Verwendung eines Computers nur als automatisiertes Zeichenbrett für die Erstellung einzelner Zeichnungen hat jedoch wenig Wirkung.

Eine signifikante Steigerung der Produktivität kann durch die Verwendung spezialisierter CAD-Systeme erreicht werden, die zur Automatisierung des Entwurfs elektrischer Geräte in verschiedenen Branchen (Maschinenbau, Automobil- oder Luftfahrtindustrie usw.) entwickelt wurden.

Beispiele für solche Systeme auf dem russischen Markt: ElectriCS (Consistent Software), Cschematic® Elautomation, CADElectro (NPP TECHNIKON), E.CADdy (POINT Company), SAPR-ALFA (Firma SAPR-ALFA LLC), EPLAN (ThermoCool Unternehmensgruppe).

Die Grundlage solcher computergestützter Entwurfssysteme sind: eine Bibliothek herkömmlicher grafischer Bezeichnungen von Schaltungselementen, grafisch-textuelle Datenbanken elektrischer Geräte, Bibliotheken von Drähten, Kabeln, Drahtspitzen; Ein Projektmanagementsystem, das eine einfache und logische Abfolge von Entwurfsphasen bietet, die Zeit für das Abrufen von Ausgabedokumenten verkürzt und die systematische Speicherung von Informationen mit schnellem Zugriff auf Dokumente ermöglicht.

Die Anfangsdaten für den Entwurf elektrischer Geräte in den betrachteten elektrischen Entwurfssystemen sind ein Schaltplan. Die Schaltung wird unter Verwendung einer grafischen Bibliothek herkömmlicher grafischer Symbole für Elemente von schematischen Diagrammen gebildet. Das Projektmanagementsystem präsentiert ein schematisches elektrisches Diagramm in tabellarischer Form, wonach die erforderlichen Anfangsdaten an die Entwurfsverfahren übertragen werden, die direkt die Entwurfsautomatisierung durchführen.

Eine Reihe von Systemen wird als spezialisierte Add-Ons über universelle Grafikeditoren implementiert. Beispielsweise arbeiten ElectriCS und CADElectro mit AutoCad zusammen. E 3 .CADdy- mit Grafikeditor CADdy.

CAD CIC ist ein problemorientiertes Add-On über das AutoCad-Grafiksystem.

CAD TsVK dient zur automatisierten Erstellung von Dokumentationen für den Stromkreis elektrischer Anlagen (Kraftwerke und andere elektrische Geräte).

Obwohl bei der Implementierung einer Reihe von Entwurfsverfahren die Branchenspezifikationen berücksichtigt werden, basieren CAD-Systeme auf universellen Mitteln zur Automatisierung des elektrischen Entwurfs.

CAD CVK bietet die Vorbereitung der folgenden Dokumente:

vollständige schematische Diagramme von Sekundärkreisen mit Ausrüstungslisten;
anschlusspläne;
kabelmagazine;
schematische Schaltpläne von Niederspannungs-Komplettgeräten (NKU) - Paneele, Schränke, Kästen;
allgemeine Ansichten;
reihen von Klammern;
schaltpläne von Niederspannungsschaltanlagen;
schaltpläne von Reihen von LVL-Klemmen.

Alle Dokumente werden gemäß ESKD ausgeführt. Beispiele für Zeichnungen sind in den Abbildungen dargestellt. Wie bereits erwähnt, ist das Hauptdokument das elektrische Schaltbild (Abb. 1).

Die Schaltung besteht aus Standardelementen (Spulen, Schalter, Mikroprozessorwerkzeuge und andere). Das gewünschte Element wird aus einem speziellen Menü ausgewählt. dann wird seine Position auf der Zeichnung angezeigt, die Referenzbezeichnung und die Klemmennummern werden eingestellt.

Elemente werden durch Drähte verbunden, für die die Kennzeichnung festgelegt ist.

Es ist möglich, ein Diagramm mit Makroblöcken zu zeichnen, die vorgefertigte Diagrammfragmente enthalten.

Die Liste der Geräte wird mithilfe einer Datenbank erstellt.

Das vorbereitete vollständige Diagramm besteht nicht nur aus einer Reihe von Zeichnungen, sondern enthält auch Informationen zu den Verbindungen aller Elemente. Die Ausstattungsliste ist mit Daten zu den Servicebereichen der Fahrzeuge verknüpft. Auf diese Weise können Sie andere Dokumente erstellen.

Beim Entwerfen einer MONTAGE wird nach der Erstellung des schematischen Diagramms die Metallstruktur ausgewählt und die Vorrichtung zusammengebaut (die Abmessungen der Vorrichtung werden in der Projektdatenbank gespeichert und die Konturen der Vorrichtung werden automatisch in die Zeichnung eingegeben), um eine allgemeine Ansicht der MONTAGE zu bilden (Fig. 2).

Entsprechend dem Diagramm und der Gesamtansicht bildet das Programm Klammerreihen (Abb. 3), die bei Bedarf korrigiert werden können.

Der Schaltplan wird automatisch ausgegeben (Abb. 4).

Ein wichtiges Merkmal von CAD CVC sollte beachtet werden. Die meisten bekannten elektrischen CAD-Systeme erstellen die Installationsdokumentation nur in tabellarischer Form. Da viele Schalttafelfabriken es jedoch vorziehen, für die Installation von Geräten mit einem herkömmlichen Grafikbild zu arbeiten, können Sie mit dem CAD des CVC zusammen mit der Tabelle eine Zeichnung des Schaltplans erhalten.

Ein wichtiges Merkmal bei der Verwendung von CAD ist die Steigerung der Arbeitsproduktivität nicht nur bei der Entwicklung neuer Geräte, sondern auch bei der Modernisierung bestehender Projekte.

Da das Haupteingabedokument ein schematisches Diagramm ist und andere Zeichnungen automatisch generiert werden, reicht es aus, Änderungen an der Schaltung vorzunehmen (Schaltungen hinzufügen oder entfernen, Kennzeichnung ändern), wenn Sie die Dokumentation für ein neues Gerät gemäß einem Prototyp freigeben.

Der Rest der Dokumente wird automatisch korrigiert.

Referenzliste:

1. Bryzgalov Yu.N., Trofimov A.V. Automatisierte Erstellung und Pflege der Dokumentation für die Sekundärkreise elektrischer Anlagen. - Kraftwerke, 1997, Nr. 4.

Methodische Anweisungen

Leiterplattendesign mit

P-CAD und AutoCad.

Für Kursarbeit und Diplomgestaltung.

Anmerkung.

Die methodischen Richtlinien berücksichtigen die Hauptprobleme bei der computergestützten Konstruktion von Leiterplatten für elektronische Geräte, einschließlich der Erstellung von Konstruktionsdokumentationen gemäß ESKD-Standards. Als Automatisierungswerkzeuge wurden P-CAD- und AutoCad-Softwarepakete verwendet.

Methodische Anweisungen sind für die Durchführung von Kursprojekten für die Spezialgebiete 210201 "Fundamentals of ES Design" und 230104 "Automation of Design and Technology Design" sowie für das Diplomdesign in den angegebenen Fachgebieten vorgesehen.

Einführung.

Wie Sie wissen, ist das Design eines modernen elektronischen Geräts (ES) in Form eines hierarchischen mehrstufigen Prozesses mit Rückgabevorgängen organisiert. Da die Grundlage für das Design des ES eine Leiterplatte (PCB) ist, sind der Entwicklungsprozess der PCB und ihr Ergebnis in Form einer Designdokumentation (CD) eine der Hauptkomponenten der Tätigkeit des ES-Designers.

Die dringende Notwendigkeit, einerseits die Effizienz des Designdesigns zu verbessern und andererseits die rasche Entwicklung von Inforzu fördern, hat zu der Möglichkeit geführt, die wirtschaftlichen und zeitlichen Kosten durch den Einsatz neuer Informationstechnologien für das Design drastisch zu senken.

Im Zusammenhang mit dem Einsatz moderner Technologien für das Design von ES wird der Prozess in Form der folgenden Schritte dargestellt.

Das erste ist die Zuordnung des ES-Schaltplans zum Entwurfssystem. In diesem Fall werden das P-CAD-System, sein schematischer Grafikeditor und die Elementbibliotheken.lib verwendet.

Die nächste Stufe sind normalerweise die Maßnahmen zur Überprüfung (Analyse der Einhaltung) des erhaltenen Schemas, die für den Auftrag erforderlich sind (diese Stufe wird in dieser Bildungsarbeit nicht berücksichtigt).

Darauf folgen zwei eng miteinander verbundene Phasen - die Anordnung (Platzierung) der Komponenten auf der Leiterplatte und die Anordnung (Verlegung) der elektrischen Verbindungen gemäß dem schematischen Diagramm. Es sind diese Aktionen, die im "manuellen" Design vor der Einführung der Automatisierung von Aktionen am zeitaufwändigsten sind.

In diesem Tutorial wird das bereits erwähnte P-CAD-PCB-Paket verwendet, um solche Probleme zu lösen.

Die letzte Entwurfsphase ist die Erstellung eines Entwurfsdokuments in Form von zwei Zeichnungen:

Detailzeichnung (gedruckte Station);

Montagezeichnung von PP mit der entsprechenden Spezifikation.

Die Erfahrung zeigt, dass für diese Zwecke unterschiedliche Softwarepakete verwendet werden können. In den meisten Fällen verwenden die Schüler das zuvor untersuchte AutoCad-Paket. Daher berücksichtigen die methodischen Anweisungen die Erstellung von Dokumenten, die den Standards ESKD und STP MGUPI 2068752-5-06 im AutoCad-System entsprechen.

Darüber hinaus können die P-CAD- und AutoCad-Komplexe informativ kombiniert werden, da die Beschreibung des Konstruktionsergebnisses von P-CAD in das AutoCad-System exportiert werden kann.

Ferner werden in den methodischen Anweisungen die wichtigsten Informationen über die Schaltkreise elektrischer grundlegender elektronischer Mittel, die Leiterplattenzeichnung, die Montagezeichnung der Leiterplatte und die Entwicklungsstufen unter Verwendung der angegebenen Softwarekomponenten angegeben.

1. Erstellung eines schematischen Diagramms im p-cad 2004 Schematischer Grafikeditor

Zur Darstellung von Informationen über ein elektronisches Gerät werden verschiedene Beschreibungen in Form von Diagrammen verwendet: ein elektrisches Strukturdiagramm, ein elektrisches Funktionsdiagramm, ein Anschlussdiagramm usw.

In diesem Fall wird die Entwicklung eines elektrischen Schaltplans als die am vollständigsten beschreibende ES angesehen.

