نرم افزار های الکترونیک, آموزش نرم افزار KiCad, توصیه شده

راهنمای جامع تنظیم طول ترک‌ها و زوج‌های تفاضلی در طراحی PCB – قسمت 15 آموزش Kicad

آموزش Kicad قسمت 15

ابزارهای تنظیم طول می توانند برای اضافه کردن خطوط مارپیچ به ترک ها پس از مسیریابی استفاده شوند. اشکال تنظیم طول، اشیاء دائمی هستند که می توانند پس از ایجاد شدن ویرایش شوند. برای تنظیم طول یک ترک ابتدا از ابزار مناسب استفاده کنید:

  • ابزار تنظیم طول ترک تکی (آیکن راهنمای جامع تنظیم طول ترک‌ها و زوج‌های تفاضلی در طراحی PCB - قسمت 15 آموزش Kicad یا میانبر 7) از اشکال مارپیچ برای رساندن طول یک ترک به مقدار هدف استفاده می‌کند.
  • ابزار تنظیم طول زوج تفاضلی (آیکن راهنمای جامع تنظیم طول ترک‌ها و زوج‌های تفاضلی در طراحی PCB - قسمت 15 آموزش Kicad یا میانبر 8 ) همین کار را برای زوج تفاضلی انجام می دهد.
  • ابزار تنظیم انحراف زوج تفاضلی (آیکن راهنمای جامع تنظیم طول ترک‌ها و زوج‌های تفاضلی در طراحی PCB - قسمت 15 آموزش Kicad یا میانبر 9) برای ازبین‌بردن انحراف یا اختلاف‌فاز بین طرف‌های مثبت و منفی جفت، به عضو کوتاه‌تر یک زوج تفاضلی طول اضافه می‌کند.

به‌مانند آیکن‌های مسیریابی، آیکن‌های تنظیم نیز در هر دو منوی کشوئی Route از نوارابزار بالا و نوارابزار کشیدن در راست قابل‌دسترس هستند.

در هنگام فعال‌بودن ابزار تنظیم، شما می‌توانید به حالت شناور روی ترک‌ها در برد قرار بگیرید تا به شما پنجره وضعیتی برای نمایش طول جاری یا میزان انحراف به همراه مقادیر هدف نشان دهد. روی ترک مطلوب برای شروع تنظیم کلیک کنید. همان‌طور که شما نشانگر را در طول ترک حرکت می‌دهید اشکال پیچ‌وخم به طور تعاملی اضافه خواهند شد. اگر یک طول هدف تعیین شده باشد درصورتی‌که طول هدف محقق شده باشد، پیچ‌وتاب‌ها دیگر به ترک‌ها اضافه نمی‌شوند. شما می‌توانید توسط قوانین DRC اختیاری یا در خصوصیات شکل تنظیمی طول هدف را تنظیم کنید. هر دو روش در قسمت پایین توضیح داده شده است. پنجره ظاهر شده در کنار نشانگر، اندازه آنلاین طول یا انحراف در مقایسه با مقادیر اهداف طراحی را نشان می‌دهد. شما می‌توانید در حین تنظیم، میزان فاصله (1 برای افزایش و 2 را برای کاهش) و دامنه را (3 برای افزایش و 4 برای کاهش) تنظیم کنید. زمانی که کارتان تمام شد برای نهایی شدن شکل تنظیمی دوباره کلیک کنید. ترک تنظیمی نیازی به عالی بودن ندارد زیرا شما می توانید آن را پس از تثبیت شدن تنظیم کنید. شما همچنین می توانید چندین اشکال تنظیمی را روی یک ترک مشابه پیاده سازی کنید.

✅نکته

ابزارهای تنظیم طول تنها از تنظیم گره‌های نقطه‌به‌نقطه بین دو پد پشتیبانی می‌کنند. تنظیم طول گره‌ها با توپولوژی‌های مختلف پشتیبانی نمی‌شود.

✅نکته

تنظیم طول زوج تفاضلی تنها به قسمت مزدوج زوج تفاضلی اعمال می‌شود. برای اعمال تنظیم طول به قسمت‌های غیر مزدوج شما باید از تنظیم‌کننده طول ترک تکی استفاده کنید.

ویرایش الگوهای تنظیم

پس از اضافه‌شدن یک الگوی تنظیم، این الگو می‌تواند انتخاب، ویرایش و جابه‌جا شود. در حین انتخاب‌شدن طول مسیریابی و طول هدف در پنل پیام در پایین قسمت چپ ویندوز نشان داده می‌شوند.

راهنمای جامع تنظیم طول ترک‌ها و زوج‌های تفاضلی در طراحی PCB - قسمت 15 آموزش Kicad

در هنگامی که یک الگو انتخاب شده، علایم ویرایش پدیدار می‌شوند که به شما اجازه می‌دهند تا هندسه الگو را ویرایش کنید.

