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PCB Layout 中的高频电路布线技巧

PCB Layout 中的高频电路布线技巧
PCB Layout 中的高频电路布线技巧

PCB Layout 中的高频电路布线技巧

1、多层板布线

高频电路往往集成度较高,布线密度大,采用多层板既是布线所必须,也是降低干扰的有效手段。在PCB Layout阶段,合理的选择一定层数的印制板尺寸,能充分利用中间层来设置屏蔽,更好地实现就近接地,并有效地降低寄生电感和缩短信号的传输长度,同时还能大幅度地降低信号的交叉干扰等,所有这些方法都对高频电路的可靠性有利。有资料显示,同种材料时,四层板要比双面板的噪声低20dB。但是,同时也存在一个问题,PCB半层数越高,制造工艺越复杂,单位成本也就越高,这就要求我们在进行PCB Layout时,除了选择合适的层数的PCB板,还需要进行合理的元器件布局规划,并采用正确的布线规则来完成设计。

2、高速电子器件管脚间的引线弯折越少越好

高频电路布线的引线最好采用全直线,需要转折,可用45度折线或者圆弧转折,这种要求在低频电路中仅仅用于提高铜箔的固着强度,而在高频电路中,满足这一要求却可以减少高频信号对外的发射和相互间的耦合。

3、高频电路器件管脚间的引线越短越好

信号的辐射强度是和信号线的走线长度成正比的,高频的信号引线越长,它就越容易耦合到靠近它的元器件上去,所以对于诸如信号的时钟、晶振、DDR的数据、LVDS线、USB线、HDMI线等高频信号线都是要求尽可能的走线越短越好。

4、高频电路器件管脚间的引线层间交替越少越好

所谓“引线的层间交替越少越好”是指元件连接过程中所用的过孔(Via)越少越好。据侧,一个过孔可带来约0.5pF的分布电容,减少过孔数能显著提高速度和减少数据出错的可能性。

5、注意信号线近距离平行走线引入的“串扰”

高频电路布线要注意信号线近距离平行走线所引入的“串扰”,串扰是指没有直接连接的信号线之间的耦合现象。由于高频信号沿着传输线是以电磁波的形式传输的,信号线会起到天线的作用,电磁场的能量会在传输线的周围发射,信号之间由于电磁场的相互耦合而产生的不期望的噪声信号称为串扰(Crosstalk)。PCB板层的参数、信号线的间距、驱动端和接收端的电气特性以及信号线端接方式对串扰都有一定的影响。所以为了减少高频信号的串扰,在布线的时候要求尽可能的做到以下几点:

(1)、在布线空间允许的条件下,在串扰较严重的两条线之间插入一条地线或地平面,可以起到隔离的作用而减少串扰。

(2)、当信号线周围的空间本身就存在时变的电磁场时,若无法避免平行分布,可在平行信号线的反面布置大面积“地”来大幅减少干扰。

(3)、在布线空间许可的前提下,加大相邻信号线间的间距,减小信号线的平行长度,时钟线尽量与关键信号线垂直而不要平行。

(4)、如果同一层内的平行走线几乎无法避免,在相邻两个层,走线的方向务必却为相互垂直。

(5)、在数字电路中,通常的时钟信号都是边沿变化快的信号,对外串扰大。所以在设计中,时钟线宜用地线包围起来并多打地线孔来减少分布电容,从而减少串扰。

(6)、对高频信号时钟尽量使用低电压差分时钟信号并包地方式,需要注意包地打孔的完整性。

(7)、闲置不用的输入端不要悬空,而是将其接地或接电源(电源在高频信号回路中也是地),因为悬空的线有可能等效于发射天线,接地就能抑制发射。实践证明,用这种办法消除串扰有时能立即见效。

6、集成电路块的电源引脚增加高频退藕电容

每个集成电路块的电源引脚就近增一个高频退藕电容。增加电源引脚的高频退藕电容,可以有效地抑制电源引脚上的高频谐波形成干扰。

7、高频数字信号的地线和模拟信号地线做隔离

模拟地线、数字地线等接往公共地线时要用高频扼流磁珠连接或者直接隔离并选择合适的地方单点互联。高频数字信号的地线的地电位一般是不一致的,两者直接常常存在一定的电压差,而且,高频数字信号的地线还常常带有非常丰富的高频信号的谐波分量,当直接连接数字信号地线和模拟信号地线时,高频信号的谐波就会通过地线耦合的方式对模拟信号进行干扰。所以通常情况下,对高频数字信号的地线和模拟信号的地线是要做隔离的,可以采用在合适位置单点互联的方式,或者采用高频扼流磁珠互联的方式。

8、避免走线形成的环路

各类高频信号走线尽量不要形成环路,若无法避免则应使环路面积尽量小。

9、必须保证良好的信号阻抗匹配

信号在传输的过程中,当阻抗不匹配的时候,信号就会在传输通道中发生信号的反射,反射会使合成信号形成过冲,导致信号在逻辑门限附近波动。

消除反射的根本办法是使传输信号的阻抗良好匹配,由于负载阻抗与传输线的特性阻抗相差越大反射也越大,所以应尽可能使信号传输线的特性阻抗与负载阻抗相等。同时还要注意PCB上的传输线不能出现突变或拐角,尽量保持传输线各点阻抗连续,否则在传输线各段之间也将会出现反射。这就要求在进行高速PCB布线时,必须要遵守以下布线规则:

(1)USB布线规则。要求USB信号差分走线,线宽10mil,线距6mil,地线和信号线距6mil。

(2)HDMI布线规则。要求HDMI信号差分走线,线宽10mil,线距6mil,每两组HDMI差分信号对的间距超过20mil。

(3)LVDS布线规则。要求LVDS信号差分走线,线宽7mil,线距6mil,目的是控制HDMI的差分信号对阻抗为100+-15%欧姆

(4)DDR布线规则。DDR1走线要求信号尽量不走过孔,信号线等宽,线与线等距,走线必须满足2W原则,以减少信号间的串扰,对DDR2及以上的高速器件,还要求高频数据走线等长,以保证信号的阻抗匹配。

