Wie die grafische Hervorhebung von Netzen in Altium Designer die Erstellung von Schaltplänen und PCB-Designs erleichtert

Trotz meiner langjährigen Erfahrung im Bereich PCB-Design verwende ich bei meinen Projekten immer wieder viel Zeit darauf, die Pfade meiner Netze auf dem Schaltplan sowie im Layout meiner Leiterplatte zu kontrollieren. Bei der Erledigung dieser komplexen Aufgabe habe ich jedes Mal das Gefühl, mit einem Labyrinth konfrontiert zu sein, aus dem nur ein Weg herausführt. Sorgfalt hat hier oberste Priorität, da jeder Fehler später umfangreiche Nacharbeiten erfordert, die Verzögerungen bei der Fertigung und steigende Produktionskosten nach sich ziehen können.

Aus diesem Grund ist es erforderlich, jedes Netz isoliert von den anderen zu betrachten, damit jede einzelne Verbindung kontrolliert und gegebenenfalls modifiziert werden kann. Ohne ein modernes Designtool gestaltet sich dieser Prozess schwierig und zeitraubend. Doch mithilfe einer funktionsreichen PCB-Designsoftware lässt sich der Zeit- und Arbeitsaufwand drastisch reduzieren. Dadurch wird die Erstellung von Schaltplänen und Leiterplattenlayouts insgesamt beschleunigt.

In Anbetracht dessen erweist es sich als nicht zu unterschätzender Vorteil, dass die einheitliche Designumgebung von Altium Designer^® zuverlässige Funktionen zur Kontrolle von Schaltplänen und PCB-Layouts beinhaltet. Diese Tools wurden speziell dafür entwickelt, PCB-Designern die Erledigung von Routineaufgaben zu erleichtern, damit sie mehr Zeit für die kreativen Aspekte ihrer Projekte haben. Unter anderem stellt das Softwarepaket leistungsstarke Funktionen zur isolierten Betrachtung und Prüfung einzelner Netze bereit, die Ihnen sowohl die Schaltplanerstellung als auch den daran anschließenden Designprozess erleichtern.

Einfache Schaltplanerstellung mithilfe der Hervorhebungsfunktionen von Altium

Da der Schaltplan die Grundlage für das Layout der fertigen Leiterplatte bildet, muss er präzise, vollständig und fehlerfrei sein. Seine Erstellung gestaltet sich relativ einfach, wenn er auf einem bereits vorhandenen Design basiert, dem nur wenige Komponenten hinzugefügt werden, oder wenn die Gesamtzahl der Elemente gering ist. Allerdings kommt dies nur in seltenen Fällen vor. Die meisten Projekte beginnen mit der Erstellung eines neuen, umfangreichen Schaltplans, der nach und nach um alle vorgesehenen Komponenten und Netze erweitert wird. Das Ergebnis dieses Prozesses ist in der nachstehenden Abbildung exemplarisch dargestellt.

^{Beispielschaltplan ohne hervorgehobenes Netz}

Der Schaltplan dieser Phasenregelschleife ist gut strukturiert, sodass alle Pfade sämtlicher Netze in der normalen Ansicht deutlich zu erkennen sind. Allerdings ist nicht klar zu sehen, ob die am oberen Rand befindlichen Kondensatoren tatsächlich mit dem vorgesehenen Netz verbunden sind, da die Knotenpunkte sehr klein dargestellt werden. Dies lässt sich überprüfen, indem Sie die Zoom-Funktion nutzen, um den betreffenden Ausschnitt zu vergrößern. Dabei sollten Sie jedoch darauf achten, dass Sie stets das gesamte Netz im Blick behalten.

Andernfalls verlieren Sie die ICs aus den Augen und können nicht feststellen, mit welchen Pins das Netz verbunden ist. Daher bietet Ihnen Altium Designer alternativ die Möglichkeit, das fragliche Netz auszuwählen und in der vollständigen Ansicht grafisch hervorzuheben. Auf diese Weise können Sie die Verbindungen der ICs und der Kondensatoren gleichzeitig überprüfen.

