PCB設計過程組件的布局

 

PCB布線注意事項隨著通信技術的發展，手持式射頻電路技術應用越來越廣泛，如：無線尋呼機，手機，無線PDA等，射頻電路的性能指標直接影響整體質量產品。

 

這些手持產品的最大特點之一是小型化，這意味著組件的密度非常高，這使得組件（包括SMD，SMC，裸片等）的干擾非常突出。電磁干擾信號如果處理不當，可能會導致整個電路系統無法正常工作，因此，如何防止和抑制電磁干擾，提高電磁兼容性，已成為射頻電路PCB設計中一個非常重要的課題。同樣的電路，不同的PCB設計結構，其性能指標會有很大差異。

 

本討論使用Protel99SE軟件進行手持產品的射頻電路PCB設計，如果電路的性能指標最大化，則達到電磁兼容性的要求。

 

板的選擇印刷電路板的基板包括兩類，有機和無機。襯底中最重要的特性是介電常數εr，耗散因數（或介電損耗）Tan delta，熱膨脹系數CET和吸濕率。 εr影響電路阻抗和信號傳輸速率。

 

對于高頻電路，介電常數容差是更關鍵因素的首要考慮因素，應選擇小基板的介電常數容差。

 

PCB設計流程

 

由于Protel99SE軟件的使用與Protel98等軟件不同，因此首先簡要討論使用Protel99SE軟件進行PCB設計的過程。

 

①因為Protel99SE是用于工程（PROJECT）數據庫模式管理，在Windows99下是隱含的，所以應首先設置1個數據庫文件，用于管理電路原理圖和PCB布局的設計。 ②原理圖的設計。為了實現網絡連接，在原理設計之間，所使用的組件必須存在于庫中，否則，應該在SCHLIB中制作存儲文件中所需的組件。

 

然后，只需從庫中調用所需的組件，然后根據您設計的電路圖進行連接。

 

③原理圖設計完成后，可以形成一個網絡表用于PCB設計。

 

④PCB的設計。確定a.PCB的形狀和大小。基于PCB的設計，在產品的位置，空間大小，形狀和其他元件的基礎上確定PCB的形狀和尺寸。

 

使用MECHANICALLAYER層中的PLACETRACK命令繪制PCB的形狀。

 

B.根據SMT的要求，在PCB上做出定位孔，視覺眼，參考點等。 C.組件的生產。如果需要使用庫中不存在的某些特殊組件，則需要在布局之前制作組件。在Protel99SE中制作組件的過程比較簡單，在進入Component Production窗口后在“DESIGN”菜單中選擇“MAKELIBRARY”命令，然后在“NEWCOMPONENT”命令中選擇“TOOL”菜單即可進行組件??設計。此時只需根據實際組件的形狀，尺寸等在TOPLAYER層中將PLACEPAD等命令在一定位置繪制相應的墊片并編輯成所需的墊片（包括墊片形狀，大小，內徑）尺寸和角度，除了應標明墊的相應引腳名稱），

 

然后用TOPOVERLAYER層中的PLACETRACK命令繪制組件的最大形狀，將組件名稱放入庫中即可。

 

D.在生產元件，布局和布線之后，下面將詳細討論這兩個部分。 E.完成后必須檢查上述過程。這方面包括電路原理的檢查，另一方面，有必要檢查彼此之間的匹配和組裝問題。

 

檢查的電路原理可以手動檢查，也可以用網絡自動檢查（網絡的示意圖和網絡的PCB形成可以比較）。 F.檢查錯誤后，歸檔并輸出文件。在Protel99SE中，必須使用“file”選項中的“EXPORT”命令將文件存儲在指定的路徑和文件中（“IMPORT”命令用于將文件傳輸到Protel99SE）。注意：執行Protel99SE中“FILE”選項中的“SAVECOPYAS ...”命令后，所選文件名在Windows98中不可見，因此該文件在資源管理器中不可見。

 

這與Protel98中的“SAVEAS ...”功能并不完全相同。元件布局由于SMT一般采用紅外爐熱流焊接來實現元件的焊接，因此元件的布局會影響焊點的質量，進而影響產品的良率。

 