10、保持信号传输的完整性,防止由于地线分割引起的“地弹现象”。

PCB高频布线基本知识

高频布线基本知识 内容目录 1. 引言 2. 信号完整性问题 3. 电磁兼容性问题 4. 电源完整性问题 5. 高频电路设计一般规范 6. 数模混合电路设计一般规范 一:高频电路的定义 *在数字电路中,是否是高频电路取决于信号的上升沿和下降沿,而不是信号的频率。 公式:F2 =1/(Tr×π),Tr为信号的上升/下降延时间。 *F2 > 100MHz,就应该按照高频电路进行考虑,下列情况必须按高频规则进行设计 –系统时钟频率超过50MHz –采用了上升/下降时间少于5ns的器件 –数字/模拟混合电路 *逻辑器件的上升/下降时间和布线长度限制上升/下主要谐波频谱分布最大传输线最大传输 降时间Tr分量F2=1/Fmax=10*距离(微带)线距离(微带线)πTr F2 74HC 13-15ns24MHz 240 MHz 117cm 91cm 74LS 9.5ns 34 MHz 340MHz 85.5cm 66.5cm 74H 4-6ns 80 MHz 800MHz 35 28 74S 3-4ns 106 MHz 1.1GHz 27 21 74HCT 5-15ns 64 MHz 640MHz 45 34 74ALS 2-10ns 160 MHz 1.6GHz 18 13 74FCT 2-5ns 160 MHz 1.6GHz 18 13 74F 1.5ns 212 MHz 2.1GHz 12.5 10.5 ECL12K 1.5ns 212 MHz 2.1GHz 12.5 10.5 ECL100K 0.75ns 424 MHz 4.2GHz 6 5 传统的PCB设计方法效率低: 原理图,传统的设计方法设计和输入布局、布线没有任何质量控制点,制作PCB每一步设计都是凭经验,发现问题就必须从头开始,功能、性能测试问题的查找非常困难 信号完整性问题: 1.反射问题 2.串扰问题 3.过冲和振荡 4.时延 反射问题:传输线上的回波。信号功率(电压和电流)的一部分传输到线上并达到负载处,但是有一部分被反射了。 多点反射

射频电路板抗干扰设计

射频电路板抗干扰设计摘要:为保证电路性能,在进行射频电路印制电路板( PCB)设计时应考虑电磁兼容性,这对于减小系统电磁信息辐射具有重要的意义。文中重点讨论按元器件的布局与布线原则来最大限度地实现电路的性能指标,达到抗干扰的设计目的。通过几个实验测试事例,分析了影响印制板抗干扰性能的几个不同因素,说明了印制板制作过程中应采取的实际的解决办法。 引言随着通信技术的发展,无线射频电路技术运用越来越广,其中的射频电路的性能指标直接影响整个产品的质量,射频电路印制电路板( PCB)的抗干扰设计对于减小系统电磁信息辐射具有重要的意义。射频电路PCB的密度越来越高, PCB设计的好坏对抗干扰能力影响很大,同一电路,不同的PCB设计结构,其性能指标会相差很大。电磁干扰信号如果处理不当,可能造成整个电路系统的无法正常工作,因此如何防止和抑制电磁干扰,提高电磁兼容性,就成为设计射频电路PCB时的一个非常重要的课题。 电磁兼容性EMC是指电子系统在规定的电磁环境中按照设计要求能正常工作的能力。电子系统所受的电磁干扰不仅来自电场和磁场的辐射,也有线路公共阻抗、导线间耦合和电路结构的影响。在研制设计电路时,希望设计的印制电路板尽可能不易受外界干扰的影响,而且也尽可能小地干扰影响别的电子系统。 设计印制板首要的任务是对电路进行分析,确定关键电路。这就是要识别哪些电路是干扰源,哪些电路是敏感电路,弄清干扰源可能通过什么路径干扰敏感电路。射频电路工作频率高,干扰源主要是通过电磁辐射来干扰敏感电路,因此射频电路PCB板抗干扰设计的目的是减小PCB板的电磁辐射和PCB 板上电路之间的串扰。 1 射频电路板设计 1. 1 元器件的布局 由于SMT一般采用红外炉热流焊来实现元器件的焊接,因而元器件的布局影响到焊点的质量,进而影响到产品的成品率。而对于射频电路PCB设计而言, 电磁兼容性要求每个电路模块尽量不产生电磁辐射,并且具有一定的抗电磁干扰能力,因此元器件的布局也影响到电路本身的干扰及抗干扰能力,直接关系到所设计电路的性能。故在进行射频电路PCB 设计时除了要考虑普通PCB设计时的布局外,主要还须考虑如何减小射频电路中各部分之间的相互干扰、如何减小电路本身对其他电路的干扰以及电路本身的抗干扰能力。 根据经验,射频电路效果的好坏不仅取决于射频电路板本身的性能指标,很大部分还取决于与CPU处理板间的相互影响,因此在进行PCB设计时,合理布局显得尤为重要。布局的总原则是元器件应尽可能同一方向排列,通过选择PCB进入熔锡系统的方向来减少甚至避免焊接不良的现象;根据经验元器件间最少要有

PCB高频布线工艺和PCB板选材重点讲义资料

高频布线工艺和PCB板选材 -----需要探讨工艺和加工细节,可以联系QQ:748985601 摘要:本文通过对微带传输特性、常用板材性能参数进行比较分析,给出用于无线通信模拟前端、高速数字信号等应用中PCB板材选取方案,进一步从线宽、过孔、线间串扰、屏蔽等方面总结高频板PCB设计要点。 关键字:PCB板材、PCB设计、无线通信、高频信号 近年来在无线通信、光纤通信、高速数据网络产品不断推出,信息处理高速化、无线模拟前端模块化,这些对数字信号处理技术、IC工艺、微波PCB设计提出新的要求,另外对PCB板材和PCB工艺提出了更高要求。 如商用无线通信要求使用低成本的板材、稳定的介电常数(εr变化误差在±1-2%间)、低的介电损耗(0.005以下)。具体到手机的PCB板材,还需要有多层层压、PCB加工工艺简易、成品板可靠性高、体积小、集成度高、成本低等特点。为了挑战日益激烈的市场竞争,电子工程师必须在材料性能、成本、加工工艺难易及成品板的可靠性间采取折衷。 目前可供选用的板材很多,有代表性的常用板材有:环氧树脂玻璃布层压板FR4、多脂氟乙烯PTFE、聚四氟乙烯玻璃布F4、改性环氧树脂FR4等。特殊板材如:卫星微波收发电路用到蓝宝石基材和陶瓷基材;微波电路基材GX系列、RO3000系列、RO4000系列、TL系列、TP-1/2系列、F4B-1/2系列。它们使用的场合不同,如FR4用于1GHz以下混合信号电路、多脂氟乙烯PTFE多用于多层高频电路板、聚四氟乙烯玻璃布纤维F4用于微波电路双面板、改性环氧树脂FR4用于家用电器高频头(500MHz以下)。由于FR4板材易加工、成本低、便于层压,所以得到广泛应用。 下面我们从微带传输线特性、多层板层压工艺、板材参数性能比较等多个方面分析,给出了对于特殊应用的PCB板材选取方案,总结了高频信号PCB设计要点,供广大电子工程师参考。 1微带传输线传输特性 板材的性能指标包括有介电常数εr、损耗因子(介质损耗角正切)tgδ、表面光洁度、表面导体导电率、抗剥强度、热涨系数、抗弯强度等。其中介电常数εr、损耗因子是主要参数。 高速数据信号或高频信号传输常用到微带线(Microstrip Line),由附着在介质基片两边的导带和导体Array接地板构成,且导带一部分 暴露在空气中,信号在介质 基片和空气这两种介质中 传播引起传输相速不等会 产生辐射分量、如果合理选 用微带尺寸这种分量很小。 图一基片结构示意

