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工程師總結:PROTEL技術大全(二)

時間2014/10/28
人物Levi
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一、過孔的寄生電容


過孔本身存在著對地的寄生電容,如果已知過孔在鋪地層上的隔離孔直徑為D2,過孔焊盤的直徑為D1,PCB板的厚度為T,板基材介電常數為ε,則過孔的寄生電容大小近似于:
C=1.41εTD1/(D2-D1)
過孔的寄生電容會給電路造成的主要影響是延長了信號的上升時間,降低了電路的速度。舉例來說,對于一塊厚度為50Mil的PCB板,如果使用內徑為10Mil,焊盤直徑為20Mil的過孔,焊盤與地鋪銅區的距離為32Mil,則我們可以通過上面的公式近似算出過孔的寄生電容大致是:C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.032-0.020)=0.517pF,這部分電容引起的上升時間變化量為:T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.517x(55/2)=31.28ps 。從這些數值可以看出,盡管單個過孔的寄生電容引起的上升延變緩的效用不是很明顯,但是如果走線中多次使用過孔進行層間的切換,設計者還是要慎重考慮的。


二、過孔的寄生電感


同樣,過孔存在寄生電容的同時也存在著寄生電感,在高速數字電路的設計中,過孔的寄生電感帶來的危害往往大于寄生電容的影響。它的寄生串聯電感會削弱旁路電容的貢獻,減弱整個電源系統的濾波效用。我們可以用下面的公式來簡單地計算一個過孔近似的寄生電感:
L=5.08h[ln(4h/d)+1]其中L指過孔的電感,h是過孔的長度,d是中心鉆孔的直徑。從式中可以看出,過孔的直徑對電感的影響較小,而對電感影響最大的是過孔的長度。仍然采用上面的例子,可以計算出過孔的電感為:L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH 。如果信號的上升時間是1ns,那么其等效阻抗大小為:XL=πL/T10-90=3.19Ω。這樣的阻抗在有高頻電流的通過已經不能夠被忽略,特別要注意,旁路電容在連接電源層和地層的時候需要通過兩個過孔,這樣過孔的寄生電感就會成倍增加。


三、高速PCB中的過孔設計


通過上面對過孔寄生特性的分析,我們可以看到,在高速PCB設計中,看似簡單的過孔往往也會給電路的設計帶來很大的負面效應。為了減小過孔的寄生效應帶來的不利影響,在設計中可以盡量做到:
1、從成本和信號質量兩方面考慮,選擇合理尺寸的過孔大小。比如對6-10層的內) 
存模塊PCB設計來說,選用10/20Mil(鉆孔/焊盤)的過孔較好,對于一些高密度的小尺寸的板子,也可以嘗試使用8/18Mil的過孔。目前技術條件下,很難使用更小尺寸的過孔了。對于電源或地線的過孔則可以考慮使用較大尺寸,以減小阻抗。
2、上面討論的兩個公式可以得出,使用較薄的PCB板有利于減小過孔的兩種寄生參數
3、PCB板上的信號走線盡量不換層,也就是說盡量不要使用不必要的過孔。
4、電源和地的管腳要就近打過孔,過孔和管腳之間的引線越短越好,因為它們會'
導致電感的增加。同時電源和地的引線要盡可能粗,以減少阻抗。
5、在信號換層的過孔附近放置一些接地的過孔,以便為信號提供最近的回路。甚至可以在PCB板上大量放置一些多余的接地過孔。當然,在設計時還需要靈活多變。前面討論的過孔模型是每層均有焊盤的情況,也有的時候,我們可以將某些層的焊盤減小甚至去掉。特別是在過孔密度非常大的情況下,可能會導致在鋪銅層形成一個隔斷回路的斷槽,解決這樣的問題除了移動過孔的位置,我們還可以考慮將過孔在該鋪銅層的焊盤尺寸減小。

