RF與數模電路的PCB設計之魅（一）
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手持無(wú)線(xiàn)通信設備和遙控設備的普及推動(dòng)著(zhù)對模擬、數字和RF混合設計需求的顯著(zhù)增長(cháng)。手持設備、基站、遙控裝置、藍牙設備、計算機無(wú)線(xiàn)通信功能、眾多消費電器以及軍事/航空航天系統現需要采用RF技術(shù)。
數年來(lái)，RF設計需要專(zhuān)業(yè)設計人員使用專(zhuān)門(mén)的設計和分析工具來(lái)完成。典型情況下，PCB的RF部分由RF專(zhuān)業(yè)人員在獨立環(huán)境下設計好后，再與混合技術(shù) PCB的其余部分合并在一起的。這一過(guò)程的效率很低，而且為了與混合技術(shù)整合在一起，常常需要反復設計，還需要用到多個(gè)互不相關(guān)的數據庫。
在過(guò)去，設計功能在兩個(gè)設計環(huán)境進(jìn)行和重復，并通過(guò)一個(gè)非智能的ASCII接口連接（圖1（a））。兩個(gè)環(huán)境中的PCB系統設計和RF專(zhuān)門(mén)設計系統有它們自己的庫、RF設計數據庫和設計存檔。這就要求兩個(gè)環(huán)境中的設計數據（原理圖和版圖）和庫通過(guò)一個(gè)繁瑣的ASCII接口進(jìn)行管理和同步。
在這一舊的方法下，RF設計師孤立于PCB系統設計中的其他部分進(jìn)行RF電路的開(kāi)發(fā)。然后該RF電路再利用ASCII文件翻譯到總體PCB設計中，從而在主PCB上創(chuàng )建出原理圖和物理實(shí)現。如果RF電路存在問(wèn)題，那么設計必須在獨立的RF解決方案中修正，然后再重新翻譯進(jìn)主PCB。
RF模擬器只模擬了理想的射頻電路。在實(shí)際混合系統實(shí)現中有許多零碎的地層、地過(guò)空和相鄰的RF電路，這使得分析變得非常的困難，而且誰(shuí)都知道這些附加的形狀將會(huì )對RF電路運作產(chǎn)生長(cháng)久的影響。
這一舊方法多年來(lái)已成功地用于混合信號電路板設計，但隨著(zhù)產(chǎn)品中RF電路含量的增加，兩個(gè)獨立設計系統帶來(lái)的問(wèn)題已開(kāi)始影響設計師的生產(chǎn)力、產(chǎn)品上市時(shí)間和產(chǎn)品的質(zhì)量。
為了解決這些問(wèn)題，Mentor Graphics公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種動(dòng)態(tài)鏈接技術(shù)，它可以將PCB原理圖和版圖工具與RF設計和模擬工具集成在一起，從而產(chǎn)生了一種新的解決方案，它可以克服傳統的射頻設計的缺點(diǎn)。
RF感知（RF aware）PCB設計
為保持PCB和RF設計間的設計意圖，RF設計工具必須理解PCB布局中面向層（layer-oriented）的結構，而PCB系統也必須理解RF設計環(huán)境中使用的參數化平面微波元件。
另一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是，PCB系統將RF電路的版圖構建成短路電路，這妨礙了對設計進(jìn)行正確的設計規則檢驗（DRC）。對當今的復雜RF系統設計來(lái)說(shuō)，功能上的RF感知DRC是設計方法學(xué)確保設計正確所必須的。
所有這些都對保持設計意圖有幫助。保持設計意圖非常關(guān)鍵，因為它是實(shí)現在工具集間設計數據的多次往返而不丟失信息的基礎。
RF設計是個(gè)反復的過(guò)程，需要采取很多步驟對設計進(jìn)行調整和優(yōu)化。過(guò)去，在真實(shí)的PCB設計背景下，進(jìn)行RF設計非常困難。當當在PCB上實(shí)現經(jīng)過(guò)優(yōu)化的RF模塊時(shí)，仍無(wú)法保證它仍工作在最佳狀態(tài)。作為一種驗證，需要對PCB實(shí)現進(jìn)行電磁場(chǎng)分析（EM）。
這個(gè)設計流程存在好幾個(gè)問(wèn)題。首先，電路被當作簡(jiǎn)單的金屬層幾何圖形進(jìn)行模擬，所以RF工具無(wú)法對金屬層進(jìn)行修改，無(wú)法把經(jīng)優(yōu)化的結果回送至PCB設計后仍擁有一個(gè)良好的RF電路。其次，EM方案很耗時(shí)。
在新流程中，因為PCB工具和RF工具對設計意圖有共識，所以電路可在工具集間傳來(lái)送去而不會(huì )丟失設計意圖。這意味著(zhù)電路模擬（速度很快）和EM分析（當需要時(shí)）可重復進(jìn)行，且可
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