高频电路原理与分析试题库

1、图1所示为一超外差式七管收音机电路,试简述其工作原理。(15分) 图1 解:如图所示,由B1及C1-A 组成的天线调谐回路感应出广播电台的调幅信号,选出我们所需的电台信号f1进入V1基极。本振信号调谐在高出f1一个中频(465k Hz )的f2进入V1发射极,由V1三极管进行变频(或称混频),在V1集电极回路通过B3选取出f2与f1的差频(465kHz 中频)信号。中频信号经V2和V3二级中频放大,进入V4检波管,检出音频信号经V5低频放大和由V6、V7组成变压器耦合功率放大器进行功率放大,推动扬声器发声。图中D1、D2组成1.3V±0.1V 稳压,提供变频、一中放、二中放、低放的基极电压,稳定各级工作电流,保证整机灵敏度。V4发射一基极结用作检波。R1、R4、R6、R 10分别为V1、V2、V3、V5的工作点调整电阻,R11为V6、V7功放级的工作点调整电阻,R8为中放的AGC 电阻,B3、B4、B5为中周(内置谐振电容),既是放大器的交流负载又是中频选频器,该机的灵敏度、选择性等指标靠中频放大器保证。B6、B7为音频变压器,起交流负载及阻抗匹配的作用。(“X”为各级IC 工作电流测试点). 15’ 2、 画出无线通信收发信机的原理框图,并说出各部分的功用。 答: 上图是一个语音无线电广播通信系统的基本组成框图,它由发射部分、接收部分以及无线信道三大部分组成。发射部分由话筒、音频放大器、调制器、变频

器、功率放大器和发射天线组成。接收设备由接收天线、高频小信号放大器、混频器、中频放大器、解调器、音频放大器、扬声器等组成。 低频音频信号经放大后,首先进行调制后变成一个高频已调波,然后可通过上变频,达到所需的发射频率,经小信号放大、高频功率放大后,由天线发射出去。 由天线接收来的信号,经放大后,再经过混频器,变成一固定中频已调波,经放大与滤波的检波,恢复出原来的信息,经低频功放放大后,驱动扬声器。 3、对于收音机的中频放大器,其中心频率f0=465 kHz .B0.707=8kHz ,回路电容C=200 PF ,试计算回路电感和 QL 值。若电感线圈的 QO=100,问在回路上应并联多大的电阻才能满足要求。 答:回路电感为0.586mH,有载品质因数为58.125,这时需要并联236.66k Ω的电阻。 4、 图示为波段内调谐用的并联振荡回路,可变电容 C 的变化范围为 12~260 pF ,Ct 为微调电容,要求此回路的调谐范围为 535~1605 kHz ,求回路电感L 和Ct 的值,并要求C 的最大和最小值与波段的最低和最高频率对应。 解: 022 612 0622 11244651020010100.5864465200f L f C mH πππ-===????=≈??2由()03 03 4651058.125810 L L 0.707f Q f Q B =?===?0.707由B 得: 9 003120000 0000010010171.222465102001024652158.125 1171.22237.6610058.125 L L L L L L L Q R k C C C Q Q R g g g R Q Q R R R k Q Q Q ΩωππωωΩ∑ -===≈??????=== ++=-==?≈--因为:所以:( ),t C C C ∑ =+??=?????== 33根据已知条件,可以得出:回路总电容为因此可以得到以下方程组16051053510

电子工程师必须懂的高频pcb设计emiemc等设计技巧

电子工程师必须懂的高频PCB设计、EMI、EMC等设计技 巧 数字器件正朝着高速、低耗、小体积、高抗干扰性的方向发展,这一发展趋势对印刷电路板的设计提出了很多新要求。作者根据多年在硬件设计工作中的经验,总结一些高频布线的技巧,供大家参考。 (1)高频电路往往集成度较高,布线密度大,采用多层板既是布线所必须的,也是降低干扰的有效手段。 (2)高速电路器件管脚间的引线弯折越少越好。高频电路布线的引线最好采用全直线,需要转折,可用45°折线或圆弧转折,满足这一要求可以减少高频信号对外的发射和相互间的耦合。 (3)高频电路器件管脚间的引线越短越好。 (4)高频电路器件管脚间的引线层间交替越少越好。所谓“引线的层间交替越少越好”是指元件连接过程中所用的过孔(Via)越少越好,据测,一个过孔可带来约0.5 pF的分布电容,减少过孔数能显著提高速度。 (5)高频电路布线要注意信号线近距离平行走线所引入的“交叉干扰”,若无法避免平行分布,可在平行信号线的反面布置大面积“地”来大幅度减少干扰。同一层内的平行走线几乎无法避免,但是在相邻的两个层,走线的方向务必取为

相互垂直。 (6)对特别重要的信号线或局部单元实施地线包围的措施,即绘制所选对象的外轮廓线。利用此功能,可以自动地对所选定的重要信号线进行所谓的“包地”处理,当然,把此 功能用于时钟等单元局部进行包地处理对高速系统也将非 常有益。 (7)各类信号走线不能形成环路,地线也不能形成电流 环路。 (8)每个集成电路块的附近应设置一个高频去耦电容。(9)模拟地线、数字地线等接往公共地线时要用高频扼 流环节。在实际装配高频扼流环节时用的往往是中心孔穿有导线的高频铁氧体磁珠,在电路原理图上对它一般不予表达,由此形成的网络表(netlist)就不包含这类元件,布线时就 会因此而忽略它的存在。针对此现实,可在原理图中把它当做电感,在PCB元件库中单独为它定义一个元件封装,布 线前把它手工移动到靠近公共地线汇合点的合适位置上。(10)模拟电路与数字电路应分开布置,独立布线后应单点连接电源和地,避免相互干扰。 (11)DSP、片外程序存储器和数据存储器接入电源前,应加滤波电容并使其尽量靠近芯片电源引脚,以滤除电源噪声。另外,在DSP与片外程序存储器和数据存储器等关键部分 周围建议屏蔽,可减少外界干扰。

