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使用Altium Designer畫低噪聲放大器(LNA)PCB板

LNA設計好之後,就要真正的畫PCB並且送到廠子裡去打板了。以前都是畫一些低頻板,第一次畫射頻板,總結一下。

DXP版本:AD13

1.原理圖

上次使用TQP3M9028這個晶片去設計LNA,最後感覺不需要做匹配電路,這應該是個封裝好的成型的LNA晶片,也就是說按照晶片首次供電,射頻輸入輸出和傳輸線都接50Ω傳輸線就可以,所以就直接按到晶片手冊提供的參考電路設計了。

按照這個電路直接搭LNA電路就好了,射頻輸入輸出用SMA接頭,電容和電感就選用pdf提供的參型號和尺寸,連上就可以了。

Vdd需要5V供電,可以用一個LDO晶片來產生5V,我用的晶片是ADI公司的ADP7118,噪聲電壓大約11uVrms,如果要求更高建議使用TI的穩壓晶片,噪聲電平大約幾個uVrms。

按照圖連線就好,EN接VIN。

原理圖找到了,怎麼畫?電容電感DXP的元件庫都有,晶片去哪找,找不到就自己畫吧,接下來就說怎麼畫晶片元件和封裝。

2.如何畫晶片元件和封裝

1.畫元件

以LNA為例,晶片長這個樣子:

在DXP裡,首先新建一個原理相簿(File——New——Library——Schematic Library),中心有個大大的十字,如果一不小心,拖滑鼠不見了,按Ctrl+Home你就回來了。

1.首先在這個小工具箱裡找到一個藍色的矩形工具(Place Rectangle),然後畫出來一個黃色的矩形框,這個框就是你晶片的主體,這個大小按照引腳的數目畫個差不多。

2.然後再在剛才那個工具箱裡找到Place Pin,防止引腳。比如說現在放RF_IN訊號:

Dispaly Name就是引腳的名字,Designator就是引腳的序號,Electrical Type就是引腳的屬性,輸入輸出還是電源,其他的就不用管了,最後點Locked,這個引腳就定住了。按照這個方法畫上另外三個引腳。

畫個差不多就可以了,主要表明連線關係和引腳順序,Designator很重要,標註好。

2.畫封裝

根據pdf提供的封裝尺寸畫,尺寸都已經標註好了,直接畫就可以了。

1.首先新建一個封裝庫(File——New——Library——PCB Library)。如果滑鼠拖的又找不見了,按Ctrl+End就回來了。

2.先畫左下角的焊盤,點選焊盤工具,開始設定。

形狀選擇矩形,距離什麼的就按照官方pdf填,Layer選Top Layer頂層,然後確定就好了。最重要的,Designator要與畫的原理圖引腳相對應,因為原理圖匯入PCB時,是匹配這個來確定引腳的。畫好的封裝自然就有Top Layer、Paste、Solder層。Layer層佈線,Paste層廠家控制鋼網開孔,Solder層使焊盤不蓋綠油裸露銅皮。這樣封裝就基本畫好了,如果想加個3D圖更好看,推薦一個網站http://www.3dcontentcentral.cn/,免費註冊一個賬號,把輸入想要的器件名稱,找到之後下載模型STEP AP214檔案,然後回來DXP,開啟自己2D封裝,點選Place——3D body——在彈出來對話方塊的3D Model Type中選擇Generic STEP Model,然後在Generic STEP Model中點選Embed STEP Model,找到剛剛自己下載的模型,點OK,然後放置好就行了。想看3D圖就按鍵盤數字3。

3.畫PCB

接下來就是畫PCB了,首先新建一個PCB檔案,在原理圖檔案裡點選Designed——Update PCB document,把元器件匯入到PCB檔案中,元器件擺放整齊,然後佈線(P+T)。其中有幾個要注意的事項:

1.微帶線

布微帶線首先要確定線寬,這裡選用50Ω微帶線連線元器件,根據所選用的板材,我用的是(FR4,10mil厚),用微帶線計算工具算得寬度大約18mil,所以微帶線用18mil佈線,而穩壓模組,一般都用20mil佈線。

儘量將微帶線拉長一些,後面可能匹配的時候要用到。

微帶線是裸露在空氣中的,所以用Top Solder畫一塊讓微帶線裸露。

為了防干擾,微帶線與敷GND銅之間要有0.6mm的間隔,並且靠近微帶線的GND敷銅要打上接地孔來抑制干擾,如何設定0.6mm的間隔呢,可以在設定佈線規則裡,通過指定微帶線網路與敷地銅之間的佈線距離即可。

另外Bottom Layer敷地銅並且裸露銅,畫上Bottom Solder,為微帶線的接地銅。

最後就是上圖這個樣子。

2.穩壓塊

穩壓塊電源用20mil走線,訊號用10mil走線,去耦合電容一般加在Vin和Vout旁邊,雖然pdf上輸入輸出各加了一個去耦合電容,但是在設計的時候我各加了兩個,以防穩壓值不對,可以多加一個電容進行調節,為了去除高頻干擾,另外分別在輸入輸出串接了兩個磁珠來去除高頻成分。

電源線連線晶片,我一般畫一塊銅,這樣接觸更好,並且銅的面積更大。

穩壓塊如上圖所示,另外可以加兩個測試點方便測試。(放置兩個焊盤,Layer放在頂層即可)。上圖中為了走線,輸入電壓通過過孔到了底層,然後又到了頂層,非GND過孔建議蓋油。

在Force complete tenting on bottom上打上勾表示過孔底層強制蓋油。

都搞定之後,打上四個機械孔,方面安裝。(點選焊盤,設定層為Multi—Layer,網路接地)。

4.敷銅

在PCB板空白的地方打上過孔接地,就可以敷銅了。敷銅規則選擇直接連線,在rules裡設定鋪銅為direct connect。

設定鋪銅方式為第二個:

然後就大功告成了,等板子回來了。

最後的PCB: