PROTELDXP2004高频PCB设计

1、第第27-2827-28讲讲 项目四项目四 高频高频PCBPCB设计设计主主 要要 内内 容容一、电路原理一、电路原理二、设计前的准备二、设计前的准备三、设计三、设计PCBPCB时考虑的因素时考虑的因素四、四、PCBPCB自动布局及调整自动布局及调整五、地平面设置五、地平面设置六、六、PCBPCB自动布线及调整自动布线及调整七、完成七、完成P223P223实训二的内容实训二的内容一、电路原理一、电路原理 电路采用单片调频发射芯片电路采用单片调频发射芯片MC2833MC2833进行设计，芯片进行设计，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。内部包括阔麦克风放大器、压控振荡器及晶体管

2、等电路。 MC2833MC2833内部框图与引脚图内部框图与引脚图图图6-47 6-47 单片调频发射电路原理图单片调频发射电路原理图元件类别元件类别元件标号元件标号库元件库元件名名元件所在库元件所在库元件封装元件封装电解电容C9、C17Cap Pol1Miscellaneous Devices.IntLibRB.1/.2(自制）电容C1-C8、C10-C16CapMiscellaneous Devices.IntLibRAD-0.1电阻R1-R7Res2Miscellaneous Devices.IntLibAXIAL-0.1(自制）传声器MK1MIC2Miscellaneous Devic

3、es.IntLibPIN2电位器RpPOT3自制VR(自制）集成块U1MC2833自制DIP-16天线ANTENNAANTMiscellaneous Devices.IntLibPIN1电感L1-L4InductorMiscellaneous Devices.IntLibINDU(自制）晶振X1XTALMiscellaneous Devices.IntLibBCY-W2/D3.1 调频发射电路采用晶体振荡，晶振使用基频模式，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声音信号通过麦克风转换为电信号由第5 5脚输入集成脚输入集成块内部的放大器进行音频放大和调制，

4、射频信号由集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成块的1414脚输出，通过脚输出，通过C1C1耦合由耦合由1313脚进入内部的晶体脚进入内部的晶体管管V2V2进行进行2 2倍频后由倍频后由1111脚输出，输出信号经过脚输出，输出信号经过C15C15耦合耦合进入内部的晶体管进入内部的晶体管V1V1进行放大，放大后的信号由第进行放大，放大后的信号由第9 9脚输出至发射天线。脚输出至发射天线。 1. 1.绘制原理图，根据图绘制原理图，根据图6-476-47绘制，并进行编译检查，绘制，并进行编译检查，元件的参数如表元件的参数如表6-26-2所示。所示。 电路中的单片调频发射芯片电路中的

5、单片调频发射芯片MC2833MC2833虽然虽然Protel Protel 20042004的库中有提供，但尺寸过小，线路连接时不够美观，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。需要自行设计该元件的符号。MC2833MC2833的元件尺寸的元件尺寸170mil170mil250mil250mil，相邻元件引脚间距，相邻元件引脚间距30mil30mil，元件引脚，元件引脚名及引脚排列参考图名及引脚排列参考图6-476-47。 电位器的符号电位器的符号Protel 2004Protel 2004的库中虽有，但与国标的库中虽有，但与国标不符，可以复制不符，可以复制RE

6、S2RES2的图形再增加滑动端的方式新建电的图形再增加滑动端的方式新建电位器位器POT3POT3。二、设计前的准备二、设计前的准备 2. 2.元件封装设计元件封装设计 立式电阻封装图形：焊盘中心间距立式电阻封装图形：焊盘中心间距100mil100mil，焊，焊盘尺寸盘尺寸60mil60mil，封装名，封装名AXIAL-0.1AXIAL-0.1，如图，如图6-486-48所示。所示。 电解电容封装图形：焊盘中心间距电解电容封装图形：焊盘中心间距100mil100mil，焊，焊盘尺寸盘尺寸60mil60mil，元件外形半径，元件外形半径100mil100mil，封装中阴影部，封装中阴影部分的焊盘为

7、电解电容负极，封装名分的焊盘为电解电容负极，封装名RB.1/.2RB.1/.2，如图，如图6-6-4949所示。所示。 电感封装图形：电感采用电感封装图形：电感采用8mm8mm8mm8mm的屏蔽电感，的屏蔽电感，相邻焊盘中心间距相邻焊盘中心间距3mm3mm，上下两排焊盘中心间距，上下两排焊盘中心间距6mm6mm，焊盘尺寸焊盘尺寸1.524mm1.524mm，封装名，封装名INDUINDU，如图，如图6-506-50所示。所示。 电位器封装图形：相邻焊盘中心间距电位器封装图形：相邻焊盘中心间距3mm3mm，焊，焊盘尺寸盘尺寸1.524mm1.524mm，封装名，封装名VRVR，如图，如图6-51

