Rys. 6. Przykładowy dokument zawierający wybrane, często używane widoki oraz elementy składowe dokumentów PCB Draftsman

Oprócz dotychczas wymienionych użytkownik programu ma możliwość użycia w dokumentach także prostych elementów graficznych: linii prostych, prostokątów, okręgów, tekstów oraz grafik przygotowanych za pomocą zewnętrznych narzędzi.

Widoki generowane w dokumentach PCB Draftsman (można utworzyć ich wiele w jednym projekcie) są aktualizowane w przypadku zmian wprowadzonych w PCB, dzięki czemu użytkownik Altium Designera nie musi pamiętać o konieczności ręcznego aktualizowania widoków.

Dokumenty PCB Draftsman można tworzyć jako samodzielne „byty” w projekcie, można je także „wmontowywać” w zestaw dokumentacyjny Output Job, dzięki czemu generowanie nowej wersji dokumentacji (po zmianach lub dla innego producenta) nie wymaga większej liczby zabiegów niż dotychczas. Ważną informacją jest także fakt, że PCB Draftsman obsługuje projekty z wariantowym montażem, co także znakomicie upraszcza prace dokumentacyjne, podczas których dotychczas łatwo było o pomyłki.

O ile wcześniej prezentowany PCB Draftsman jest integralną częścią Altium Designera to kolejne narzędzie, które pokrótce przedstawimy – PDN Analyzer – jest opcjonalnym, dodatkowo płatnym wyposażeniem pakietu, udostępnianym zainteresowanym użytkownikom z licencją ewaluacyjną na 15 dni.

PDN Analyzer jest narzędziem do stałoprądowej analizy rozkładu napięć i rozpływu prądów na powierzchni PCB, umożliwiając – na bazie pewnych założeń symulacyjnych – wczesne wykrycie problemów z zasilaniem podzespołów wchodzących w skład projektowanego urządzenia. Dla potencjalnych zainteresowanych ważne jest, że PDN Analyzer wymaga do poprawnej pracy 64-bitowej wersji systemu operacyjnego Windows.

Rys. 7. W ten sposób uruchamiamy PDN Analyzer

Analizator PDN jest uruchamiany z menu Tools>PDN Analyzer (rysunek 7), co powoduje wyświetlenie okna konfiguracyjnego pokazanego na rysunku 8.

Rys. 8. Okno konfiguracyjne PDN Analyzera

Pracę z PDN rozpoczynamy od zdefiniowania weryfikowanego obwodu zasilającego. Definiowanie tego obwodu jest najtrudniejszym etapem konfiguracji, co wynika głównie z przyjętej przez twórców programu specyfiki jego obsługi. Odbiega ona nieco od przyjętej w pozostałych edytorach Altium Designera, co w przypadku bardziej rozbudowanych sieci pochłania sporo czasu. Na rysunku 9 pokazano przykład najprostszej z możliwych sieci zasilającej, w której stabilizator 3,3V zasila wyłącznie mikrokontroler.

Rys. 9. Testowa sieć zasilająca na bazie projektu z mikrokontrolerem STM32

Uruchomienie analizatora PDN wymaga naciśnięcia przycisku Start Simulation, co powoduje wyświetlenie w liście komunikatów (Messages) informacji o przebiegu symulacji. Wynikiem działania analizatora jest kolorowa mapa rozkładu napięć na ścieżkach i poligonach rozprowadzających zasilanie (rysunek 10) z podanym zakresem napięć. Obliczenia są prowadzone przy założeniu określonej rezystancji właściwej miedzi na PCB, wartość tę można indywidualnie dobrać, w zależności od docelowego laminatu.

Rys. 10. Przykładowa mapa rozkładu napięć na sieci zasilającej rozprowadzonej na PCB

PDN Analyzer może wyświetlać wyniki symulacji w trybach 2D lub 3D (rysunek 11), w zależności od potrzeb można wyświetlać lub nie poligony rozprowadzające zasilanie po PCB. Przykład widoku PCB z włączoną „wylewką” masy pokazano na rysunku 12.

Rys. 11. Wyniki symulacji wyświetlone w trybie 3D

Rys. 12. PDN Analyzer może uwzględniać wpływ płaszczyzn z potencjałami na potencjały linii prądowych

Prezentowane narzędzie umożliwia – oczywiście – analizę sieci znacznie bardziej skomplikowanych niż w prezentowanym przykładzie, możliwa jest m.in. analiza sieci z wielostopniowym podziałem napięć, z uwzględnieniem stabilizatorów szeregowych, dławików oraz rezystorów separujących sekcje zasilające. Biorąc pod uwagę przeciętne przyzwyczajenia użytkownika programu Altium Designer, sposób definiowania takich sieci nie jest intuicyjny, ale – jak pokazały eksperymenty – możliwy do oswojenia. Z punktu widzenia praktyki znaczącym ograniczeniem analizatora PDN jest fakt ograniczenia jego symulacji do zasilania DC, w związku z czym pomijane są impedancje linii zasilających oraz przelotek. Większość współczesnych urządzeń bazuje na technice cyfrowej, w której układy pobierają prąd z zasilania podczas zmiany stanów bramek, co dzieje się często z bardzo wysokimi częstotliwościami. Obniża to praktyczną dokładność prowadzonych analiz, dając pewne przybliżenie co do rozkładu obciążeń poszczególnych elementów toru zasilania na PCB.

Tak czy inaczej – warto spróbować, można się spodziewać, że analizator PDN będzie się szybko rozwijał, zwłaszcza że jego producent – firma CST – jest jedną ze światowych potęg w produkcji narzędzi symulacyjnych.