PCB板基础知识

PCB板基础知识、布局原则、布线技巧、设计规则 PCB 板基础知识 一、PCB 板的元素 1、工作层面对于印制电路板来说,工作层面可以分为 6 大类,信号层(signal layer))内部电源/接地层内部电源接地层(internal plane layer))机械层(主要用来放置物理边界和放置尺寸标注等信息,起到相应机械层(mechanical layer))的提示作用。EDA 软件可以提供 16 层的机械层。防护层(包括锡膏层和阻焊层两大类。锡膏层主要用于将表面贴防护层(mask layer))元器件粘贴在 PCB 上,阻焊层用于防止焊锡镀在不应该焊接的地方。印层(在 PCB 板的 TOP 和 BOTTOM 层表面绘制元器件的外观丝印层(silkscreen layer))轮廓和放置字符串等。例如元器件的标识、标称值等以及放置厂家标志,生产日期等。同时也是印制电路板上用来焊接元器件位置的依据,作用是使 PCB 板具有可读性,便于电路的安装和维修。其他工作层(禁止布线层 Keep Out Layer 其他工作层(other layer))钻孔导引层 drill guide layer 钻孔图层 drill drawing layer 复合层multi-layer 2、元器件封装是实际元器件焊接到 PCB 板时的焊接位置与焊接形状,包括了实际元器件的外形尺寸,所占空间位置,各管脚之间的间距等。元器件封装是一个空间的功能,对于不同的元器件可以有相同的封装,同样相同功能的元器件可以有不同的封装。因此在制作 PCB 板时必须同时知道元器件的名称和封装形式。(1)元器件封装分类通孔式元器件封装(THT,through hole technology)表面贴元件封装(SMT Surface mounted technology )另一种常用的分类方法是从封装外形分类: SIP 单列直插封装 DIP 双列直插封装 PLCC 塑料引线芯片载体封装 PQFP 塑料四方扁平封装 SOP 小尺寸封装 TSOP 薄型小尺寸封装 PPGA 塑料针状栅格阵列封装 PBGA 塑料球栅阵列封装 CSP 芯片级封装 (2) 元器件封装编号编号原则:元器件类型+引脚距离(或引脚数)+元器件外形尺寸 例如 AXIAL-0.3 DIP14 (3)常见元器件封装 RAD0.1 RB7.6-15 等。 电阻类普通电阻 AXIAL- ×× ,其中××表示元件引脚间的距离;可变电阻类元件封装的编号为 VR × , 其中×表示元件的类别。电容类非极性电容编号 RAD ×× ,其中××表示元件引脚间的距离。极性电容编号 RB xx - yy ,xx 表示元件引脚间的距离,yy 表示元件的直径。二极管类编号 DIODE- ×× ,其中××表示元件引脚间的距离。晶体管类器件封装的形式多种多样。集成电路类 SIP 单列直插封装 DIP 双列直插封装 PLCC 塑料引线芯片载体封装 PQFP 塑料四方扁平封装 SOP 小尺寸封装 TSOP 薄型小尺寸封装 PPGA 塑料针状栅格阵列封装 PBGA 塑料球栅阵列封装 CSP 芯片级封装 3、铜膜导线是指 PCB 上各个元器件上起电气导通作用的连线,它是 PCB 设计中最重要的部分。对于印制电路板的铜膜导线来说,导线宽度和导线间距是衡量铜膜导线的重要指标,这两个方面的尺寸是否合理将直接影响元器件之间能否实现电路的正确连接关系。印制电路板走线的原则:◆走线长度:尽量走短线,特别对小信号电路来讲,线越短电阻越小,干扰越小。◆走线形状:同一层上的信号线改变方向时应该走 135°的斜线或弧形,避免 90°的拐角。◆走线宽度和走线间距:在 PCB 设计中,网络性质相同的印制板线条的宽度要求尽量一致,这样有利于阻抗匹配。走线宽度通常信号线宽为: 0.2~

高频电路原理与分析

. 高频电路原理与分析 期末复习资料 陈皓编 10级通信工程 2012年12月 1.

单调谐放大电路中,以LC并联谐振回路为负载,若谐振频率f0=10.7MH Z,C Σ = 50pF,BW0.7=150kH Z,求回路的电感L和Q e。如将通频带展宽为300kH Z,应在回路两端并接一个多大的电阻? 解:(1)求L和Q e (H)= 4.43μH (2)电阻并联前回路的总电导为 47.1(μS) 电阻并联后的总电导为 94.2(μS) 因 故并接的电阻为 2.图示为波段内调谐用的并联振荡回路,可变电容C的变化范围为12~260 pF,Ct为微调电容,要求此回路的调谐范围为535~1605 kHz,求回路电感L 和C t的值,并要求C的最大和最小值与波段的最低和最高频率对应。 12 min , 22(1210) 3 3 根据已知条件,可以得出: 回路总电容为因此可以得到以下方程组 160510 t t C C C LC L C ππ ∑ - =+ ? ?== ? ?+ ? ?

题2图 3.在三级相同的单调谐放大器中,中心频率为465kH Z ,每个回路的Q e =40,试 问总的通频带等于多少?如果要使总的通频带为10kH Z ,则允许最大的Q e 为多少? 解:(1 )总的通频带为 121212121232 260109 121082601091210260108 10198 1 253510260190.3175-12 6 1605 535 ()()10103149423435 t t t t C C C C pF L mH π-----?+==?+=?-??-= ?==??+?=≈

