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高頻系統的布線

已有 2686 次閱讀2012-10-10 14:32 | pcb布線, pcb設計, 電路板設計, 線路板設計, pcb電路板設計

在高頻電路中,連接導線的電阻、電容、電感和互感的分布參數是不可忽視的, 從抗干擾的角度考慮,合理布線就是要設法減小電路中的線阻、分布電容、雜散電感,把由此產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 設計工具在國內的應用已經相當普遍,然而,不少設計者僅僅關注于“布通率”,對PROTEL設計工具為適應器件特性的變化所做的改進并未用于設計中, 這不僅使得設計工具資源浪費較為嚴重,更使得很多新的器件的優異性能難以發揮。

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,可用45°折線或圓弧彎折, 這樣可以減少高頻信號對外發射和相互間的耦合。用PROTEL 布線時可在“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別重點的高速網絡的進行布線預約。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。

一個過孔可帶來約0.5pF 的分布電容,減少過孔數能顯著提高速度。

(4)高頻電路布線,要注意信號線進距離平行走線所引入的“交叉干擾”即串擾。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。同一個層內的平行走線幾乎無法避免,但是在相鄰的兩個層,走線的方向務必取為相互垂直, 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,就把多邊形取為整個印制電路板的一個面, 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、印板強度等有較大的好處。

(5)對特別重要的信號線或局部單元實施地線包圍的措施。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置要比信號線寬,可以利用“Design”菜單中的“Classes”對網絡進行分類,分為電源網絡與信號網絡,結合布線規則的設置就可以方便的進行電源線與信號線的線寬切換。

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

(8)根據各種芯片的資料和設計,估算該電源線路所通過的電流,確定所需要的導線寬度。根據經驗公式可以得到:W(線寬)≥L(mm/A)×I(A)。

根據電流大小,盡量加大電源線寬度,減少環路電阻。同時,使電源線、地線的走向與數據傳遞的方向一致,這樣有助于增強抗噪聲能力。需要時,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。

(9)同一網絡的布線寬度應該保持一致,線寬的變化會導致線路特性阻抗的不均勻, 當傳輸的速度較高時,就會出現反射,在設計中應該盡量避免。同時加大平行線的線寬,當線的中心距不超過3 倍線寬時, 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。

本文轉自漢普,更多pcb布線設計內容:http://www.hampoo.com/know-how/detail/231


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