1.1. Schaltplan.

Ein wichtiger Schritt beim Entwurf eines ES besteht darin, ein Gerätediagramm zu erhalten.

Grundlegendes elektrisches Diagramm definiert die vollständige Zusammensetzung der Elemente und die Verbindung zwischen ihnen, gibt eine detaillierte Vorstellung von den Funktionsprinzipien des Produkts und der Möglichkeit, die darin enthaltenen elektrischen Prozesse zu steuern.

Bei der Erstellung eines Systems gemäß den ESKD-Standards müssen bestimmte Regeln und Empfehlungen berücksichtigt werden. Einige von ihnen sind unten dargestellt.

Als Beispiel erstellen wir anhand des vorhandenen Schaltplans eine Stabilisierungsschaltung:

Die Elemente der Schaltungen werden durch herkömmliche grafische Symbole dargestellt, die durch die ESKD-Standards festgelegt sind.

Es wird empfohlen, die Eigenschaften der Eingangs- und Ausgangsschaltungen sowie die Adressen ihrer externen Verbindungen in Tabellen festzuhalten. Tabellen werden anstelle herkömmlicher grafischer Bezeichnungen von Eingabe- und Ausgabeelementen platziert - Anschlüsse, Platinen usw.

Allen im Diagramm gezeigten Elementen des Produkts werden Referenzbezeichnungen zugewiesen, die Informationen über den Elementtyp und seine Seriennummer innerhalb dieses Typs enthalten. Die Positionsbezeichnung besteht normalerweise aus drei Teilen, die eine unabhängige semantische Bedeutung haben:

geben Sie im ersten Teil den Elementtyp an (z. B. R-Widerstand, C-Kondensator usw.).

im zweiten - die Ordnungszahl des Elements innerhalb des gegebenen Typs (zum Beispiel: R1, R2,…, C1, C2);

im dritten Teil darf der entsprechende Funktionszweck in Form eines alphabetischen Codes angegeben werden (zum Beispiel: C1I - Integrieren).

Seriennummern werden normalerweise von oben nach unten und von links nach rechts vergeben.

Positionsbezeichnungen sind neben der herkömmlichen grafischen Bezeichnung von Elementen auf der rechten Seite oder darüber angebracht.

Alle Informationen zu den Elementen, aus denen das elektronische Gerät besteht und die im Diagramm dargestellt sind, werden in aufgezeichnet liste der Elemente , die auf dem ersten Blatt des Diagramms platziert oder als unabhängige CD ausgeführt wird.

Die folgenden Daten sind in den Spalten der Liste angegeben:

artikelreferenzbezeichnung;

den Namen des Elements gemäß den Dokumenten, auf deren Grundlage dieses Element angewendet wird;

technische Daten des Elements, die nicht in seinem Namen enthalten sind.

Das Element wird in der Liste in Gruppen in alphabetischer Reihenfolge der Buchstabenbezeichner aufgezeichnet.

1.2. Grundlegende Verfahren zum Erstellen eines Stromkreises in Schaltplan p-cad.

Wenden wir uns nun der Beschreibung des Prozesses zur Erstellung eines schematischen Diagramms eines elektrischen schematischen elektronischen Geräts unter Verwendung des P-CAD-Schemas zu.

Das Schema wird mit Maus und Tastatur auf dem Arbeitsbereich (Blatt) zusammengestellt.

Beim Erstellen und Bearbeiten von Schaltkreisen werden die folgenden Vorgänge ausgeführt:

auswahl einer Komponente aus der entsprechenden Bibliothek;

auswahl eines Objekts;

ein Objekt bewegen;

kopieren;

objekte löschen;

verbinden von Schaltungskomponenten mit Leitern;

festlegen der Komponentenkennzeichnung usw.

Weitere Aktionen werden als eine Reihe von Verfahren beschrieben.

1) Öffnen Sie das Programm P.- CAD 2004 Schemaaus dem "Start" -Menü oder unter C.:\ ProgrammDateien\ P.- CAD 2004 Versuch\ Sch. exe:

2) Richten Sie die Parameter des Arbeitsblatts ein (Rasterschritt und Arbeitsblattgröße):

Blattgröße einstellen: Optionen konfigurieren…  Im Abschnitt Arbeitsbereichsgröße wird die Benutzermarkierung und die Größe des Arbeitsbereichs festgelegt. A4-Abmessungen sind beispielsweise Breite: 297 mm und Höhe: 210 mm. Der Übergang zu mm erfolgt im selben Menü im Bereich Einheiten. Weiter Ok.

Netzgrößen einstellen: Optionen Gitter…  In der Zeile Rasterabstand wird der Rasterabstand auf 1,25 festgelegt und durch Klicken auf die Schaltfläche Hinzufügen hinzugefügt. Weiter Ok.

Bevor Sie ein schematisches Element zeichnen, müssen Sie der Bibliotheksbasis eine Bibliothek mit diesem Element hinzufügen. Bibliothek→ installieren... Dann fahren wir direkt mit der Implementierung des gegebenen Schaltplans fort. Bibliotheken mit den erforderlichen Elementen befinden sich im Ordner:

« ProgrammDateien\ P.- CAD 2004 Versuch\ Lib\\ Bibliotheken für Labor-Haupt "

Diese Bibliotheken enthalten die meisten für den Schaltplan erforderlichen Elemente. Wenn die Bibliotheken keine Elemente enthalten, sollten sie in zusätzlichen Bibliotheken in gesucht werden "Programmdateien \\ P-CAD 2004-Testversion \\ Lib \\ Andere Bibliotheken"... Bibliotheken finden Sie auch im Internet (Bibliotheken für P-Cad mit der Bibliothekserweiterung .lib)

3) Um ein Element in das Arbeitsblatt einzufügen, müssen Sie auf klicken Platz teil oder klicken Sie auf das im Bild hervorgehobene Symbol:

Drücken Sie die Taste, um zu sehen, wie das Element in der Zeichnung aussehen wird “ Durchsuche>>”

Auf dem Feld " Bibliothek”Wählen Sie die gewünschte Bibliothek aus.

Wählen Sie das gewünschte Element aus der Liste der Bibliothekskomponenten aus und klicken Sie auf „ OK”Und platzieren Sie das Element, indem Sie mit der linken Maustaste auf das Arbeitsblatt klicken:

Ein Element kann umgedreht werden, indem Sie es auswählen und drücken “ R.” ... Verwenden Sie den Schlüssel, um ein Element zu spiegeln “ F.” .

4) Um die Elemente miteinander zu verbinden, müssen Sie drücken Platz draht

Im Stabilisatordiagramm (Beispiel auf Seite 5) müssen Sie:

laden Sie die Bibliothek "k140.lib" für den Mikrokreis DA1 KR140UD60V herunter: PROGRAMMDATEIEN \\ P-CAD 2004 TRIAL \\ LIB \\ BIBLIOTHEKEN FÜR LAB-HOME \\ K140.LIB

nehmen Sie alle Widerstände aus der Bibliothek "res.lib"

In Ermangelung der erforderlichen Elemente in der Bibliothek wurden ähnliche Elemente im Bildungsdesign verwendet. Beispielsweise dürfen anstelle der KD521V-Diode und der KS133A-Zenerdiode die KD521-Diode und die KS133-Zenerdiode (aufgrund der ähnlichen Parameter) aus der DIOD.lib-Bibliothek verwendet werden

Verwenden Sie anstelle einer Zenerdiode D818G D818ZH aus der Bibliothek "DIODES AND THYRISTORS.LIB".

Anstelle der AL307BM-LED darf die AL307-LED von "OPTO.LIB" übernommen werden.

Verwenden Sie anstelle der Transistoren KT209ZH, KT825D und KT315D die nächstgelegenen Analoga aus der TRANZ.lib-Bibliothek

Eingangs- und Ausgangspins sind XS-Komponenten aus der Bibliothek "KONTACT.LIB"

Wir verbinden alle diese Elemente miteinander, wie in der Abbildung gezeigt.

5) Nachdem die Schaltung zusammengebaut ist, bereiten wir sie für das Routing vor.

Zuerst reparieren wir die Bibliothek der verwendeten Elemente durch Drücken der Taste Bibliothek ArchivBibliothek. Speichern wir es beispielsweise auf dem Desktop im Ordner "pcad" unter dem Namen "Stabilisator". stabilisator. lib”

Nach dem Speichern der Bibliothek gibt das Programm einen Fehlerbericht aus. Wenn Fehler gefunden wurden, sollten Sie den Bericht sorgfältig lesen, die Fehler korrigieren und die Bibliotheken erneut speichern. Wenn alles in Ordnung ist, sollten Sie den Bericht schließen und eine Liste der Verbindungen von Elementen erstellen Netzliste: Drücken Sie Utils-  GenerierenNetzlisteGeben Sie dann den Pfad zum Speichern des Blattes an. “ c: \\ Dokumente und Einstellungen \\ Benutzer \\ Desktop \\ pcad \\stabilisator. netz” Wählen Sie das Blattformat Tangound drücke « oK». Dies ist die Arbeit mit dem Schaltplaneditor P.- CADSCHEMAabgeschlossen.

Jetzt können Sie das Problem lösen, Elemente auf der Leiterplatte anzuordnen (zu platzieren) und einen Satz von Leitern zu entwerfen.

Zielsetzung

Beherrschung der Fähigkeiten des computergestützten Entwurfs PCAD 2001 im Bereich der Erstellung elektrischer Schaltpläne.

Arbeitsprozess

Der Entwurf des elektrischen Schaltplans wurde im computergestützten Entwurfssystem PCAD 2001 durchgeführt.

Bei der Erstellung des Schaltplans wurde das Programm PCAD-Schaltplan verwendet.

SCHALTUNGSZEICHNUNG

Die Erstellung eines elektrischen Schaltplans erfolgt mit dem "Maus" -Manipulator, der entlang der horizontalen Oberfläche des Desktops bewegt wird. Der Cursor in Form eines Kreuzes bewegt sich synchron auf dem Bildschirm. Eine praktische Funktion bei der Verwendung der Maus in der PCAD 2001-Umgebung ist die Verfügbarkeit von Bildlauf- und schematischen Skalierungsfunktionen.

SCHEMA ERSTELLEN

Schemata bestehen aus Symbolen. Beim Erstellen eines Diagramms werden Komponenten visuell auf der Bühne platziert und miteinander verbunden.

Sie können auch eine Zeichnungsdatei erstellen, die grafische Informationen enthält, mit denen eine schematische Zeichnung erstellt werden kann. Die Platzierung von Komponenten wird mit dem Befehl Einfügen / Komponente festgelegt. In diesem Fall öffnet das System eine aktive Bibliothek, die UGO-Komponenten enthält.

