Đừng để các mạch chưa nối của bạn trở thành dấu vết dẫn đến hư không

Bạn đã bao giờ xem một bộ phim nào đó mà trong đó có cảnh một đoàn tàu đang lao đi trên đường ray và bắt đầu qua một cây cầu chỉ để nhận ra sau đó rằng đường ray kết thúc và cây cầu dẫn đến không đâu? Đó là một tình huống đáng sợ và chỉ một người lái tàu cảnh giác, trước đây được gọi là kỹ sư đường sắt, mới có thể ngăn chặn một thảm họa. Mặc dù không quá thảm khốc, nhưng việc có các mạch không được nối trên bảng mạch của bạn có thể gây ra hỗn loạn cho hoạt động của PCB.

Các mạch không được nối cơ bản là các mạch mở nơi mà cần phải có kết nối. Sự vắng mặt của một đường dẫn hoàn chỉnh giữa các pad của linh kiện hoặc giữa pad và via có thể khiến mạch của bạn hoạt động không ổn định, gây ra sự không khớp trở kháng giữa các cặp vi sai và thậm chí khiến bảng mạch giữ nhiệt có thể làm hỏng linh kiện hoặc bảng mạch nếu là một phần của giải nhiệt. Vì nhà sản xuất PCB của bạn có thể không nhận ra các mạch không được nối, nên việc xác định và giải quyết những kết nối không hoàn chỉnh hoặc thiếu này trong quá trình thiết kế là cực kỳ quan trọng để ngăn chặn việc sản xuất ra các bảng mạch không sử dụng được và chi phí không cần thiết. Với Altium Designer, bạn có một gói thiết kế đồng nhất toàn diện cho phép bạn kiểm tra kết nối điện trên sơ đồ của mình, kết nối mạch trên bố cục PCB của bạn và dễ dàng thực hiện các thay đổi cần thiết. Hãy khám phá những công cụ này để xác định và giải quyết bất kỳ mạch nào không được nối có thể có trong thiết kế của bạn.

Cách Xác Định Mạch Không Được Nối

Trách nhiệm đảm bảo rằng sơ đồ của bạn được kết nối hoàn toàn nằm ở bạn. Nếu thiết kế của bạn bao gồm các mạch tích hợp (ICs), có khả năng cao là bạn có các chân không kết nối bên ngoài hoặc không được sử dụng. Vì lý do này, bạn nên dựa vào tài liệu của các linh kiện để thực hiện các kết nối sơ đồ của mình. Một mẹo bạn có thể thấy hữu ích là tạo một bản vẽ hoặc sơ đồ khối hiển thị các kết nối linh kiện của bạn và sử dụng nó như một hướng dẫn cho sơ đồ của bạn. Đối với các mạch đơn giản, bản vẽ này cũng có thể được sử dụng để kiểm tra trực quan sơ đồ của bạn cho các mạng chưa được định tuyến. Tuy nhiên, do độ phức tạp của hầu hết các mạch, bạn sẽ muốn thực hiện một kiểm tra quy tắc điện hoặc điện tử (ERC) trên sơ đồ của mình.

Xác định Các Mạng Chưa Được Định Tuyến trên Sơ Đồ của Bạn

Sau khi bạn hoàn thành thiết kế sơ đồ và trước khi chuyển đổi sang PCB, bạn nên thực hiện một ERC. Nói chung, ERC sẽ đánh giá các kết nối điện; bao gồm đường dẫn, nhãn và tham số, và cung cấp cho bạn một danh sách các vi phạm. Những vi phạm này dựa trên các quy tắc và tùy chọn mức báo cáo mà bạn đã chọn khi thiết lập ERC. Mặc dù, một số gói phần mềm thiết kế PCB có tạo netlist hoặc chạy ERC là một bước thiết kế bổ sung riêng biệt, trong Altium Designer, ERC là một phần của quá trình chuyển đổi hoặc biên dịch tạo ra bố cục PCB của bạn. Số lượng kiểm tra và vi phạm có thể xảy ra là rất lớn và bao gồm một số kiểm tra cụ thể liên quan đến mạng. Trong số những vi phạm mạng có thể xảy ra có thể ngăn chặn biên dịch thành công, những vi phạm hữu ích nhất để xác định các mạng chưa được nối được liệt kê dưới đây.

• Dây không kết nối

• Đối tượng không kết nối trong Mạng

• Mạng chứa Chân nhập nổi

• Mạng chỉ có Một Chân

• Tín hiệu không có Bộ điều khiển

• Tín hiệu không có Tải

• Thiếu Mạng Dương trong Cặp Đối xứng

• Thiếu Mạng Âm trong Cặp Đối xứng

Easy, Powerful, Modern

The world’s most trusted PCB design system.

