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电路设计软件有哪些 电路图制作软件推荐

知识问答 2022-03-03 05:01:53 admin

PCB设计:你的项目需要一个设计工具,但哪一个最好?

类似这样的文章已经有很多了——它们都会让你厌烦,但同样的琐碎细节会让你厌烦至死

原因如下:

将通过同一设计的一步一步的教程,来展示每一个关键特性,是如何在最优秀的PCB程序中脱颖而出的。

独特的指南从一个全面的比较6个PCB设计工具开始,挑出比较最好的3个。

 

   

 

   

 

   

 

   

 

   

 

 


结论

PCB设计软件简介

有几个程序可供选择,从简单直观到高度复杂,从免费或便宜到高端/高级,从功能少到功能多。

每个工具都有各自的特点。最终,您的需求和偏好应该驱动您使用的cad程序。本指南旨在帮助您确定最佳方案或探索替代方案。

评分原则和标准

建立我们所使用的标准是很重要的,这不可避免地是主观的。

我们对软件也有偏见,与我们很少使用的程序相比,我们对这些软件非常满意。

我们真的很喜欢这段摘自马修·斯蒂芬(又名林普金)的优秀作品高度vs.节奏包含我们主要评分标准的条款:

“PCB布线软件应该易于使用……为了定义主观标准,我想在这里提出一个简单的‘易用性度量’定义为点击次数击键次数鼠标移动距离执行一个给定的功能。为什么?因为你花在布线PCB上的大部分时间(时间就是金钱)是用来执行简单操作的时间。当你要点击5次时,把鼠标向右移动5厘米,向左移动4厘米来做一件简单的事情,你必须在你的PCB上做这个简单的事情100次。。。它可能会变得很长很令人沮丧。

除了Stephan先生的EasyMetric之外,该软件应该是一个标准的、在业界得到广泛应用的平台。当工程师的技能扩展到更大、分布更广的应用程序时,这对于团队协作非常重要。

最后,我们考虑各种特性集,以及哪些程序对哪些应用程序更好。你会发现大多数程序都有你想要的所有特性,所以易用性是最重要的考虑因素。

请记住,每个人都会有不同的偏好,所以我们的意见可能与您的需求和最终的喜好不一致。

软件版本和评审日期

有人非常准确地向我们指出,重要的是要注意程序版本和评审日期,以便为本文的阅读日期提供一些上下文。新的特性、修复或更改可能已经发布,但在我们审查时还不可用。

我们查看软件的日期如下:

DipTrace:2016年9月,3.0版
Eagle:2016年9月
KiCad:2017年12月,版本4.0.7
Orcad:2016年9月,版本17.2
PADS:2016年9月
Altium Designer:2016年9月,AD16

PCB比较基准

下表总结了每个项目的要点和每个关键特征的基本等级。

类别/标准DipTraceEagleKicadOrcadPADSAltium比例尺
基础






适合(业余爱好者、专业人士、所有人)业余爱好者业余爱好者业余爱好者专业人士专业人士专业人士
价格范围*免费免费免费$1,500$5,000$7,000
学习曲线ABCDDC等级:
A–F型
支持/帮助/教程BABCBB等级:
A–F型
用户界面/导航BBCDFA等级:
A–F型
个性化设置选项DCADBB等级:
A–F型








类别/标准DipTraceEagleKicadOrcadPADSAltium比例尺
原理图编辑器






放置和编辑零部件BBCBCA等级:
A–F型
放置和编辑电气对象(导线、端口等)BCCBBA等级:
A–F型
放置和编辑图形对象CCBBBB等级:
A–F型
注释CBABBB等级:
A–F型
整体原理图编辑器CCBBBB等级:
A–F型








类别/标准DipTraceEagleKicadOrcadPADSAltium比例尺
原理图库编辑器






添加接点和元件形状BBABBA等级:
A–F型
定义连接类型和描述BBBCCA等级:
A–F型
多零件原理图元件BCCCCB等级:
A–F型
与PCB封装和PCB库集成CCDDCA等级:
A–F型
添加仿真特性不适用不适用DBAC等级:
A–F型
整体原理图库编辑器BCCCCA等级:
A–F型








类别/标准DipTraceEagleKicadOrcadPADSAltium比例尺
PCB库编辑器






定义和放置焊盘BCBBBA等级:
A–F型
自定义/不规则形状BBCBBB等级:
A–F型
三维可视化ADBCDA等级:
A–F型
定义封装外形周围的其他层(丝网、禁止、焊接掩模、庭院等)BCCABA等级:
A–F型
整体PCB库编辑器BCCBBA等级:
A–F型








类别/标准DipTraceEagleKicadOrcadPADSAltium比例尺
其他标准






数据库管理不适用不适用BBCB等级:
A–F型
PCB布线BCACCB等级:
A–F型
网络管理BBBABB等级:
A–F型
三维可视化ADBCDA等级:
A–F型
调试错误BCABBA等级:
A–F型
射频设计CCBBBB等级:
A–F型
FPGA设计不适用不适用不适用CAC等级:
A–F型
文件生成AABCBA等级:
A–F型

