PROTELDXP2004高頻PCB設(shè)計

1、第第27-2827-28講講 項目四項目四 高頻高頻PCBPCB設(shè)計設(shè)計主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容容一、電路原理一、電路原理二、設(shè)計前的準備二、設(shè)計前的準備三、設(shè)計三、設(shè)計PCBPCB時考慮的因素時考慮的因素四、四、PCBPCB自動布局及調(diào)整自動布局及調(diào)整五、地平面設(shè)置五、地平面設(shè)置六、六、PCBPCB自動布線及調(diào)整自動布線及調(diào)整七、完成七、完成P223P223實訓(xùn)二的內(nèi)容實訓(xùn)二的內(nèi)容一、電路原理一、電路原理 電路采用單片調(diào)頻發(fā)射芯片電路采用單片調(diào)頻發(fā)射芯片MC2833MC2833進行設(shè)計，芯片進行設(shè)計，芯片內(nèi)部包括闊麥克風(fēng)放大器、壓控振蕩器及晶體管等電路。內(nèi)部包括闊麥克風(fēng)放大器、壓控振蕩器及晶體管

2、等電路。 MC2833MC2833內(nèi)部框圖與引腳圖內(nèi)部框圖與引腳圖圖圖6-47 6-47 單片調(diào)頻發(fā)射電路原理圖單片調(diào)頻發(fā)射電路原理圖元件類別元件類別元件標號元件標號庫元件庫元件名名元件所在庫元件所在庫元件封裝元件封裝電解電容C9、C17Cap Pol1Miscellaneous Devices.IntLibRB.1/.2(自制）電容C1-C8、C10-C16CapMiscellaneous Devices.IntLibRAD-0.1電阻R1-R7Res2Miscellaneous Devices.IntLibAXIAL-0.1(自制）傳聲器MK1MIC2Miscellaneous Devic

3、es.IntLibPIN2電位器RpPOT3自制VR(自制）集成塊U1MC2833自制DIP-16天線ANTENNAANTMiscellaneous Devices.IntLibPIN1電感L1-L4InductorMiscellaneous Devices.IntLibINDU(自制）晶振X1XTALMiscellaneous Devices.IntLibBCY-W2/D3.1 調(diào)頻發(fā)射電路采用晶體振蕩，晶振使用基頻模式，調(diào)頻發(fā)射電路采用晶體振蕩，晶振使用基頻模式，聲音信號通過麥克風(fēng)轉(zhuǎn)換為電信號由第聲音信號通過麥克風(fēng)轉(zhuǎn)換為電信號由第5 5腳輸入集成腳輸入集成塊內(nèi)部的放大器進行音頻放大和調(diào)制，

4、射頻信號由集塊內(nèi)部的放大器進行音頻放大和調(diào)制，射頻信號由集成塊的成塊的1414腳輸出，通過腳輸出，通過C1C1耦合由耦合由1313腳進入內(nèi)部的晶體腳進入內(nèi)部的晶體管管V2V2進行進行2 2倍頻后由倍頻后由1111腳輸出，輸出信號經(jīng)過腳輸出，輸出信號經(jīng)過C15C15耦合耦合進入內(nèi)部的晶體管進入內(nèi)部的晶體管V1V1進行放大，放大后的信號由第進行放大，放大后的信號由第9 9腳輸出至發(fā)射天線。腳輸出至發(fā)射天線。 1. 1.繪制原理圖，根據(jù)圖繪制原理圖，根據(jù)圖6-476-47繪制，并進行編譯檢查，繪制，并進行編譯檢查，元件的參數(shù)如表元件的參數(shù)如表6-26-2所示。所示。 電路中的單片調(diào)頻發(fā)射芯片電路中的

5、單片調(diào)頻發(fā)射芯片MC2833MC2833雖然雖然Protel Protel 20042004的庫中有提供，但尺寸過小，線路連接時不夠美觀，的庫中有提供，但尺寸過小，線路連接時不夠美觀，需要自行設(shè)計該元件的符號。需要自行設(shè)計該元件的符號。MC2833MC2833的元件尺寸的元件尺寸170mil170mil250mil250mil，相鄰元件引腳間距，相鄰元件引腳間距30mil30mil，元件引腳，元件引腳名及引腳排列參考圖名及引腳排列參考圖6-476-47。 電位器的符號電位器的符號Protel 2004Protel 2004的庫中雖有，但與國標的庫中雖有，但與國標不符，可以復(fù)制不符，可以復(fù)制RE