Bibliotheken von Komponenten in P-CAD 2001 werden vom Bibliotheksleiter erstellt. Mit P-CAD 2001 können integrierte Komponentenbibliotheken erstellt werden. In einer solchen Bibliothek werden Daten von drei Typen eingegeben: Textinformationen über Komponenten (Komponenten), UGO (Symbole) und Bilder von Komponentenkörpern (Mustern). Die Grafiken der Gehäuse und der UGO werden in den Grafikeditoren P-CAD-Schaltplan und P-CAD-Leiterplatte oder im Symboleditor und Mustereditor der Spezialeditoren erstellt. Die letzten beiden ähneln den Editoren von Schaltungen und Leiterplatten, in deren Befehlssatz nur noch die Befehle übrig sind, die zum Erstellen von UGO- und Komponentenkonstrukten erforderlich sind, und die sogenannten Assistenten für Muster und Symbole werden hinzugefügt. Ein weiteres wichtiges Merkmal des Symbol- und Mustereditors ist die Möglichkeit, UGO- / Komponentenkonstrukte direkt zu bearbeiten. Darüber hinaus enthält der Library Executive Befehle zum Suchen nach Komponenten in Bibliotheken anhand eines bestimmten Satzes von Attributen.

Platzieren Sie eine Komponente nach Auswahl auf dem Arbeitsbereich. In diesem Fall können Sie die Ausrichtung des Elements steuern, den Spiegelbildmodus einstellen usw.

Nach der Installation des Elements kann es mit dem Befehl Kopieren / Einfügen aus der Zwischenablage dupliziert werden.

Verwenden Sie den Befehl insert / wire, um Verbindungen herzustellen. Beim Dirigieren werden Start- und Endpunkt angezeigt. Nicht verbundene Kontakte von Mikroschaltungen sind mit einem diagonalen Kreuz gekennzeichnet. Um zwei Netze zu verbinden, müssen Sie sie global machen und dann identische Namen zuweisen, indem Sie eine Verbindung zum Bus herstellen.

Verwenden Sie zum Festlegen von Elementen den Befehl property im Kontextmenü (aktiviert, wenn Sie mit der rechten Maustaste auf das entsprechende Element klicken). Ferner wird seine Bezeichnung festgelegt.

Das Speichern von Daten in einer Datei und das Laden aus einer Datei erfolgt mit Befehlen aus dem Menü Datei. Das Diagramm wird im Systemformat PCAD 2001 gespeichert und hat die Erweiterung sch.

Fazit: Im Laufe der durchgeführten Arbeiten wurde das PCAD 2001-Schaltplanprogramm beherrscht, das Teil des PCAD 2001-CAD-Systems ist und zur Erstellung elektrischer Schaltpläne ausgelegt ist.

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Entwurf von Leiterplatten elektronischer Geräte in CAD P-CAD

Einführung
1. Allgemeine Informationen zum P-CAD-Konstruktionssystem

1.1 Funktionalität und Strukturen des P-CAD-Systems
1.2 Stufen der Leiterplattenkonstruktion im P-CAD-System

2. Erstellung eines schematischen Diagramms eines Steuergeräts für zyklische Industrieroboter

2.1 Beschreibung des Schaltplans
2.2 Allgemeine Informationen zum Schaltplan-Grafikeditor
2.3 Erstellung des Schaltplans P-CAD 2004
2.4 Schaltkreisprüfung und Fehleranzeige
2.5 Netzliste erstellen

3. Erstellen eines Leiterplattengeräts

3.1 Grundlagen des PCB Editors
3.2 Leiterplatte verfolgen
3.3 Automatische Verfolgung
3.4 Überprüfen der Platine auf Fehler

4. Schematische Modellierung

4.1 Allgemeine Informationen zum Modellierungsprozess in P-CAD 2004
4.2 Modellierung eines Schaltungsabschnitts eines Logikmoduls

5. Entwicklung von Richtlinien für die Verwendung von CAD P-CAD 2004
6. Sicherheit und Umweltfreundlichkeit der Arbeit

6.1 Analyse schädlicher und gefährlicher Faktoren
6.2 Arbeitshygiene
6.3 Sicherheitsvorkehrungen
6.4 Umweltschutz

6.4.1 Luftverschmutzung
6.4.2 Kontamination der Hydrosphäre

7. Machbarkeitsstudie

7.1 Arbeitsumfang planen
7.2 Berechnung der Entwicklungskosten
7.3 Berechnung des geschätzten Entwicklungspreises
7.4 Bewertung der organisatorischen Wirksamkeit des Projekts

Fazit
Fazit
Liste der verwendeten Quellen
Anhang A
Anhang B
Anhang B

Einführung

Ziel der Arbeit ist es, mit dem Softwareprodukt P-CAD 2004 Leiterplatten von vier elektronischen Geräten, einschließlich der Leiterplatte des Steuergeräts für Logikgeräte für zyklische Roboter, zu entwerfen und die Modellierungswerkzeuge für den Mischkreis-Simulator P-CAD 2004 am Beispiel von Teil A der Logik und zu genehmigen Entwicklung von Richtlinien für das Design von Leiterplatten elektronischer Geräte und die Modellierung in CAD P-CAD 2004.

Dies löst das Problem der Erzeugung einer schematischen elektronischen Schaltung und einer Leiterplatte der Vorrichtung sowie das Problem der Modellierung.

Zur Vereinfachung des Benutzers werden Richtlinien für die Verwendung eines Schaltungseditors, eines Leiterplatteneditors und eines Simulationsprogramms entwickelt, die für die Verwendung in Bildungseinrichtungen empfohlen werden können, um die Beherrschung dieses Softwareprodukts zu erleichtern.

1. Allgemeine Informationen zum P-CAD-Konstruktionssystem

1.1 Funktionalität und Strukturen des P-C-Systems ANZEIGE

Das P-CAD-System ist für das End-to-End-Design von analogen digitalen und analog-digitalen Geräten vorgesehen. Mit diesem System können Sie einen vollständigen Zyklus des PCB-Designs durchführen, einschließlich der Erstellung herkömmlicher grafischer Symbole (UGO) für elektrische Funkelemente, der Eingabe und Bearbeitung elektrischer Schaltkreise, der Verpackung von Schaltkreisen auf einer Leiterplatte, der manuellen und interaktiven Platzierung von Komponenten auf der Leiterplatte, der manuellen, interaktiven und automatischen Verfolgung von Leitern und der Fehlerkontrolle in der Schaltung und Leiterplatte, gemischte analog-digitale Modellierung und Veröffentlichung von Design und technologischer Dokumentation.

Der Eintritt in die Schaltung beginnt mit dem Platzieren von Komponenten und Gruppenkommunikationsleitungen auf dem Arbeitsfeld der UGO . Dann werden die Komponentenstifte durch Leiter verbunden. Falls erforderlich, werden einzelne Schaltungssegmente, die sich auf verschiedenen Blättern befinden und keinen direkten physischen Kontakt haben, durch spezielle Elemente - Anschlüsse - verbunden. Die bearbeitete Schaltung wird auf Fehler überprüft und eine Liste von Komponenten und Verbindungen zur Übertragung an den Leiterplatteneditor erstellt.

Das Design der Leiterplatte erfolgt im PCB-Grafikeditor. Dazu sind die erforderlichen Bibliotheken mit dem PCB-Editor vorverbunden und dessen Konfiguration eingerichtet. Das PCB-Design beginnt mit dem Laden der im Schaltplaneditor erstellten Netzliste (Packdatei). In diesem Fall erscheinen Gruppen von Komponenten auf dem Arbeitsfeld mit Angabe der elektrischen Verbindungen zwischen ihnen.

Darüber hinaus werden im manuellen Modus Komponenten auf der Oberfläche der Leiterplatte platziert, wobei die allgemeine Anordnung des Produkts sowie die elektrischen, mechanischen und thermischen Verbindungen zwischen ihnen berücksichtigt werden. Hierbei werden die Werkzeuge zum Verschieben (Verschieben), Drehen (Drehen) und Ausrichten (Ausrichten) von Komponenten und ihren Attributen verwendet.

Die Anordnung der Leiter und metallisierten Bereiche erfolgt je nach Verwendungszweck der Platine und Produktionsbedingungen im manuellen, interaktiven oder automatischen Modus.

Nach dem Ende der Rückverfolgung wird das Projekt notwendigerweise auf Fehler und Verstöße gegen technologische Normen überprüft. Das Projekt wird unter Berücksichtigung der Ergebnisse der Überprüfung bearbeitet.

In der letzten Phase werden unter Berücksichtigung der spezifischen Produktion Dateien für die Herstellung von Schablonen und Bohrdateien für das Bohren von Montage-, Übergangs- und Montagelöchern vorbereitet und das Projekt in die Produktion übertragen.

2. Erstellung eines schematischen Diagramms eines Steuergeräts für zyklische Industrieroboter

2.1 Beschreibung des Schaltplans

Das entworfene logische Modul wird in der Steuerung von zyklischen Industrierobotern verwendet. Es bildet Steueraktionen und steuert die Ausführung der generierten Befehle.

Dieses Modul erzeugt am Ausgang folgende Signale:

· Adresse des Ein- / Ausgabemoduls (A0-A3);

Daten (D0-D15);

· "ENTER" -Signal;

· "Ausgangssignal.

Der Mikrocontroller D1 hat die folgenden Pins:

PSEN - externen Programmspeicher aktivieren; Wird nur beim Zugriff auf das externe ROM ausgegeben.

ЕА - internen Programmspeicher deaktivieren; Stufe 0 an diesem Eingang zwingt den Mikrocontroller, nur das Programm des externen ROM auszuführen; Ignorieren des internen (falls letzteres verfügbar ist);

RST - allgemeiner Reset-Eingang des Mikrocontrollers;

XTAL1, XTAL2 - Stifte zum Anschließen eines Quarzresonators (erforderlich zum Einstellen der Betriebsfrequenz des Mikrocontrollers);

P0 - 8-Bit-Eingabe- / Ausgabeport für bidirektionale Informationen: Bei der Arbeit mit externem RAM und ROM wird die externe Speicheradresse im Zeitmultiplexmodus über die Portleitungen ausgegeben, wonach Daten gesendet oder empfangen werden.

P1 - quasi bidirektionaler 8-Bit-Eingangs- / Ausgangsport: Jedes Bit des Ports kann unabhängig vom Zustand anderer Bits so programmiert werden, dass Informationen eingegeben und ausgegeben werden.

