Mô hình hóa và Đặt các Kết nối PCB Trong Altium Designer

ALTIUM DESIGNER

Công cụ thiết kế PCB mạnh mẽ, hiện đại và dễ sử dụng nhất dành cho người dùng chuyên nghiệp.

Sử dụng kết nối I/O cho tích hợp hệ thống PCB

Trong hướng dẫn này về kết nối PCB, chúng ta sẽ xem xét các kết nối trong hệ thống điện, cách chúng được hưởng lợi từ các công cụ ECAD/MCAD, và các chi tiết thiết kế tối ưu như kết nối cáp phù hợp hoặc mạ vàng cho các ngón tay vàng.

Các kết nối tràn lan trên các bộ phận mạch in do thiết bị điện tích hợp và điện tử nội bộ của chúng. Giờ đây, hàng thập kỷ vào hệ thống số, dữ liệu đang bay khắp phòng và khắp nhu cầu giao tiếp của thế giới. Các giao thức nhập và xuất như bus nối tiếp phổ quát (USB) và Ethernet đều yêu cầu các kết nối điện cơ học vật lý giữa thiết bị và các bộ phận mạch in của chúng.

Việc xây dựng các kết nối trên các bộ phận mạch in đòi hỏi phải xác định các kênh giao tiếp trong cả công cụ mô hình hóa ECAD và MCAD. Việc xác định các kênh giao tiếp thông báo lựa chọn thành phần kết nối. Với các thành phần được chọn, đi kèm là các dấu chân với các mẫu đất và kích thước vỏ cho các vật liệu dẫn điện của kết nối. Điều này đảm bảo, ví dụ, việc sử dụng mạ vàng phù hợp trên các ngón tay vàng hoặc việc đặt cọc và chốt thông minh trong thiết kế bảng mạch in PCB.

Altium Designer cung cấp thư viện chứa hàng ngàn kiểu kết nối cùng với footprint và mô hình 3D. Các trình chỉnh sửa footprint cho phép thêm các loại kết nối mới nhất và tốt nhất từ các nhà cung cấp. Môi trường thống nhất này hỗ trợ nhập khẩu, cũng như xuất khẩu, các tệp .STEP để dễ dàng chia sẻ với các nhà thiết kế cơ khí. Sự dễ dàng trong hợp tác thúc đẩy thiết kế tinh tế cho IO trong thiết kế của bạn.

Sử dụng Kết Nối Bảng Mạch In Trong Hệ Thống Điện

Các kết nối trong thiết kế điện cung cấp kết nối cho các tín hiệu di chuyển vào hoặc ra khỏi bộ lắp ráp mạch in. Chúng là một số thành phần điện cơ lớn nhất trên bộ lắp ráp mạch in. Được sử dụng để chứa chân dẫn điện cho các kết nối tới các pad trên bảng mạch, giao diện các tín hiệu vào-ra (IO) với các thiết bị khác trong hệ thống. Các kết nối có hai phần để cho phép kết nối từ PCB của bạn tới các PCB khác, cáp, hoặc thiết bị trong hệ thống điện. Bất kỳ kết nối nào được sử dụng trên PCB phải khớp với điểm kết nối dự định trên các thiết bị hệ thống.

Quan sát vị trí kết nối trên PCB của bạn với mô hình hóa 3D

Các kết nối cho phép Đầu vào và Đầu ra trên PCB

Các kết nối được chỉ định thành cặp, một là phích cắm, cái kia là ổ cắm. Các đặc điểm cơ khí cần xem xét bao gồm kích thước, vật liệu và cơ chế khóa. Các đặc điểm điện cần xem xét là cách điện giữa các chân và điện trở tiếp xúc tại các điểm kết nối. Các kết nối được phân loại theo loại tín hiệu truyền đạt về mặt đầu vào và đầu ra. Các tiêu chuẩn cho USB, RS-485, Ethernet, MIDI, SVGA, HDMI và Tần số Radio được giải quyết thành các thiết kế cơ khí tiêu chuẩn trong các kết nối. Có hàng ngàn kết nối được sử dụng cho truyền tải tín hiệu điện tử. Những cái phù hợp nhất để sử dụng trên PCB là các kết nối gắn mặt, mặc dù nhiều kết nối xuyên lỗ cũng được sử dụng trên PCB vì độ bền và khả năng tạo liên kết chắc chắn với các mặt phẳng tiếp địa bên trong.

