印制線(xiàn)路板高頻電路布線(xiàn)技巧

Protel 軟件在國內的應用已相當普遍，然而不少設計者僅僅關(guān)注于Protel 軟件的布通率，對Protel 軟件為適應器件特性的變化所做的改進(jìn)并未用于設計中，這不僅使得軟件資源浪費較嚴重，更使得很多新器件的優(yōu)異性能難以發(fā)揮，本文擬在簡(jiǎn)介高頻電路布線(xiàn)一般要求的同時(shí)，以Protel for Windows V1.5 軟件為例來(lái)介紹一下高頻電路布線(xiàn)時(shí)，Protel 軟件能提供的一些特殊對策。

　　(1)高頻電路往往集成度較高，布線(xiàn)密度大，采用多層板既是布線(xiàn)所必須的，也是降低干擾的有效手段。Protel for Windows V1.5 能提供16 個(gè)銅線(xiàn)層和4 個(gè)電源層，合理選擇層數能大幅度降低印板尺寸、能充分利用中間層來(lái)設置屏蔽、能更好地實(shí)現就近接地、能有效地降低寄生電感、能有效縮短信號的傳輸長(cháng)度、能大幅度地降低信號間的交叉干擾等等。所有這些都對高頻電路的可靠工作有利，有資料顯示同種材料時(shí)，四層板要比雙面板的噪聲低20dB， 但是板層數越高，制造工藝越復雜，成本越高。

　　(2)高速電路器件管腳間的引線(xiàn)彎折越少越好。高頻電路布線(xiàn)的引線(xiàn)最好采用全直線(xiàn)，需要轉折可用45 度折線(xiàn)或圓弧轉折。這種要求在低頻電路中僅僅用于提高鋼箔的固著(zhù)強度，而在高頻電路中滿(mǎn)足這一要求卻可以減少高頻信號對外的發(fā)射和相互間的耦合。用Protel 布線(xiàn)時(shí)可在以下兩處預先設置：一是在Options 菜單的Track Mode 子菜單中預約以45 /90 Line 或90 ArcLine 方式布線(xiàn);二是在A(yíng)uto 菜單的Setup Autorouter 項所打開(kāi)的RoutingPasses 對話(huà)框中選定Add Arcs， 以便自動(dòng)布線(xiàn)結束時(shí)使轉角圓弧化。

　　(3)高頻電路器件管腳間的引線(xiàn)越短越好。Protel 滿(mǎn)足布線(xiàn)最短化的最有效手段是在自動(dòng)市線(xiàn)前對個(gè)別重點(diǎn)的高速網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行布線(xiàn)預約，首先打開(kāi)Netlst 菜單的Edit Net ，子菜單會(huì )出現一個(gè)Change Net 對話(huà)框，把此對話(huà)框中的OptimizeMethod 布線(xiàn)優(yōu)化模式選為Shortest 最短化即可，其次從整體考慮元件布局時(shí)用Auto 中Placement Tools Shove 和Auto 中的Density(密度檢查) 來(lái)對比調整使元件排列緊湊，并配合Netlist菜單中的Length 功能和Info 菜單中的Lengthof selection 功能對所選定的需最短化的重點(diǎn)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行布線(xiàn)長(cháng)度測量。

　　(4) 高頻電路器件管腳間的引線(xiàn)層間交替越少越好。所謂引線(xiàn)的層間交替越少越好是指元件連接過(guò)程中所用的過(guò)孔Via 越少越好，據測一個(gè)過(guò)孔可帶來(lái)約0.5 pF 的分布電容，減少過(guò)孔數能顯著(zhù)提高速度，Protel 軟件專(zhuān)門(mén)提供了這一功能它在A(yíng)uto 菜單的Setup Autorouter 項所打開(kāi)的RoutingPasses 對話(huà)框中有一個(gè)Advanced 欄目，把其中的Smoothing 設為接通即可。

