添加测试点模式主要用于添加测试信号用的焊盘。在默认状态下测试点为一个过孔,示波器和万用表等测量工具的表笔可以方便地插入测试点进行信号测试。根据实际情况需要,有时可以将测试点设置成为SMD类型的焊盘,也可很方便地使用示波器、万用表等测量仪器进行信号测试,需要的话还可以在测试点上焊接导线以方便测试。
测试点(Test Point)是电路板调试检修的重要工具,有经验的设计者,清楚地知道哪里是关键的信号点,需要经常测量调试。初学者在进行简单的低频电路设计时,可以试着尽量多加一些测试点。现在,随着封装技术的发展,贴片元器件越来越多,测试点的添加也越来越有必要,如BGA、QFP等封装的重要信号测试必须添加测试点。
注意:并不是测试点越多越好。一般测试点以过孔形式出现,至于会不会影响信号质量就要看加测试点的方式和信号到底多快而定。基本上,外加的测试点(不用线上已有的穿孔当测试点)可能加在线上或是从线上拉一小段线出来。前者相当于在线上加上一个很小的电容,后者则是多了一段分支,这两种情况都会对高速信号产生影响,影响的程度与信号的频率速度和信号边缘变化率有关。原则上测试点越小、越少越好(当然还要满足测试机具的要求),分支越短越好。当设计高频电路板时,过孔的寄生电容、电感效应对布线的高频特性影响较大。即使添加SMD类型的焊盘作为测试点时,添加过多也会造成阻抗不连续,引起信号反射,使电路的信号完整性受到影响。
测试点的添加很简单,首先打开设计工具栏,单击图标按钮,进入添加测试点模式,然后选择“防止错误”以禁止错误发生,在需要添加测试点的地方单击鼠标左键即可。可以选中添加的测试点,单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择“特性”命令,弹出如图11-31所示的“过孔特性”窗口,进行与测试点相关的修改。例如,可以单击图标按钮,将过孔类型测试点变更为SMD类型的焊盘测试点。
在了解了测试点的添加后,有必要了解测试点在实际设计中是如何使用的及其相关参数设置。如图11-32所示,一般在生产过程中这样来使用测试点。
PADS提供了自动添加和检查测试点的工具,下面详细介绍该工具的使用。
图11-31 “过孔特性”窗口
可以在开始布线之前,添加测试点或者在PADSRouter自动布线时自动添加测试点。通常根据如图11-33所示的对话框中的相关设置来验证测试点。
图11-32 测试点的使用
1.“DFTAudit”对话框的设置
执行“工具”→“DFT审计”命令,打开“DFT Audit”对话框,如图11-33所示。
(1)“选项”选项卡
1)“创建测试点”选项组介绍如下。
①布线时创建:勾选该复选框在使用“PADS Router连接”时,使PADS Router在布线网络时创建测试点。
图11-33 “DFTAudit”对话框
②保留测试点:禁止再分配、移动、推挤、删除和修改已经被分配成测试点的过孔或元器件引脚。
③对现有导线添加测试点:勾选该复选框表示给已经布线的网络添加测试点。单击“运行”按钮后设计自动转入如图11-34所示的“PADS Router Monitor”窗口进行测试点放置,在PADS Router中可以推挤布线,为添加的测试点提供空间。
④对不可到达的网络添加板外测试点过孔:勾选该复选框使PADS Router将不易放置测试点的网络的测试点放置到板框外面,然后再手工将其放置到板框内部。
⑤使用测试点过孔:在该下拉列表框中为以上各项设置选择测试点的过孔类型。
⑥允许拉支线:勾选该复选框表示在PADS Router中进行测试点放置时,对易于放置测试点的网络允许放置“树根”,如图11-35所示。
2)“过孔点放置方法”选项组介绍如下。
①过孔栅格:选中该复选框表示在放置测试点时使用过孔栅格。
②测试点栅格:选中该复选框表示在放置测试点时需要在该选项下面的文本框内设置测试点栅格。
3)“探针方式”选项组介绍如下。
图11-34 “PADS Router Monitor”窗口
