PCB设计

Cadence Allegro现在几乎已成为高速板设计中实际上的工业标准，最新版本是Allegro 16.5。与其前端产品Capture相结合，可完成高速、高密度、多层的复杂 PCB 设计布线工作。

Allegro操作方便、界面友好、功能强大，如仿真方面，信号完整性仿真、电源完整性仿真都能做。

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<strong>Q：高频信号布线时要注意哪些问题？</strong>

A：信号线的阻抗匹配；与其他信号线的空间隔离；对于数字高频信号，差分线效果会更好。

许多高性能的汽车辅助系统都要依靠雷达收集车辆周围的信息。它们的用处在于能够根据反射波原理精确地计算出本车与前车的距离和相对速度。博世（Bosch）第四代远距离雷达传感器（远程雷达，LRR4）是在第三代雷达研发和生产经验的基础上设计出的。LRR4与上一代产品相同，使用77 GHz频段且没有可移动部件。所有的元件均固定安装在车辆各部位，提高了系统的稳定性。LRR4雷达传感器集成了两块电子板，包括恩智浦（NXP）和意法半导体（STMicroelectronics）的微控制器，以及博世（Bosch）的电源管理IC。射频（RF）板采用基于混合PTFE / FR4基板的不对称结构，并安装有平面天线。其中，英飞凌77 GHz锗硅（SiGe）单片微波集成电路（MMIC）被用作高频发射器和接收器。

LRR4来自于博世，是一种带有六个固定雷达天线的多模式雷达。四个居中排列的天线可以对环境提供高速记录，创建孔径角为±6°的聚焦光束，而实现对相邻车道中的交通干扰最小。对于近场的情况，LRR4的两个外部天线可以将视场角扩大到±20°，范围为5m，而能够对车辆进入或离开车道进行快速检测（图1）。

本《PCB设计秘籍》工具书共包含17个章节，按PCB布局布线、散热技巧、接地指导、抗扰度等角度进行分类整理，针对在各种器件、应用环境下，提供一些实用的PCB设计指导以及常见问题解答。

<strong>PCB设计的艺术</strong>

•好的PCB设计需要花费数十年的时间才能不断磨砺而成
•设计一个可靠的高速，混合系统需要用到大量的理论知识以及与之相对应的实际应用
•这篇文档将会用到许多重要的概念......

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解决EMI问题的办法很多，现代的EMI抑制方法包括：利用EMI抑制涂层、选用合适的EMI抑制零配件和EMI仿真设计等。本文从最基本的PCB布板出发，讨论PCB分层堆叠在控制EMI辐射中的作用和设计技巧。

<strong>电源汇流排</strong>

在IC的电源引脚附近合理地安置适当容量的电容，可使IC输出电压的跳变来得更快。然而，问题并非到此为止。由于电容呈有限频率响应的特性，这使得电容无法在全频带上生成干净地驱动IC输出所需要的谐波功率。除此之外，电源汇流排上形成的瞬态电压在去耦路径的电感两端会形成电压降，这些瞬态电压就是主要的共模EMI干扰源。我们应该怎么解决这些问题？

就我们电路板上的IC而言，IC周围的电源层可以看成是优良的高频电容器，它可以收集为干净输出提供高频能量的分立电容器所泄漏的那部份能量。此外，优良的电源层的电感要小，从而电感所合成的瞬态信号也小，进而降低共模EMI。

当然，电源层到IC电源引脚的连线必须尽可能短，因为数位信号的上升沿越来越快，最好是直接连到IC电源引脚所在的焊盘上，这要另外讨论。

PCB设计完成后就万事大吉了？其实并不然，在PCB加工制作的过程中还经常会遇到各种各样的问题，比如波峰焊后的连锡。当然，并不是所有问题都是PCB设计的“锅”，但作为设计者，我们首先要保证自己的设计没有问题。

<strong>名词解释</strong>

<strong><font color="#004a85">波峰焊</font> </strong>

波峰焊是让插件板的焊接面直接与高温液态锡接触达到焊接目的，其高温液态锡保持一个斜面，并由特殊装置使液态锡形成一道道类似波浪的现象，所以叫"波峰焊"，其主要材料是焊锡条。

<strong>元器件布局</strong>

在电子产品和设备中，电路板是一个不可缺少的部件，它起着电路系统的电气和机械等的连接作用。如何将电路中的元器件按照一定的要求，在PCB上排列组合起来，是PCB设计师的主要任务之一。布局设计不是简单的将元器件在PCB上排列起来，或者电路得以连通就行的。实践证明一个良好的电路设计，必须有合理的元器件布局，才能使电路系统在实体组合后达到稳定、可靠的工作。反之，如果元器件布局不合理，它将影响到电路板的工作性能，乃至不能工作。尤其是在广泛采用集成器件的今天，如果集成电路仍用接线板的方式进行安装，那么，不仅电路的体积庞大，而且无法稳定的进行工作。因此，在产品设计过程中，布局设计和电路设计前具有同样重要的地位。

下面就射频PCB设计注意事项做个简单的介绍。

<strong>一、布局注意事项</strong>

<strong><font color="#004a85">1、 结构设计要求 </font> </strong>

Q:PCB设计中眼图到底有什么用？

A:眼图，是由于示波器的余辉作用，将扫描所得的每一个码元波形重叠在一起，从而形成眼图。

本文将带领大家了解PCB上的眼图是什么，眼图是怎样形成的，眼图中包含有哪些信息，如何根据眼图情况分辨信号质量。

<strong>1、眼图的定义</strong>

眼图是指利用实验的方法估计和改善(通过调整)传输系统性能时在示波器上观察到的一种图形。

观察眼图的方法是:用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端，然后调整示波器扫描周期，使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，这时示波器屏幕上看到的图形像人的眼睛，故称 为“眼图”。

从“眼图”上可 以观察出码间串扰和噪声的影响，从而估计系统优劣程度。另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰和改善系统的传输性能。

在学习PCB设计的过程中，有很多的知识需要大家了解和掌握，比如波峰焊，除了知道什么是波峰焊外，你还需要了解它的PCB设计原则以及布局要求。

波峰焊是让插件板的焊接面直接与高温液态锡接触达到焊接目的，其高温液态锡保持一个斜面，并由特殊装置使液态锡形成一道道类似波浪的现象，所以叫"波峰焊"，其主要材料是焊锡条。

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2020-04/wen_zhang_/100049028-96462-1.pn…; alt=“波峰焊PCB的焊接流程图"></center><center><i>波峰焊PCB的焊接流程图</i></center>

<strong>波峰焊接的PCB设计一般原则</strong>