微波電路及其PCB設計（一）

　　有經(jīng)驗的射頻工程師設計的數字電路或相對較 低頻率電路PCB，一次成功率是非常高的，因為他們的設計理念是以“分布”參數為核心，而分布參數概念在較低頻率電路（包括數字電路中）中的破壞作用，常為人們所忽略。

　　長(cháng)期以來(lái)，許多同行完成的電子產(chǎn)品（主要針對通訊產(chǎn)品）設計，往往問(wèn)題重重。一方面固然與電原理設計（包括冗余設計、可靠性設計等方面）的必要環(huán)節缺乏有關(guān)，但更重要的，是許多這類(lèi)問(wèn)題在人們認為已經(jīng)考慮了各項必要環(huán)節下而發(fā)生的。針對這些問(wèn)題，他們往往將精力花在對程序、電原理、參數冗余等方面的核查上，卻極少將精力花在對PCB設計的審核方面，而往往正是由于PCB設計缺陷，導致大量的產(chǎn)品性能問(wèn)題。

　　PCB 設計原則涉及到許多方方面面，包括各項基本原則、抗干擾、電磁兼容、安全防護，等等。對于這些方面，特別在高頻電路（尤其在微波級高頻電路）方面，相關(guān)理念的缺乏，往往導致整個(gè)研發(fā)項目的失敗。許多人還停留在“將電原理用導體連接起來(lái)發(fā)揮預定作用”基礎上，甚至認為“PCB設計屬于結構、工藝和提高生產(chǎn)效率等方面的考慮范疇”。許多專(zhuān)業(yè)射頻工程師也沒(méi)有充分認識到該環(huán)節在射頻設計中，應是整個(gè)設計工作的特別重點(diǎn)，而錯誤地將精力花費在選擇高性能的元器件，結果是成本大幅上升，性能的提高卻微乎其微。

　　應特別在此提出的是，數字電路依靠其強的抗干擾、檢糾錯以及可任意構造各個(gè)智能環(huán)節來(lái)確保電路的正常功能。一個(gè)普通的數字應用電路而高附加地配置各類(lèi)“確保正常”的環(huán)節，顯然屬于沒(méi)有產(chǎn)品概念的舉措。但往往在認為“不值得”的環(huán)節，卻導致產(chǎn)品的系列問(wèn)題。原因是這類(lèi)在產(chǎn)品工程角度看不值得構造可靠性保證的功能環(huán)節，應該建立在數字電路本身的工作機理上，只是在電路設計（包括PCB設計）中的錯誤構造，導致電路處于一種不穩定狀態(tài)。這種不穩定狀態(tài)的導致，與高頻電路的類(lèi)似問(wèn)題屬于同一概念下的基本應用。

　　在數字電路中，有三個(gè)方面值得認真對待：
   
　?。?）數字信號本身屬于廣譜信號。根據傅里葉函數結果，其包含的高頻成份非常豐富，所以數字IC在設計中，均充分考慮了數字信號的高頻分量。但除了數字IC外，各功能環(huán)節內部及之間的信號過(guò)渡區域，若任意而為，將會(huì )導致系列問(wèn)題。尤其在數字與模擬和高頻電路混合應用的電路場(chǎng)合。
   
　?。?）數字電路應用中的各類(lèi)可靠性設計，與電路在實(shí)際應用中的可靠性要求及產(chǎn)品工程要求相關(guān)，不能將采用常規設計完全能達到要求的電路附加各類(lèi)高成本的“保障”部分。
   
　?。?）數字電路的工作速率正在以前所未有的發(fā)展邁向高頻（例如目前的CPU，其主頻已經(jīng)達到1.7GHz棗遠遠超過(guò)微波頻段下限）。盡管相關(guān)器件的可靠性保障功能也同步配套，但其建立在器件內部和典型外部信號特征基礎上。

　　待續