Learn More

Danh sách trên không bao gồm các mạch bị ghi nhãn sai, mạch có thông số không chính xác hoặc thiếu và các vi phạm mạch khác có thể phát hiện được bằng ERC và cũng cần được sửa chữa trước khi bản vẽ PCB của bạn có thể được tạo ra.

Xác định Một Mạch Chưa Được Nối trên Bản Vẽ PCB của Bạn

Đảm bảo rằng sơ đồ của bạn vượt qua ERC mà không có vi phạm nào nên là một yêu cầu để thiết kế của bạn có thể tiến lên bản vẽ PCB. Trong Altium Designer, việc kiểm tra kết nối điện này là một điều kiện tiên quyết đảm bảo bạn bắt đầu bản vẽ PCB của mình với tất cả các thành phần được kết nối đầy đủ. Từ bản vẽ PCB, bạn có thể sử dụng rats nest, cung cấp một biểu diễn đồ họa, mã màu của tất cả các kết nối giữa các chân, kết hợp với chức năng định tuyến tương tác hoặc tự động (trái ngược với định tuyến thủ công) để khi bạn đặt các thành phần của mình và thực hiện các thay đổi cần thiết để đảm bảo một bản vẽ PCB được kết nối đầy đủ. Trong Altium Designer, các phương pháp này được kết hợp vào nguồn lực định tuyến tự động tương tác, PCB ActiveRoute, để dễ dàng định tuyến nhiều đường dẫn, định tuyến xung quanh các vật thể và tăng tốc quá trình định tuyến.

Đảm bảo rằng các thành phần của bạn được kết nối hoàn toàn như được định nghĩa bởi sơ đồ của bạn không có nghĩa là các đường dẫn của bạn phù hợp cho việc sản xuất bảng mạch. Thông thường, sẽ có vấn đề về khoảng cách và không gian, và nếu bảng mạch của bạn là đa lớp, bạn sẽ cần thêm vias và các đường dẫn cho chúng. Để giải quyết thành công những lo ngại về định tuyến này, cũng như các thông số kỹ thuật bảng mạch khác ảnh hưởng đến việc sản xuất, yêu cầu bạn thực hiện kiểm tra quy tắc thiết kế (DRC) trên bố cục PCB của mình. DRC cho phép bạn xác định các quy tắc cho các chân không kết nối và các tuyến đường không kết nối một cách trực tiếp. Ngoài ra, bạn có thể chỉ định và ưu tiên các quy tắc cho việc định tuyến vias và cặp vi sai, khoảng cách và độ rộng của đường dẫn, tất cả những điều này có thể yêu cầu việc định tuyến lại các mạng PCB của bạn.

Cách Giải Quyết Các Mạng Chưa Được Định Tuyến

Đối với thiết kế PCB có thể sản xuất, giải quyết các mạng chưa được định tuyến có thể được định nghĩa là quá trình đảm bảo rằng tất cả các kết nối mạng đều hoàn chỉnh và nằm trong các giới hạn điện và cơ khí chấp nhận được. Điều này có thể được thực hiện bằng cách tuân theo các bước dưới đây.

Các Bước Giải Quyết Các Mạng Chưa Được Định Tuyến

Bước 1: Xác định các quy tắc ERC cho các mạng của sơ đồ của bạn.

Easy, Powerful, Modern

The world’s most trusted PCB design system.

Learn More

Việc này được thực hiện bằng cách thiết lập các thông số của ERC sao cho các mạch không hoàn chỉnh và thiếu sót trên sơ đồ của bạn sẽ được đánh dấu là vi phạm. Việc này được thực hiện trong cửa sổ Tùy chọn cho Dự án, có thể truy cập bằng cách nhấp vào Tùy chọn Dự án từ menu thả xuống Dự án hoặc bằng cách nhấp chuột phải ở bất kỳ đâu trên sơ đồ. Từ cửa sổ này, nhấp vào tab Báo cáo Lỗi và cuộn xuống đến phần Vi phạm Liên quan đến Mạch.

Thiết lập vi phạm mạch để báo cáo

Tại đây bạn có thể thiết lập loại vi phạm để được báo cáo. Không đánh dấu hoặc thiết lập một vi phạm để báo cáo có nghĩa là nó có thể bị bỏ qua và không được sửa chữa.

Bước 2: Sửa các vi phạm mạch chưa được nối của ERC cho sơ đồ của bạn.

Easy, Powerful, Modern

The world’s most trusted PCB design system.

Explore Solutions

Việc sửa các vi phạm ERC ảnh hưởng đến mạch sơ đồ của bạn có thể bao gồm một hoặc nhiều hành động sau: 

• thêm hoặc loại bỏ các thành phần từ mạch

• kết nối hoặc ngắt kết nối chân với mạch

• chỉnh sửa nhãn và thông số mạch

Bước 3: Định nghĩa các quy tắc DRC cho mạch của PCB của bạn.

