高速PCB設(shè)計(jì)-PROTEL篇（中）

3高頻系統(tǒng)的布線在高頻電路中，連接導(dǎo)線的電阻、電容、電感和互感的分布參數(shù)是不可忽視的，從抗干擾的角度考慮，合理布線就是要設(shè)法減小電路中的線阻、分布電容、雜散電感，把由此產(chǎn)生的雜散磁場(chǎng)降低到最小的程度，從而使電路的分布電容、漏磁通、電磁互感以及其他由噪聲所引起的干擾得到抑制。PROTEL設(shè)計(jì)工具在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普遍，然而，不少設(shè)計(jì)者僅僅關(guān)注于“布通率”，對(duì)PROTEL設(shè)計(jì)工具為適應(yīng)器件特性的變化所做的改進(jìn)并未用于設(shè)計(jì)中，這不僅使得設(shè)計(jì)工具資源浪費(fèi)較為嚴(yán)重，更使得很多新的器件的優(yōu)異性能難以發(fā)揮。下面介紹PROTEL99 SE工具能提供的一些特殊功能。（1）高頻電路器件管腳間的引線彎折越少越好，最好采用全直線，需要彎折時(shí)，可用45°折線或圓弧彎折，這樣可以減少高頻信號(hào)對(duì)外發(fā)射和相互間的耦合。用PROTEL布線時(shí)可在“Design”菜單“rules”中的“Routing Corners”中選擇45－Degrees或Rounded.也可以用shift＋space鍵進(jìn)行線形的快速切換。（2）高頻電路器件管腳間的引線越短越好。PROTEL 99滿足布線最短化的最有效的手段是在自動(dòng)布線前對(duì)個(gè)別重點(diǎn)的高速網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)行布線預(yù)約。在“Design”菜單“rules”中的“Routing Topology”中選擇shortest.（3）高頻電路器件管腳間的引線層間交替越少越好。即元件連接過程中所用的過孔越少越好。一個(gè)過孔可帶來約0.5pF的分布電容，減少過孔數(shù)能顯著提高速度。（4）高頻電路布線，要注意信號(hào)線進(jìn)距離平行走線所引入的“交叉干擾”即串?dāng)_。若無法避免平行分布，可在平行信號(hào)線的反面布置大面積“地”來大幅度減少干擾。同一個(gè)層內(nèi)的平行走線幾乎無法避免，但是在相鄰的兩個(gè)層，走線的方向務(wù)必取為相互垂直，這在PROTEL中不難做到但卻容易忽視。在“Design”菜單“rules”中的“RoutingLayers”中Toplayer選擇Horizontal，BottomLayer選擇Vertical.除此之外，在“place”中提供了“Polygonplane”的功能，即多邊形柵格銅箔面，如果在放置時(shí)，就把多邊形取為整個(gè)印制的一個(gè)面，并把此敷銅與電路的GND連通，這樣就能提高高頻抗干擾能力，還對(duì)散熱、印板強(qiáng)度等有較大的好處。（5）對(duì)特別重要的信號(hào)線或局部單元實(shí)施地線包圍的措施。在“Tools”中提供了“outline selectedobjects”，利用此功能可以自動(dòng)地對(duì)所選定的重要信號(hào)線進(jìn)行“包地”處理（如振蕩電路LT和X1）。（6）一般電路電源線與接地線設(shè)置要比信號(hào)線寬，可以利用“Design”菜單中的“Classes”對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分類，分為電源網(wǎng)絡(luò)與信號(hào)網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合布線規(guī)則的設(shè)置就可以方便的進(jìn)行電源線與信號(hào)線的線寬切換。（7）各類走線不能形成環(huán)路，地線也不能形成電流環(huán)路。如果產(chǎn)生環(huán)路電路，將在系統(tǒng)中產(chǎn)生很大的干擾。對(duì)此可以采用菊花鏈的布線方式，能有效避免布線時(shí)形成環(huán)路、分枝或者形成樹樁，但是也會(huì)帶來不容易布線的問題。（8）根據(jù)各種芯片的資料和設(shè)計(jì)，估算該電源線路所通過的電流，確定所需要的導(dǎo)線寬度。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式可以得到：W（線寬）≥L（mm/A）×I（A）。根據(jù)電流大小，盡量加大電源線寬度，減少環(huán)路電阻。同時(shí)，使電源線、地線的走向與數(shù)據(jù)傳遞的方向一致，這樣有助于增強(qiáng)抗噪聲能力。需要時(shí)，電源線、接地線上可加用銅線繞制鐵氧體而成的高頻扼流器件，用來阻斷高頻噪聲的傳導(dǎo)。（9）同一網(wǎng)絡(luò)的布線寬度應(yīng)該保持一致，線寬的變化會(huì)導(dǎo)致線路特性阻抗的不均勻，當(dāng)傳輸?shù)乃俣容^高時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)反射，在設(shè)計(jì)中應(yīng)該盡量避免。同時(shí)加大平行線的線寬，當(dāng)線的中心距不超過3倍線寬時(shí)，則可保持70％的電場(chǎng)不互相干擾，稱為3W原則。這樣可以克服平行線帶來的分布電容與分布電感的影響。