P2 - quasi bidirektionaler 8-Bit-Port, ähnlich wie P1; Darüber hinaus werden die Pins dieses Ports verwendet, um Adressinformationen beim Zugriff auf ein externes Programm oder einen Datenspeicher auszugeben (wenn die 16-Bit-Adressierung des letzteren verwendet wird). Die Port-Pins werden beim Programmieren des 8751 verwendet, um die höherwertigen Bits der Adresse in den Mikrocontroller einzugeben.

РЗ - quasi bidirektionaler 8-Bit-Port, ähnlich. P1; Darüber hinaus können die Pins dieses Ports eine Reihe alternativer Funktionen ausführen, die beim Betrieb von Timern, einem seriellen E / A-Port, einem Interrupt-Controller sowie einem externen Programm- und Datenspeicher verwendet werden.

Arbeiten mit externem RAM

1) Lesen aus dem RAM

Der Mikrocontroller bildet an Pin P1.7 ein logisches High. Somit wird der RAM-Chip eingeschaltet. Der Mikrocontroller erzeugt dann eine 13-Bit-Adresse. Die ersten acht Bits der Adresse werden an Port P0 erzeugt. Die restlichen fünf befinden sich an den Pins P1.0-P1.4. Bei dem an Pin P3.7 erzeugten Lesesignal schaltet der bidirektionale D4-Treiber um, um Daten vom RAM zum Mikrocontroller zu übertragen, und der RAM sendet die in der Speicherzelle gespeicherten Daten an die vom Mikrocontroller erzeugte Adresse. Daten aus dem RAM gehen an den Mikrocontroller-Ausgang P.0.

2) Schreiben in den RAM

Der Mikrocontroller bildet an Pin P1.7 eine logische Einheit. Somit wird der RAM-Chip eingeschaltet. Der Mikrocontroller erzeugt dann eine 13-Bit-Adresse. Die ersten acht Bits der Adresse werden an Port P0 erzeugt. Die Trennung von Adresse und Daten erfolgt über das Register D6, dem das Signal des Mikrocontrollers ALE (Signal der externen Speicheradresse) zugeführt wird. Die restlichen fünf werden an den Stiften P1.0-P1.4 gebildet. Bei dem an Pin P3.7 erzeugten Lesesignal schaltet der bidirektionale Treiber D4 um, um Daten vom Mikrocontroller zum RAM zu übertragen. Die Daten werden an der vom Mikrocontroller erzeugten Adresse in die RAM-Speicherzelle geschrieben.

Datenausgabe an Aktoren

Am Ausgang des Logikmoduls sollten 16 Datenbits gebildet werden. Der Mikrocontroller kann in einem Maschinenzyklus nur acht erzeugen. Daher werden im logischen Modul Daten in zwei Stufen gebildet: zuerst das höchstwertige Byte, dann das niedrigstwertige. Bei dem Signal vom Mikrocontrollerausgang P3.7 wechselt der bidirektionale Treiber D4 vom Mikrocontroller in den Datenübertragungsmodus. Um das höchstwertige Datenbyte in das Register D7 zu schreiben, müssen Sie dieses Register aktivieren. Hierzu werden folgende Signale vom Mikrocontroller an den D3-Decoder gesendet:

An Pin P1.7 wird eine logische Null gebildet, so dass der Mikrocontroller den Decoder einschaltet;

An Pin P3.6 wird ein Schreibsignal (logische Einheit) erzeugt;

An den Pins P1.5 und P1.6 wird eine Kombination von logischen Nullen und Einsen gebildet (für das Register D7 bei P1.6 und P1.7 wird eine Kombination von logischen Nullen gebildet).

Am Port P0 des Mikrocontrollers wird das höchstwertige Datenbyte gebildet, das über den bidirektionalen Shaper D4 übertragen und in das Register D7 geschrieben wird.

Ein ähnliches Verfahren wird verwendet, um das niedrigstwertige Datenbyte in Register D8 zu bilden und zu schreiben. Der Unterschied liegt in der Kombination an den Pins P1.5 und P1.6 (für das Register D8 wird bei P1.6 eine logische Null und bei P1.7 eine logische Eins gebildet).

Nachdem 16 Datenbits gebildet wurden, wird die Adresse des Ausgangsmoduls an den Pins P2.0 - P2.3 gebildet, die durch den unidirektionalen Treiber D11 verstärkt und über den Adressbus zu den Ausgangsmodulen übertragen werden.

Die letzte Stufe ist die Bildung des Signals „OUTPUT“ an Pin P2.5. Beim "OUTPUT" -Signal werden die Mikroschaltungen D12 und D13 geöffnet und 16 Datenbits werden verstärkt und über den Datenbus an die Ausgangsmodule übertragen.

Dateneingabe von Aktoren

An den Pins P2.0 - P2.3 des Mikrocontrollers wird die Adresse des Eingangsmoduls gebildet, die von einem unidirektionalen Treiber verstärkt und über den Adressbus an die Eingangsmodule übertragen wird.

An Pin P2.4 wird das "INPUT" -Signal erzeugt, das ebenfalls ein unidirektionaler Treiber ist und an die Eingangsmodule übertragen wird. Gleichzeitig schaltet das "INPUT" -Signal die Register D9 und D10 ein, in die 16 vom Eingangsmodul empfangene Datenbits geschrieben sind.

Der Empfang von 16 Bits durch den Mikrocontroller sowie die Übertragung erfolgt in zwei Stufen. Das höchstwertige Byte wird zuerst empfangen, dann das niedrigstwertige.

Der bidirektionale Treiber D4 ist für die Datenübertragung zum Mikrocontroller enthalten. Mit Hilfe eines Decoders wird ein unidirektionaler D14-Generator eingeschaltet und das hohe Datenbyte an den P0-Port des Mikrocontrollers gesendet.

Das niedrigstwertige Datenbyte wird auf die gleiche Weise eingegeben.

2.2 Allgemeine Informationen zum Schaltplan-Grafikeditor

Die Erstellung eines Schaltplans in P-CAD erfolgt im Schaltplaneditor. Das Fenster dieses Editors ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1 - Bildschirm des Schaltplaneditors

Die Hauptelemente des Arbeitsbildschirms des Schaltplaneditors sind das Hauptmenü, die obere und linke Symbolleiste sowie der Arbeitsbereich.

Das obere und linke Bedienfeld enthalten Symbole zum Aufrufen der häufigsten Befehle. Der Zweck der Symbole und Befehle ist in Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1 Zweck der Piktogramme

Piktogramm	Äquivalenter Menübefehl
	Ort / Teil
	Ort / Draht
	Ort / Bus
	Ort / Hafen
	Platzieren / Pin
	Ort / Linie
	Ort / Bogen
	Ort / Polygon

	Ort / Text

Am unteren Rand des Bildschirms befindet sich eine Hinweiszeile, in der Systemmeldungen zu erforderlichen Benutzeraktionen angezeigt werden, und eine Statuszeile, in der die Koordinaten des Cursors (246.380; 581.660), der Rastertyp (Abs) und sein Schritt (2.540), die aktuelle Zeilenbreite (0.762) und der Name des aktuellen angezeigt werden Seiten. Das Befehlsstatusfenster steht zur Bearbeitung zur Verfügung.

Das Projekt wird im Optionsmenü konfiguriert. Konfigurationen (Blattgröße des Schaltplans, Maßeinheitensystem, zulässige Ausrichtungswinkel von Linien und Netzen, Autosave-Modus usw.) werden in den Optionen | festgelegt Konfigurieren (Abbildung 2).

Abbildung 2 - Optionen Befehlsfenster konfigurieren

In diesem Fenster wird die gewünschte Arbeitsbereichsgröße ausgewählt. Durch Aktivieren der Kontrollkästchen A4-A0 wird das europäische Format festgelegt. Die Kontrollkästchen A, B, C, D, E entsprechen dem amerikanischen Standard.

Sie können die Größe des Arbeitsbereichs auch selbst festlegen, indem Sie das Kontrollkästchen Benutzer aktivieren. Einheiten werden im Abschnitt Einheiten ausgewählt.

Um die Arbeit zu erleichtern, sind alle Elemente des Schemas im Arbeitsbereich an die Knoten eines speziellen Rasters gebunden. Rasterparameter (Abstand zwischen Knoten, Rastertyp, Typ) werden mit dem Befehl Optionsraster festgelegt (das Fenster dieses Befehls ist in Abbildung 3 dargestellt).

Abbildung 3 - Einstellen der Rasterparameter

Der Rasterabstand wird im Eingabefeld (Rasterabstand) eingestellt. Das Erscheinungsbild des Gitters wird in der Gruppe Sichtbarer Gitterstil festgelegt: in Form von Punkten (gepunktet); als vertikale und horizontale Linien (schraffiert).

Der Maschentyp wird in der Gruppe Modus festgelegt. Das Gitter kann absolut oder relativ sein. Ein absolutes Gitter hat seinen Ursprung in der unteren linken Ecke des Arbeitsbereichs, und ein relatives Gitter hat seinen Ursprung an dem Punkt mit den in der Gruppe Relativer Gitterursprung angegebenen Koordinaten oder an einem Punkt, den der Benutzer durch Klicken mit der linken Maustaste markiert, wenn das Kontrollkästchen Nach Herkunft fragen aktiviert ist. Ursprung).

Im Dialogfeld Optionsanzeige (Festlegen der Anzeigeparameter) werden die Elemente des Arbeitsbereichs einschließlich ihres Farbschemas konfiguriert. Diese Einstellungen sind ästhetischer Natur und wirken sich nicht auf den Betrieb des Programms aus (Abbildung 4).

Abbildung 4 - Einstellen der Bildschirmparameter

2.3 Erstellung eines Schaltplans P-C ANZEIGE 2004

Vor dem Eingeben und Platzieren von Komponenten im Diagramm müssen die Bibliotheken mit den erforderlichen Komponenten verbunden werden. Wählen Sie dazu im Menü Bibliothek die Bibliothekseinstellungen (Library Setup) aus, in denen die erforderlichen Bibliotheken installiert sind.

Komponenten werden mit dem Platz | platziert Teilweise oder durch Klicken auf das entsprechende Symbol (Tabelle 1). Das Dialogfeld für diesen Befehl ist in Abbildung 5 dargestellt.

Abbildung 5 - Auswahl einer Komponente aus der Bibliothek

Um mit Bezeichnungen zu arbeiten, die den russischen Standards entsprechen, müssen Sie die Option IEEE-Grafik auswählen.

In der Bibliotheksliste werden die verbundenen Bibliotheken angezeigt. Es ist möglich, Bibliotheken hinzuzufügen, ohne dieses Menü zu verlassen (Schaltfläche Bibliothek einrichten).

Das Komponentensymbol wird durch Klicken mit der Maus an der gewünschten Stelle im Arbeitsbereich platziert.

