Protel PCB软件在应用已相当普遍,除了我们通常会关注到得Protel 软件布通率,其实Protel 软件为适应器件特性变化做出了更多的改进,本文拟在简介高频电路布线一般要求同时,以Protel for Windows V1.5 软件为例来介绍一下高频电路布线时,Protel 软件能提供一些特殊对策。
(1)高频电路往往集成度较高,布线密度大,采用多层板既是布线所必须,也是降低干扰有效手段。Protel for Windows V1.5 能提供16 个铜线层和4 个电源层,合理选择层数能大幅度降低印板尺寸、能充分利用中间层来设置屏蔽、能更好地实现就近接地、能有效地降低寄生电感、能有效缩短信号传输长度、能大幅度地降低信号间交叉干扰等等。所有这些都对高频电路可靠工作有利,有资料显示同种材料时,四层板要比双面板噪声低20dB, 但是板层数越高,制造工艺越复杂,成本越高。
(2)高速电路器件管脚间引线弯折越少越好。高频电路布线引线最好采用全直线,需要转折可用45 度折线或圆弧转折。这种要求在低频电路中仅仅用于提高钢箔固着强度,而在高频电路中满足这一要求却可以减少高频信号对外发射和相互间耦合。用Protel 布线时可在以下两处预先设置:一是在Options 菜单Track Mode 子菜单中预约以45 /90 Line 或90 ArcLine 方式布线;二是在Auto 菜单Setup Autorouter 项所打开RoutingPasses 对话框中选定Add Arcs, 以便自动布线结束时使转角圆弧化。
(3)高频电路器件管脚间引线越短越好。Protel 满足布线最短化最有效手段是在自动市线前对个别重点高速网络进行布线预约,首先打开Netlst 菜单Edit Net ,子菜单会出现一个Change Net 对话框,把此对话框中OptimizeMethod 布线优化模式选为Shortest 最短化即可,其次从整体考虑元件布局时用Auto 中Placement Tools Shove 和Auto 中Density(密度检查) 来对比调整使元件排列紧凑,并配合Netlist菜单中Length 功能和Info 菜单中Lengthof selection 功能对所选定需最短化重点网络进行布线长度测量。
(4) 高频电路器件管脚间引线层间交替越少越好。所谓引线层间交替越少越好是指元件连接过程中所用过孔Via 越少越好,据测一个过孔可带来约0.5 pF 分布电容,减少过孔数能显著提高速度,Protel 软件专门提供了这一功能它在Auto 菜单Setup Autorouter 项所打开RoutingPasses 对话框中有一个Advanced 栏目,把其中Smoothing 设为接通即可。
(5) 高频电路布线要注意信号线近距离平行走线所引入交叉干扰。若无法避免平行分布,可在平行信号线反面布置大面积地来大幅度减少干扰,同一层内平行走线几乎无法避免,但是在相邻两个层走线方向务必取为相互垂直,这在Protel 中不难办到,但却容易忽视,在Auto 菜单SetupAutorouter 项所打开Routing Lagers 对话框中允许对每一层走线方向进行预定,供预选方向有三种Horizontal Vertical 和No Prefer ence ,不少用户习惯选用No Preference 无特定取向,认为这样布通率高,但是在高频电路布线中最好在相邻层分别取水平和竖直布线交替进行,同一层内平行走线无法避免,但可以在印板反面大面积敷设地线来降低干扰这是针对常用双面板而言,多层板可利用中间电源层来实现这一功能。Protel 软件过去只提供了简单Fill 功能来应付这种需求,现在Windows 下Protel 除此之外还在Edit 菜单Place 选项中提供了更强大放置Polygon Plane功能,即多边形栅格条铜箔面。如果在放置它时就把多边形取为整个印板一个面,并把此栅格条与电路GND 网络连通,那么该功能将能实现整块电路板某一面铺铜操作,经过铺铜电路板除能提高刚才所讲高频抗干扰能力外,还对散热、印板强度等有很大好处,另外在电路板金属机箱上固定处若加上镀锡栅条,不仅可以提高固定强度,保障接触良好,更可利用金属机箱构成合适公共线。在软件菜单中打开此功能后可见到一个Place Polygon Plane 对话框,它会问你是否要把所放置多边形栅格条与网络接通connect net, 若接通该项退出对话框时将提示你给出欲接通网络名,给定接通GND 网络将能起到屏蔽层作用,同时还会问你铺铜图案是用水平条horizonta 、竖直条vertica 、还是栅格两者都选即可,选用栅格将会有较好屏蔽效果同时栅格网尺寸习惯称作为目确定依据所要重点屏蔽干扰频率而定。
(6) 每个集成电路块附近应设置一个高频退耦电容。由于Protel 软件在自动放置元件时并不考虑退耦电容与被退耦集成电路间位置关系,任由软件放置使两者相距太远,退耦效果大打折扣,这时必须用手工移动元件Edit Move component 办法,事先干预两者位置使之靠近。
(7) 各类信号走线不能形成环路地线也不能形成电流环路。Protel 自动布线走线原则除了前面所讲最短化原则外,还有基于X 方向、基于Y 方向和菊花状daisy 走线方式,采用菊花状走线能有效避免布线时形成环路。具体可打开Netlist 菜单Edit Net ,子菜单出现一个Change Net 对话框,把此对话框中Optimize Method 布线优化模式选为Daisy Chain即可。
(8) 对特别重要信号线或局部单元实施地线包围措施。该措施在Protel软件中也能自动实现,它就是Edit 菜单Place 下Outline Select edItems ,即绘制所选对象外轮廓线,利用此功能可以自动地对所选定重要信号线进行所谓包地处理,当然把此功能用于时钟等单元局部进行包地处理对高速系统也将非常有益。