高频布线工艺PB板选材

高频布线工艺和PCB板选材 国家数字交换系统工程技术研究中心 张建慧饶龙记[郑州1001信箱787号] 摘要:本文通过对微带传输特性、常用板材性能参数进行比较分析,给出用于无线通信模拟前端、高速数字信号等应用中PCB板材选取方案,进一步从线宽、过孔、线间串扰、屏蔽等方面总结高频板PCB设计要点。 关键字:PCB板材、PCB设计、无线通信、高频信号 近年来在无线通信、光纤通信、高速数据网络产品不断推出,信息处理高速化、无线模拟前端模块化,这些对数字信号处理技术、IC工艺、微波PCB设计提出新的要求,另外对PCB板材和PCB工艺提出了更高要求。 如商用无线通信要求使用低成本的板材、稳定的介电常数(εr变化误差在±1-2%间)、低的介电损耗(0.005以下)。具体到手机的PCB板材,还需要有多层层压、PCB加工工艺简易、成品板可靠性高、体积小、集成度高、成本低等特点。为了挑战日益激烈的市场竞争,电子工程师必须在材料性能、成本、加工工艺难易及成品板的可靠性间采取折衷。 目前可供选用的板材很多,有代表性的常用板材有:环氧树脂玻璃布层压板FR4、多脂氟乙烯PTFE、聚四氟乙烯玻璃布F4、改性环氧树脂FR4等。特殊板材如:卫星微波收发电路用到蓝宝石基材和陶瓷基材;微波电路基材GX系列、RO3000系列、RO4000系列、TL系列、TP-1/2系列、F4B-1/2系列。它们使用的场合不同,如FR4用于1GHz以下混合信号电路、多脂氟乙烯PTFE多用于多层高频电路板、聚四氟乙烯玻璃布纤维F4用于微波电路双面板、改性环氧树脂FR4用于家用电器高频头(500MHz以下)。由于FR4板材易加工、成本低、便于层压,所以得到广泛应用。 下面我们从微带传输线特性、多层板层压工艺、板材参数性能比较等多个方面分析,给出了对于特殊应用的PCB板材选取方案,总结了高频信号PCB设计要点,供广大电子工程师参考。 1微带传输线传输特性 板材的性能指标包括有介电常数εr、损耗因子(介质损耗角正切)tgδ、表面光洁度、表面导体导电率、抗剥强度、热涨系数、抗弯强度等。其中介电常数εr、损耗因子是主要参数。 高速数据信号或高频信号传输常用到微带线(Microstrip Line),由附着在介质基片两边的导带和导体 接地板构成,且导带一部分 暴露在空气中,信号在介质 基片和空气这两种介质中 传播引起传输相速不等会Array产生辐射分量、如果合理选 用微带尺寸这种分量很小。 图

射频电路PCB的设计技巧

射频电路PCB的设计技巧 摘要:针对多层线路板中射频电路板的布局和布线,根据本人在射频电路PCB设计中的经验积累,总结了一些布局布线的设计技巧。并就这些技巧向行业里的同行和前辈咨询,同时查阅相关资料,得到认可,是该行业里的普遍做法。多次在射频电路的PCB设计中采用这些技巧,在后期PCB的硬件调试中得到证实,对减少射频电路中的干扰有很不错的效果,是较优的方案。 关键词:射频电路;PCB;布局;布线 由于射频(RF)电路为分布参数电路,在电路的实际工作中容易产生趋肤效应和耦合效应,所以在实际的PCB设计中,会发现电路中的干扰辐射难以控制,如:数字电路和模拟电路之间相互干扰、供电电源的噪声干扰、地线不合理带来的干扰等问题。正因为如此,如何在PCB的设计过程中,权衡利弊寻求一个合适的折中点,尽可能地减少这些干扰,甚至能够避免部分电路的干涉,是射频电路PCB设计成败的关键。文中从PCB的LAYOUT角度,提供了一些处理的技巧,对提高射频电路的抗干扰能力有较大的用处。 1 RF布局 这里讨论的主要是多层板的元器件位置布局。元器件位置布局的关键是固定位于RF路径上的元器件,通过调整其方向,使RF路径的长度最小,并使输入远离输出,尽可能远地分离高功率电路和低功率电路,敏感的模拟信号远离高速数字信号和RF信号。 在布局中常采用以下一些技巧。 1.1 一字形布局 RF主信号的元器件尽可能采用一字形布局,如图1所示。但是由于PCB板和腔体空间的限制,很多时候不能布成一字形,这时候可采用L形,最好不要采用U字形布局(如图2所示),有时候实在避免不了的情况下,尽可能拉大输入和输出之间的距离,至少1.5 cm 以上。

射频电路中的电源设计要点

射频电路中的电源设计要点 看到文章的标题“射频电路中的电源设计要点”,相信有部分读者已经想到了,本文即将讲述的是一个综合的问题:结合和射频电路设计与电源电路设计。在我接触的同事,朋友当中,很多射频工程师都是埋头苦干,专心研究射频技术领域,却往往忽略了其他部分可能会造成的影响,电源电路就是其中的很重要的部分。所以我坚持认为,射频工程师要考虑到系统级别,包括时钟,电源,甚至数字电路部分,这样才能实现最优化设计,最佳性能与最高效率。我抛出这样的观点也许会遭到很多人的反对,不过不要紧,遇到问题时再来看这篇文章吧。 我准备重点讲述两部分的内容,第一部分是低噪声放大器的电源电路设计要点,第二部分是射频功率放大器的电源电路设计要点。由于近几年的产品设计采用的都是SoC方案,所以很少有机会接触独立的VCO,PLL,混频器,调制/解调器等,以后有机会接触再做总结。关于射频SoC的电源电路设计,过段时间我会单独撰写。低噪声放大器电源电路设计低噪声放大器位于接收机的最前端,对于整体的接收灵敏度的影响是最大的。从灵敏度表达式可以看出,对于给定的通信协议,提高灵敏度的方法是尽可能降低放大器的噪声系数NF,当然我们还需要尽可能高的增益,这是很矛盾的。为了

降低低噪声放大器的噪声系数,我们首先要选用合适的管子,然后选择合适的直流工作点,进行合理的射频电路设计,进行反复的测试,调试……但是你是否想过,低噪声放大器的电源设计?1. 排除不确定因素,使用LDO为LNA供电在现有的基于SoC的设计方案中,LNA的供电都是由SoC上相应的控制管脚实现的,如下图中的LNA_PE_G0就是用于控制LNA供电的。那么,如果LNA_PE_G0携带着很多噪声,射频电路设计的再好也没用了,而且可悲的是,我们没有任何手段保证LNA_PE_G0这种来自SoC的信号的纯净度。所以,我认为,LNA的供电最好使用具有较高PSRR(电源抑制比)的LDO(线性稳压器)来实现。例如,TI的TPS718xx,TPS719xx就是一种高性能的LDO,电源抑制比可达65dB@1kHz, 45dB@1MHz,比较适合在低噪声放大器中使用。2. 电源走线依据“先过电容”的原则不会Layout 的工程师不是好工程师,射频电路性能的好坏与Layout关系很大。在PCB Layout过程中,要时刻建立一种电流流向的概念,即电流从哪里来,要到哪里去,怎样让电流回路最小……对于低噪声放大器,滤波电容是少不了的,我们一定要保证电流先流过滤波电容,再进入放大器。看看下面的两张图片,自己体会一下。 3. 不要去做LDO的使能如果听取了我的建议,在设计中选用了LDO为低噪声放大器供电,那么你就千万别想着通过