Um eine Komponente zu verschieben, wählen Sie sie mit aus. Durch Drücken der Taste Das Bauteil kann um 90 Grad gedreht werden. mit dem Schlüssel Erstellen Sie ein Spiegelbild davon.

Sie können eine Komponente oder eine Gruppe von Komponenten auch kopieren, indem Sie die Strg-Taste gedrückt halten und die Maus bewegen.

Nachdem alle Komponenten platziert wurden, werden Verbindungen zwischen ihnen hergestellt. Die Verbindung wird durch Leiten von Schaltungen und Gruppenkommunikationsleitungen (im Folgenden als Busse bezeichnet) ausgeführt.

Mit dem Befehl Platzieren | Draht (das entsprechende Piktogramm in Tabelle 1) leitet Stromkreise. Durch Klicken mit der linken Maustaste wird der Startpunkt der Kette festgelegt. Mit jedem Drücken der linken Maustaste wird der Haltepunkt festgelegt. Die Vervollständigung der Schaltungseingabe erfolgt durch Drücken der rechten Maustaste.

Da das Diagramm von vertikalen und horizontalen Netzen dominiert wird, finden Sie im Menü Optionen | Konfigurieren Sie, dass es ausreicht, den Orthogonalitätsmodus 90/90 Line-Line einzustellen.

Die elektrische Verbindung sich kreuzender Stromkreise wird durch den Verbindungspunkt angezeigt, der automatisch an den T-Verbindungen angebracht wird.

Teamauswahlort | Bus aktiviert den Busausgangsmodus. Durch Klicken mit der linken Maustaste werden der Startpunkt und der Haltepunkt des Busses markiert, deren Aufbau durch Drücken der rechten Maustaste oder der Escape-Taste abgeschlossen wird.

Um die Stromkreise und die Sammelschiene zu verbinden, müssen Sie zuerst die Sammelschiene platzieren und dann die erforderlichen Stromkreise daran anschließen.

2.4 Schaltkreisprüfung und Fehleranzeige

Das im Schaltplaneditor erstellte Schema muss auf Fehler überprüft werden, da das PCB-Design gegebenenfalls nicht ausgeführt werden kann. Nachdem Sie die Mängel beseitigt haben, können Sie mit dem Entwurf der Leiterplatte beginnen.

Um Fehler im Diagramm anzuzeigen, wird in der Anzeige Optionen auf der Registerkarte Verschiedenes in der Gruppe ERC-Fehler der Modus zum Anzeigen erkannter Diagrammfehler festgelegt. Wenn das Optionsfeld Anzeigen aktiviert ist, werden die erkannten Fehler im Diagramm durch eine spezielle Anzeige angezeigt (Abbildung 6).

Abbildung 6 - Fehleranzeige

Im Eingabefeld Größe dieser Gruppe können Sie die Größe der Fehleranzeige festlegen, die zwischen 0,025 und 10 mm variieren kann.

Die Überprüfung der Schaltung auf Fehler erfolgt mit dem Befehl Utils | ERC (Electrical Rules Check). Im Menü dieses Befehls (Abbildung 7) wird eine Liste von Überprüfungen angegeben, deren Ergebnisse in einem Textbericht angegeben werden.

Abbildung 7 - ERC konfigurieren

Die Liste der überprüften Fehler ist in Tabelle 2 aufgeführt.

Tabelle 2 Regeln zur Überprüfung von Schaltkreisen

Validierungsregel	Was ist geprüft
Einzelknotennetze	Ketten mit einem einzigen Knoten
	Keine Knotenketten
Elektrische Regeln	Elektrische Fehler, wenn Pins inkompatibler Typen verbunden sind, z. B. ist der Ausgang eines Logik-IC mit einer Stromquelle verbunden
Nicht verbundene Pins	Nicht verbundene Symbolstifte
Nicht verbundene Kabel	Nicht verbundene Netzsegmente
Bus- / Netzregeln	Die im Bus enthaltenen Schaltkreise werden nur einmal angetroffen oder es passen keine Drähte in den Bus
	Komponenten über anderen Komponenten
Net Connectivity Rules	Falsche Erdungs- und Stromanschlüsse
	Fehler beim Erstellen hierarchischer Projekte

Um den Fehlerbericht anzuzeigen, aktivieren Sie die Option Bericht anzeigen, um Fehler im Diagramm anzuzeigen - Fehler mit Anmerkungen versehen. Die Priorität der Fehler wird im Fenster Schweregrad: Schalttafelmodul festgelegt

- Fehler - Fehler;

- Warnung - Warnung;

- Ignoriert - Fehler ignorieren.

Wenn Sie nach Eingabe der erforderlichen Konfiguration auf OK klicken, wird ein Fehlerbericht generiert und in eine Datei mit der Erweiterung * .erc eingegeben.

2.5 Netzliste erstellen

Ein wichtiger Schritt bei der Arbeit mit einem Schaltplan ist das Abrufen einer Liste von Verbindungen von Komponenten, die im PCB-Editor zum Verlegen von Leitern verwendet werden können. Eine Netzliste enthält eine Liste von Komponenten und Netzen mit den Pin-Nummern der Komponenten, mit denen sie verbunden sind. Diese Liste wird für das sogenannte Verfahren "Packen einer Schaltung auf eine Leiterplatte" verwendet - Platzieren von Komponentengehäusen auf dem Feld einer Leiterplatte, wobei deren elektrische Verbindungen gemäß einem Schaltplan angezeigt werden.

Um eine Liste im Utils-Menü zu erstellen, wählen Sie Netzliste generieren (Abbildung 8).

Abbildung 8 - Auswahl des Netzlistenformats

In diesem Fenster wird in der Liste Netzlistenformat das Netzlistenformat ausgewählt: P-CAD ASCII, Tango, FutureNet-Netzliste, FutureNet-Pinliste, Master-Design, Edif 2.0.0, PSpice, XSpice. Um eine Leiterplatte mit einem grafischen Leiterplatteneditor zu entwerfen, wird das P-CAD-ASCII-Format ausgewählt. Durch Klicken auf die Schaltfläche Netzlistendateiname wird eine Netzlistendatei ausgewählt.

Durch Aktivieren der Funktion "Bibliotheksinformationen einschließen" können Sie die Informationen in die Netzlistendatei aufnehmen (nur für das P-CAD-ASCII-Format), die zum Kompilieren einer Symbolbibliothek der in diesem Projekt befindlichen Komponenten mithilfe des Bibliotheksmanagers erforderlich sind (mithilfe des Befehls Bibliothek | Übersetzen). Diese Informationen werden nicht für das PCB-Design verwendet.

3. Erstellen eines Leiterplattengeräts

3.1 Grundlagen des PCB-Editors

Der P-CAD-Leiterplatten-Grafikeditor wurde für Arbeiten im Zusammenhang mit der Entwicklung und Konstruktion von Leiterplattenbaugruppen entwickelt. Sie können damit Schaltkreise auf eine Platine packen, die Abmessungen der Platine, die Breite der Leiter und die Größe der einzelnen Lücken für verschiedene Leiter festlegen, die Größe der Kontaktflächen und Durchmesser der Durchkontaktierungen sowie die Siebschichten festlegen. Mit dem Editor können Sie Kabel manuell, interaktiv und automatisch verlegen und Steuerdateien für technologische Geräte erstellen.

Dieser grafische Editor hat dieselbe Oberfläche wie der Schaltplan. Unterschied in der Bezeichnung einiger Piktogramme. Das PCB-Editor-Fenster ist in Abbildung 9 dargestellt.

Abbildung 9 - Bildschirm des grafischen PCB-Editors

Tabelle 3 Zweck der PCB-Editor-Symbole

Piktogramme.	Äquivalenter Befehl	Piktogramme.	Äquivalenter Befehl
	Ort / Komponente		Ort / Text
	Ort / Verbindung (elektrische Verbindung eingeben)		Ort / Attribut
	Platzieren / Pad (einen Stapel Pads platzieren)		Ort / Feld (Ortsdatenzeile)
	Platz Via		Ort / Dimension
	Ort / Linie		Rote / Handbuch
	Ort / Bogen		Rout / Mitre (glätten Sie die Biegung des Leiters)
	Platzieren / Polygon (Platziere ein gefülltes nichtelektrisches Polygon)		Rout / Bus
	Ort / Punkt (Ankerpunkt platzieren)		Rout / Funout (Stringer erstellen)
	Platzieren / Kupfer gießen (Metallisierungsbereich mit verschiedenen Luken platzieren)		Rout / Multi Trace (mehrere Spuren legen)
	Platz / Ausschnitt		Maximieren Sie das Umarmen (verbessern Sie die Vermeidung von Hindernissen)
	Platzieren / Halten (eine Spurensperre erstellen)		Länge minimieren
	Platzieren / Ebene (Trennlinie für die Metallisierungsschicht erstellen)		Sichtbarer Routing-Bereich
	Utils / Record ECOs (Start / Stop-Aufzeichnung der Änderungsdatei)		Trace verfolgen

Die Konfiguration des Grafikeditors wird mit dem Befehl Optionen | konfiguriert Konfigurieren (Optionen | Konfigurationen). Um zu arbeiten, müssen Sie das metrische Einheitensystem und die Größe des Arbeitsbereichs festlegen. (In Abbildung 10 die Registerkarte Allgemein, die Gruppe Einheiten bzw. die Größe des Arbeitsbereichs). Die Größe des Arbeitsbereichs muss die Abmessungen der projizierten Leiterplatte überschreiten.

Abbildung 10 - Optionen Befehlsfenster konfigurieren

Im Optionsraster-Editorfenster werden wie im Schema die Größe des Rasters und die Art der Anzeige (Punkte oder Linien) festgelegt.

Die Routing-Parameter werden auf den Registerkarten Route (für manuelles Routing) und Advanced Route (für Advanced Routing) festgelegt.

Schauen wir uns die erweiterten Ablaufverfolgungsoptionen an:

In der Gruppe Routing Angle werden die möglichen Kabellayoutmodi festgelegt (Abbildung 11).

Abbildung 11 - Einstellen der Ablaufverfolgungsparameter

45 Grad leitende Leiter in einem Winkel von 45 und 90 Grad;

90 Grad - Verwenden Sie nur vertikale und horizontale Leiter.

Beliebige winkelleitende Leiter in jedem Winkel.

Im Bereich Routing-Modus wird einer der folgenden Kabel-Routing-Modi ausgewählt:

- Regeln ignorieren - Spuren werden ohne Berücksichtigung der angegebenen Entwurfsregeln gezeichnet. Die Verfolgung in diesem Modus erfolgt ohne Berücksichtigung der vorhandenen Hindernisse und bereits festgelegten Routen.

