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PCB新聞 - 高頻電路和印刷電路板的概念和設計原則

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高頻電路和印刷電路板的概念和設計原則

2021-09-28
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Author:Frank

對於h 高頻PCB 電路設計, 目前有非常好的CAD軟件, 其强大的功能足以克服缺乏設計經驗和繁瑣的參數檢索和計算, 並配有功能强大的網絡分析儀, 應該有一點經驗就可以完成質量好的射頻組件. 在實踐中, 然而, 事實並非如此.

一個CAD輔助設計軟件和網絡分析儀

對於高頻電路設計,目前有非常好的CAD軟件,其强大的功能足以克服設計經驗不足和繁瑣的參數檢索和計算,並且有了强大的網絡分析儀,應該有一點經驗就可以完成質量良好的射頻元件。 然而,實際上並非如此。

電路板

CAD設計軟體依賴於强大的庫功能,包括世界上大多數無線電設備製造商提供的組件參數和基本性能指標。 許多射頻工程師錯誤地認為,只要該工具用於設計,就不會有問題。 然而,實際結果總是與他們的意願相反。 究其原因,是他們放弃了對高頻電路設計基本概念的靈活應用和對應用基本設計原則經驗積累的錯誤理解。 囙此,他們在應用軟體工具時經常犯一些基本的應用錯誤。 射頻電路設計CAD軟件屬於透明視覺化軟件,它使用其各種高頻基本配置模型庫來完成對實際電路工作狀態的類比。 到目前為止,我們已經瞭解到高頻基本配置模型的關鍵環節可以分為兩種類型,一種屬於組件模型的集中參數形式,另一種屬於局部功能模型的常規設計。 囙此,存在以下問題:

(1)組件模型和CAD軟件在長期的互動中發展並變得越來越完善。 在實踐中,我們基本上可以相信該模型的準確性。 然而,組件模型考慮的應用環境(尤其是組件應用的電力環境)是典型值。 在大多數情况下,必須根據經驗確定一組應用參數,否則實際結果有時甚至比沒有CAD軟件的設計結果還要遠。

(2)在CAD軟件中建立的傳統高頻基本配置模型通常局限於當前應用條件下的可預測方面,並且只能局限於基本功能模型(否則產品研發不需要人力資源,只能依靠CAD來做各種產品)。

(3)特別值得注意的是,典型功能模型的建立是通過以典型的管道應用組件並以典型和完善的科技管道構造(包括PCB構造)來完成的,其效能也達到了“典型”的高水准。 但在實踐中,即使是完全模仿,也遠未達到典型狀態。 原因是,儘管部件及其參數相同,但它們的組合電力環境卻不同。 在低頻電路或數位電路中,這樣一個小數點的差异並不是很大的障礙,但在射頻電路中,經常會發生致命錯誤。

(4)在使用CAD軟體設計時,軟件容錯設計不注意與實際情況相反的錯誤參數設置的發生,囙此,根據軟件運行路徑給出了理想的結果,但在現實中,結果充滿了問題。 可以知道,關鍵錯誤在於沒有使用射頻電路設計的基本原則來正確應用CAD軟件。

(5)CAD軟件屬於輔助工具設計,利用實时模擬的功能、强大的組件模型庫及其典型應用功能、模型庫等方面來生成功能,以簡化工作人員複雜的設計和計算,到目前為止,在具體設計方面還遠未取代人工智慧。

CAD軟件在射頻PCB輔助設計中的强大功能是其普及的一個重要方面。 但在實踐中,許多射頻工程師經常被他們“暗箭傷人”。 同樣,參數設置的容錯性是原因。 經常使用其模擬功能來獲得理想的模型(包括各種功能連結),一到實際調試才發現:最好用自己的經驗來設計。

囙此,PCB設計中的CAD軟件仍然只對具有基本射頻設計經驗和技能的工程師有益,幫助他們從事繁瑣的工藝設計(而不是基本原理設計)。

網絡分析儀分為標量和向量兩種,是射頻電路設計中不可或缺的工具。 一般做法是:結合射頻電路的基本設計理念和原則,完成電路和PCB的設計(或使用CAD軟件完成),根據PCB樣品處理和組裝原型的要求,然後使用網絡分析儀對設計的每個環節進行網絡分析,有可能使電路達到狀態。 然而,這項工作的成本是實際生產至少3~5個PCB版本,並且沒有基本的PCB設計

原則和概念,將需要更多的PCB版本(否則設計將無法完成)。

從上面可以看出:

(1)在使用網絡分析儀分析射頻電路的過程中,需要有完整的高頻電路PCB設計概念和原理,並能够通過分析結果清楚地瞭解PCB的設計缺陷。

(2)在分析原型網絡的過程中,我們必須依靠熟練的實驗經驗和技能來構建局部功能網絡。 由於在許多情况下,網絡分析儀發現的電路缺陷可能是由多種因素同時引起的,囙此我們必須利用局部功能網絡的構建來分析並徹底調查其原因。 本實驗電路構造必須借鑒清晰的高頻電路設計經驗和熟練的電路PCB構造原理。