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Protel软件在印制线路板高频电路布线中的应用
2019-06-21
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数字设备正朝着高速、低功耗、小体积和高抗干扰的方向发展。这一发展趋势对印刷电路板的设计提出了许多新的要求。Protel软件在我国的应用已经相当普遍。然而,许多设计人员只关注Protel软件的分发率,而对Protel软件进行改进以适应设备特性的变化,不仅使软件资源的浪费更加严重,而且使许多新设备的优异性能难以发挥。本文介绍了高频电路布线的一般要求。本文以ProtelforWindowsV1.5软件为例,介绍了Protel软件在高频电路布线时可以提供的一些特殊对策。

Protel软件在印制电路板高频电路布线中的应用

主要结果如下:(1)高频电路往往具有高集成度和高布线密度。多层板不仅是布线所必需的,而且是减少干扰的有效手段.ProtelforWindowsV1.5可提供16层铜线层和4层电源层。合理选择图层可以大大减小印制板的尺寸,充分利用中间层设置屏蔽,更好地实现附近接地,有效降低寄生电感,有效缩短信号的传输长度,大大减少信号间的交叉干扰等。这些都有利于高频电路的可靠工作。结果表明,采用相同材料时,四层板的噪声比双层板低20 dB,但层数越多,制造过程越复杂,成本越高。

(2)高速电路器件引脚之间的引线弯曲越小,越好。高频电路布线的引线最好采用全直线,需要用45°断线或圆弧转弯。这一要求只用于提高低频电路中钢箔的固定强度,而在高频电路中满足这一要求,可以减少高频信号的外部传输和耦合。使用Protel进行路由时,您可以在以下两处预置它:一是在"选项"菜单的"轨道模式"子菜单中预订45/90线路或90 ArcLine线路,另一种是在"自动"菜单的SetupAutorout项目打开的"RoutingPass"对话框中选择AddArcs,使其在自动布线结束时的拐角处形成弧线。
(3)高频电路器件引脚之间的引线越短,越好。为了满足最短路由,Protel最有效的方法是在自动市场线之前为单个密钥高速网络预留路由。首先,ChangeNet对话框将出现在EditNet的Netlst菜单的子菜单中,并且此对话框中的OptimizeMethod路由优化模式可以选择为最短的。其次,在考虑零件整体布局时,采用PlacementToolsShove在Auto和DensityinAuto(密度检查)对组件进行比较和调整,使其排列紧凑。并配合Netlist菜单中的长度函数和Info菜单中的LengthofSelectionFunctionFunctionofLengthofSelectionFunctionFunctionofInfo,以测量所选密钥网络的布线长度。

(4)高频电路器件引脚之间的引线层交替越少,越好,所谓的引线层间交替就是元件连接过程中使用的通孔越少,测量孔带来的0.5pF分布电容越少,通过减少孔数可以显著提高速度。Protel软件特别提供了这种功能,它在自动菜单的SetupAutorout项目打开的RoutingPass对话框中有一个高级列,可以打开平滑。

(5)高频电路接线应注意近程信号线引起的交叉干扰。如果不能避免平行分布,则在平行信号线对面的大面积范围内可以大大减少干扰,同一层中的平行线几乎不可避免,但在相邻两层中行走的直线的方向必须是垂直的,这在Protel中并不难做到,但很容易被忽略。在"自动"菜单的SetupAutorout项打开的"RoutingLager"对话框中,允许预先确定每个层的方向。垂直"和"NoPreference"有三种类型,用户习惯于在没有特定方向的情况下选择NoPreference,因此认为分配率很高,但高频电路布线中最好在相邻层交替采用水平和垂直布线,无法避免同一层的平行布线,但可以将地线放置在印制板的对面,以减少干扰。这是为常用的双面板。多层板可以利用中功率层来实现这一功能.Protel软件只提供一个简单的填充功能来满足这一需求。现在,Protel在Windows下还提供了更强大的功能,将多边形放置在编辑菜单的Place选项中,即多边形网格带铜箔。如果将多边形作为整个印刷板放置时的一侧,并将栅极连接到电路的GND网络,则该功能将能够实现整个电路板一侧的放铜操作。铜敷设电路板不仅可以提高上述高频抗干扰能力,而且对散热、印制板强度等也有很大的好处。此外,如果在电路板金属底盘的固定部分添加镀锡栅极,不仅可以提高固定强度和确保良好的接触,而且还可以利用金属底盘形成合适的公用线路。在"软件"菜单中打开此功能时,可以看到PlacePolygonPlane对话框,该对话框将询问您是否要将多边形网格条连接到网络。如果连接到"退出"对话框,系统将提示您提供要连接的网络名称。考虑到GND网络的连接,您将能够充当一个屏蔽层,并且您还会被问到您是否在铺设具有水平条水平、垂直条形Vertica或网格的铜。网格的选择同时具有很好的屏蔽效果,为了确定干扰频率,需要利用电网的尺寸习惯根据关键屏蔽来确定干扰频率。

(6)对特别重要的信号线或局部单元的地线包围措施,也可在Protel软件(OutlineSelectedItems)代替编辑菜单下自动实现,即绘制所选对象的外部轮廓,利用这一功能可以自动进行选定的重要信号线的所谓串接处理,当然,利用这一功能处理时钟和其他单元的局部包,对高速系统也是非常有益的。

(7)各种信号不能形成环路地线或电流环,Protel自动布线的路由原理不仅是上述最短原理,而且是基于X方向、Y方向和菊花的布线方式,菊花布线可以有效地避免布线时环路的形成,在EditNet上出现ChangeNet对话框,Netlist菜单的子菜单,以及该对话框中的OptimizeMethod路由优化模式可以选择为DaisyChain。

(8)在每个集成电路块附近设置一个高频解耦电容。由于Protel软件在自动放置元件时不考虑解耦电容与解耦集成电路之间的位置关系,允许软件将两者放置得太远,解耦效果大大降低,此时必须采用手动移动元件EditMovecoment的方法来干扰两个元件的预先位置以使它们接近。