高频电路复习材料

复习材料 1、什么是D类功率放大器,为什么它的集电极效率高? D类放大器是一种工作在开关状态的功率放大器,两个晶体管在输入激励控制下交替饱和导通或截止,饱和导通时,有电流流过,但饱和压降很低;截止时,流过晶体管的电流为零。所以晶体管的平均功耗很小,效率很高。 2、高频谐振放大器中,为使放大器稳定工作,可以采取哪些措施?一般采取提高稳定性的措施为:(1)采用外电路补偿的办法如采用中和法或失配法(2)减小负载电阻,适当降低放大器的增益(3)选用fT比较高的晶体管4)选用温度特性比较好的晶体管,或通过电路和其他措施,达到温度的自动补偿。 3、无线通信为什么要用高频信号?“高频”信号指的是什么? 高频信号指的是适合天线发射、传播和接收的射频信号。采用高频信号的原因主要是:(1)频率越高,可利用的频带宽度就越宽,信道容量就越大,而且可以减小或避免频道间的干扰;(2)高频信号更适合电线辐射和接收,因为只有天线尺寸大小可以与信号波长相比拟时,才有较高的辐射效率和接收效率。这样,可以采用较小的信号功率,传播较远的距离,也可获得较高的接收灵敏度。 4、当工作频率提高后,高频功放通常出现增益下降,最大输出功率和集电极效率降低,这是由哪些因素引起的?主要原因是1.放大器本身参数,如α、β随频率下降。2.电路失谐,集电极阻抗减小。3.少数载流子渡越时间效应。4.非线性电抗效应,如CbˊC 的影响。5.发射极引线电感的影响,对高频反馈加深。 5、克拉波和西勒振荡线路是怎样改进电容反馈振荡器性能的? 由于克拉波振荡器在回路中串行接入了一个小电容,使得晶体管的接入系数很小,耦合变弱,因此,晶体管本身的参数对回路的影响大幅度减小了,故使频率稳定度提高,但使得频率的调整范围变小,所以,西勒振荡器是在克拉波振荡器的基础上,在回路两端再并联一个可调电容,来增大频率调节范围。由于存在外接负载,当接入系数变小时,会带来增益的下降。 6、自动增益(AGC)控制电路的主要作用是什么? 自动增益(AGC)控制电路的主要作用是当输入电压在接收机允许的范围内升高时,保持接收机

高频电路原理与分析

高频电路原理与分析期末复习资料 陈皓编 10级通信工程 2012年12月

1.单调谐放大电路中,以LC 并联谐振回路为负载,若谐振频率f 0 =10.7MH Z , C Σ= 50pF ,BW 0.7=150kH Z ,求回路的电感L 和Q e 。如将通频带展宽为300kH Z ,应在回路两端并接一个多大的电阻? 解:(1)求L 和Q e (H )= 4.43μH (2)电阻并联前回路的总电导为 47.1(μS) 电阻并联后的总电导为 94.2(μS) 因 故并接的电阻为 2.图示为波段内调谐用的并联振荡回路,可变电容 C 的变化范围为 12~260 pF ,Ct 为微调电容,要求此回路的调谐范围为 535~1605 kHz ,求回路电感L 和C t 的值,并要求C 的最大和最小值与波段的最低和最高频率对应。 题2图 12min 12max ,22(1210) 22(26010)3 3根据已知条件,可以得出: 回路总电容为因此可以得到以下方程组16051053510t t t C C C LC L C LC L C ππππ∑ --=+? ?== ??+?? ??== ??+?

3.在三级相同的单调谐放大器中,中心频率为465kH Z ,每个回路的Q e =40,试 问总的通频带等于多少?如果要使总的通频带为10kH Z ,则允许最大的Q e 为多少? 解:(1)总的通频带为 4650.51 5.928()40 e z e Q kH =≈?= (2)每个回路允许最大的Q e 为 4650.5123.710 e e Q =≈?= 4.图示为一电容抽头的并联振荡回路。谐振频率f 0 =1MHz ,C 1 =400 pf ,C 2= 100 pF 121212121232 260109 121082601091210260108 10198 1 253510260190.3175-12 6 1605 535 ()()10103149423435 t t t t C C C C pF L mH π-----?+==?+=?-??-= ?==??+?=≈

高频布线工艺和PCB板选材Word版

高頻佈線工藝和PCB板選材 國家數位交換系統工程技術研究中心 張建慧饒龍記[鄭州1001信箱787號] 摘要:本文通過對微帶傳輸特性、常用板材性能參數進行比較分析,給出用於無線通信類比前端、高速數位信號等應用中PCB板材選取方案,進一步從線寬、過孔、線間串擾、遮罩等方面總結高頻板PCB設計要點。 關鍵字:PCB板材、PCB設計、無線通信、高頻信號 近年來在無線通信、光纖通信、高速資料網路產品不斷推出,資訊處理高速化、無線模擬前端模組化,這些對數位信號處理技術、IC工藝、微波PCB設計提出新的要求,另外對PCB板材和PCB工藝提出了更高要求。 變化誤差在如商用無線通信要求使用低成本的板材、穩定的介電常數(ε r ±1-2%間)、低的介電損耗(0.005以下)。具體到手機的PCB板材,還需要有多層層壓、PCB加工工藝簡易、成品板可靠性高、體積小、集成度高、成本低等特點。為了挑戰日益激烈的市場競爭,電子工程師必須在材料性能、成本、加工工藝難易及成品板的可靠性間採取折衷。 目前可供選用的板材很多,有代表性的常用板材有:環氧樹脂玻璃布層壓板FR4、多脂氟乙烯PTFE、聚四氟乙烯玻璃布F4、改性環氧樹脂FR4等。特殊板材如:衛星微波收發電路用到藍寶石基材和陶瓷基材;微波電路基材GX系列、 B-1/2系列。它們使用的RO3000系列、RO4000系列、TL系列、TP-1/2系列、F 4 場合不同,如FR4用於1GHz以下混合信號電路、多脂氟乙烯PTFE多用於多層高頻電路板、聚四氟乙烯玻璃布纖維F4用於微波電路雙面板、改性環氧樹脂FR4用於家用電器高頻頭(500MHz以下)。由於FR4板材易加工、成本低、便於層壓,所以得到廣泛應用。 下面我們從微帶傳輸線特性、多層板層壓工藝、板材參數性能比較等多個方面分析,給出了對於特殊應用的PCB板材選取方案,總結了高頻信號PCB設計要點,供廣大電子工程師參考。 1微帶傳輸線傳輸特性 板材的性能指標包括有介電常數ε 、損耗因數(介質損耗角正切)tgδ、表 r 面光潔度、表面導體導電率、抗剝強度、熱漲係數、抗彎強度等。其中介電常數、損耗因數是主要參數。 ε r 高速資料信號或高頻信號傳輸常用到微帶線(Microstrip Line),由附著在介質基片兩邊的導帶和導 體接地板構成,且導帶一部 分暴露在空氣中,信號在介 質基片和空氣這兩種介質 中傳播引起傳輸相速不等Array會產生輻射分量、如果合理 選用微帶尺寸這種分量很 小。

