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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 t Y7 ~( h( 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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f r+ p) @, p一. 射频基础知识:
2 }8 A: t/ o0 N7 }- Y0 M1 Z, H$ ta. 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;1 V. ~6 A# m# O
b. 传输线特征阻抗=L/C的平方根0 u% m' n( w; ^, Z
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。
/ l. i7 i5 c/ ~; E8 Kd. 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!
! n* p8 A6 }$ G; i6 z. G B" ue. 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。
# Z3 M7 i) I5 a' ]' z0 gf. 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。
( y+ q0 R4 g# N9 y' ^3 g9 @g. 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。
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6 ]/ e, R O. `4 m/ N: q5 @+ _二. 射频板材的选用:
" ]$ r0 k1 c0 q. x1.要有低介电常数,Er越低越好
4 v0 H1 E* R. D: T# ~; K! t7 _; p2.要有低介质损耗因子# A1 G4 |$ T& d: G( l
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
; @, i7 ~5 d0 w2 P p C; X7 u射频电路:
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0 a" G8 J# G8 ? b. w2 V6 f$ ~ Y' s9 D三. 射频板布局规划:
! q. O- ]7 o/ V; e& R3 C) Ta. 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)
# t; g7 A: y5 W+ {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。
# p8 _' }; I( E5 {. ?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. W2 q6 W0 A0 n
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。
% J. x0 E- g Q+ T$ Z' ~" D! h$ G" Me. 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。
2 L6 R; V# X! ?' W2 ff.偏置电路供电部份要与射频线垂直放置,平行放会有干扰
6 F" |; y, U. R; tg.高功率放大器与低噪声放大电路要隔离开+ _: u3 E6 ~' l) t' _
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四. 布线规范:1 d" ?8 a/ u) q. K* J8 Y7 _
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 OHM3 }3 P4 G8 U( Z9 t) f( z1 n% V! \
b.走线转弯:主要有切角和圆角两种,常规推荐圆角
( Y$ n( P6 h. O# J! z0 B9 @! Jc 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
3 T$ w/ @4 @& v. n Y5 Qd 射频线尽量短,远离其它信号,包地铜隔离,并加地过孔1 c2 J7 E1 l) p& S
0 Z5 q1 y; A0 b五.屏蔽腔的设计
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1. 露铜宽不少于0.8MM
9 B7 V+ ?+ D* o2 X2. 器件焊盘应离屏蔽腔边有1到2个MM,信号应有0.5MM以上
# I7 a& e" Q3 ]$ g3. 添加固定安装孔,孔直径为1-3个MM
A B5 u+ [! O) F4 ?# d8 y$ Z) q* W4. 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
, x0 ]: I8 m* t4 [; @+ A5. 屏蔽罩能共用的就共用,降低开模的成本
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7 P5 G- G7 H+ p5 q$ y3 c六. 杜老师还教allegro中几个功能的技巧:
: ? J8 Z2 Y n3 ^: t. [4 {5 va.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。7 H$ x+ k* u' I3 y9 Y; S. k
b. 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。
( n$ T1 N; S1 f+ [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。
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