- Umarmungshindernisse - Routen werden gemäß den Entwurfsregeln unter Umgehung vorhandener Hindernisse gezeichnet. Objekte, die zum verfolgten Netz gehören, gelten nicht als Hindernisse.

- Klicken Sie auf Pflügen - Zunächst wird die Route im ersten Modus gezeichnet. Nach dem Klicken mit der linken Maustaste wird sie jedoch automatisch unter Berücksichtigung der Entwurfsregeln neu erstellt.

- Interaktiver Pflug - Wie Klickpflug.

In der Gruppe Clossing Effort wird der Grad der Begradigung des Streckenabschnitts festgelegt: Keine (nein), Schwach (schwach), Stark (stark).

Fertigungsparameter werden auf der Registerkarte Fertigung festgelegt. Hier stellen Sie die Parameter ein, die für die Herstellung von Leiterplatten erforderlich sind.

Einer der wichtigen Unterschiede zwischen P-CAD 2004 und früheren Versionen ist die Möglichkeit, in diesem System eine Leiterplattenkontur zu erstellen. Einfache Leiterplatten können mithilfe von Bögen und Linien direkt im Leiterplatteneditor gezeichnet werden. Komplexe Boards lassen sich am besten in Zeichen- und Grafiksystemen wie AutoCAD oder T-Flex CAD ausführen, die über spezielle Werkzeuge zur Steuerung der Neigungswinkel von Bemaßungen und Linienrundungen verfügen. Der Datenaustausch zwischen diesen Systemen und dem PCB-Editor erfolgt über das universelle Datenformat DFX.

Beim Erstellen einer Leiterplatte in P-CAD werden die folgenden Hauptschichten gebildet:

1) Oberleiter auf der Oberseite der Leiterplatte;

2) Top Assy - zusätzliche Attribute auf der Oberseite des PCs;

3) Top Silk - Siebdruck auf der obersten Schicht der Leiterplatte (Footprint-Grafik, Referenzbezeichnung);

4) Top Paste - Lötgrafiken auf der Oberseite der Leiterplatte;

5) Deckmaske - Grafiken der Lötmaske auf der Oberseite der Leiterplatte;

6) Bodenleiter auf der Unterseite der Leiterplatte;

7) Bottom Assy - Attribute auf der Unterseite des PP;

8) Bottom Silk - Siebdruck auf der unteren Schicht aus PP;

9) Bottom Paste - Lötgrafiken auf der Unterseite der Leiterplatte;

10) Bodenmaske - Grafiken der Lötmaske auf der Unterseite der Leiterplatte;

11) Board - PP Grenzen.

Zusätzlich zu diesen Schichten können weitere installiert werden (bis zu 999 Stück).

Bevor Sie Komponenten oder einen Schaltplan auf einer Platine platzieren, müssen Sie Bibliotheken über die Bibliothek | verbinden Setup oder durch Klicken auf das entsprechende Symbol (Tabelle 3). Die Ansicht des Bibliotheksfensters ist in Abbildung 12 dargestellt.

Abbildung 12 - Fenster zur Platzierung von Komponenten

3.2 Leiterplatte verfolgen

Beim Verlegen werden Leiter für gedruckte Kabel verlegt. Für dieses Verfahren gibt es im P-CAD-System mehrere Möglichkeiten.

1. Manuelle Rückverfolgung. Dafür bietet das P-CAD-System Werkzeuge, die bedingt in drei Gruppen unterteilt werden können:

· Werkzeuge zur manuellen Rückverfolgung;

· Interaktive Rückverfolgungswerkzeuge;

· Spezialwerkzeug.

Handverfolgungswerkzeuge kann dem Routenhandbuch zugeordnet werden, mit dessen Hilfe die Verlegung der Routen in strikter Übereinstimmung mit der Absicht des Entwicklers vollständig von Hand erfolgt. Das System spielt in diesem Fall die Rolle eines elektronischen Zeichenbretts, das die Einhaltung technologischer Normen und Regeln passiv kontrolliert. Interaktive Routing-Tools intelligenter. Der Entwickler gibt nur die Richtung des Trace-Fragments an und das System bildet es selbst unter Berücksichtigung der akzeptierten Trace-Regeln. Falls gewünscht, ist es möglich, die gestartete Spur automatisch zu vervollständigen und Fragmente bereits verlegter Spuren automatisch zu korrigieren (Push-Spuren-Modus - Spuren auseinander schieben).

2. Die interaktive Ablaufverfolgung ist intelligenter als der vorherige manuelle Ablaufverfolgungsbefehl. Sie können schnell Spuren zeichnen und dabei technologische Normen und Regeln berücksichtigen. Das Legen von Routen kann sowohl vollautomatisch, um Hindernisse herum als auch unter der Kontrolle des Entwicklers erfolgen.

Im Vergleich zu früheren Versionen verfügt P-CAD 2004 über einen neuen, leistungsstärkeren und verbesserten interaktiven Router (Advanced Route).

Im Vergleich zu herkömmlichem interaktivem Routing bietet ein verbessertes Routing eine Reihe zusätzlicher Funktionen.

Die Ablaufverfolgung kann über eine vorhandene Ablaufverfolgung beginnen. Unabhängig vom festgelegten Schritt wird der "Gummifaden" des verfolgten (nicht fixierten) Segments unter Verwendung der aktuellen Hervorhebungsfarbe angezeigt. Während des Verlegens stehen die folgenden Kabellayoutmodi zur Verfügung: 45 Grad (Diagonale), Orthogonal und ein beliebiger Winkel.

Wenn Sie eine unterbrochene Route fortsetzen oder nach Abschluss der vorherigen Route eine neue Route starten, entspricht die Linienbreite dem Nennwert , wenn es für die entsprechende Schaltung in den Entwurfsregeln eingestellt ist. Bei der Durchführung von Geraden versucht der Router immer, die Menge des platzierten Kupfers (und damit die Länge des Netzes) zu reduzieren.

3. Automatische Verfolgung

Verschiedene integrierte Autorouter ermöglichen diese Art des Routings. Eine Besonderheit der neuesten Version von P-CAD ist das SitusTM Topological Autorouting der zweiten Generation, das ebenfalls im Protel DXP-Paket enthalten ist.

Die obligatorischen Komponenten der P-CAD-Systemauslieferung ab ACCEL EDA 12.00 sind die Router QuickRoute, ProRoute 2/4 und ProRoute sowie die Schnittstelle zum Autorouting- und Auto-Placement-Programm SPECCTRA von Cadence.

Shape-Based Autorouter ist ein netzloses PCB-Autorouter-Programm. Protel hat dieses Modul zuvor für sein Produkt Protel 99 entwickelt und es nun angepasst und dem P-CAD-Paket hinzugefügt. Das neue Modul ist für das automatische Fräsen von mehrschichtigen Leiterplatten mit einer hohen Dichte an Elementen ausgelegt, insbesondere unter Verwendung der Oberflächenmontagetechnologie für Elementgehäuse, die in verschiedenen Koordinatensystemen hergestellt werden.

3.3 Automatische Verfolgung

Fehlt ein schematisches Diagramm des Projekts, werden die Komponenten mit dem Befehl Platzieren | im Arbeitsbereich der Platine platziert Komponente oder durch Klicken auf das entsprechende Symbol (Tabelle 3). Mit dem Befehl Platzieren | Durch die Verbindung werden elektrische Verbindungen zwischen den Komponentenstiften hergestellt. Dieses Verfahren kann nur in Fällen durchgeführt werden, in denen die projizierte Schaltung einfach ist.

Wenn Sie ein schematisches Diagramm haben, verwenden Sie den Befehl Utils | Netzliste laden Bei Ausführung wird die Netzlistendatei geladen (Abbildung 13).

Abbildung 13 - Laden der Netzlistendatei

Über die Schaltfläche Netlist Format wird die gewünschte Download-Datei ausgewählt, die Informationen zu den Attributen von Komponenten und Netzen enthält.

In diesem Fenster werden folgende Optionen ausgewählt:

- Netze optimieren - aktivierter (deaktivierter) Netzlistenoptimierungsmodus;

- Cooper wieder anschließen - Aktivieren (Deaktivieren) des Verbindungsmodus zu den auf der Platine verfügbaren Schaltkreisen mit Metallisierungsbereichen;

- Auf Cooper Sharing prüfen - Modus zum Prüfen auf Fehler auf der Platine mit vorinstallierten Komponenten;

- Attribute zusammenführen (Netzliste bevorzugen) - Netzlistenattribute mit Projektattributen zusammenführen, wenn Attribute aus der Liste priorisiert werden;

- Attribute zusammenführen (Favor Design) - Netzlistenattribute mit Projektattributen zusammenführen, wenn Attribute aus dem Projekt priorisiert werden;

- Bestehende Netzklassen ersetzen - Ersetzen vorhandener Netzklassen im Projekt;

- Netlist Net Classe ignorieren - Klassendefinitionen aus der Liste ignorieren;

- Netzlistenattribute ignorieren - Netzlistenattribute ignorieren;

- Vorhandene Attribute ersetzen - Projektattribute durch Attribute aus der Liste ersetzen.

Nach dem Einstellen aller erforderlichen Parameter wird die Schaltung automatisch auf die Leiterplatte gepackt (Abbildung 14).

Abbildung 14 - Das Ergebnis der Verpackung der Schaltung auf der Leiterplatte

Nachdem sie die Schaltung auf die Platine gepackt haben, beginnen sie, die Komponenten innerhalb ihres Umrisses zu platzieren. Die optimale Platzierung der Komponenten bestimmt das erfolgreiche Verlegen der Leiter und die Funktionsfähigkeit des realen Geräts.

Die Platzierung der Komponenten auf der Leiterplatte erfolgt manuell. Die elektrischen Verbindungsleitungen, die sich mit den Komponenten bewegen, helfen Ihnen, die Komponenten richtig zu positionieren.

Nach dem Platzieren der Komponenten ist es hilfreich, die Länge der Verbindungen auf der Platine zu minimieren, indem Sie die Komponenten und ihre Stifte mit dem Befehl Utils | neu anordnen Netze optimieren. Das Fenster für diesen Befehl ist in Abbildung 15 dargestellt.

Abbildung 15 - Optimierungsparameter einstellen

Die Optimierungsmethode wird in der Befehlsleiste ausgewählt:

- Automatisch - automatische Optimierung;

- Manueller Gate-Austausch - manueller Austausch gleichwertiger Komponentenabschnitte;

- Manueller Gate-Austausch - Manueller Austausch gleichwertiger Stifte.