*这些成本差异很大,因此我们引用了一个简单的、单一的许可证,允许中小型/复杂的设计,没有特殊的附加组件或功能。不包括维护/续费折扣,仅包括第一年购买。

所有等级都是针对基本的、可比较的特征集,这意味着一个PCB程序的分数不会更高,因为它有更多可用的特性,它们共同的特性是等级的重点。  

DipTrace

DipTrace基础

DipTrace是可用的最经济和简单的程序之一,非常适合业余爱好者,但不太适合专业人士或复杂的示意图。

如果你正在寻找一些基本的东西,以获得一个2-4层板和一些通孔或庞大的表面贴装组件或刚刚开始,DipTrace是一个好的开始。它非常直观,学习曲线较低,但能力有限。

DipTrace有一个免费版本,它受300个最大引脚和2层的限制,这对于简单的项目来说很好。

更复杂的设计可能需要升级到定价895美元的无限版本。

DipTrace特征包括:

  • 具有链接到库的元件的原理图捕获、电气规则检查和一些导入/导出功能,以便在其他CAD程序之间交换文件。

  • PCB布局有一个项目菜单链接库,原理图,PCB和一个模式编辑器,拖放位置,BGAs扇形分叉等等,还有一个工作相当好的自动路由器。如果您决定使用STEP文件,它还具有一些3D功能。

  • 一个体面的库编辑器,允许创建模式,原理图元件,PCB封装,甚至三维模型。

  • 提供良好的支持和教程。这是非常流行的,如果你有一个问题,有可能是其他人有同样的问题,它可以在网上论坛上查找。

 

   

 

   

 

   

 

 

DipTrace结论:

总的来说,DipTrace对于更小、更简单的电路板非常好用,而且非常容易学习。这是一个很好的入门CAD,它将教你板设计技能,可以应用到更先进的CAD程序。

除了为业余爱好/原型项目制作简单的pcb外,您还需要升级或寻找具有更多功能的东西。

约翰·泰尔是一位著名的电气工程师和可预测设计的创始人,他拥有一流的技术探空、阿尔蒂姆、鹰和虎鲸综述. 为了说明软件中有多少个人偏好因素,John最终倾向于DipTrace而不是其他程序,并提供了平台的可靠描述。

对于我们的结论,John还与我们分享了一个观点,我们认为有必要分享:

不同意您的总结,即DipTrace只适用于简单的设计。我用DipTrace做了一些非常复杂的设计。这包括使用高引脚数的应用处理器、BGA部件和带有多达5种不同无线收音机的产品的设计。对于完整版本,没有针数限制。我对DipTrace最大的抱怨是它并不常见。如果你需要一个像鹰Altium或其他PCB设计师更好的选择。鈥

他说得有道理,我们对DipTrace的不熟悉肯定是我们最终判决的一部分。  

Eagle CAD

Eagle基础

如果你想找一个更完整,但仍然低成本和易于使用的东西,鹰CAD是一个不错的选择。

这是一个最流行的CAD程序使用,并有来自各种论坛和在线社区的大量支持。YouTube上也有很多很好的教程视频。

与一些更高端的程序相比,这个界面仍然有点笨拙,但它确实有很多有用的特性。

Eagle代表简单、适用、图形化、布局、编辑器。就这样。

它有几种风格:免费软件、Eagle Learn、Eagle Make和Eagle Business,并且都有不同层次的布局、示意图、autorouter等。

您可以为一个许可证支付高达1640美元的费用,但您可能不一定需要它的所有功能。

410美元将为您购买99张原理图,6层,以及160mmx100mm的布线区域,这还不错。

820美元将为您提供999张纸、16层和4mx4m布线区域,这对于大多数高级PCB项目来说已经足够了。

Eagle CAD功能包括:

具有许多典型功能的原理图编辑器,例如:

  • 链接到库

  • 电气规则检查

  • 传送到PCB的网络列表生成

它还包括其他几个功能,如:

  • 原理图和PCB之间的正向/反向注释(在更改一个或另一个时保持同步)

  • 设计组织结构示意图

  • 用户访问定义许多东西,如网络,线宽度,间隙等。

布局编辑器包括以下突出功能:

  • 覆铜

  • 差分对路由

  • 高级布线技术/功能

  • 制造数据的几种不同输出

  • 再加上一个相当不错的自动路由器…但我们从不建议任何人使用

 

   

 

 

Eagle总结:

Eagle最棒的地方就是在线支持。它比DipTrace等初级CAD软件包要复杂一些,但几乎所有问题都可以通过庞大的支持系统来解决。

它也是应用更广泛的电路板设计程序之一,包含数千个预制库,用于以下流行平台:

  • Arduino和Arduino护盾创造者

  • 树莓皮

  • BeagleBone

SparkFun Electronics、Dangerous Prototypes、Adafruit和Element14,所有流行的DIY和分销电子商店都一直在使用Eagle CAD,并且几乎总是有可供编辑的设计。

