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高頻系統(tǒng)的布線

已有 2703 次閱讀2012-10-10 14:32 | pcb布線, pcb設(shè)計(jì), 電路板設(shè)計(jì), 線路板設(shè)計(jì), pcb電路板設(shè)計(jì)

在高頻電路中,連接導(dǎo)線的電阻、電容、電感和互感的分布參數(shù)是不可忽視的, 從抗干擾的角度考慮,合理布線就是要設(shè)法減小電路中的線阻、分布電容、雜散電感,把由此產(chǎn)生的雜散磁場降低到最小的程度,從而使電路的分布電容、漏磁通、電磁互感以及其他由噪聲所引起的干擾得到抑制。

PROTEL 設(shè)計(jì)工具在國內(nèi)的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普遍,然而,不少設(shè)計(jì)者僅僅關(guān)注于“布通率”,對PROTEL設(shè)計(jì)工具為適應(yīng)器件特性的變化所做的改進(jìn)并未用于設(shè)計(jì)中, 這不僅使得設(shè)計(jì)工具資源浪費(fèi)較為嚴(yán)重,更使得很多新的器件的優(yōu)異性能難以發(fā)揮。

下面介紹PROTEL99 SE 工具能提供的一些特殊功能。

(1)高頻電路器件管腳間的引線彎折越少越好,最好采用全直線,需要彎折時(shí),可用45°折線或圓弧彎折, 這樣可以減少高頻信號對外發(fā)射和相互間的耦合。用PROTEL 布線時(shí)可在“Design”菜單“rules” 中的“Routing Corners” 中選擇45-Degrees或Rounded。也可以用shift+space 鍵進(jìn)行線形的快速切換。

(2) 高頻電路器件管腳間的引線越短越好。

PROTEL 99 滿足布線最短化的最有效的手段是在自動布線前對個(gè)別重點(diǎn)的高速網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)行布線預(yù)約。在“Design”菜單“rules”中的“Routing Topology”中選擇shortest。

(3)高頻電路器件管腳間的引線層間交替越少越好。即元件連接過程中所用的過孔越少越好。

一個(gè)過孔可帶來約0.5pF 的分布電容,減少過孔數(shù)能顯著提高速度。

(4)高頻電路布線,要注意信號線進(jìn)距離平行走線所引入的“交叉干擾”即串?dāng)_。若無法避免平行分布,可在平行信號線的反面布置大面積“地”來大幅度減少干擾。同一個(gè)層內(nèi)的平行走線幾乎無法避免,但是在相鄰的兩個(gè)層,走線的方向務(wù)必取為相互垂直, 這在PROTEL 中不難做到但卻容易忽視。在“Design” 菜單“rules” 中的“RoutingLayers”中Toplayer 選擇Horizontal,BottomLayer 選擇Vertical。除此之外,在“place”中提供了“Polygonplane”的功能,即多邊形柵格銅箔面,如果在放置時(shí),就把多邊形取為整個(gè)印制電路板的一個(gè)面, 并把此敷銅與電路的GND 連通,這樣就能提高高頻抗干擾能力,還對散熱、印板強(qiáng)度等有較大的好處。

(5)對特別重要的信號線或局部單元實(shí)施地線包圍的措施。在“Tools”中提供了“outline selectedobjects”, 利用此功能可以自動地對所選定的重要信號線進(jìn)行“包地”處理(如振蕩電路LT 和X1)。

(6)一般電路電源線與接地線設(shè)置要比信號線寬,可以利用“Design”菜單中的“Classes”對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分類,分為電源網(wǎng)絡(luò)與信號網(wǎng)絡(luò),結(jié)合布線規(guī)則的設(shè)置就可以方便的進(jìn)行電源線與信號線的線寬切換。

(7)各類走線不能形成環(huán)路,地線也不能形成電流環(huán)路。如果產(chǎn)生環(huán)路電路,將在系統(tǒng)中產(chǎn)生很大的干擾。對此可以采用菊花鏈的布線方式,能有效避免布線時(shí)形成環(huán)路、分枝或者形成樹樁,但是也會帶來不容易布線的問題。

(8)根據(jù)各種芯片的資料和設(shè)計(jì),估算該電源線路所通過的電流,確定所需要的導(dǎo)線寬度。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式可以得到:W(線寬)≥L(mm/A)×I(A)。

根據(jù)電流大小,盡量加大電源線寬度,減少環(huán)路電阻。同時(shí),使電源線、地線的走向與數(shù)據(jù)傳遞的方向一致,這樣有助于增強(qiáng)抗噪聲能力。需要時(shí),電源線、接地線上可加用銅線繞制鐵氧體而成的高頻扼流器件,用來阻斷高頻噪聲的傳導(dǎo)。

(9)同一網(wǎng)絡(luò)的布線寬度應(yīng)該保持一致,線寬的變化會導(dǎo)致線路特性阻抗的不均勻, 當(dāng)傳輸?shù)乃俣容^高時(shí),就會出現(xiàn)反射,在設(shè)計(jì)中應(yīng)該盡量避免。同時(shí)加大平行線的線寬,當(dāng)線的中心距不超過3 倍線寬時(shí), 則可保持70%的電場不互相干擾,稱為3W 原則。這樣可以克服平行線帶來的分布電容與分布電感的影響。

本文轉(zhuǎn)自漢普,更多pcb布線設(shè)計(jì)內(nèi)容:http://www.hampoo.com/know-how/detail/231


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