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高頻系統的布線(xiàn)

已有 2714 次閱讀2012-10-10 14:32 | pcb布線(xiàn), pcb設計, 電路板設計, 線(xiàn)路板設計, pcb電路板設計

在高頻電路中,連接導線(xiàn)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(xiàn)就是要設法減小電路中的線(xiàn)阻、分布電容、雜散電感,把由此產(chǎn)生的雜散磁場(chǎng)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(jīng)相當普遍,然而,不少設計者僅僅關(guān)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(jìn)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(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(xiàn)彎折越少越好,最好采用全直線(xiàn),需要彎折時(shí),可用45°折線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)形的快速切換。

(2) 高頻電路器件管腳間的引線(xiàn)越短越好。

PROTEL 99 滿(mǎn)足布線(xiàn)最短化的最有效的手段是在自動(dòng)布線(xiàn)前對個(gè)別重點(diǎn)的高速網(wǎng)絡(luò )的進(jìn)行布線(xiàn)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(xiàn)層間交替越少越好。即元件連接過(guò)程中所用的過(guò)孔越少越好。

一個(gè)過(guò)孔可帶來(lái)約0.5pF 的分布電容,減少過(guò)孔數能顯著(zhù)提高速度。

(4)高頻電路布線(xiàn),要注意信號線(xiàn)進(jìn)距離平行走線(xiàn)所引入的“交叉干擾”即串擾。若無(wú)法避免平行分布,可在平行信號線(xiàn)的反面布置大面積“地”來(lái)大幅度減少干擾。同一個(gè)層內的平行走線(xiàn)幾乎無(wú)法避免,但是在相鄰的兩個(gè)層,走線(xiàn)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、印板強度等有較大的好處。

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

(6)一般電路電源線(xiàn)與接地線(xiàn)設置要比信號線(xiàn)寬,可以利用“Design”菜單中的“Classes”對網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行分類(lèi),分為電源網(wǎng)絡(luò )與信號網(wǎng)絡(luò ),結合布線(xiàn)規則的設置就可以方便的進(jìn)行電源線(xiàn)與信號線(xiàn)的線(xiàn)寬切換。

(7)各類(lèi)走線(xiàn)不能形成環(huán)路,地線(xiàn)也不能形成電流環(huán)路。如果產(chǎn)生環(huán)路電路,將在系統中產(chǎn)生很大的干擾。對此可以采用菊花鏈的布線(xiàn)方式,能有效避免布線(xiàn)時(shí)形成環(huán)路、分枝或者形成樹(shù)樁,但是也會(huì )帶來(lái)不容易布線(xiàn)的問(wèn)題。

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

根據電流大小,盡量加大電源線(xiàn)寬度,減少環(huán)路電阻。同時(shí),使電源線(xiàn)、地線(xiàn)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(shí),電源線(xiàn)、接地線(xiàn)上可加用銅線(xiàn)繞制鐵氧體而成的高頻扼流器件,用來(lái)阻斷高頻噪聲的傳導。

(9)同一網(wǎng)絡(luò )的布線(xiàn)寬度應該保持一致,線(xiàn)寬的變化會(huì )導致線(xiàn)路特性阻抗的不均勻, 當傳輸的速度較高時(shí),就會(huì )出現反射,在設計中應該盡量避免。同時(shí)加大平行線(xiàn)的線(xiàn)寬,當線(xiàn)的中心距不超過(guò)3 倍線(xiàn)寬時(shí), 則可保持70%的電場(chǎng)不互相干擾,稱(chēng)為3W 原則。這樣可以克服平行線(xiàn)帶來(lái)的分布電容與分布電感的影響。

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

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