总的来说,对于大多数初级到高级的PCB项目来说,这是一个很好的中间方案,它有一个不错的价格和学习曲线,不是压倒性的。最终,我们更喜欢DipTrace而不是Eagle CAD。

有两个程序在行业中使用较多,但对业余爱好者来说并不多,这两个程序是OrCAD和PADS,我们将在接下来的两个部分中介绍。

它们都非常相似,比Eagle有更多的特性和功能,但成本更高。  

KiCAD

KiCAD回顾与基础

对于大多数初学者和爱好者来说,在PCB和原理图捕获过程中,另一个不错的中间程序是KiCAD。它是完全免费的,由志愿者和付费捐赠者(最近是以欧洲核子研究所为基础的组织/项目)来维护,并且在过去几年里有了很大的改进。它也可以广泛使用,因为它几乎存在于所有主要平台上(类似于Eagle),包括Linux、Windows和macosx。

其原理图(或Eeschema)的工作原理与Eagle和大多数其他CAD程序相似,并包含一些值得注意的工具:

  • 规则检查具有一些高级功能,包括设置和检查引脚属性(如输入/输出/驱动/下沉)的能力,类似于Altium。

  • 图书馆与社区维护的足迹,符号,三维模型链接。

  • 简单、复杂和扁平的层次结构。

  • 如各种格式的源文件和各种源文件的编辑。

 

 

然而,原理图环境与PCB环境是分开的,称为“PcbNew”,它需要导出一个netlist并将其加载到PcbNew程序中,有点像OrCAD,这看起来有点笨拙。然而,PcbNew为免费的PCB布局软件提供了一些非常惊人的特性。

首先,它有大量的热键,这些热键都可以通过热键编辑器完全配置。一开始,这会让事情变得非常混乱,但是,像大多数包含热键的软件程序一样,它们变得越来越方便,尤其是在频繁使用的任务上,例如放置过孔和轨迹。这弥补了看起来更老、更不直观的UI。

布线时也有几个选项,包括符合保存的设计约束/规则的推/推、障碍物周围的自动重新布线、用于高速应用的长度调整和匹配差分对,以及进行布线后调整(如拖动或缩短轨迹)。

 

 

KiCAD Footprint编辑器

KiCAD有一个称为CvPCB的特性,它的工作方式有点像Altium Vault,它利用了一个图书馆零件的在线网络,主要在Github中,由KiCAD用户的大型社区管理。它拥有133个存储库(在2018年1月时)和大量的库可供选择,因此可以轻松快速地访问公共部分,并节省开发时间(同时也使学习变得更容易)。

然而,库编辑器本身并不是非常直观,它比Altium提供的组件向导(component wizard)更费劲或更手工。

PcbNew还拥有一个相当不错的3D查看器和建模器。PCB编辑器查看器本身有点过时,字体类型/大小和粗糙的图层/颜色系统不同,但导入和导出STEP模型的功能使处理机械团队或某些机械特性时更容易。

 

 

一般来说,KiCAD以0美元的成本提供了一些相当强大和先进的功能,但它并不是最容易使用的CAD软件(至少一开始是这样),而且需要一些准备工作。很多人一旦能够利用更先进的功能,从Eagle过渡到KiCAD,但这需要一点开放的思想,耐心,甚至一些社区的参与。  

Orcad

Orcad基础

Orcad有多种层次,如图所示:

 

 

OrcadLite允许你免费试用一些所有的东西和一些有限的功能。

安装到更标准的东西后,很容易升级,比如Designer standard,它包括原理图和PCB编辑(大约1500美元/年)。

请注意,为了进行比较,OrCAD和Allegro被视为本质上相同的产品。奥卡德几乎是一个缩小版的快板。

OrCAD的特点包括:

将OrCAD与低端CAD软件包分开的一个主要因素是pspice附加组件,它允许全电路仿真。

它确实有一个很好的学习曲线,但如果你有它在你的处置,它可以为你节省大量的时间和挫折在一些更先进的混合信号设计。在大学里甚至有很多课程都专注于学习如何使用这一功能。

OrCAD CIS允许您将组件信息集成到数据库中,这对于在设计周期加快的大型团队中工作非常有用。

最后,还有SPECCTRA,它可能是最好的自动路由软件。再说一次,我们不是自动路由的超级粉丝,但SPECCTRA确实工作得很好。

让我们看看原理图编辑器、PCB编辑器、library builder和PSpice模拟器的一些屏幕截图。

OrCAD屏幕截图:

 

   

 

   

 

   

 

 

OrCAD的总结:

OrCAD的一个缺点是它如何将每个特性拆分为独立的应用程序。每个功能都有自己的程序;没有什么是完整的。当开发一个单板,你会发现自己在几个窗口之间切换,这有点烦人。

它的3D渲染不是最好的(与Altium相比),但它很管用。OrCAD非常强大,是一个行业标准,但在我们看来它有点过时了。  

PADS

PADS基础

像其他设计软件一样,Pads有几个不同的包级别,但标准版应该包含所需的大部分功能。

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