問:從WORD文件中拷貝出來的符號,為什么不能夠在PROTEL中正常顯示
復:請問你是在SCH環境,還是在PCB環境,在PCB環境是有一些特殊字符不能顯示,因為那時保留字.
問:net名與port同名,pcb中可否連接
答復:可以,PROTEL可以多種方式生成網絡,當你在在層次圖中以port-port時,每張線路圖可以用相同的NET名,它們不會因網絡名是一樣而連接.但請不要使用電源端口,因為那是全局的.
問::請問在PROTEL99SE中導入PADS文件, 為何焊盤屬性改了
復:這多是因為兩種軟件和每種版本之間的差異造成,通常做一下手工體調整就可以了。
問:請問楊大蝦:為何通過軟件把power logic的原理圖轉化成protel后,在protel中無法進行屬性修改,只要一修改,要不不現實,要不就是全顯示屬性?謝謝!
復:如全顯示,可以做一個全局性編輯,只顯示希望的部分。


問:請教鋪銅的原則?
復:鋪銅一般應該在你的安全間距的2倍以上.這是LAYOUT的常規知識.' d: W4 k: b# W* G5 i) E
問:請問Potel DXP在自動布局方面有無改進?導入封裝時能否根據原理圖的布局自動排開?# b" _1 n3 q7 J- V( Q8 N: w
復:PCB布局與原理圖布局沒有一定的內在必然聯系,故此,Potel DXP在自動布局時不會根據原理圖的布局自動排開。(根據子圖建立的元件類,可以幫助PCB布局依據原理圖的連接)。


問:請問信號完整性分析的資料在什么地方購買
復:Protel軟件配有詳細的信號完整性分析手冊。
問:為何鋪銅,文件哪么大?有何方法?
復:鋪銅數據量大可以理解。但如果是過大,可能是您的設置不太科學。

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問:有什么辦法讓原理圖的圖形符號可以縮放嗎?
復:不可以。

問:PROTEL仿真可進行原理性論證,如有詳細模型可以得到好的結果
復:PROTEL仿真完全兼容Spice模型,可以從器件廠商處獲得免費Spice模型,進行仿真。PROTEL也提供建模方法,具有專業仿真知識,可建立有效的模型。


問:99SE中如何加入漢字,如果漢化后好象少了不少東西!  3-28 14:17:0 但確實少了不少功能!
復:可能是漢化的版本不對。
問:如何制作一個孔為2*4MM   外徑為6MM的焊盤?
復:在機械層標注方孔尺寸。與制版商溝通具體要求。


問:我知道,但是在內電層如何把電源和地與內電層連接。沒有網絡表,如果有網絡表就沒有問題了4 X* ^! S. c/ {
復:利用from-to類生成網絡連接
問:還想請教一下99se中橢圓型焊盤如何制作?放置連續焊盤的方法不可取,線路板廠家不樂意。可否在下一版中加入這個設置項?
復:在建庫元件時,可以利用非焊盤的圖素形成所要的焊盤形狀。在進行PCB設計時使其具有相同網絡屬性。我們可以向Protel公司建議。


問:如何免費獲取以前的原理圖庫和pcb庫
復:那你可以的WWW.PROTEL.COM下載
問:剛才本人提了個在覆銅上如何寫上空心(不覆銅)的文字,專家回答先寫字,再覆銅,然后冊除字,可是本人試了一下,刪除字后,空的沒有,被覆銅 覆蓋了,請問專家是否搞錯了,你能不能試一下
復:字必須用PROTEL99SE提供的放置中文的辦法,然后將中文(英文)字解除元件,(因為那是一個元件)將安全間距設置成1MIL,再覆銅,然后移動覆銅,程序會詢問是否重新覆銅,回答NO。


問:畫原理圖時,如何元件的引腳次序?
復:原理圖建庫時,有強大的檢查功能,可以檢查序號,重復,缺漏等。也可以使用陣列排放的功能,一次性放置規律性的引腳。
問:protel99se6自動布線后,在集成塊的引腳附近會出現雜亂的走線,像毛刺一般,有時甚至是三角形的走線,需要進行大量手工修正,這種問題怎么避免?
復:合理設置元件網格,再次優化走線。