Bei Auswahl der automatischen Optimierung sind folgende Optionen aktiviert:

- Gate Swap - Neuanordnung von Abschnitten;

- Pin Swap - Neuanordnung der Pins;

- Gesamtes Design - Optimierung des gesamten Projekts;

- Ausgewählte Objekte - Optimierung der ausgewählten Objekte.

Für das automatische Routing müssen Sie einen der mit P-CAD gelieferten Router auswählen. Alle Router werden über den PCB-Editor über die Route | gestartet Autorouter (Trace | Autorouter). Im angezeigten Fenster Route Autorouter wird einer der verfügbaren Router aus der Liste Autorouter ausgewählt. (Der QuickRoute-Router wurde für diesen Job ausgewählt.) Das Tracer-Startfenster ist in Abbildung 16 dargestellt.

Abbildung 16 - Starten des Tracers

Am oberen Rand des Dialogfelds befinden sich Schaltflächen, mit denen Sie eine Ablaufverfolgungsstrategie (Regeldatei) auswählen oder angeben können. Standardmäßig stimmen die Namen dieser Dateien mit dem Namen des Projekts überein, den Namen der letzten beiden wird R vorangestellt.

Die Gruppe Fehlermeldungen gibt die Richtung der Aan.

Ausgabe auf dem Bildschirm - Ausgabe auf dem Bildschirm;

Ausgabe in Protokolldatei - Ausgabe in eine Protokolldatei;

Ausgabe an beide - Ausgabe an den Bildschirm und an die Protokolldatei;

Layer und Via Style rufen die Standardfenster des PCB-Editors auf, um Layer und ihre Eigenschaften zu definieren.

Die Routing-Strategie besteht darin, den Rasterabstand festzulegen, die Breite der Drähte festzulegen, die Standardeinstellung über den Stil festzulegen und die Routing-Durchgänge auszuwählen. Der Rasterabstand wird im Fenster "Routing-Raster" ausgewählt, die Linienbreite wird im Fenster "Linienbreite" festgelegt.

Die Schaltfläche Pässe öffnet das Menü Passauswahl für Routing-Algorithmen (Pässe), in denen ein oder mehrere Routing-Algorithmen ausgewählt sind (Abbildung 17).

Abbildung 17 - Auswählen von Ablaufverfolgungsdurchläufen

Die Ausweise werden in der Reihenfolge angewendet, in der sie aufgeführt sind.

- Wide Line Routing (Verfolgung breiter Linien);

- Vertikal - Führt einfache vertikale Verbindungen auf einer beliebigen Ebene ohne Verwendung von Durchkontaktierungen und mit minimaler Abweichung von geraden Linien aus.

- Horizontal - Führen Sie die einfachsten horizontalen Verbindungen auf einer Ebene ohne Durchkontaktierungen und mit minimaler Abweichung von geraden Linien durch.

- "L" -Routen (1 Via) (L-förmige Route mit einer Via) - Bildung eines Routenabschnitts, der aus vertikalen und horizontalen Fragmenten besteht, die sich auf verschiedenen Schichten befinden und durch eine Via verbunden sind;

- "Z" -Routen (2 Durchkontaktierungen) (Z-förmige Verlegung mit zwei Durchkontaktierungen) - Bildung des Schnittpunkts von drei Leitern mit zwei Durchkontaktierungen mit einer Z-Form;

- "C" -Routen (2 Durchkontaktierungen) (C-förmige Verlegung mit zwei Durchkontaktierungen) - Bildung des Schnittpunkts von drei Leitern mit zwei Durchkontaktierungen mit C-Form;

- Beliebiger Knoten (2 Durchkontaktierungen) (Beliebiger Knoten mit zwei Durchkontaktierungen) - ähnlich den vorherigen drei;

- Labyrinthrouten - Routing, das einen Pfad für ein optimales Routing des Leiters finden kann, wenn dies physikalisch möglich ist;

- Beliebiger Knoten (Labyrinth) - Die Labyrinthverfolgung wird verwendet, aber für die meisten Verbindungen müssen die Leiter nicht unbedingt optimal verlegt werden.

- Routenbereinigung (Spurenreinigung) - ein Durchgang zur Verbesserung des Erscheinungsbilds des PCs und seiner Herstellbarkeit;

- Durch Minimierung - Minimiert die Anzahl der Durchkontaktierungen.

Klicken Sie auf Start, nachdem Sie die erforderlichen Parameter und Optionen zum Starten des automatischen Tracers festgelegt haben. Das Trace-Ergebnis ist in Abbildung 18 dargestellt.

Abbildung 18 - Das Ergebnis der Verfolgung des PP

Wenn sich nach dem Entwurf keine verlegten Leiter auf der Platine befinden, müssen Sie eine manuelle Einstellung vornehmen und neu verlegen.

Verwenden der Route | Protokoll anzeigen - Zeigt das Ablaufverfolgungsprotokoll an.

3.4 Überprüfen der Leiterplatte auf Fehler

Bevor Sie den Entwurf der Leiterplatte abschließen, müssen Sie den Befehl Utils | verwenden DRC (Design Rule Check) prüft die Leiterplatte auf Übereinstimmung mit dem Schaltplan und Einhaltung der zulässigen technologischen Abstände. In diesem Menü, dessen Fenster in Abbildung 20 dargestellt ist, werden die folgenden Prüfregeln ausgewählt:

1) Netzlistenvergleich - Vergleich der Liste der Verbindungen der aktuellen Leiterplatte mit einem schematischen Diagramm oder einer anderen Karte, deren Liste der Verbindungen auf zusätzliche Anfrage festgelegt wird;

2) Verstöße gegen die Netzliste - Überprüfung der Übereinstimmung der elektrischen Verbindungen der Leiter der aktuellen Platine mit der ursprünglichen Liste der elektrischen Verbindungen des Projekts. Bei der Durchführung von Überprüfungen werden Objekte als physisch verbunden betrachtet, wenn sie sich überlappen oder der Abstand zwischen ihnen Null ist.

3) nicht geroutete Netze - nicht geroutete Ketten;

4) Verstöße gegen die Freigabe - Verletzung von Freigaben;

5) Textverletzungen - Verletzung von Lücken zwischen dem auf den Signalschichten befindlichen Text und metallisierten Objekten;

6) Verstöße gegen Siebdruck - Verletzung von Lücken zwischen Kontaktflächen oder Durchkontaktierungen und Siebdruck;

7) Nicht verbundene Pins - nicht verbundene Pins

8) Kupfergussverletzungen - Vorhandensein isolierter Metallisierungsbereiche, Verletzung der Lücken von Kontaktflächen mit Wärmebarrieren;

9) Bohrverstöße - Überprüfung der Richtigkeit der Bohrstifte, Durchgangs- und Blinddurchkontaktierungen;

10) Ebenenverletzungen - Erkennung überlappender Metallisierungsbereiche, fehlerhafte Verbindung von Pads und Durchkontaktierungen, isolierte Bereiche auf Metallisierungsschichten.

11)

Abbildung 19 - Überprüfen der Software auf Fehler

4. Schematische Modellierung

4.1 Allgemeine Informationen zum Modellierungsprozess in P-CAD 2004

P-CAD 2004 verwendet den Simulator von Altium Designer 2004 (Protel 2004). Bei der Simulation analoger Geräte werden SPICE 3f5-Algorithmen verwendet. Bei der Modellierung digitaler Geräte wird der XSPICE-Algorithmus mit der Beschreibung von Modellen digitaler Elemente in der Sprache Digital SimCode verwendet.

Das schematische Diagramm des simulierten Geräts wird mit dem P-CAD-Schaltplaneditor erstellt. Wenn der Modellierungsmodus im P-CAD-Schema ausgewählt ist, werden die Daten im Schaltplan automatisch in die Netzlistenansicht in der Steuerungshülle des Designer-Systems übertragen, um eine Simulationsaufgabe zu erstellen, die eigentliche Simulation durchzuführen und deren Ergebnisse anzuzeigen. Das Hauptproblem bei der Modellierung ist die Entwicklung von Modellen für Radioelemente, insbesondere von Haushaltselementen, da die Genauigkeit der Erstellung eines Modells die Angemessenheit der Modellierung bestimmt.

Mit dem leistungsstarken Mixed-Signal-Schaltungssimulator können Sie viele schematische Simulationen von Konstruktionen in P-CAD Shematic durchführen.

Das Simulationsmenü besteht aus zwei Befehlen, Ausführen und Einrichten, mit denen Sie die Simulation direkt im Projekt steuern können, nachdem die Analysekriterien festgelegt wurden.

Um eine Simulation durchzuführen, müssen alle in einem Projekt enthaltenen Teile simuliert werden, dh es sind Simulationsmodelle zugeordnet. Ein Projekt mit nicht modellierten Teilen wird nicht modelliert. Stattdessen wird ein Fehlerprotokoll erstellt, das alle Fehler anzeigt, die verhindern, dass das Design simuliert wird. Verwenden Sie die Tabellenkalkulationsindex-Tabelle, um zu überprüfen, ob einer Komponente ein Modellierungsmodell zugeordnet ist.

Wenn Sie Simulieren\u003e Ausführen wählen, wird die Simulation sofort ausgeführt. Wenn Simulieren\u003e Setup ausgewählt wurde, wird das Fenster Analysen-Setup angezeigt, in dem Sie die Studienkriterien festlegen können (Abbildung 20).

Abbildung 20 - Einstellen der Simulationsparameter

Kriterien, die festgelegt werden können:

- Betriebspunktanalyse - Berechnung der Betriebsart für Gleichstrom (Berechnung des "Betriebspunkts") bei der Linearisierung von Modellen nichtlinearer Komponenten;

- Transienten- / Fourier-Analyse - Transientenanalyse und Spektralanalyse

- DC-Sweep-Analyse - Berechnung des DC-Modus mit Variation von einer oder zwei DC-Spannungs- oder Stromquellen;

- AC-Kleinsignalanalyse - Frequenzanalyse im Modus von Kleinsignalen (für nichtlineare Schaltungen wird sie in einem linearisierten Modus in der Nähe des DC-Betriebspunkts durchgeführt);

- Rauschen, Pol-Null-Analyse - Berechnung der spektralen Dichte des internen Rauschens;

- Übertragungsfunktionsanalyse - Berechnung der Übertragungsfunktionen im Kleinsignalmodus

- Temperatur-Sweep-Analyse - Temperaturänderungsmodus

- Parameter Sweep und Monte-Carlo-Analyse - Ändern der Parameter von Elementen und statistische Analyse mit der Monte-Carlo-Methode.

Die Simulation des im PCAD-Schaltplaneditor erstellten Schaltplans eines elektronischen Geräts kann nach einer Reihe von vorbereitenden Vorgängen durchgeführt werden:

1) Komponenten ohne mathematische Modelle (Steckverbinder, Schaltelemente usw.) sind von der Schaltung ausgeschlossen.