^{Beispielschaltplan mit hervorgehobenem Netz}

Die Ansicht mit dem hervorgehobenen Netz liefert Ihnen alle nötigen Informationen und bietet zugleich eine klare Übersicht über die Gesamtschaltung. Zusätzlich werden im Panel rechts neben der Schaltplanansicht weitere Angaben zum ausgewählten Netz oder zur ausgewählten Verbindung angezeigt. Damit lassen sich Netze und Verbindungen auf einfache Weise überprüfen.

Die Vorteile der Hervorhebungsfunktionen bei der Kontrolle von PCB-Designs

Heutzutage werden die meisten PCBs mit SMD-Bauteilen bestückt und weisen hohe Packungsdichten sowie verschiedene Signallagen auf, wie in dem unten abgebildeten Beispiel zu sehen. Unter diesen Bedingungen ist es schlicht unmöglich, den Pfad von Leiter- und Signalbahnen ohne Hilfsmittel nachzuverfolgen. Da erweist es sich als Glücksfall, dass Altium Designer auch im PCB Editor Hervorhebungsfunktionen bereitstellt, mit deren Hilfe sich der Leitungs- und Netzverlauf lagenübergreifend anzeigen lässt.

^{PCB-Layout ohne hervorgehobenes Netz}

Sie können auf die Hervorhebungsfunktionen im PCB Editor zugreifen, indem Sie das entsprechende Panel durch einen Klick auf die Registerkarte in der rechten unteren Ecke des Fensters öffnen. Dort können Sie ganz nach Bedarf einzelne Netze oder Gruppen von Netzen auswählen und inspizieren.

Alternativ können Sie ein Netz hervorheben, indem Sie mit der Maus darauf zeigen. Zur Konfiguration dieser Funktion rufen Sie zunächst das Menü „Preferences“ auf, wählen dann in der linken Leiste die Option „PCB Editor“ aus und klicken auf den Unterpunkt Board Insight Display. Wenn diese Art der Hervorhebung aktiviert ist, können Sie durch einfache Bewegung des Mauszeigers ganz bequem Netz für Netz überprüfen.

Fazit: Mit leistungsstarken Hervorhebungsfunktionen können Sie sowohl Ihren Schaltplan als auch Ihr Layout kontrollieren und den korrekten Verlauf sämtlicher Leiterbahnen sicherstellen. Das ist eine wichtige Voraussetzung für die erfolgreiche Fertigung und Bestückung Ihrer Leiterplatte. Denn wenn Ihr Design auf suboptimalen Routingtechniken basiert oder falsche Netzverbindungen enthält, macht sich dies in Form von Verzögerungen bei der Produktion und zusätzlichen Kosten bemerkbar und behindert außerdem die Weiterentwicklung des Produkts. Es gibt also viele gute Gründe, die Funktionen zur Hervorhebung von Netzen ausgiebig zu nutzen.

^{PCB-Layout mit hervorgehobenem Netz}

Altium bietet Ihnen vielfältige Möglichkeiten zur Überprüfung von Netzverbindungen und Schaltungen, damit Sie sicher sein können, dass Ihr Design alle gestellten Anforderungen erfüllt, wenn es in die Fertigung geht.

Zusätzlich finden Sie in dem zuverlässigen Softwarepaket von Altium moderne, nutzerfreundliche Tools zur Erstellung von Schaltplänen und PCB-Layouts, die sämtlich in die einheitliche Designumgebung eingebettet sind und Ihnen die erfolgreiche Durchführung Ihrer Projekte erheblich erleichtern. Unter anderem steht dort der Gleichstrom-Simulator PDN Analyzer zur Verfügung, mit dem sich Versorgungsnetze schon in der Designphase einzeln oder in Gruppen testen lassen. Genau wie bei der Netzkontrolle mithilfe der Hervorhebungsfunktionen können Sie auch hier alle eventuell nötigen Änderungen schnell und einfach im PCB-Design umsetzen.

Wenn Sie sich näher darüber informieren möchten, wie Sie spezifische Netze in der Schaltplan- und Layout-Ansicht hervorheben, sollten Sie Kontakt mit einem PCB-Designexperten von Altium aufnehmen.