??如何將RF與數(shù)模電路設(shè)計(jì)在同一PCB上？

??手持無(wú)線通信設(shè)備和遙控設(shè)備的普及推動(dòng)著對(duì)模擬、數(shù)字和RF混合設(shè)計(jì)需求的顯著增長(zhǎng)。手持設(shè)備、基站、遙控裝置、藍(lán)牙設(shè)備、計(jì)算機(jī)無(wú)線通信功能、眾多消費(fèi)電器以及軍事/航空航天系統(tǒng)現(xiàn)需要采用RF技術(shù)。

??數(shù)年來(lái)，RF設(shè)計(jì)需要專業(yè)設(shè)計(jì)人員使用專門的設(shè)計(jì)和分析工具來(lái)完成。典型情況下，PCB的RF部分由RF專業(yè)人員在獨(dú)立環(huán)境下設(shè)計(jì)好后，再與混合技術(shù)PCB的其余部分合并在一起的。這一過程的效率很低，而且為了與混合技術(shù)整合在一起，常常需要反復(fù)設(shè)計(jì)，還需要用到多個(gè)互不相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)。

??在過去，設(shè)計(jì)功能在兩個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)境進(jìn)行和重復(fù)，并通過一個(gè)非智能的ASCII接口連接(圖1(a))。兩個(gè)環(huán)境中的PCB系統(tǒng)設(shè)計(jì)和RF專門設(shè)計(jì)系統(tǒng)有它們自己的庫(kù)、RF設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)和設(shè)計(jì)存檔。這就要求兩個(gè)環(huán)境中的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)(原理圖和版圖)和庫(kù)通過一個(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(shè)計(jì)師孤立于PCB系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的其他部分進(jìn)行RF電路的開發(fā)。然后該RF電路再利用ASCII文件翻譯到總體PCB設(shè)計(jì)中，從而在主PCB上創(chuàng)建出原理圖和物理實(shí)現(xiàn)。如果RF電路存在問題，那么設(shè)計(jì)必須在獨(dú)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(tǒng)實(shí)現(xiàn)中有許多零碎的地層、地過空和相鄰的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(duì)RF電路運(yùn)作產(chǎn)生長(zhǎng)久的影響。

??這一舊方法多年來(lái)已成功地用于混合信號(hào)電路板設(shè)計(jì)，但隨著產(chǎn)品中RF電路含量的增加，兩個(gè)獨(dú)立設(shè)計(jì)系統(tǒng)帶來(lái)的問題已開始影響設(shè)計(jì)師的生產(chǎn)力、產(chǎn)品上市時(shí)間和產(chǎn)品的質(zhì)量。

??為了解決這些問題，Mentor Graphics公司已經(jīng)開發(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(shè)計(jì)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(tǒng)的射頻設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)。

??RF感知(RF aware)PCB設(shè)計(jì)

??為保持PCB和RF設(shè)計(jì)間的設(shè)計(jì)意圖，RF設(shè)計(jì)工具必須理解PCB布局中面向?qū)?layer-oriented)的結(jié)構(gòu)，而PCB系統(tǒng)也必須理解RF設(shè)計(jì)環(huán)境中使用的參數(shù)化平面微波元件。

??另一個(gè)關(guān)鍵問題是，PCB系統(tǒng)將RF電路的版圖構(gòu)建成短路電路，這妨礙了對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行正確的設(shè)計(jì)規(guī)則檢驗(yàn)(DRC)。對(duì)當(dāng)今的復(fù)雜RF系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)說，功能上的RF感知DRC是設(shè)計(jì)方法學(xué)確保設(shè)計(jì)正確所必須的。

??所有這些都對(duì)保持設(shè)計(jì)意圖有幫助。保持設(shè)計(jì)意圖非常關(guān)鍵，因?yàn)樗菍?shí)現(xiàn)在工具集間設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的多次往返而不丟失信息的基礎(chǔ)。

??RF設(shè)計(jì)是個(gè)反復(fù)的過程，需要采取很多步驟對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。過去，在真實(shí)的PCB設(shè)計(jì)背景下，進(jìn)行RF設(shè)計(jì)非常困難。當(dāng)當(dāng)在PCB上實(shí)現(xiàn)經(jīng)過優(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(yàn)證，需要對(duì)PCB實(shí)現(xiàn)進(jìn)行電磁場(chǎng)分析(EM)。

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