• PCB có nhiều loại kết nối IO

  Tích hợp chức năng với Sporty 3D Component Model Drivers cho Bố trí

• Các pad thiết kế PCB cắm vào ổ cắm trên bo mạch chủ

  Xem xét giao thức cho bộ nhớ trước khi thiết kế giao diện kết nối PCB

• USB là một giao thức phổ quát để kết nối thiết bị và có những phát triển mới

  So sánh USB Type-C: Một Biên giới Mới cho Truyền Tải Năng lượng và Dữ liệu

Định nghĩa IO cho thiết kế của bạn thông báo lựa chọn các thành phần để đưa vào mô hình 3D của bạn.

Các kết nối được hưởng lợi từ Công cụ Tương thích ECAD/MCAD

Có nhiều loại kết nối cho giao diện IO để kết nối tín hiệu của bộ kết nối PCB với các thiết bị khác. Việc xem xét các loại IO được mạch trên PCB của bạn sử dụng sẽ giúp lựa chọn. Kết nối qua lỗ thụ động được lợi từ việc có vỏ bọc và chân nối đất. Các chân nối đất đi qua PCB có thể được kết nối với bất kỳ hoặc tất cả các mặt phẳng nối đất trong bố cục PCB. Nhiễu từ các kết nối IO có thể được hướng đến các mặt phẳng nối đất tạo ra lối đi đến phần vỏ. Những lối đi trực tiếp này giữ nhiễu xa khỏi các tín hiệu quan trọng. Các bộ kết nối gắn bề mặt nhẹ hơn và phù hợp cho các kết nối công suất thấp khi các kế hoạch nối đất trên bo mạch được đặt cạnh các mạng lưới đã định tuyến.

Ổ nhớ tích hợp các phích cắm pad để kết nối với các ổ cắm trên bo mạch chủ

Sử dụng mô hình 3D để Tạo và Đặt các Bộ Kết Nối cho IO

Cả hai loại kết nối qua lỗ và kết nối bề mặt đều có thể tìm thấy trong thư viện linh kiện hoặc có thể được thêm vào bằng cách tham khảo bảng dữ liệu của nhà cung cấp. Việc đặt chúng một cách cẩn thận lên PCB để xem xét các yếu tố thiết kế điện và cơ khí là hữu ích trong việc đáp ứng các yêu cầu thiết kế. Khoảng cách giữa các chân và loại vật liệu cách điện bên trong kết nối đáng được phân tích để phòng ngừa hiện tượng phóng điện. Điện trở thêm vào các đường dẫn tại điểm kết nối đáng lưu ý để xem xét ảnh hưởng đến tính toàn vẹn tín hiệu trong quá trình truyền. Hình dạng và kích thước trong không gian dự định cần được các kỹ sư cơ khí xem xét để đảm bảo không vi phạm các quy định về không gian cấm với các bộ phận hạn chế. Sử dụng các công cụ mô hình hóa có thể chuyển đổi giữa môi trường ECAD và MCAD giúp tăng tốc độ giải quyết thiết kế trước khi đi vào sản xuất.