射频电路设计公式

射频电路设计对特性阻抗Z的经验公式做公式化处理,参见P61 波阻抗公式: E H =Z= μ/ε=377Ω? 相速公式: v=ω β = 1 εμ 电抗公式: Xc= 1 Xl=ωL 直流电阻公式: R= l σS = l πa2σ 高频电阻公式: R′=a R 高频电感公式: L=R′ω 趋肤厚度公式: δ= 1πfμσ 铜线电感实用公式: L′=R a πfμσ= 2l 2 ? 1 πδμσ= 2l μ0/πσf= 1.54 f uH 高频电容公式: C=εA d 高频电导率: G=σA = ωεA = ωC 电容引线电感经验公式: L′=Rd?a πfμ.σ= 2lμ. = 771 f nH

电容引线串联电阻公式: R′=R?a 2δ = 2l 2πaσ πfμ.σ= l a μ.f πσ =4.8 fμΩ 电容漏电阻: R=1 G = 1 2πfC?tanΔ = 33.9exp6 f MΩ TanΔ的定义: ESR=tanΔωC 空气芯螺旋管的电感公式: L= πr2μ.N2螺旋管的电容: C=ε.?2πrN?2a l N =4πε.? raN2 l 微分算符的意义: ? x= 0? ? ?z ? ?y ? 0? ?? ? ?y ? ?x 电容,电感,电导,电阻的定义: C=εw d L= d G= σw R= d σw 特性阻抗表达式:

Z=L C 若是平行板传输线: Z=μεd w 关于微带线设计的若干公式: w/h < 1时, Z= Z. 2π ε′ 8? w + w 4? 其中, Z.=376.8Ω ε′=εr+1 + εr?1 1+ 12h? 1 2 +0.041? w2 w/h>1时 Z= Z. ε′? 1.39+ w h+ 2 3ln w h+1.444 其中, ε′=εr+1 + εr?1 1+ 12h? 1 2 如何设计微带线w/h<2时: w h = 8e A e2A?2 其中, A=2πZ Z. εr+1 2 + εr?1 εr+1 0.23+ 0.11 εr w/h>2时: W =2 (B?1?ln2B?1+ εr?1 (ln B?1 +0.39? 0.61 )) 其中, B= Z.π2Zεr 反射系数的定义:

高频混合讯号积体电路的应用及设计趋势

高頻混合訊號積體電路的應用及設計趨勢 https://www.doczj.com/doc/266741719.html, Application and Design Trend on High Frequency Mixed mode IC Design 瑞昱半導體研發中心 類比IC設計部經理林盈熙前言 隨著通訊、消費性電子產品及電腦應用的多元化,混合訊號積體電路的應用及設計趨勢也隨之複雜化。除了要考慮以往的電路技術層面的問題,也隨著先進製程的演變,設計流程所要解決的困難也增加了許多。此篇文章將目前業界研發高頻混合訊號積體電路所面臨的問題,及未來可能的解決方法與讀者進行討論。期待能藉由拋磚引玉的方式,讓更多的產業先進了解相關的問題。 產品及應用的趨勢 科技的進步除了帶來生活的便利之外,以往的通訊、娛樂及資訊取得的方式也產生很大的變革。通訊及網路的便捷讓人們樂於分享多媒體資訊。此外,資訊的取得與分享也隨著移動的需求轉而無線化及寬頻化。使用者對於多媒體資訊的品質需求也激發高速及高容量的產品走向。綜觀以上的變化,積體電路產品的應用趨勢可分為下列的三大方向 ?通訊(Communication) ?WLAN

?Digital Cellular Phone/ Wi-Fi Phone ?Modem/Remote Access ?消費性電子(Consumer) ?Digital Camera/ Video ?DVD ?Digital TV/HDTV ?電腦(Computer) ?Portable PC ?Live Plug-in Peripheral 此外因應消費者的需求及系統技術的變化,IEEE也制定了許多不同的無線通訊的規格。從低傳輸速率到高傳輸速率分別有不同的規格規範,並且在不同的傳輸距離之下系統的要求也有相異。細部的區分如下圖所示。 傳輸距離與轉輸速率的不同的無線通訊規格

一文读懂高频pcb线路板制作相关知识

一文读懂高频pcb线路板制作相关知识 众所周知高频PCB线路板涉及才高频材料,对工艺的要求也比较高。今天小编来分享一下高频电路板的制作工艺和注意事项。 首先我们从构造上去了解高频PCB板的制作 高频PCB主要由焊盘、过孔、安装孔、导线、元器件、接插件、填充、电气边界等组成,各组成部分的主要功能如下: 焊盘:用于焊接元器件引脚的金属孔。 过孔:有金属过孔和非金属过孔,其中金属过孔用于连接各层之间元器件引脚。 安装孔:用于固定电路板。

导线:用于连接元器件引脚的电气网络铜膜。 接插件:用于电路板之间连接的元器件。 填充:用于地线网络的敷铜,可以有效的减小阻抗。 电气边界:用于确定电路板的尺寸,所有电路板上的元器件都不能超过该边界。 其次了解高频电路板制作原理是必须: 在高频电路设计中,电源以层的形式设计,在大多数情况下都比以总线的形式设计要好得多,这样回路总可以沿着阻抗最小的路径走。此外电源板还得为PCB上所有产生和接受的信号提供一个信号回路,这样可以最小化信号回路,从而减小噪声,这点常常为低频电路设计人员所忽视。 在高频PCB设计中,我们应该遵循下面的原则: 电源与地的统一,稳定。 仔细考虑的布线和合适的端接可以消除反射。 仔细考虑的布线和合适的端接可以减小容性和感性串扰。 需要抑制噪声来满足EMC要求。 了解了高频电路板构成和制作原理我们就不难理解高频电路板加工注意点 1、阻抗控制要求比较严格,相对线宽控制的很严格,一般公差百分之二左右。 2、由于板材特殊,所以PTH沉铜时的附着力不高,通常需要借助等离子处理设备等先对过孔及表面进行粗化处理,以增加PTH孔铜和阻焊油墨的附着力。 3、做阻焊之前不能磨板,不然附着力会很差,只能用微蚀药水等粗化。