　　(5) 高頻電路布線(xiàn)要注意信號線(xiàn)近距離平行走線(xiàn)所引入的交叉干擾。若無(wú)法避免平行分布，可在平行信號線(xiàn)的反面布置大面積地來(lái)大幅度減少干擾，同一層內的平行走線(xiàn)幾乎無(wú)法避免，但是在相鄰的兩個(gè)層走線(xiàn)的方向務(wù)必取為相互垂直，這在Protel 中不難辦到，但卻容易忽視，在A(yíng)uto 菜單的SetupAutorouter 項所打開(kāi)的Routing Lagers 對話(huà)框中允許對每一層的走線(xiàn)方向進(jìn)行預定，供預選的方向有三種Horizontal Vertical 和No Prefer ence ，不少用戶(hù)習慣選用No Preference 無(wú)特定取向，認為這樣布通率高，但是在高頻電路布線(xiàn)中最好在相鄰層分別取水平和豎直布線(xiàn)交替進(jìn)行，同一層內的平行走線(xiàn)無(wú)法避免，但可以在印板反面大面積敷設地線(xiàn)來(lái)降低干擾這是針對常用的雙面板而言，多層板可利用中間的電源層來(lái)實(shí)現這一功能。Protel 軟件過(guò)去只提供了簡(jiǎn)單的Fill 功能來(lái)應付這種需求，現在Windows 下的Protel 除此之外還在Edit 菜單的Place 選項中提供了更強大的放置Polygon Plane的功能，即多邊形柵格條銅箔面。如果在放置它時(shí)就把多邊形取為整個(gè)印板的一個(gè)面，并把此柵格條與電路的GND 網(wǎng)絡(luò )連通，那么該功能將能實(shí)現整塊電路板的某一面的鋪銅操作，經(jīng)過(guò)鋪銅的電路板除能提高剛才所講的高頻抗干擾能力外，還對散熱、印板強度等有很大好處，另外在電路板金屬機箱上的固定處若加上鍍錫柵條，不僅可以提高固定強度，保障接觸良好，更可利用金屬機箱構成合適的公共線(xiàn)。在軟件菜單中打開(kāi)此功能后可見(jiàn)到一個(gè)Place Polygon Plane 對話(huà)框，它會(huì )問(wèn)你是否要把所放置的多邊形柵格條與網(wǎng)絡(luò )接通connect net， 若接通該項退出對話(huà)框時(shí)將提示你給出欲接通的網(wǎng)絡(luò )名，給定接通GND 網(wǎng)絡(luò )將能起到屏蔽層的作用，同時(shí)還會(huì )問(wèn)你鋪銅的圖案是用水平條horizonta 、豎直條vertica 、還是柵格兩者都選即可，選用柵格將會(huì )有較好的屏蔽效果同時(shí)柵格網(wǎng)的尺寸習慣稱(chēng)作為目的確定依據所要重點(diǎn)屏蔽的干擾頻率而定。

　　(6) 對特別重要的信號線(xiàn)或局部單元實(shí)施地線(xiàn)包圍的措施。該措施在Protel軟件中也能自動(dòng)實(shí)現，它就是Edit 菜單的Place 下的Outline Select edItems ，即繪制所選對象的外輪廓線(xiàn)，利用此功能可以自動(dòng)地對所選定的重要信號線(xiàn)進(jìn)行所謂的包地處理，當然把此功能用于時(shí)鐘等單元局部進(jìn)行包地處理對高速系統也將非常有益。

　　(7) 各類(lèi)信號走線(xiàn)不能形成環(huán)路地線(xiàn)也不能形成電流環(huán)路。Protel 自動(dòng)布線(xiàn)的走線(xiàn)原則除了前面所講的最短化原則外，還有基于X 方向、基于Y 方向和菊花狀daisy 走線(xiàn)方式，采用菊花狀走線(xiàn)能有效避免布線(xiàn)時(shí)形成環(huán)路。具體可打開(kāi)Netlist 菜單的Edit Net ，子菜單出現一個(gè)Change Net 對話(huà)框，把此對話(huà)框中的Optimize Method 布線(xiàn)優(yōu)化模式選為Daisy Chain即可。

　　(8) 每個(gè)集成電路塊的附近應設置一個(gè)高頻退耦電容。由于Protel 軟件在自動(dòng)放置元件時(shí)并不考慮退耦電容與被退耦的集成電路間的位置關(guān)系，任由軟件放置使兩者相距太遠，退耦效果大打折扣，這時(shí)必須用手工移動(dòng)元件Edit Move component 的辦法，事先干預兩者位置使之靠近。