Проектируя главную деталь электронного устройства — печатную плату периодически приходится делать разные расчеты. Обычно у меня это толщины переходных отверстий и дорожек, чтобы прошли по току. Иногда надо рассчитать импенсданс дифференциальной линии или, банально, прикинуть делитель напряжения. Для таких задач под рукой болтается Saturn PCB Toolkit. У меня версия 7.05, старенькая, еще 18 года, но более новую я не нашел. А с официального сайта почему-то нельзя уже скачать. Поэтому выкладываю дитрибутив у себя.

Бегло опишу что умеет.

Conductor Spacing — расчет минимальных зазоров исходя из напряжения, типа платы (есть ли маска, есть ли лак поверх деталей и тд.) и атмосферных условий.

Conductor Impendance — расчет импенданса проводников. Исходя из частоты, ширины, высоты над земляным полигоном, а также расположения в толще платы.

Conversion Data — перевод величин из в мм в дюймы и mils. Усиление из децибелл в величины напряжений, а также координаты из декартовых в полярные и обратно.

Planar Inductors — расчет индуктивностей из дорожек на плате. Причем, что удобно, позволяет делать это не только для кольцевых, но и для прямоугольных или шестиугольных фигур. Просто указываем ширину дороги, расстояние между дорожками и «мотаем» витки по плате, пока не получим нужную индуктивность.

Plane Calculator — считает пропускную способность сплошных полигонов земли и питания, в многослойных платах. Там где под них выделены отдельные слои. Показывает еще и емкость и реактивное сопротивление для заданной частоты.

Thermal — расчет температуры радиатора. Указывается сколько тепла выдает деталь и сколько может рассеять радиатор, а также окружающая температура. Калькулятор покажет до какой температуры все нагреется. Самое сложное тут узнать рассеяние радиатора. Но, если вы его купили, а не отрезали болгаркой от ближайшего куска алюминия, то найти эти данные наверное можно, на радиаторы тоже есть даташиты. :)

Fusing Current — расчет «бомж» предохранителя из дорожки. Указываем толщину дорожки, а также сколько секунд должна продержаться наша заShit’a и сатурн покажет на какой ток можем рассчитывать.

Mechanical Informations — просто параметры проводов и отверстий. Перевод из AWG в мм и предельные токи для этих проводов.

Padstack Calculator — вот это я не понял что и зачем считать. Показывает размеры контактных площадок и расстояния между ними. А смысл? То же самое сделает и софт для трассировки печатных плат. Тем более отсюда никак никуда не экспортировать.

Differential Pairs — рассчет диффпар. Можно выбирать разное расположение проводников (рядом или друг над другом) и расположение их относительно земляных полигонов.

Bandwidth & MAX Conductor length — расчет максимальной длины проводника, исходя из скорости нарастания сигнала или частоты.

Conductor Properties — свойства проводников. Расчет рассеяния мощности, исходя из плотности проводников, толщины, расстояния между ними, толщины платы, наличия медного полигона на обратной стороне платы.

Via Properties — расчет переходных отверстий. Какой они могут протащить ток через себя, тоже исходя из толщины меди, платы, диаметра, толщины лужения и тому подобных параметров.

Embedded Resistors — расчет встроенных резисторов. Суть в том, что резистор тут выполняется специальным напылением, прям во время изготовления печатной платы. Вживую я такое не видел, но судя по нагугленному, это широко используется в аэрокосмической технике.

PPM Calculator — калькулятор миллионых долей. В PPM часто выражется погрешность каких-либо элемнетов. Например, уход частоты кварца, или сопротивления резистора. В данном случае это про колебания частоты.

Crosstalk Calculator — калькулятор взаимных наводок между соседними проводниками. Показывает на сколько децибел падает в соседнем проводнике наведенное напряжение от наброса ступеньки с заданным временем нарастания. Зависит от ширины дорожки, длины параллельного участка, высоты над земляным полигоном.

Wavelength Calculator — расчет длины волны.

Er Effective — расчет задержки исходя из диэлектрической проницательности платы и геометрии расположения дорожки. Суть в чем, любая дорожка образует конденсатор с земляным полигоном снизу. Его емкость зависит от ширины дорожки и толщины диэлектрика под ним (ну и самого диэлектрика тоже). Емкость там, конечно же, мизерная. Но на больших частотах она начинает давать о себе знать. Заваливаются фронты и так вплоть до полной неработоспособности устройства. У воздуха ER eff = 1, в нем сигнал распространяется максимально быстро. А у обычного текстолита FR4 около 4.6. Чем выше этот параметр тем больше задержка. Все это вылезает в полный рост при проектировании ВЧ и СВЧ техники. Ну там много разной черной магии :)

Ohm’s law — Закон Ома. Большая круговая шпора по всем основным зависимостям. А также расчет делителей, на 2-4 резистора и резистора для светодиода.

Reactance — расчет реактивного сопротивления катушек и конденсаторов. Для тех кто прогулял курс ТОЭ :)

Вообще чем еще полезны эти калькуляторы, так это тем, что там можно покрутить параметры и наглядно посмотреть что от чего зависит и что вообще бывает в природе. Даже если сейчас не пригодится, то в будущем инфа в голове застрянет и будете по крайней мере знать, что есть такие вилы и для их обхода и обмера умные люди придумывают спец проги.

Скачать Saturn PCB Calculator