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8月22号有幸参加了EDA365网站组织的大型公益培训,见到了久闻其名的阿杜老师。来参加培训的同行们热情实在高涨,教室里坐得满满的,为了学习这次的课程,晚来的同学们好多硬是站了三个小时,和我同桌的同学居然是从广州特意过来的。。。。话说我幸好来得早一点点,还占了个坐位 & V3 W0 Y% \9 I3 t" ?& |, t
为时三个钟的学习内容为:射频项目PCB实战设计,详细内容如下,供未到的同学参考:
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" s; c7 S U$ a3 G/ M+ k% u一. 射频基础知识:
7 u2 S2 X* k; Q& Ma. 射频是电磁波按照应用来划分定义的,微波是按照电磁波频率来划分定义;
0 Q9 r8 X. P7 o% B ab. 传输线特征阻抗=L/C的平方根: ~- ?6 S9 e/ f4 d+ n
c. 趋肤效应:高频电流流过导体时,电流会趋向于导体表面分布,越接近表面电流密度越大,趋肤效应产生的根源是在于电磁波很难穿越像铜这样的良性铜体。高频时相当于过流面积减少,因此交流电阻会大于直流电阻;因此增大了高频信号,这是一种传导损耗。损耗越大,信号在传输的过程衰减也就越大。加宽线宽有利于减少传输线的损耗。
0 o" ]" G7 r5 A: Nd. 射频PCB基板的两个重要参数:耗散因数Df(介质损耗角)和介电常数Dk, 此两个参数越小越好!' O7 h+ v$ q7 e. f) s' g6 h& ]
e. 无线电波传播方式:是以电磁场的方式沿着信号线传输,电场是垂直方向传播,就像水里丢进石头时产生的水波纹传播一样;磁场是根据右手螺旋定则沿着信号以水平方向传播。" F' G j3 i4 T3 C/ {
f. 微带线:一种传输线输线类型,由导体条带、接地、介质构成,电磁能量主要集中在介质和空气中传播。所以射频信号均需要用微带线,需走在表层。
( [/ d: }- z! m4 c/ E6 Mg. 屏蔽罩(腔)是电子产品里最常用的屏蔽方式,工作原理是利用阻抗的不连续性使信号产生反射,从而达到屏蔽的目的,屏蔽罩越厚越好。空气的阻抗为377欧姆。' c9 v& m A7 M+ [
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二. 射频板材的选用:$ a% b0 I( J: Y) ]8 P) B
1.要有低介电常数,Er越低越好8 X: L. E2 t: i, @, [
2.要有低介质损耗因子( ]" o4 R6 h, I
一般要求的PCB用普通板材即可,5G以上选用RF板材RO4350B或N4000-13+ d8 B0 p$ h0 x
射频电路:
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: }4 r; v5 w' L& t! z" e8 u三. 射频板布局规划:+ C- v% q8 s/ @; _, }
a. 确定单板功能、主要的射频器件类型、层叠阻抗、结构尺寸、屏蔽罩及特殊器件加工说明(如需挖空区、散热的器件尺寸位置等)5 ]: ]/ F: u$ X) M: n0 J- E! B
b. 物理分区:根据主要信号信号流向规律安排主要元器件,首先确定RF端口处的元件,即可能的减小RF信号路径的长度。还需考虑各部份的干扰问题,如有必要需增加屏蔽罩,保证多个有足够的隔离,有敏感,强烈辐射源的电路模块要需屏蔽在RF区域内。& }3 i+ W" Q# v8 B* {4 e1 E
c. 电气分区:将射频、电源、数字信号进行空间分区,互不干涉,使走线不能跨区域。如有射频区域的走线要接到数字电路,要从开口的地方走& S1 j6 I( m* c( u
d. RF链路需采用“一”型或“L”型布局,不要用Z形、U形、交叉布局。链路越短越好,尽量都走要同一层。
/ I8 z1 t. T; E5 W. ie. RF电路不能放在板中间,而且要优先布局RF区域,收发要用屏蔽罩(腔)分开,屏蔽罩处的地线至少打两排过孔,而且要相互错开。收发可以共用地,但是需要物理隔开。注意千万不能分地,因为地面积小了,阻抗变大了,而噪声往往是往阻抗小的方向跑。- c j& G7 @" Q
f.偏置电路供电部份要与射频线垂直放置,平行放会有干扰
) O% P$ ~9 }0 p' P$ mg.高功率放大器与低噪声放大电路要隔离开* a) Z$ u- U! }" U: M: t) m, a) |% L
' ?5 ~/ V& p! F( s$ Y四. 布线规范:
$ K' ^3 h( D, S$ e1 |a. 因为阻抗的不连续性会导致信号反射,所以微带线的线宽尽量与元件焊盘的宽度靠近。5G以上的信号需将微带线开窗,但是元件焊盘处需保留4 mils宽的绿油,防止过回流焊时锡跑到微带线上去。芯片引脚出线以PIN脚焊盘宽度拉出来,与微带线连接时使用渐变线(防止线宽突变造成反射),RF线的阻抗一般为50 OHM; z/ j) s& c+ ^9 I2 X8 A
b.走线转弯:主要有切角和圆角两种,常规推荐圆角
0 s0 |7 Q4 k% L6 R# m" Mc 地线需隔离RF链路2W以上,两侧地线之间的过孔之间的距离一般为150mils.尽量打两排,形状规整
* G% b8 T! D, r4 Kd 射频线尽量短,远离其它信号,包地铜隔离,并加地过孔
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) R' l5 O0 E( T# ~4 U五.屏蔽腔的设计
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, `: p$ r" G2 W. Z7 d1. 露铜宽不少于0.8MM
' K8 D1 e) A0 ~1 V {2. 器件焊盘应离屏蔽腔边有1到2个MM,信号应有0.5MM以上
. j- V: E- R9 R. ?3. 添加固定安装孔,孔直径为1-3个MM" \! i/ K" b. k5 e$ \6 U+ B: D, J/ C
4. 屏蔽罩下方穿线时,要去掉露铜,开口。 5G以下的信号要加铺丝印油' M T g2 U1 a k4 p
5. 屏蔽罩能共用的就共用,降低开模的成本
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3 x: q* ^( U, B1 ]$ H" c六. 杜老师还教allegro中几个功能的技巧:+ X i" Y# ^3 C6 C \
a.渐变线的设定:ROUTE---GLOSS---Parameters---把所有开关关掉-----只打开到fillet and tapered trace这一项,再点这个开关左边的按钮-----Desired angle处更改角度为想要的效果。
$ F Y0 d+ D+ g9 g$ D: ab. 如何利用PDF原理图来进行PCB布局:找开PDF原理图,选中需要的元件编号,在当前目录利用记事本新建一个*.lst文件,把刚复制好的元件编号粘贴过来后点保存后退出。再打开相应的PCB文件,点击MOVE,在FIND菜单下依次选择-Find By Name-Symbol(or Pin)-list,再点击浏览选中刚中新建的那个*.lst后,再再返回PCB即可移动元件。以前操作可以录制一个脚本,再把它制作成一个快捷键,以后只需要把*.lst 文件里的元件编号替换掉后,按快捷键即可选中元件。
3 I! ]$ g' E2 ?- H$ `0 d- c& {c. 利用模块复用的功能,可以省去相同功能电路的重复摆放。) Z: k4 c* k$ B/ Q/ _
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