2) Es wird empfohlen, Funktionseinheiten, die die Simulationsergebnisse nicht direkt beeinflussen, oder solche Funktionseinheiten, die durch Signalquellen und konstante Spannungen und Ströme ersetzt werden können (z. B. Taktgeneratoren, Spannungsquellen und Stabilisatoren für die Stromversorgung usw.), von der Schaltung auszuschließen. ... Der Ausschluss solcher Funktionseinheiten kann die Simulationszeit der Schaltung erheblich verkürzen.

3) Fügen Sie bei Bedarf Schaltkreise zum externen Schalten des Schaltkreises hinzu (Elemente, die bei Schaltkreisprüfungen an die Steckverbinder angeschlossen werden usw.).

4) Es ist notwendig, Netzteile und Quellen, die Eingangssignale erzeugen, zur Schaltung hinzuzufügen und auch die erforderlichen Parameter dieser Quellen einzustellen.

5) Dem Erdungsnetz sollte der Standardname GND zugewiesen werden.

6) Den Stromkreisen digitaler Mikroschaltungen müssen Standardnamen (normalerweise VCC, VDD) zugewiesen werden, die den Namen der Stromversorgungsstifte in den Mikroschaltungskomponenten entsprechen müssen.

7) In den Eigenschaften der passiven Komponenten der Schaltung (Widerstände, Kondensatoren usw.) auf der Registerkarte "Symbol" werden die Nennwerte der Parameter dieser Komponenten angepasst oder eingestellt (der Parameter "Wert"). Für alle passiven Komponenten der Schaltung müssen deren Nennwerte angegeben werden. Alle aktiven Schaltungskomponenten müssen Simulationsattribute aufweisen, die zur Attributkategorie "Simulation" gehören.

8) Es muss sichergestellt werden, dass Dateien mit mathematischen Modellen aller im Schema verwendeten Komponenten vorhanden sind, in deren Attributen Links zu solchen Dateien vorhanden sind. Modelldateien sollten sich in den Verzeichnissen befinden, die in den "SimFile" -Attributen dieser Komponenten angegeben sind.

9) Es wird empfohlen, den Schaltkreisen, die in den Knoten enthalten sind, in denen Signale nach der Simulation visuell ausgewertet werden müssen, eindeutige Namen zuzuweisen, damit sie leicht referenziert werden können.

Nach der Vorbereitung des Schaltplans für die Modellierung wird empfohlen, ihn vorab zu überprüfen, indem Sie im PCAD-Editor den Befehl Utils\u003e Netlist generieren im PCAD-Editor auswählen und eine Netlist im XSpice-Format erstellen. Wenn während der Vorbereitung der Schaltung Fehler gemacht wurden, wird während der Erstellung der Netzliste die Liste dieser Fehler auf dem Bildschirm angezeigt und in eine Datei eingefügt<имя проекта>.IRREN. Bei einer solchen Prüfung werden Fehler wie "Für die Komponente wurde keine Modelldatei gefunden", "In der Schaltung befindet sich keine Schaltung mit dem Namen GND" usw. verfolgt.

Um konstante und zeitlich variierende Versorgungsspannungen, Ströme und Eingangssignale in der simulierten Schaltung einzustellen, werden spezielle Komponenten verwendet, die die Quellen konstanter und alternierender Spannungen und Ströme beschreiben. Diese Komponenten befinden sich in den mit P-CAD gelieferten Standardbibliotheken. Spannungsquellen und Ströme einer einfachen Standardform (konstanter, periodischer Impuls, sinusförmig) sowie Spannungsquellen und Ströme einer beliebigen Form (durch stückweise lineare Approximation festgelegt) befinden sich in der Bibliothek Simulation Source.lib.

P-CAD-Simulation komplexer Formen wie Bursts, Sinussignale variabler Frequenz, Rechteckimpulsfolgen mit variabler Periode, Dreiecks- und Sägezahnsignale usw., spezielle Komponenten und Kombinationen dieser Komponenten und Signalquellen einfacher Form.

Alle Spannungs- und Stromquellen haben die Referenzbezeichnung "Ref Des" U. Die Parameter von Signalquellen werden mithilfe von Attributen eingestellt, indem ihre Parameter in den Eigenschaften der Komponenten angepasst werden. Attributmengen werden durch die integrierten Modelle dieser Komponenten bestimmt, daher ist das Hinzufügen oder Entfernen von Attributen in Signalquellenkomponenten verboten (leider können Sie dies mit P-CAD tun). Es ist auch nicht erlaubt, die Namen der Attributparameter zu ändern.

Wenn der Simulationsprozess zum ersten Mal in einem Projekt ausgeführt wird, werden standardmäßig nicht festgelegte Studieneinstellungen im Fenster "Analyse-Setup" verwendet. Nach der Modellierung wird das Projekt in einer Datei mit der Erweiterung .PrjPcb gespeichert. Wenn Änderungen im Fenster "Analyse-Setup" vorgenommen werden, werden sie in der Projektdatei gespeichert (wenn sie gespeichert sind) und beziehen sich anschließend während der Simulation auf das geänderte Projekt.

Die aus dem schematischen Dokument generierte Gewürznetzliste enthält keine Informationen. Während die Simulation ausgeführt wird, werden die definierten Studieneinstellungen mit der schematisch generierten Netzliste kombiniert, um Änderungen an der Spice-Netzliste (DesignName_tmp.nsx) vorzunehmen. Es ist diese Netzlistendatei, die an den Simulator übergeben wird.

Wenn der Simulationsprozess ausgeführt wird, wird die Simulationsdatendatei generiert (DesignName_tmp.sdf) und im aktiven Design Explorer-Fenster geöffnet. Das Simulationsergebnis wird im Fenster Wellenformanalyse als eine Reihe von Registerkarten angezeigt (Abbildung 21).

Abbildung 21 - Simulationsergebnis

Wenn die Design Explorer (DE) -Projektdatei nicht vorhanden ist, wird sie erstellt (im selben Verzeichnis wie die .sch- und .nsx-Dateien). Wenn es existiert, wird die Netzlistendatei erneut generiert und die Daten werden ersetzt.

Das Projektfenster zeigt jedes geöffnete Projekt und seine Bestandteile an. Die generierte Netzliste wird im Bedienfeld unter dem Unterordner Mixed Sim Netlist Files angezeigt. Die geänderte Netzliste (die Kombination aus Netzliste und installierten Forschungsinformationen) wird im Unterordner Generated Mixed Sim Netlist Files angezeigt. Das Simulationsergebnis wird in einer Datei mit der Erweiterung .sdf gespeichert und im Unterordner Generated SimView Data Files angezeigt

Der Pfad für die generierten Dateien (DesignName_tmp.nsx und DesignName_tmp.sdf) wird auf der Registerkarte Optionen (Dialogfeld Optionen für Projekt) festgelegt. Standardmäßig ist der im Programm angegebene Pfad festgelegt, kann jedoch bei Bedarf geändert werden.

Bevor Sie die Simulation ausführen, müssen Sie auswählen, welche Studien durchgeführt werden sollen, für welche Signale welche Daten erfasst werden und welche Wellenformvariablen nach Abschluss der Simulation automatisch angezeigt werden. Alle diese Optionen werden im Fenster Analyse-Setup definiert. Jeder Analysetyp wird auf einer eigenen Fensterseite angezeigt.

Es kann immer nur eine Simulation betrieben werden. Wenn die Simulation in DE ausgeführt wird und versucht wird, die Simulation über das P-CAD-Schema für dasselbe oder ein anderes Projekt zu steuern, wird eine Meldung angezeigt, die besagt, dass der Client beschäftigt ist. Sie müssen es später erneut versuchen.

Es ist auch möglich, eine Netzliste aus einem schematischen Entwurf mit dem Befehl Utils\u003e Netzliste generieren zu generieren. Anschließend können Sie die Netzliste in DE frei öffnen und die Simulation zu einem späteren Zeitpunkt ausführen.

Es ist möglich, die Netzlistendatei direkt in DE mit dem Texteditor zu bearbeiten. Dies ist besonders wichtig, wenn Sie einen Austausch vornehmen müssen, ohne zum Schaltungsdesign zurückzukehren (z. B. um den Wert eines Widerstands zu ändern). Die vom Modulator verwendete Netzliste ist immer * _tmp.nsx eins. Wenn Sie es direkt bearbeiten, wird es sofort verwendet. Wenn Sie die ursprüngliche (vom Schaltplan erstellte) Netzliste bearbeiten, wird * _tmp.nsx wiederhergestellt und überschreibt die derzeit vorhandene. Wenn Sie Änderungen an der vom Schaltplan generierten nsx-Datei vornehmen, müssen Sie diese unter einem anderen Namen speichern. Andernfalls wird sie beim nächsten Generieren der Netzliste aus dem Schaltplan überschrieben.

Die Einstellungen, die für jedes Element des modellierten Teils definiert werden sollen, werden im Fenster Teileigenschaften auf der Registerkarte Attribute angegeben (Abbildung 22).

Abbildung 22 - Fenster zum Festlegen der Attribute des modellierten Elements

Diese Einstellungen umfassen:

SimType- In der Komponente, die zur Modellierung bereit ist, das erste Modellierungsattribut, das auf der Registerkarte Attribute des Eigenschaftenfensters beschrieben wird.

Das Feld Wert dieses Attributs muss die folgenden Informationen enthalten: den zu simulierenden Gerätetyp und das Präfix seines Referenzbezeichners gemäß dem SPICE-Standard.

Syntax: ()

Der Präfix für Gerätetyp und Referenzbezeichnung muss der Standard-SPICE-Konvention entsprechen.

SimModel- In der modellierbereiten Komponente die zweite Modellierungsfunktion, die auf der Registerkarte Attribute des Eigenschaftenfensters beschrieben wird.

Das Feld Wert dieses Attributs muss die folgenden Informationen enthalten: Der Name des Komponentenmodells.

Syntax:

Wenn die Zeichenfolge " "in das Feld Attributwert eingegeben wird, wird der Komponententypwert auf der Registerkarte Symbol automatisch als Modellname zugewiesen.

Komponententypen wie Widerstand, Kapazität, Induktivität und Quellen, die intern in SPICE definiert und modelliert sind, müssen nicht in dieses Feld eingegeben werden.

Digitale Geräte verwenden die Simulationsdatei, um die digitale Sim-Datei aufzurufen.

SimFile - In der zur Modellierung bereitstehenden Komponente die dritte Modellierungsfunktion, die auf der Registerkarte Attribute des Eigenschaftenfensters beschrieben wird.

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DIE KLINGEL