8、6-51所示。所示。 将自行设计的元件封装库设置为当前库，依次将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原理图中的元件封装修改为表6-26-2中的封装形式，最中的封装形式，最后将文件保存为后将文件保存为“单片调频发射电路单片调频发射电路.SCHDOC.SCHDOC”。 三、设计三、设计PCBPCB时考虑的因素时考虑的因素 该电路采用双面设计，设计时考虑的主要因素如下。该电路采用双面设计，设计时考虑的主要因素如下。 PCBPCB的尺寸的尺寸50mm50mm40mm40mm。 由于是高频电路，为减小寄生电容和电感的影响，由于是高频电路，为减小寄生电容和电感的影响，将顶层

9、作为地平面，采用多点接地法。将顶层作为地平面，采用多点接地法。 晶振靠近连接的晶振靠近连接的ICIC引脚放置，振荡回路就近放置引脚放置，振荡回路就近放置在晶振边上。在晶振边上。 集成电路电源端的滤波电容集成电路电源端的滤波电容C13C13尽量靠近电源端尽量靠近电源端放置（放置（ICIC第第1010脚）。脚）。 音频输入的麦克风布设于音频输入的麦克风布设于PCBPCB的左边，发射的天的左边，发射的天线布设于线布设于PCBPCB的右边输出端附近。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，连线线宽为行，连线线宽为1mm1mm。 连线转

10、弯采用连线转弯采用4545进行。进行。四、四、PCBPCB自动布局及调整自动布局及调整 4. 4.手工布局调整，通过移动、旋转元件等方法合手工布局调整，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。理调整元件的位置，减少网络飞线的交叉。 执行菜单执行菜单“查看查看”“显示三维显示三维PCBPCB板板”，显示元，显示元件布局的件布局的3D3D视图，观察元件布局是否合理。视图，观察元件布局是否合理。五、地平面设置五、地平面设置 由于单片调频发射电路的工作频率为由于单片调频发射电路的工作频率为76MHz76MHz，频率较高，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

11、响，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。顶层覆铜的形式解决。 从图从图6-566-56中可以看出，所有的中可以看出，所有的GNDGND网络均连接在顶层的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。覆铜上，实现了高频电路中就近接地的原则。六、六、PCBPCB自动布线及调整自动布线及调整 1. 1.自动布线规则设置自动布线规则设置 由于由于PCBPCB的顶层作为地平面，只能在底层布线，所的顶层作为地平面，只能在底层布线，所以布线层规则设置不选中顶

12、层。以布线层规则设置不选中顶层。 执行菜单执行菜单“设计设计”“规则规则”，屏幕弹出，屏幕弹出 “PCBPCB规规则和约束编辑器则和约束编辑器”对话框，设置自动布线规则，内容如对话框，设置自动布线规则，内容如下。下。 安全间距规则设置：安全间距规则设置：0.254mm0.254mm，适用于全部对象；，适用于全部对象； 短路约束规则：不允许短路；短路约束规则：不允许短路； 导线宽度限制规则：所有线宽均为导线宽度限制规则：所有线宽均为1mm1mm； 布线层规则：选中布线层规则：选中Bottom LayerBottom Layer，去除，去除Top LayerTop Layer的选中状态，相当于单面

13、布线；的选中状态，相当于单面布线； 布线转角规则：布线转角规则：4545转弯；转弯； 其它规则选择默认。其它规则选择默认。 2. 2.自动布线自动布线 执行菜单执行菜单“自动布线自动布线”“全部对象全部对象”，屏幕，屏幕弹出弹出“SitusSitus布线策略布线策略”对话框，单击对话框，单击“编辑层方向编辑层方向”按钮，屏幕弹出按钮，屏幕弹出 “层方向层方向”对话框，单击对话框，单击【当前设当前设置置】区下的区下的【Top LayerTop Layer】后的后的 “AutomaticAutomatic”，屏，屏幕出现下拉列表框，选中其中的幕出现下拉列表框，选中其中的“Not UsedNot U

14、sed”（不使（不使用本层）；单击用本层）；单击【Bottom LayerBottom Layer】后的后的 “AutomaticAutomatic”，选中其中的，选中其中的“AnyAny”（ 任意方向布任意方向布线），这样在布线时顶层不再布线，所有除地以外线），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。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。告信息，忽略该信息。 选中选中【锁定全部预布线锁定全部预布线】复选框锁定预布线，复选框锁定预布线，单击单击“Route AllRoute All”按钮对整个电路板进行自动布线。按钮对整个电路板进行自动布线。 自动布线后的效果如图自动布线后的效果如图6-576-57所示，图中所示，图中R7R7存在锐角存在锐角走线，影响电气性能，走线，影响电气性能，ANTANT的连线出现绕行等需要进行的连线出现绕行等需要进行手工调整。手工调整。 3.3.手工布线调整手工布线调整 执行菜单执行菜单“工具工具”“取消布线取消布线”“元件元件”， 拆除需要