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为什么规划射频和微波PCB的难度如此之大?

简介如今的电子产品已经不再像上世纪 70 年代的电视和电冰箱一样,消费者每隔十年才更新换代一次。现在几乎每个家庭的每位成员都是电子产品的消费者,而且随着科技发展不断为智慧手机、平板计算机、汽车

  简介

  现在的电子产品现已不再像上世纪 70 时代的电视和电冰箱相同,顾客每隔十年才更新换代一次。现在简直每个家庭的每位成员都是电子产品的顾客,并且跟着科技开展不断为才智手机、平板核算机、轿车和电视带来各种人们消费得起的新功用,人们每年都会购买新产品。

  这些电子产品的一起特征之一是选用无线技能,而该技能极度依赖于RF射频电路。惋惜的是,即使是最自傲的规划人员,关于射频电路也往往望而生畏,因为它会带来巨大的规划应战,并且需求专业的规划和剖析东西。正因为如此,许多年来,PCB的射频部分一直是由具有射频规划特长的独立规划人员完结规划。

  为什么规划射频和微波 PCB 的难度如此之大?

  该规划进程中呈现的问题十分多,并且或许对质量和生产率形成严重影响。例如,将一名规划人员的射频电路嵌入到其他规划人员的PCB时,因为他们往往运用不同的规划格局,因而功率必定大打折扣。此外,规划人员还常常被迫在规划中做出更改,以便合作运用射频电路。因为仿真往往是在射频电路中进行的,而不是在整个PCB 的布景下进行,因而或许会遗失电路板对射频电路发生的明显影响,反之亦然。

  跟着射频内容不断增加,PCB规划人员和工程师意识到,为进步生产率和产品质量,最好由他们在自己的规划东西内自行解决射频规划应战。惋惜的是,大多数桌面PCB规划东西并不能协助他们简化这一使命。

  例如,在运用射频仿真器对电路建模后,一旦到达所需的电气功用,仿真器就会发生此电路的铜箔形状(一般为DXF格局),以便导入到PCB规划东西中。此进程往往会给规划人员带来一些困扰,例如因为无法正确转化DXF档而导致不能将其转化为铜箔形状。这种情况下,规划人员需求手动操作导入DXF档,而这或许会在形状尺度方面发生人为过错和差错,然后导致射频电路失效。

  PCB规划人员或工程师在测验对射频和微波电路进行Layout规划时面对的应战还远远不止上述几条。不过,好在您的规划东西中有一些小型解决方案在化解上述应战方面可发挥重要作用。本白皮书将为您介绍六条技巧,来协助您简化任何射频PCB规划使命和减轻作业压力!

  1. 坚持无缺、精确的射频形状

  相似前面描绘的一些严重过错或许导致电路功用低下,乃至无法作业。为了尽量削减过错、简化射频规划使命以及进步生产率,PCB规划东西能够针对杂乱的铜箔形状供应导入操控。例如,您能够透过操控DXF 档中的层别,并将其从头映像至CAD电气系统层别,来树立可用的铜箔形状(图 1)。

  图1:规划东西假如答应运用者操控DXF 导入进程,将有助于削减人为过错和差错,例如在因为杂乱性过高而导致导入的档案无法转化为铜箔形状时。

  2. 保存角落形状(CORNERS SHARP)

  规划用于射频和微波的铜箔形状时,一个很重要的方面是能够树立带尖角落的 Gerber檔。优异的PCB规划东西能够简化这一进程。例如,运用50毫米线条制作形状与运用50毫米圆形光圈绘图比较,往往令规划具有较小的半径。规划东西在树立Gerber档时,可透过正确地主动转化线条宽度来取得尖角落(图 2)。

  图2:有用的PCB 规划东西会主动考虑用于制作形状的线型,以核算精确的线条宽度,协助您轻松树立尖角落。

  3. 主动发生倒角(CHAMFERED CORNERS)

  射频和微波电路中常常用到倒角,以减小供应线与电容之间的分段不连续性阻抗,然后改进 MMIC 的频率功用。90º 角落与倒角之间的间隔至关重要。因而,规划人员需求选用主动方法来根据规划指定需求发生的倒角比率。PCB规划东西假如能够根据规划规矩主动强制施行需求发生的倒角比率,规划人员和工程师将会从中获益,在节约时刻的一起进步规划质量(图 3)。

  图3:设定倒角规矩的功用能够简化规划进程和节约时刻。

  4. 运用主动化功用有助于安置COPLANAR和CHANNEL WAVEGUIDES

  共面波导和频道波导在射频和微波规划中也很常见。采纳手动方法树立时,此项使命或许十分耗时,并且简单犯错。规划人员需求操控走线与via之间的特定间隔,以及一个via与另一个via之间的间隔,然后保证电路具有契合规划要求的功用。规划东西在这方面也能供应协助,即透过供应via运用操控和主动运用via来下降杂乱性和进步质量(图 4)。

  图4:PCB 规划东西假如能够操控coplanar和wave-guide via的树立,将有助于明显削减规划过错和缩短规划时刻。

  5. 运用主动化STITCHING VIAS

  射频规划的另一个重要方面是保证正确地运用vias屏蔽特定的区域。虽然此使命可由规划人员手动进行,但这个进程极端耗时。假如PCB规划东西能够主动完结此进程,将能够缩短规划周期时刻并保证契合您的一切规划规矩。运用此类东西,规划人员能够指定via形式发生特定规矩,而将剩下的作业悉数交由PCB规划东西完结。

  6. 运用规划规矩保证“规划即正确”

  支撑射频规划的PCB规划东西一般答应设定多项规划规矩:用于不同铜箔区域的via类型;via本身需求连接到的net类型;从铜箔区域边际到via需求坚持的间隔;一个via到下一个via的间隔;via形式类型;以及能否只是透过向铜箔区域的外缘增加via来发生Faraday cage(图 5)。

  图 5:运用支撑射频规划的PCB规划东西,您能够设定用于发生via形式的规划规矩,并主动在您的规划中强制施行这些规矩,然后节约您的时刻和保证契合您的一切规划规矩。

  定论

  当今的规划人员和工程师面对着日益加剧的规划应战,因而很有必要具有一款能够高功率支撑射频和微波规划的PCB 规划东西。手动树立杂乱的铜箔形状、倒角和via形式是一个既耗时又简单犯错的进程。透过运用有用的规划东西进步操作射频和微波元素的才能,规划人员能够集中精力施行更多功用和缩小设备尺度,一起坚持较高的产品质量。

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