• Đặt kết nối với các công cụ mạnh mẽ tích hợp mô hình hóa MCAD

  Kết hợp với Trình chỉnh sửa PCB 3D giúp Đơn giản hóa Mô hình hóa ECAD/MCAD Đồng thời

• Tìm hàng ngàn mô hình linh kiện trong thư viện cơ sở dữ liệu

  Sử dụng bảng thư viện để sử dụng hoặc thêm kết nối cho IOs

• Kết nối IOs trên PCB của bạn bằng cách sử dụng bus

  Xem Kết nối Hai PCB Với một Bus

Mô hình hóa 3D trở nên dễ dàng với các công cụ EDA được thiết kế để hỗ trợ việc sử dụng chúng.

Altium Designer Tích hợp Công cụ Mạnh mẽ cho Kết nối

Altium Designer có một bộ công cụ lớn để hỗ trợ mô hình hóa và đặt vị trí các loại kết nối. Quá trình này bắt đầu với thư viện linh kiện chứa nhiều loại kết nối thường gặp trên PCB như USB, RS-485, Ethernet, MIDI, SVGA, HDMI, và nhiều hơn nữa. Việc sử dụng các phần từ thư viện để đặt các kết nối lên PCB rất dễ dàng.

Ngoài ra, Altium Designer cung cấp một môi trường thiết kế mạch in thân thiện cho việc chuyển đổi cả tệp ECAD và MCAD vào và ra khỏi các công cụ mô hình hóa của nhau. Sự hợp tác như vậy cho phép mô hình hóa dễ dàng cho các khu vực cấm và tránh va chạm khi tiến hành sản xuất. Hơn nữa, Altium Designer cung cấp không gian làm việc dễ tiếp cận cho việc phát triển đa bảng mạch. Các giao diện có thể được nghiên cứu về sự căn chỉnh và đánh giá về sự truyền tải tín hiệu qua nhiều bảng mạch. Không gian làm việc cho phép hiển thị 3D trong khi di chuyển các bộ phận trong quá trình tinh chỉnh thiết kế để đảm bảo kết nối cáp tối ưu, như cổng kết nối USB hoặc coaxial.

Môi trường 3D của Altium cho phép gắn cáp vào các kết nối trên bo mạch của bạn

Lợi ích của Quan hệ Đối tác ECAD/MCAD Mạnh mẽ của Altium trong Việc Đặt Vị trí Kết Nối

Thay vì phải ghi nhớ một hướng dẫn chi tiết về các loại kết nối PCB, bạn có thể tập trung vào công việc đang thực hiện bằng cách chọn Altium Designer cho việc phát triển kết nối, đánh giá hiệu ứng truyền dẫn tại các giao diện kết nối. Sử dụng công cụ EDA tích hợp cho phép phát triển các thành phần với thư viện trước khi đặt chúng lên PCB. Sau khi đặt lên PCB, việc hợp tác với mô hình MCAD trở nên dễ dàng với việc xuất và nhập file .STEP. Sử dụng file .STEP giúp đánh giá kỹ thuật cơ khí cho việc lắp PCB vào vỏ máy.

• Đánh giá sự căn chỉnh cơ khí của các kết nối bảng mạch in với MCAD tương thích

  Xem cách 3D hoạt động trong Altium Designer với Tích hợp MCAD

• Xây dựng mẫu đất và dấu chân kết nối cho mô hình 3D

  Xem cách Altium xây dựng và lưu trữ Dấu chân Kết nối 3D Tuân thủ IPC

• Đưa kết nối PCB Solidworks của Altium vào để tích hợp các IO của bạn

  Tìm hiểu cách nhận hỗ trợ trực tiếp với Kết nối PCB Solidworks

• Đánh giá các kết nối vào/ra trên các bộ lắp ráp nhiều bảng mạch

  Xem mô hình kết nối 3D trong môi trường thống nhất của Altium

Kết nối các bảng mạch in của bạn với môi trường thống nhất của Altium Designer để hỗ trợ yêu cầu IO cho lắp ráp PCB của bạn. Sử dụng công cụ tích hợp để đánh giá tính toàn vẹn tín hiệu và kiểm tra va chạm tại các kết nối IO giúp thành công ngay từ thiết kế sản xuất lần đầu.