  • درگ‌کردن علایم در انتهای الگو، آن را در طول ترک منبسط و منقبض می‌کند.
  • درگ‌کردن گوشه‌های علائم به سمت یا به‌دوراز ترک حداکثر دامنه پیچ‌وخم را کاهش یا افزایش می‌دهد.
  • و آخرین علامت فاصله پیچ‌وخم را کنترل می‌کند. درگ‌کردن آن به سمت گوشه علامت، طول را افزایش می‌دهد درحالی‌که درگ‌کردن آن به‌دوراز علامت گوشه، فاصله را افزایش می‌دهد.

کادر انتخاب و علامت‌های ویرایش نمایانگر حداکثر گستره مجاز الگو تنظیم هستند. کوچک‌تر کردن اندازه کادر اندازه الگوی تنظیم را نیز کوچک‌تر می‌کند حتی اگر منجر به این شود که طول تنظیمی کوتاه‌تر از طول هدف شود. زمانی که کادر بزرگ‌تر باشد الگوی تنظیم بزرگ‌تر می‌شود تا کادر را تا جایی که طول هدف محقق شد، پر کند.

شما می‌توانید الگوی تنظیم را در طول ترک آن یا انتخاب آن و درگ‌کردن توسط موس حرکت دهید و یا اینکه از ابزار Move استفاده کنید. پاک‌کردن یک الگو تنظیم با Del الگوی تنظیم را حذف کرده و ترک‌های تنظیم نشده اولیه را بازمی‌گرداند. شما همچنین قادرید تا گروه‌بندی الگوهای تنظیمی را از بین ببرید تا به ترک‌های اجزایش تجزیه شود. ترک‌های پایه‌ای شکلی مشابه با الگوی تنظیم دارند؛ اما به‌صورت انفرادی می‌توانند ویرایش شوند. یک الگوی تنظیمی هنگامی که به ترک‌ها تجزیه شود نمی‌تواند دوباره گروه‌بندی شود.

راه دیگر برای ویرایش یک الگوی تنظیم استفاده از پنجره خصوصیات آن است. پنجره خصوصیات چندین پارامتر اضافی که با استفاده از ویرایشگر تعاملی PCB قابل‌ویرایش نیستند را ارائه می‌دهد. این خصوصیات در مدیریت خصوصیات نیز می‌توانند ویرایش شوند.

راهنمای جامع تنظیم طول ترک‌ها و زوج‌های تفاضلی در طراحی PCB - قسمت 15 آموزش Kicad

به‌مانند ویرایشگر تعاملی، شما می‌توانید یک حداقل دامنه برای الگوی تنظیم و یک فاصله بین پیچ‌وخم‌ها تنظیم کنید؛ اما در اینجا شما می‌توانید یک حداقل دامنه تعیین کرده و مدل گوشه را پیکره‌بندی کنید. گوشه‌ها می‌توانند منحنی و یا پخ شوند. در هر مورد شما می‌توانید شعاع را به‌عنوان درصدی از حداکثر شعاع ممکن برای دامنه و فاصله تنظیم کنید. شما همچنین قادر هستید تا الگوی تنظیم را یک‌طرفه تعریف کنید که آن را به یک قسمت خط زمینه محدود می‌کند، درست برخلاف مدل پیش‌فرض که مارپیچ‌ها را در هر دو طرف خط زمینه قرار می‌دهد.

شما می‌توانید مقادیر پیش‌فرض را برای این تنظیمات در Design Rules → Length-tuning Patterns در پنجره Board Setup تنظیم کنید. هر نوع از الگوی تنظیم (شامل طول ترک تکی، طول زوج تفاضلی و انحراف زوج تفاضلی) می‌توانند مقادیر پیش‌فرض خود را داشته باشند.

در انتها، پنجره تنظیمات الگوی تنظیم یکی از دوراه موجود برای تعیین طول هدف یا انحراف الگوی تنظیم است. تنظیم طول‌های هدف در زیر توضیح داده شده است.

تنظیم طول و انحراف هدف

دوراه برای تنظیم طول و یا انحراف هدف برای یک گره وجود دارد:

  • برای یک الگوی تنظیم در پنجره خصوصیات که از قبل به یک ترک افزوده شده است.
  • استفاده از یک قانون DRC با محدودیت‌های length یا skew 

روش اول برای تعیین یک هدف در فیلد target length یا target skew در پنجره خصوصیات الگوی تنظیم است. این هدف تنها به الگوی تنظیم انتخاب شده اعمال می‌شود؛ بنابراین، اهداف طول تنظیمی به این روش باید برای هر الگوی تنظیمی در طراحی به طور جداگانه وارد شود. پنجره خصوصیات برای یک الگوی تنظیم تنها پس از ایجادشدن در وهله نخست قابل‌دسترسی هست؛ بنابراین تغییردادن انحراف یا طول هدف (طولی که برای ترک در نظر گرفته‌ایم) به این روش درصورتی‌که محدودیت‌های هندسی الگو اجازه داشتن فضای کافی برای برآورده‌کردن هدف جدید را ندهد ممکن است نیازمند این باشد که الگو برای دستیابی به مقدار هدف جدید، دوباره تنظیم شود.