對于射頻電路的PCB設計，電磁兼容性要求每個電路模塊盡可能不產生電磁輻射，并具有一定的抗電磁干擾能力，因此，元件的布局也直接影響電路本身的干擾和抗干擾能力。能力，這也與設計電路的性能直接相關。因此，在射頻電路PCB設計中除了考慮普通PCB設計的布局外，還主要考慮如何減少射頻電路各部分之間的干擾，如何減少電路本身對其他電路的干擾而電路本身具有抗干擾能力。根據經驗，射頻電路的效果不僅取決于射頻電路板本身的性能指標，還取決于與CPU處理板的相互作用，因此，在PCB設計中，合理的布局尤為重要。總體布局原則：元件應盡可能沿同一方向排列，通過選擇PCB方向進入熔錫系統，減少甚至避免焊接現象不良;根據經驗，元件之間必須至少有0.5mm的間距才能滿足元件的要求，如果PCB板的空間允許，元件的間距應盡可能寬。

 

對于雙面板，一側應設計用于SMD和SMC組件，另一側應設計用于分立組件。

 

您應該在布局中注意：

 

*首先確定接口組件與PCB板上其他PCB板或系統的位置，必須注意組件之間的接口協調問題（如組件的方向等）。

 

*由于手持產品的尺寸非常小，組件之間的排列非常緊湊，因此對于較大的組件，必須優先考慮，確定相應的位置，并考慮彼此之間的協調問題。 *仔細分析電路結構，電路塊處理（如高頻放大電路，混頻電路和解調電路等），盡可能分離強電信號和弱電信號，數字信號電路和模擬信號電路分離，完成相同功能的電路應安排在一定范圍內，以減少信號回路面積

 

電路各部分的濾波網絡必須連接到最近，這不僅可以減少輻射，還可以降低干擾的概率，根據電路的抗干擾能力。 *根據單位電路中使用的電磁兼容性靈敏度分組。

 

也應盡可能布置容易受到電路干擾的元件，以避免干擾源（例如數據處理板上的CPU干擾等）。

 

接線基本完成組件布局后，即可開始布線。

 

布線的基本原則如下：組裝密度許可后，盡量選擇低密度布線設計，并盡可能使信號布線盡可能厚，均有利于阻抗匹配。

 

對于射頻電路，信號線方向，寬度，線間距不合理的設計，可能會造成信號傳輸線之間的交叉干擾，此外，系統電源本身存在噪聲干擾，因此在設計射頻電路時PCB必須是綜合考慮，合理布線。接線時，所有線路應遠離PCB板框架（約2mm），以免因斷線或斷線隱患而導致PCB板生產。電源線應寬，以減少回路電阻，同時，使電源線，地線方向和數據傳輸相互配合，以提高抗干擾能力;信號線應盡可能短，并盡量減少孔數;組件之間的連接越短越好

 

;不兼容的信號線應遠離彼此，并盡量避免平行布線，而前兩側的信號線彼此垂直施加;需要轉角的地址處的接線應位于135°角的拐角處，以避免轉向直角。

 

接線和焊盤直接連接的線路不應太寬，線路應盡量離開斷開的部件，以免發生短路，孔不對接元件，并應盡量遠離斷開的元件，所以由于不出現虛擬焊接，連續焊接，短路等現象。在射頻電路PCB設計中，電源線和地線的正確接線尤為重要，合理的設計是克服電磁干擾的最重要手段。

 

PCB上的相當多的干擾源由電源和地線產生，其中地線引起最大的噪聲干擾。地線容易形成電磁干擾的主要原因是地線的存在阻抗。當電流流過地線時，在地線上產生電壓，產生接地回路電流，形成地線的環路干擾。當多個電路共用一條地線時，形成共同的阻抗耦合，導致所謂的接地噪聲。

 

因此，在對射頻電路PCB的地線進行布線時，應該做到：*首先，對于電路進行塊處理，射頻電路基本上可以分為高頻放大，混頻，解調，t他的振動和其他部分，為每個電路模塊提供一個共同的潛在參考點，即各個地線的每個模塊電路，使信號可以在不同的電路模塊之間傳輸。然后，總結了RF電路PCB接入地線，即總地線總結。

 

由于只有一個參考點，因此沒有公共阻抗耦合，因此不存在相互干擾的問題。

 

*數字區域盡可能與模擬區域隔離，并與模擬地面數字分離，最后與電源分離。

 

*電路各部分內的接地線還應注意單點接地原理，盡量減小信號回路面積，并使相應的濾波電路地址接近最近的接口。

 

*在空間允許的情況下，最好隔離模塊之間的導線，以防止它們之間的信號耦合效應。射頻電路PCB設計的關鍵是如何降低輻射能力以及如何提高抗干擾能力，合理的布局和布線是設計射頻電路PCB的保證。本文介紹的方法有助于提高射頻電路PCB設計的可靠性，解決電磁干擾問題，從而達到電磁兼容的目的。