6、S2RES2的圖形再增加滑動端的方式新建電的圖形再增加滑動端的方式新建電位器位器POT3POT3。二、設(shè)計前的準備二、設(shè)計前的準備 2. 2.元件封裝設(shè)計元件封裝設(shè)計 立式電阻封裝圖形：焊盤中心間距立式電阻封裝圖形：焊盤中心間距100mil100mil，焊，焊盤尺寸盤尺寸60mil60mil，封裝名，封裝名AXIAL-0.1AXIAL-0.1，如圖，如圖6-486-48所示。所示。 電解電容封裝圖形：焊盤中心間距電解電容封裝圖形：焊盤中心間距100mil100mil，焊，焊盤尺寸盤尺寸60mil60mil，元件外形半徑，元件外形半徑100mil100mil，封裝中陰影部，封裝中陰影部分的焊盤為

7、電解電容負極，封裝名分的焊盤為電解電容負極，封裝名RB.1/.2RB.1/.2，如圖，如圖6-6-4949所示。所示。 電感封裝圖形：電感采用電感封裝圖形：電感采用8mm8mm8mm8mm的屏蔽電感，的屏蔽電感，相鄰焊盤中心間距相鄰焊盤中心間距3mm3mm，上下兩排焊盤中心間距，上下兩排焊盤中心間距6mm6mm，焊盤尺寸焊盤尺寸1.524mm1.524mm，封裝名，封裝名INDUINDU，如圖，如圖6-506-50所示。所示。 電位器封裝圖形：相鄰焊盤中心間距電位器封裝圖形：相鄰焊盤中心間距3mm3mm，焊，焊盤尺寸盤尺寸1.524mm1.524mm，封裝名，封裝名VRVR，如圖，如圖6-51

8、6-51所示。所示。 將自行設(shè)計的元件封裝庫設(shè)置為當前庫，依次將將自行設(shè)計的元件封裝庫設(shè)置為當前庫，依次將原理圖中的元件封裝修改為表原理圖中的元件封裝修改為表6-26-2中的封裝形式，最中的封裝形式，最后將文件保存為后將文件保存為“單片調(diào)頻發(fā)射電路單片調(diào)頻發(fā)射電路.SCHDOC.SCHDOC”。 三、設(shè)計三、設(shè)計PCBPCB時考慮的因素時考慮的因素 該電路采用雙面設(shè)計，設(shè)計時考慮的主要因素如下。該電路采用雙面設(shè)計，設(shè)計時考慮的主要因素如下。 PCBPCB的尺寸的尺寸50mm50mm40mm40mm。 由于是高頻電路，為減小寄生電容和電感的影響，由于是高頻電路，為減小寄生電容和電感的影響，將頂層

9、作為地平面，采用多點接地法。將頂層作為地平面，采用多點接地法。 晶振靠近連接的晶振靠近連接的ICIC引腳放置，振蕩回路就近放置引腳放置，振蕩回路就近放置在晶振邊上。在晶振邊上。 集成電路電源端的濾波電容集成電路電源端的濾波電容C13C13盡量靠近電源端盡量靠近電源端放置（放置（ICIC第第1010腳）。腳）。 音頻輸入的麥克風(fēng)布設(shè)于音頻輸入的麥克風(fēng)布設(shè)于PCBPCB的左邊，發(fā)射的天的左邊，發(fā)射的天線布設(shè)于線布設(shè)于PCBPCB的右邊輸出端附近。的右邊輸出端附近。 頂層作為地平面，除地線外，其它連線在底層進頂層作為地平面，除地線外，其它連線在底層進行，連線線寬為行，連線線寬為1mm1mm。 連線轉(zhuǎn)

10、彎采用連線轉(zhuǎn)彎采用4545進行。進行。四、四、PCBPCB自動布局及調(diào)整自動布局及調(diào)整 4. 4.手工布局調(diào)整，通過移動、旋轉(zhuǎn)元件等方法合手工布局調(diào)整，通過移動、旋轉(zhuǎn)元件等方法合理調(diào)整元件的位置，減少網(wǎng)絡(luò)飛線的交叉。理調(diào)整元件的位置，減少網(wǎng)絡(luò)飛線的交叉。 執(zhí)行菜單執(zhí)行菜單“查看查看”“顯示三維顯示三維PCBPCB板板”，顯示元，顯示元件布局的件布局的3D3D視圖，觀察元件布局是否合理。視圖，觀察元件布局是否合理。五、地平面設(shè)置五、地平面設(shè)置 由于單片調(diào)頻發(fā)射電路的工作頻率為由于單片調(diào)頻發(fā)射電路的工作頻率為76MHz76MHz，頻率較高，頻率較高，在布線時要考慮分布參數(shù)的影響，為減小分布參數(shù)的影

11、響，在布線時要考慮分布參數(shù)的影響，為減小分布參數(shù)的影響，將頂層作為地平面，采用多點接地方法進行布線。一般采用將頂層作為地平面，采用多點接地方法進行布線。一般采用頂層覆銅的形式解決。頂層覆銅的形式解決。 從圖從圖6-566-56中可以看出，所有的中可以看出，所有的GNDGND網(wǎng)絡(luò)均連接在頂層的網(wǎng)絡(luò)均連接在頂層的覆銅上，實現(xiàn)了高頻電路中就近接地的原則。覆銅上，實現(xiàn)了高頻電路中就近接地的原則。六、六、PCBPCB自動布線及調(diào)整自動布線及調(diào)整 1. 1.自動布線規(guī)則設(shè)置自動布線規(guī)則設(shè)置 由于由于PCBPCB的頂層作為地平面，只能在底層布線，所的頂層作為地平面，只能在底層布線，所以布線層規(guī)則設(shè)置不選中頂

12、層。以布線層規(guī)則設(shè)置不選中頂層。 執(zhí)行菜單執(zhí)行菜單“設(shè)計設(shè)計”“規(guī)則規(guī)則”，屏幕彈出，屏幕彈出 “PCBPCB規(guī)規(guī)則和約束編輯器則和約束編輯器”對話框，設(shè)置自動布線規(guī)則，內(nèi)容如對話框，設(shè)置自動布線規(guī)則，內(nèi)容如下。下。 安全間距規(guī)則設(shè)置：安全間距規(guī)則設(shè)置：0.254mm0.254mm，適用于全部對象；，適用于全部對象； 短路約束規(guī)則：不允許短路；短路約束規(guī)則：不允許短路； 導(dǎo)線寬度限制規(guī)則：所有線寬均為導(dǎo)線寬度限制規(guī)則：所有線寬均為1mm1mm； 布線層規(guī)則：選中布線層規(guī)則：選中Bottom LayerBottom Layer，去除，去除Top LayerTop Layer的選中狀態(tài)，相當于單面

13、布線；的選中狀態(tài)，相當于單面布線； 布線轉(zhuǎn)角規(guī)則：布線轉(zhuǎn)角規(guī)則：4545轉(zhuǎn)彎；轉(zhuǎn)彎； 其它規(guī)則選擇默認。其它規(guī)則選擇默認。 2. 2.自動布線自動布線 執(zhí)行菜單執(zhí)行菜單“自動布線自動布線”“全部對象全部對象”，屏幕，屏幕彈出彈出“SitusSitus布線策略布線策略”對話框，單擊對話框，單擊“編輯層方向編輯層方向”按鈕，屏幕彈出按鈕，屏幕彈出 “層方向?qū)臃较颉睂υ捒?，單擊對話框，單擊【當前設(shè)當前設(shè)置置】區(qū)下的區(qū)下的【Top LayerTop Layer】后的后的 “AutomaticAutomatic”，屏，屏幕出現(xiàn)下拉列表框，選中其中的幕出現(xiàn)下拉列表框，選中其中的“Not UsedNot U

14、sed”（不使（不使用本層）；單擊用本層）；單擊【Bottom LayerBottom Layer】后的后的 “AutomaticAutomatic”，選中其中的，選中其中的“AnyAny”（ 任意方向布任意方向布線），這樣在布線時頂層不再布線，所有除地以外線），這樣在布線時頂層不再布線，所有除地以外的連線都布在底層。的連線都布在底層。 由于違反了兩面走線正交原則，系統(tǒng)會出現(xiàn)警由于違反了兩面走線正交原則，系統(tǒng)會出現(xiàn)警告信息，忽略該信息。告信息，忽略該信息。 選中選中【鎖定全部預(yù)布線鎖定全部預(yù)布線】復(fù)選框鎖定預(yù)布線，復(fù)選框鎖定預(yù)布線，單擊單擊“Route AllRoute All”按鈕對整個電路板進行自動布線。按鈕對整個電路板進行自動布線。 自動布線后的效果如圖自動布線后的效果如圖6-576-57所示，圖中所示，圖中R7R7存在銳角存在銳角走線，影響電氣性能，走線，影響電氣性能，ANTANT的連線出現(xiàn)繞行等需要進行的連線出現(xiàn)繞行等需要進行手工調(diào)整。手工調(diào)整。 3.3.手工布線調(diào)整手工布線調(diào)整 執(zhí)行菜單執(zhí)行菜單“工具工具”“取消布線取消布線”“元件元件”， 拆除需要