Manufacturing Made Easy

Send your product to manufacturing in a click without any email threads or confusion.

Learn More

Từ tệp PCB của bạn, *.PcbDoc, nhấp vào menu thả xuống Công cụ và chọn Kiểm tra Quy Tắc Thiết Kế. Công cụ này cho phép thiết lập hoặc định nghĩa tất cả các quy tắc cho bố cục PCB của bạn; bao gồm cả những quy tắc để kiểm tra các mạch chưa được nối. DRC cũng có thể được thiết lập sao cho các vi phạm thuật toán sẽ được hiển thị theo thời gian thực (trực tuyến) khi bạn hoàn thành thiết kế mạch của mình hoặc tất cả cùng một lúc (theo lô).

Thiết lập quy tắc thiết kế PCB

Bước 4: Sửa các vi phạm mạch chưa được nối trong DRC cho bố cục PCB của bạn.

Đối với các quy tắc DRC được thiết lập để trực tuyến, bạn có thể thực hiện các sửa đổi để giảm bớt các vi phạm mạch chưa được nối theo thời gian thực. Dù bạn chọn sử dụng tùy chọn trực tuyến hay không, một DRC theo lô luôn nên được thực hiện trước khi bạn lắp ráp gói thiết kế và gửi cho nhà sản xuất của mình. Nếu tìm thấy mạch chưa được nối hoặc các vi phạm khác thì bạn có thể sử dụng sự kết hợp của việc định tuyến, đặt vị trí và thay đổi khoảng cách để sửa chữa các lỗi và chạy lại DRC theo lô. Tiếp tục chu kỳ này của việc sửa chữa lỗi và chạy DRC cho đến khi không còn vi phạm nào tồn tại.

Requirements Management Made Easy

Connect design data and requirements for faster design with fewer errors

Find Out More

Ghi chú bổ sung:

• Altium Designer cung cấp một loạt các quy tắc mặc định có thể trong hầu hết các trường hợp đủ cho thiết kế mạch của bạn. Tuy nhiên, Trình hướng dẫn Tạo Quy tắc Thiết kế cung cấp một hướng dẫn từng bước đơn giản để tạo quy tắc mới, nếu cần thiết.

Dễ dàng tạo một quy tắc thiết kế mới

• Từ sơ đồ của bạn, *SchDoc, Altium Designer cho phép bạn nhập và xuất danh sách mạch (netlists) ở các định dạng khác nhau để dễ dàng sử dụng trên các nền tảng thiết kế. Bạn có thể truy cập chúng bằng cách nhấp vào Netlist trên menu thả xuống Design, khi tệp sơ đồ của bạn đang hoạt động.

• Từ tệp PCB của bạn, có một số tùy chọn để chỉnh sửa, làm sạch và cấu hình mạng. Bạn có thể truy cập chúng bằng cách nhấp vào Netlist trên menu thả xuống Design, khi tệp PCB của bạn đang hoạt động. 

Khi thiết kế các bảng mạch phức tạp hoặc có mật độ linh kiện cao, có thể dễ dàng bỏ qua một kết nối giữa các linh kiện. Tuy nhiên, làm như vậy giống như xây dựng một cây cầu mà thực chất không dẫn đến đâu cả. Không phát hiện và sửa chữa các mạng chưa được nối trong quá trình thiết kế không chỉ có thể khiến mạch của bạn hoạt động không ổn định, mà còn có thể gây hỏng linh kiện hoặc bảng mạch. Trong cả hai trường hợp, sẽ cần thêm thời gian để sửa chữa thiết kế mạch và sản xuất lại, điều này có nghĩa là chi phí phát triển không cần thiết. 

May mắn thay, Altium Designer, gói phát triển toàn diện và tiên tiến nhất trong ngành phần mềm PCB, cung cấp một số công cụ để kiểm tra thiết kế của bạn và tránh những chi phí không cần thiết; bao gồm đảm bảo rằng thiết kế của bạn không bao gồm bất kỳ kết nối nào chưa được định tuyến. Bằng cách sử dụng kiểm tra sơ đồ và thiết kế PCB, định tuyến tự động và các công cụ khác, bạn có thể dễ dàng xác định và giải quyết các mạng lưới chưa được định tuyến. Bạn có thể khám phá những khả năng này và các khả năng khác của Altium Designer bằng cách nhận phiên bản dùng thử miễn phí tại đây.

Để biết thêm thông tin về cách bạn có thể xác định và giải quyết các mạng lưới chưa được định tuyến, hãy trò chuyện với một chuyên gia thiết kế PCB của Altium.