PCB设计中射频电路的特性解析

PCB设计中射频电路的特性解析 射频电路(RF circuit)的许多特殊特性,很难用简短的几句话来说明,也无法使用传统的模拟仿真软件来分析,譬如SPICE。不过,目前市面上有一些EDA软件具有谐波平衡(harmonic balance)、投射法(shooting method)…等复杂的算法,可以快速和准确地仿真射频电路。但在学习这些EDA软件之前,必须先了解射频电路的特性,尤其要了解一些专有名词和物理现象的意义,因为这是射频工程的基础知识。 射频的界面 无线发射器和接收器在概念上,可分为基频与射频两个部份。基频包含发射器的输入信号之频率范围,也包含接收器的输出信号之频率范围。基频的频宽决定了数据在系统中可流动的基本速率。基频是用来改善数据流的可靠度,并在特定的数据传输率之下,减少发射器施加在传输媒介(transmission medium)的负荷。因此,PCB设计基频电路时,需要大量的信号处理工程知识。发射器的射频电路能将已处理过的基频信号转换、升频至指定的频道中,并将此信号注入至传输媒体中。相反的,接收器的射频电路能自传输媒体中取得信号,并转换、降频成基频。 发射器有两个主要的PCB设计目标:第一是它们必须尽可能在消耗最少功率的情况下,发射特定的功率。第二是它们不能干扰相邻频道内的收发机之正常运作。就接收器而言,有三个主要的PCB设计目标:首先,它们必须准确地还原小信号;第二,它们必须能去除期望频道以外的干扰信号;最后一点与发射器一样,它们消耗的功率必须很小。 小的期望信号 接收器必须很灵敏地侦测到小的输入信号。一般而言,接收器的输入功率可以小到1 μV。接收器的灵敏度被它的输入电路所产生的噪声所限制。因此,噪声是PCB设计接收器时的一个重要考虑因素。而且,具备以仿真工具来预测噪声的能力是不可或缺的。附图一是一个典型的超外差(superheterodyne)接收器。接收到的信号先经过滤波,再以低噪声放大器(LNA)将输入信号放大。然后利用第一个本地振荡器(LO)与此信号混合,以使此信号转换成中频(IF)。前端(front-end)电路的噪声效能主要取决于LNA、混合器(mixer)

PCB Layout 中的高频电路布线技巧

PCB Layout 中的高频电路布线技巧 1、多层板布线 高频电路往往集成度较高,布线密度大,采用多层板既是布线所必须,也是降低干扰的有效手段。在PCB Layout阶段,合理的选择一定层数的印制板尺寸,能充分利用中间层来设置屏蔽,更好地实现就近接地,并有效地降低寄生电感和缩短信号的传输长度,同时还能大幅度地降低信号的交叉干扰等,所有这些方法都对高频电路的可靠性有利。有资料显示,同种材料时,四层板要比双面板的噪声低20dB。但是,同时也存在一个问题,PCB半层数越高,制造工艺越复杂,单位成本也就越高,这就要求我们在进行PCB Layout时,除了选择合适的层数的PCB板,还需要进行合理的元器件布局规划,并采用正确的布线规则来完成设计。 2、高速电子器件管脚间的引线弯折越少越好 高频电路布线的引线最好采用全直线,需要转折,可用45度折线或者圆弧转折,这种要求在低频电路中仅仅用于提高铜箔的固着强度,而在高频电路中,满足这一要求却可以减少高频信号对外的发射和相互间的耦合。 3、高频电路器件管脚间的引线越短越好 信号的辐射强度是和信号线的走线长度成正比的,高频的信号引线越长,它就越容易耦合到靠近它的元器件上去,所以对于诸如信号的时钟、晶振、DDR的数据、LVDS线、USB线、HDMI线等高频信号线都是要求尽可能的走线越短越好。 4、高频电路器件管脚间的引线层间交替越少越好 所谓“引线的层间交替越少越好”是指元件连接过程中所用的过孔(Via)越少越好。据侧,一个过孔可带来约0.5pF的分布电容,减少过孔数能显著提高速度和减少数据出错的可能性。 5、注意信号线近距离平行走线引入的“串扰” 高频电路布线要注意信号线近距离平行走线所引入的“串扰”,串扰是指没有直接连接的信号线之间的耦合现象。由于高频信号沿着传输线是以电磁波的形式传输的,信号线会起到天线的作用,电磁场的能量会在传输线的周围发射,信号之间由于电磁场的相互耦合而产生的不期望的噪声信号称为串扰(Crosstalk)。PCB板层的参数、信号线的间距、驱动端和接收端的电气特性以及信号线端接方式对串扰都有一定的影响。所以为了减少高频信号的串扰,在布线的时候要求尽可能的做到以下几点:

PCB线路板知识

PCB线路板知识 PCB设计基本概念 1、“层(Layer) ”的概念 与字处理或其它许多软件中为实现图、文、色彩等的嵌套与合成而引入的“层”的概念有所同,Protel的“层”不是虚拟的,而是印刷板材料本身实实在在的各铜箔层。现今,由于电子线路的元件密集安装。防干扰和布线等特殊要求,一些较新的电子产品中所用的印刷板不仅有上下两面供走线,在板的中间还设有能被特殊加工的夹层铜箔,例如,现在的计算机主板所用的印板材料多在4层以上。这些层因加工相对较难而大多用于设置走线较为简单的电源布线层,并常用大面积填充的办法来布线。上下位置的表面层与中间各层需要连通的地方用软件中提到的所谓“过孔(Via)”来沟通。有了以上解释,就不难理解“多层焊盘”和“布线层设置”的有关概念了。举个简单的例子,不少人布线完成,到打印出来时方才发现很多连线的终端都没有焊盘,其实这是自己添加器件库时忽略了“层”的概念,没把自己绘制封装的焊盘特性定义为”多层(Mulii一Layer)的缘故。要提醒的是,一旦选定了所用印板的层数,务必关闭那些未被使用的层,免得惹事生非走弯路。 2、过孔(Via) 为连通各层之间的线路,在各层需要连通的导线的文汇处钻上一个公共孔,这就是过孔。工艺上在过孔的孔壁圆柱面上用化学沉积的方法镀上一层金属,用以连通中间各层需要连通的铜箔,而过孔的上下两面做成普通的焊盘形状,可直接与上下两面的线路相通,也可不连。一般而言,设计线路时对过孔的处理有以下原则:(1)尽量少用 过孔,一旦选用了过孔,务必处理好它与周边各实体的间隙,特别是容易被忽视的中间各层与过孔不相连的线与过孔的间隙,如果是自动布线,可在“过孔数量

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