第24-25讲-项目三-高频PCB设计

第24-25讲项目三高频PCB设计,主要内容,一、电路原理二、设计前的准备三、设计PCB时考虑的因素四、PCB自动布局及调整五、地平面设置六、PCB自动布线及调整七、完成P223实训二的内容,一、电路原理,电路采用单片调频发射芯片MC2833进行设计，芯片内部包括阔麦克风放大器、压控振荡器及晶体管等电路。,MC2833内部框图与引脚图,图6-47单片调频发射电路原理图,调频发射电路采用晶体振荡，晶振使用基频模式，声音信号通过麦克风转换为电信号由第5脚输入集成块内部的放大器进行音频放大和调制，射频信号由集成块的14脚输出，通过C1耦合由13脚进入内部的晶体管V2进行2倍频后由11脚输出，输出信号经过C15耦合进入内部的晶体管V1进行放大，放大后的信号由第9脚输出至发射天线。,1.绘制原理图，根据图6-47绘制，并进行编译检查，元件的参数如表6-2所示。电路中的单片调频发射芯片MC2833虽然Protel2004的库中有提供，但尺寸过小，线路连接时不够美观，需要自行设计该元件的符号。MC2833的元件尺寸170mil250mil，相邻元件引脚间距30mil，元件引脚名及引脚排列参考图6-47。电位器的符号Protel2004的库中虽有，但与国标不符，可以复制RES2的图形再增加滑动端的方式新建电位器POT3。,二、设计前的准备,2.元件封装设计立式电阻封装图形：焊盘中心间距100mil，焊盘尺寸60mil，封装名AXIAL-0.1，如图6-48所示。电解电容封装图形：焊盘中心间距100mil，焊盘尺寸60mil，元件外形半径100mil，封装中阴影部分的焊盘为电解电容负极，封装名RB.1/.2，如图6-49所示。,电感封装图形：电感采用8mm8mm的屏蔽电感，相邻焊盘中心间距3mm，上下两排焊盘中心间距6mm，焊盘尺寸1.524mm，封装名INDU，如图6-50所示。电位器封装图形：相邻焊盘中心间距3mm，焊盘尺寸1.524mm，封装名VR，如图6-51所示。,将自行设计的元件封装库设置为当前库，依次将原理图中的元件封装修改为表6-2中的封装形式，最后将文件保存为“单片调频发射电路.SCHDOC”。,三、设计PCB时考虑的因素,该电路采用双面设计，设计时考虑的主要因素如下。PCB的尺寸50mm40mm。由于是高频电路，为减小寄生电容和电感的影响，将顶层作为地平面，采用多点接地法。晶振靠近连接的IC引脚放置，振荡回路就近放置在晶振边上。集成电路电源端的滤波电容C13尽量靠近电源端放置（IC第10脚）。音频输入的麦克风布设于PCB的左边，发射的天线布设于PCB的右边输出端附近。顶层作为地平面，除地线外，其它连线在底层进行，连线线宽为1mm。连线转弯采用45进行。,四、PCB自动布局及调整,4.手工布局调整，通过移动、旋转元件等方法合理调整元件的位置，减少网络飞线的交叉。执行菜单“查看”“显示三维PCB板”，显示元件布局的3D视图，观察元件布局是否合理。,五、地平面设置,由于单片调频发射电路的工作频率为76MHz，频率较高，在布线时要考虑分布参数的影响，为减小分布参数的影响，将顶层作为地平面，采用多点接地方法进行布线。一般采用顶层覆铜的形式解决。,从图6-56中可以看出，所有的GND网络均连接在顶层的覆铜上，实现了高频电路中就近接地的原则。,六、PCB自动布线及调整,1.自动布线规则设置由于PCB的顶层作为地平面，只能在底层布线，所以布线层规则设置不选中顶层。执行菜单“设计”“规则”，屏幕弹出“PCB规则和约束编辑器”对话框，设置自动布线规则，内容如下。安全间距规则设置：0.254mm，适用于全部对象；短路约束规则：不允许短路；导线宽度限制规则：所有线宽均为1mm；布线层规则：选中BottomLayer，去除TopLayer的选中状态，相当于单面布线；布线转角规则：45转弯；其它规则选择默认。,2.自动布线执行菜单“自动布线”“全部对象”，屏幕弹出“Situs布线策略”对话框，单击“编辑层方向”按钮，屏幕弹出“层方向”对话框，单击【当前设置】区下的【TopLayer】后的“Automatic”，屏幕出现下拉列表框，选中其中的“NotUsed”（不使用本层）；单击【BottomLayer】后的“Automatic”，选中其中的“Any”（任意方向布线），这样在布线时顶层不再布线，所有除地以外的连线都布在底层。由于违反了两面走线正交原则，系统会出现警告信息，忽略该信息。选中【锁定全部预布线】复选框锁定预布线，单击“RouteAll”按钮对整个电路板进行自动布线。,自动布线后的效果如图6-57所示，图中R7存在锐角走线，影响电气性能，ANT的连线出现绕行等需要进行手工调整。3.手工布线调整执行菜单“工具”“取消布线”“元件”，拆除需要调整的元件上的连线；修改元件网格为0.05mm，适当微调元件位置