شما همچنین می‌توانید با استفاده از قوانین طراحی اختیاری میزان طول و انحراف را تعیین کنید. در صورت استفاده از قوانین اختیاری، این قوانین هر تنظیم هدفی را در خصوصیات الگوی تنظیمی بی‌اثر خواهد کرد مگر اینکه تیک override custom rules در خصوصیات الگوی تنظیمی فعال باشد.

استفاده از قوانین اختیاری به شما این اجازه را می‌دهد که میزان طول یا انحراف هدف یک گره را زودتر، قبل از ایجاد یک الگو تنظیم کنید. با داشتن قوانین اختیاری شما می‌توانید اهداف انحراف و طول را بر اساس شرایط خاص مثل کلاس گره یا نام گره تعیین کنید. شما همچنین در صورت خارج از محدوده بودن انحراف و یا طول گره با خطای DRC مواجه خواهید شد.

هنگامی که میزان طول یا انحراف هدف پس از ایجاد یک الگو در قانون DRC اختیاری تنظیم شد، هندسه الگو برای رسیدن به هدف جدید به شکل خودکار به‌روزرسانی نخواهد شد. شما می‌توانید از Edit -> Update All Tuning Patterns برای محاسبه مجدد تمام الگوهای تنظیمی برای برآورده‌سازی اهداف جدید استفاده کنید.

در مثال زیر قانون اختیاری میزان طول و انحراف هدف را برای گره‌ها در کلاس گره high_speed تنظیم می‌کند. طول هدف 100mm است و خطای DRC در صورت پایین 95mm یا بالای 105mm بودن نمایش داده خواهد شد. انحراف هدف حداکثر 0.1mm است.

نکات و مشکلات تنظیم طول

تنظیم‌کننده طول تنها گره‌هایی با توپولوژی نقطه‌به‌نقطه را تنظیم می‌کند. از گره‌های انشعابی پشتیبانی نمی‌شود. در هنگامی که تنظیم‌کننده با انشعابی مواجه می‌شود، در آن محل متوقف شده و تنها طول گره تا آن شاخه را اندازه‌گیری می‌کند.

گاهی اوقات ممکن است کار شما به ترک‌های کوتاه اضافه ختم شود. این مورد ممکن است به یک گره نقطه‌به‌نقطه ظاهری شبیه به یک توپولوژی انشعابی داشته باشد که مانع از کارکرد درست تنظیم‌کننده طول می‌شود. احتمالاً پیداکردن این خورده ترک‌ها هنگامی که شما فوت پرینت‌ها، ویاها و ترک‌ها را به حالت کادر با دکمه‌های راهنمای جامع تنظیم طول ترک‌ها و زوج‌های تفاضلی در طراحی PCB - قسمت 15 آموزش Kicad، راهنمای جامع تنظیم طول ترک‌ها و زوج‌های تفاضلی در طراحی PCB - قسمت 15 آموزش Kicad و راهنمای جامع تنظیم طول ترک‌ها و زوج‌های تفاضلی در طراحی PCB - قسمت 15 آموزش Kicad درمی­آورید، راحت‌تر باشد. راه‌حل دیگر استفاده از ابزار تمیزکاری Tools-> Cleanup Tracks and Vias برای حذف بسیاری از این ترک‌های کوتاه به طور خودکار است.

به طور پیش‌فرض، تنظیم‌کننده طول در محاسباتش ویاها را به‌حساب می‌آورد. تنها طول لایه به لایه ویا استفاده می‌شود که درصورتی‌که طول تنظیمی منحصراً روی بالا و پایین برد نباشد، ممکن است این طول به نسبت ارتفاع بالا تا پایین کامل ویا کوتاه‌تر باشد. دقت این محاسبه به پیکره‌بندی دقیق لایه‌بندی برد بستگی دارد. از طول ویا در محاسبات تنظیم‌کننده طول با عدم انتخاب include stackup height in track length calculations در صفحه Constraints پنجره Board Setup می‌تواند صرف‌نظر شود.

تنظیم‌کننده طول برای تنظیم فاصله الکتریکی مؤثر بین دونقطه بهبودیافته است؛ بنابراین این ابزار طول گره را کمی متفاوت از بقیه ابزارها مثل Net Inspector محاسبه می‌کند. علاوه بر از قلم انداختن انشعابات گره و قسمت‌های استفاده نشده ویا، تنظیم‌گر طول، مسیرها را از طریق پدها به‌منظور استفاده از کوتاه‌ترین مسیر ممکن در محاسباتش بهینه‌سازی می‌کند. در مقایسه، Net Inspector  جمع زنی ساده طول‌های مسیر مسی را گزارش می‌دهد. هر دو محاسبات دقیق هستند؛ اما هر کدام برای اهدافی متفاوت بهبودیافته‌اند. این تفاوت‌ها با جزئیات بیشتری در بخش Net Inspector مورد بررسی قرار می‌گیرند.

منبع : docs.kicad

انتشار مطالب با ذکر نام و آدرس وب سایت سیسوگ، بلامانع است.

شما نیز میتوانید یکی از نویسندگان سیسوگ باشید.   همکاری با سیسوگ

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *