講項(xiàng)目三高頻PCB設(shè)計(jì)

1、PCB輔助設(shè)計(jì),制作： 福建信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 郭勇,第24-25講 項(xiàng)目三 高頻PCB設(shè)計(jì),主 要 內(nèi) 容,一、電路原理 二、設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備 三、設(shè)計(jì)PCB時(shí)考慮的因素 四、PCB自動(dòng)布局及調(diào)整 五、地平面設(shè)置 六、PCB自動(dòng)布線及調(diào)整 七、完成P223實(shí)訓(xùn)二的內(nèi)容,一、電路原理,電路采用單片調(diào)頻發(fā)射芯片MC2833進(jìn)行設(shè)計(jì)，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。,MC2833內(nèi)部框圖與引腳圖,圖6-47 單片調(diào)頻發(fā)射電路原理圖,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(hào)通過(guò)麥克風(fēng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)由第5腳輸入集成塊內(nèi)部的放大器進(jìn)行音頻放大和調(diào)制，射頻信號(hào)由集成塊的14腳輸出

2、，通過(guò)C1耦合由13腳進(jìn)入內(nèi)部的晶體管V2進(jìn)行2倍頻后由11腳輸出，輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)C15耦合進(jìn)入內(nèi)部的晶體管V1進(jìn)行放大，放大后的信號(hào)由第9腳輸出至發(fā)射天線。,1.繪制原理圖，根據(jù)圖6-47繪制，并進(jìn)行編譯檢查，元件的參數(shù)如表6-2所示。 電路中的單片調(diào)頻發(fā)射芯片MC2833雖然Protel 2004的庫(kù)中有提供，但尺寸過(guò)小，線路連接時(shí)不夠美觀，需要自行設(shè)計(jì)該元件的符號(hào)。MC2833的元件尺寸170mil250mil，相鄰元件引腳間距30mil，元件引腳名及引腳排列參考圖6-47。 電位器的符號(hào)Protel 2004的庫(kù)中雖有，但與國(guó)標(biāo)不符，可以復(fù)制RES2的圖形再增加滑動(dòng)端的方式新建電位器PO

3、T3。,二、設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備,2.元件封裝設(shè)計(jì) 立式電阻封裝圖形：焊盤(pán)中心間距100mil，焊盤(pán)尺寸60mil，封裝名AXIAL-0.1，如圖6-48所示。 電解電容封裝圖形：焊盤(pán)中心間距100mil，焊盤(pán)尺寸60mil，元件外形半徑100mil，封裝中陰影部分的焊盤(pán)為電解電容負(fù)極，封裝名RB.1/.2，如圖6-49所示。,電感封裝圖形：電感采用8mm8mm的屏蔽電感，相鄰焊盤(pán)中心間距3mm，上下兩排焊盤(pán)中心間距6mm，焊盤(pán)尺寸1.524mm，封裝名INDU，如圖6-50所示。 電位器封裝圖形：相鄰焊盤(pán)中心間距3mm，焊盤(pán)尺寸1.524mm，封裝名VR，如圖6-51所示。,將自行設(shè)計(jì)的元件封裝庫(kù)設(shè)

4、置為當(dāng)前庫(kù)，依次將原理圖中的元件封裝修改為表6-2中的封裝形式，最后將文件保存為“單片調(diào)頻發(fā)射電路.SCHDOC”。,三、設(shè)計(jì)PCB時(shí)考慮的因素,該電路采用雙面設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)考慮的主要因素如下。 PCB的尺寸50mm40mm。 由于是高頻電路，為減小寄生電容和電感的影響，將頂層作為地平面，采用多點(diǎn)接地法。 晶振靠近連接的IC引腳放置，振蕩回路就近放置在晶振邊上。 集成電路電源端的濾波電容C13盡量靠近電源端放置（IC第10腳）。 音頻輸入的麥克風(fēng)布設(shè)于PCB的左邊，發(fā)射的天線布設(shè)于PCB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(jìn)行，連線線寬為1mm。 連線轉(zhuǎn)彎采用45進(jìn)行。,

5、四、PCB自動(dòng)布局及調(diào)整,4.手工布局調(diào)整，通過(guò)移動(dòng)、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。 執(zhí)行菜單“查看”“顯示三維PCB板”，顯示元件布局的3D視圖，觀察元件布局是否合理。,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76MHz，頻率較高，在布線時(shí)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(diǎn)接地方法進(jìn)行布線。一般采用頂層覆銅的形式解決。,從圖6-56中可以看出，所有的GND網(wǎng)絡(luò)均連接在頂層的覆銅上，實(shí)現(xiàn)了高頻電路中就近接地的原則。,六、PCB自動(dòng)布線及調(diào)整,1.自動(dòng)布線規(guī)則設(shè)置 由于PCB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

6、選中頂層。 執(zhí)行菜單“設(shè)計(jì)”“規(guī)則”，屏幕彈出 “PCB規(guī)則和約束編輯器”對(duì)話框，設(shè)置自動(dòng)布線規(guī)則，內(nèi)容如下。 安全間距規(guī)則設(shè)置：0.254mm，適用于全部對(duì)象； 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1mm； 布線層規(guī)則：選中Bottom Layer，去除Top Layer的選中狀態(tài)，相當(dāng)于單面布線； 布線轉(zhuǎn)角規(guī)則：45轉(zhuǎn)彎； 其它規(guī)則選擇默認(rèn)。,2.自動(dòng)布線 執(zhí)行菜單“自動(dòng)布線”“全部對(duì)象”，屏幕彈出“Situs布線策略”對(duì)話框，單擊“編輯層方向”按鈕，屏幕彈出 “層方向”對(duì)話框，單擊【當(dāng)前設(shè)置】區(qū)下的【Top Layer】后的 “Automatic”，屏幕出現(xiàn)下拉列表

7、框，選中其中的“Not Used”（不使用本層）；單擊【Bottom Layer】后的 “Automatic”，選中其中的“Any”（ 任意方向布線），這樣在布線時(shí)頂層不再布線，所有除地以外的連線都布在底層。 由于違反了兩面走線正交原則，系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)警告信息，忽略該信息。 選中【鎖定全部預(yù)布線】復(fù)選框鎖定預(yù)布線，單擊“Route All”按鈕對(duì)整個(gè)電路板進(jìn)行自動(dòng)布線。,自動(dòng)布線后的效果如圖6-57所示，圖中R7存在銳角走線，影響電氣性能，ANT的連線出現(xiàn)繞行等需要進(jìn)行手工調(diào)整。 3.手工布線調(diào)整 執(zhí)行菜單“工具”“取消布線”“元件”， 拆除需要調(diào)整的元件上的連線；修改元件網(wǎng)格為0.05mm，適當(dāng)微調(diào)元件位