2G以上高频PCB设计、走线、排版,应重点注意哪些方面?
2G以上高频PCB属于射频电路设计,不在高速数字电路设计讨论范围内。而射频电路的布局(layout)和布线(routing)应该和原理图一起考虑的,因为布局布线都会造成分布效应。
而且,射频电路设计一些无源器件是通过参数化定义、特殊形状铜箔实现,因此要求EDA工具能够提供参数化器件,能够编辑特殊形状铜箔。
Mentor公司的boardstation中有专门的RF设计模块,能够满足这些要求。而且,一般射频设计要求有专门射频电路分析工具,业界最著名的是agilent的eesoft,和Mentor的工具有很好的接口。
2G以上高频PCB设计,微带的设计应遵循哪些规则?
射频微带线设计需要用三维场分析工具提取传输线参数,所有的规则应该在这个场提取工具中规定。
对于全数字信号的PCB,板上有一个80MHz的钟源。除了采用丝网(接地)外,为了保证有足够的驱动能力,还应该采用什么样的电路进行保护?
确保时钟的驱动能力,不应该通过保护实现,一般采用时钟驱动芯片。一般担心时钟驱动能力,是因为多个时钟负载造成。采用时钟驱动芯片,将一个时钟信号变成几个,采用点到点的连接。
选择驱动芯片,除了保证与负载基本匹配,信号沿满足要求(一般时钟为沿有效信号),在计算系统时序时,要算上时钟在驱动芯片内时延。
1、在保证电气性能的前提下,元件应放置在栅格上且相互平行或垂直排列,以求整齐、美观,在一般情况下不允许元件重叠;元件排列要紧凑,元件在整个版面上应分布均匀、疏密一致。
2、在通常情况下,所有的元件均应布置在的同一面上,只有顶层元件过密时,才能将一些高度有限并且发热量小的器件,如贴片电阻、贴片电容、贴片IC等放在低层。
3、离边缘一般不小于2MM.的最佳形状为矩形,长宽比为3:2或4:3.面尺大于200MM乘150MM时,应考虑所能承受的机械强度。
4、上不同组件相临焊盘图形之间的最小间距应在1MM以上。
PCB布局技巧:在PCB的布局设计中要分析的单元,依据起功能进行布局设计,对电路的全部元器件进行布局时,要符合以下原则:
1、按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置,使布局便于信号流通,并使信号尽可能保持一致的方向。
2、以每个功能单元的核心元器件为中心,围绕他来进行布局。元器件应均匀、整体、紧凑的排列在PCB上,尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。
3、在高频下工作的电路,要考虑元器件之间的分布参数。
一般电路应尽可能使元器件并行排列,这样不但美观,而且装旱容易,易于批量生产。特殊元器件与布局设计在PCB中,特殊的元器件是指高频部分的关键元器件、电路中的核心元器件、易受干扰的元器件、带高压的元器件、发热量大的元器件,以及一些异性元器件,这些特殊元器件的位置需要仔细分析,做带布局合乎电路功能的要求及生产的需求。不恰当的放置他们可能产生电路兼容问题、信号完整性问题,从而导致PCB设计的失败。在设计中如何放置特殊元器件时首先考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时,印刷线条长,阻抗增加,抗燥能力下降,成本也增加;过小时,散热不好,且临近线条容易受干扰。在确定PCB 的尺寸后,在确定特殊元件的摆方位置。最后,根据功能单元,对电路的全部元器件进行布局。
特殊元器件的位置在布局时一般要遵守以下原则:
1 一些元器件或导线有可能有较高的电位差,应加大他们的距离,以免放电引起意外短路。高电压的元器件应尽量放在手触及不到的地方。
2、尽可能缩短高频元器件之间的连接,设法减少他们的分布参数及和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件不能相互离的太近,输入和输出应尽量远离。
3、重量超过15G 的元器件,可用支架加以固定,然后焊接。那些又重又热的元器件,不应放到上,应放到主机箱的底版上,且考虑散热问题。热敏元器件应远离发热元器件。
4、对与电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元器件的布局应考虑整块扳子的结构要求,一些经常用到的开关,在结构允许的情况下,应放置到手容易接触到的地方。元器件的布局到均衡,疏密有度,不能头重脚轻。一个产品的成功,一是要注重内在质量。而是要兼顾整体的美观,两者都比较完美的扳子,才能成为成功的产品。
元器件的放置一般顺序:
1、放置与结构有紧密配合的元器件,如电源插座、指示灯、开关、连接器等。
2、放置特殊元器件,如大的元器件、重的元器件、发热元器件、变压器、IC等。
3、放置小的元器件。
布局的检查
1、尺寸和图纸要求加工尺寸是否相符合。
2、各个层面有无冲突。如元器件、外框、需要私印的层面是否合理。
3、元器件的布局是否均衡、排列整齐、是否已经全部布完。
4、散热性是否良好。
5、热敏元器件与发热元器件距离是否合理。
6、线路的干扰问题是否需要考虑。
7、常用到的元器件是否方便使用。如开关、插件板插入设备、须经常更换的元器件等。
审核编辑:汤梓红
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