問:用PROTEL畫圖,反復修改后,發現文件體積非常大(虛腫),導出后再導入就小了許多。為什么??有其他辦法為文件瘦身嗎?
復:其實那時因為PROTEL的鋪銅是線條組成的原因造成的,因知識產權問題,不能使用PADS里的“灌水”功能,但它有它的好處,就是可以自動刪除“死銅”。致與文件大,你用WINZIP壓縮一下就很小。不會影響你的文件發送。
問:請問:在同一條導線上,怎樣讓它不同部分寬度不一樣,而且顯得連續美觀?謝謝!
復:不能自動完成,可以利用編輯技巧實現。


liaohm問:如何將一段圓弧進行幾等分?
fanglin163答復:利用常規的幾何知識嘛。EDA只是工具。
問:protel里用的HDL是普通的VHDL
復:Protel PLD不是,Protel FPGA是。


問:補淚滴后再鋪銅,有時鋪出來的網格會殘缺,怎么辦?
復:那是因為你在補淚滴時設置了熱隔離帶原因,你只需要注意安全間距與熱隔離帶方式。也可以用修補的辦法。
問:可不可以做不對稱焊盤?拖動布線時相連的線保持原來的角度一起拖動?  
復:可以做不對稱焊盤。拖動布線時相連的線不能直接保持原來的角度一起拖動。


問:請問當Protel發揮到及至時,是否能達到高端EDA軟件同樣的效果)
復:視設計而定。
問:Protel DXP的自動布線效果是否可以達到原ACCEL的水平?
復:有過之而無不及。


問:protel的pld功能好象不支持流行的HDL語言?
復:Protel PLD使用的Cupl語言,也是一種HDL語言。下一版本可以直接用VHDL語言輸入。
問:PCB里面的3D功能對硬件有何要求?
復:需要支持OpenGL.1 


問:如何將一塊實物硬制版的布線快速、原封不動地做到電腦之中?
復:最快的辦法就是掃描,然后用BMP2PCB程序轉換成膠片文件,然后再修改,但你的PCB精度必須在0.2MM以上。BMP2PCB程序可在21IC上下載,你的線路板必須用沙紙打的非常光亮才能成功。
問:直接畫PCB板時,如何為一個電路接點定義網絡名?
復:在Net編輯對話框中設置。) 


問:怎么讓做的資料中有孔徑顯示或符號標志,同allego一樣
復:在輸出中有選項,可以產生鉆孔統計及各種孔徑符號。
問:自動布線的鎖定功能不好用,系統有的會重布,不知道怎么回事?
復:最新的版本無此類問題。


問:如何實現多個原器件的整體翻轉
復:一次選中所要翻轉的元件。
問:我用的p 99 版加入漢字就死機,是什么原因?
復:應是D版所致。

 
問:powpcb的文件怎樣用PROTEL打開?
復:先新建一PCB文件,然后使用導入功能達到。 
問:怎樣從PROTEL99中導入GERBER文件
復:Protel pcb只能導入自己的Gerber,而Protel的CAM可以導入其它格式的Gerber.


問:如何把布好PCB走線的細線條部分地改為粗線條
復:雙擊修改+全局編輯。注意匹配條件。修改規則使之適應新線寬。
問:如何修改一個集成電路封裝內的焊盤尺寸?  若全局修改的話應如何設置?
復:全部選定,進行全局編輯


問:如何修改一個集成電路封裝內的焊盤尺寸?
復:在庫中修改一個集成電路封裝內的焊盤尺寸大家都知道,在PCB板上也可以修改。(先在元件屬性中解鎖)。"
問:能否在做PCB時對元件符號的某些部分加以修改或刪除?
復:在元件屬性中去掉元件鎖定,就可在PCB中編輯元件,并且不會影響庫中元件。


問:該焊盤為地線,包地之后,該焊盤與地所連線如何設置寬度
復:包地前設置與焊盤的連接方式
問:為何99se存儲時要改為工程項目的格式?



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更多內容:

PROTEL技術大全(一)

PROTEL設計大全(三)


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