①PCB顶面:勾选该复选框表示电路板的顶层和底层均可对测试点进行测试。
②过孔:勾选该复选框表示用过孔作为测试点。
图11-35 树根
③管脚:勾选该复选框表示使用元器件的引脚作为测试点。
④未使用的管脚:勾选该复选框表示如果在PCB设计中没被使用的元器件引脚是SMD焊盘,那么“DFT审计”会为每一个引脚添加一个引脚网络使之与测试点相连;如果是贯通孔类型的元器件引脚,则“DFT审计”直接分配没被使用的引脚作为测试点。
⑤探测未使用的管脚网络名:该选项用于选择确认没被使用的引脚网络的标准。
4)“可用针脚直径”选项组介绍如下。
①名称:该选项用于指定探针的尺寸。“名称”用于区分独一无二的探针类型。
②夹具钻孔尺寸:该选项用于指定如图11-32所示的固定设备上用来使探针穿过以接触测试点的钻孔的直径尺寸。一般该尺寸是充分考虑了探针的尺寸之后得出的,比探针的尺寸略大。
③启用:该选项用来设置是否使用相应的“Nail”(探针头)进行测试点自动测试。该项为“Yes”表示使用测试点自动测试该型号的“Nail”(探针头);若为“No”,则反之。
5)“最小焊盘探测尺寸”选项组介绍如下。
①过孔:该选项的文本框内可以输入在测试点自动测试时进行探测的过孔的最小直径尺寸。若小于该值的测试点过孔出现在当前设计中,则在测试点验证时将会出现错误。
②元器件管脚:该选项的文本框内可以输入在测试点自动探测时进行探测的元器件引脚的最小直径尺寸。若当前设计中存在小于该值而又被设置为测试点的元器件引脚,则在测试点的验证设计时将会出现错误。(www.xing528.com)
(2)“特性”选项卡
该选项卡如图11-36所示。
1)“最小探测距离”选项组。该选项组用于设置探针与其他设计客体之间所允许的最小距离。
①探针到探针:探针与探针之间的距离限制。
②探针到板:探针与板边的距离限制。
③探针到元件体:探针与元器件的距离限制。
④探针到导线:探针与走线之间的距离限制。
⑤探针到焊盘:探针与焊盘的距离限制。
⑥支线长度:为了使某网络可以容易地添加测试点并进行测试,而允许添加的“树根”的最大长度。
2)“多个测试点网络”文本输入框介绍如下。
①网络名:网络名称。
②网络管脚:该网络中的管脚数。
图11-36 “特性”选项卡
③网络过孔:网络过孔数。
④针脚:探针头管脚数(该网络需要的)。
⑤仅显示针脚数不等于一的网络:勾选该复选框则只显示那些没有探针引脚或有多于一个的探针引脚的网络。
(3)“分配”选项卡
该选项卡如图11-37所示,主要用于设置禁止或支持分配测试点给具体的元器件或过孔类型。
图11-37 “分配”选项卡
1)“选择元器件分配”选项组介绍如下。
①元器件:元器件的参考标志。
②排除:禁止该元器件测试点的添加。
③首选:允许该元器件测试点的添加。
2)“选择过孔分配”选项组介绍如下。
①过孔类型:当前设计中的过孔类型。也可以在这里添加新的过孔类型。
②排除:禁止使用该类型的过孔作为测试点。
③首选:允许使用该类型的过孔作为测试点。
2.测试点的自动添加
(1)布局完成后的效果如图11-38所示。
图11-38 布局完成后的效果图
(2)执行“工具”→“DFT审计”命令,弹出如图11-33所示的“DFT Audit”对话框。
(3)根据设计设置好相应的参数后,单击“运行”按钮,则弹出如图11-34所示的“PADS Router Monitor”窗口,显示测试点放置进程。
(4)放置完成后,弹出如图11-39所示的两个报告文件,报告测试点的添加情况。
图11-39 添加测试点的报告文件
(5)添加完成后的效果如图11-40所示。
图11-40 测试点的添加完成效果图
接下来就可以开始进行布线了。一般只将重要的网络信号手工布线,其他的网络连接使用自动布线器进行布线。在进行手工布线时,应该先设置工作环境,以便提高工作效率。通常先把鼠线隐藏掉,然后设置手工布线的参数。
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