講項目三高頻PCB設計

1、PCB輔助設計,制作： 福建信息職業(yè)技術學院 郭勇,第24-25講 項目三 高頻PCB設計,主 要 內(nèi) 容,一、電路原理 二、設計前的準備 三、設計PCB時考慮的因素 四、PCB自動布局及調整 五、地平面設置 六、PCB自動布線及調整 七、完成P223實訓二的內(nèi)容,一、電路原理,電路采用單片調頻發(fā)射芯片MC2833進行設計，芯片內(nèi)部包括闊麥克風放大器、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 單片調頻發(fā)射電路原理圖,調頻發(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轉換為電信號由第5腳輸入集成塊內(nèi)部的放大器進行音頻放大和調制，射頻信號由集成塊的14腳輸出

2、，通過C1耦合由13腳進入內(nèi)部的晶體管V2進行2倍頻后由11腳輸出，輸出信號經(jīng)過C15耦合進入內(nèi)部的晶體管V1進行放大，放大后的信號由第9腳輸出至發(fā)射天線。,1.繪制原理圖，根據(jù)圖6-47繪制，并進行編譯檢查，元件的參數(shù)如表6-2所示。 電路中的單片調頻發(fā)射芯片MC2833雖然Protel 2004的庫中有提供，但尺寸過小，線路連接時不夠美觀，需要自行設計該元件的符號。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Protel 2004的庫中雖有，但與國標不符，可以復制RES2的圖形再增加滑動端的方式新建電位器PO

3、T3。,二、設計前的準備,2.元件封裝設計 立式電阻封裝圖形：焊盤中心間距100mil，焊盤尺寸60mil，封裝名AXIAL-0.1，如圖6-48所示。 電解電容封裝圖形：焊盤中心間距100mil，焊盤尺寸60mil，元件外形半徑100mil，封裝中陰影部分的焊盤為電解電容負極，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，相鄰焊盤中心間距3mm，上下兩排焊盤中心間距6mm，焊盤尺寸1.524mm，封裝名INDU，如圖6-50所示。 電位器封裝圖形：相鄰焊盤中心間距3mm，焊盤尺寸1.524mm，封裝名VR，如圖6-51所示。,將自行設計的元件封裝庫設

4、置為當前庫，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“單片調頻發(fā)射電路.SCHDOC”。,三、設計PCB時考慮的因素,該電路采用雙面設計，設計時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）。 音頻輸入的麥克風布設于PCB的左邊，發(fā)射的天線布設于PCB的右邊輸出端附近。 頂層作為地平面，除地線外，其它連線在底層進行，連線線寬為1mm。 連線轉彎采用45進行。,

5、四、PCB自動布局及調整,4.手工布局調整，通過移動、旋轉元件等方法合理調整元件的位置，減少網(wǎng)絡飛線的交叉。 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、地平面設置,由于單片調頻發(fā)射電路的工作頻率為76MHz，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。,六、PCB自動布線及調整,1.自動布線規(guī)則設置 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)則設置不

6、選中頂層。 執(zhí)行菜單“設計”“規(guī)則”，屏幕彈出 “PCB規(guī)則和約束編輯器”對話框，設置自動布線規(guī)則，內(nèi)容如下。 安全間距規(guī)則設置：0.254mm，適用于全部對象； 短路約束規(guī)則：不允許短路； 導線寬度限制規(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)，相當于單面布線； 布線轉角規(guī)則：45轉彎； 其它規(guī)則選擇默認。,2.自動布線 執(zhí)行菜單“自動布線”“全部對象”，屏幕彈出“Situs布線策略”對話框，單擊“編輯層方向”按鈕，屏幕彈出 “層方向”對話框，單擊【當前設置】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)會出現(xiàn)警告信息，忽略該信息。 選中【鎖定全部預布線】復選框鎖定預布線，單擊“Route All”按鈕對整個電路板進行自動布線。,自動布線后的效果如圖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)繞行等需要進行手工調整。 3.手工布線調整 執(zhí)行菜單“工具”“取消布線”“元件”， 拆除需要調整的元件上的連線；修改元件網(wǎng)格為0.05mm，適當微調元件位