射頻PCB版圖繪制流程

前言

在做射頻鏈路電路仿真時，除了需要搭建原理圖的器件模型電路，設(shè)計者還需要考慮到實際版圖結(jié)構(gòu)中傳輸線、過孔所帶來的阻抗不連續(xù)性和串?dāng)_，以及介質(zhì)材料的損耗特性帶來的影響。因此，在前期建模過程中需要加入版圖的結(jié)構(gòu)，來模擬實際版圖結(jié)構(gòu)和材料的真實特性。

芯和半導(dǎo)體XDS平臺不僅能夠支持射頻電路的電磁場仿真，也允許用戶在該平臺下完成基本版圖結(jié)構(gòu)的手動繪制，利用其2D版圖編輯功能，方便用戶進(jìn)行前期版圖設(shè)計和優(yōu)化的預(yù)研工作。

射頻PCB版圖繪制流程

1. 創(chuàng)建layout繪制區(qū)域

XDS集成了原理圖和版圖兩大功能模塊。首先，進(jìn)入到XDS主界面，點(diǎn)擊New Layout，創(chuàng)建一個空白的layout模型，用戶除了可以通過導(dǎo)入常見設(shè)計文件(.brd/ .sip/ .mcm/ ODB++/ .gds)的方式創(chuàng)建版圖模型外，還可以在此區(qū)域中手動繪制PCB版圖。

圖1. 創(chuàng)建layout

2. 創(chuàng)建疊層文件

點(diǎn)擊layout模型工程樹下的Stackup，進(jìn)入到疊層編輯的頁面，如圖2所示。在此頁面Layers欄中設(shè)置每層的名字和厚度以及所賦予的材料，Materials欄中編輯所用到的材料參數(shù)。在本案例中，創(chuàng)建了兩層的疊層，Top層作為信號走線層，Bottom為參考平面層，中間通過Via層互連。

圖2. 疊層文件設(shè)置

3. 繪制版圖圖形

進(jìn)入到2D view視圖中，在Edit菜單欄下，有多種常用的圖形可供用戶選擇，包含Rectangle、Circle、Polygon、Sector、Polygon等，用戶可根據(jù)設(shè)計需要選擇不同的形狀，也可以進(jìn)行不同圖形之間的布爾運(yùn)算，例如合并、相減等常見操作，如圖3所示。

圖3. 選擇繪制的圖形

若要在某一層繪制圖形，只需要在Layer窗口中選擇所要繪制的層，使當(dāng)前層在選中狀態(tài)，就可以在本層中繪制所需的圖形了。例如圖4中，可以對矩形和多邊形進(jìn)行布爾運(yùn)算;同理，分別完成Top層、Via層、Bottom層相應(yīng)版圖的繪制。

圖4. 不同圖形的布爾運(yùn)算

4.Net定義

完成版圖的繪制后，進(jìn)入到3D View試圖，可分層檢查所繪制的圖形是否正確，并在Nets窗口右鍵點(diǎn)擊Auto Identify Nets，可對整個版圖的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重構(gòu)，如圖5所示。

圖5. 重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)

5. 仿真設(shè)置

在版圖相應(yīng)的位置添加仿真端口，添加好的Port會出現(xiàn)在工程樹中的Ports列表中，本案例將生成好的版圖symbol拖拽到原理圖界面，添加好器件模型，如圖6所示。

圖6. 原理圖

6.運(yùn)行仿真，結(jié)果展示

添加Frequency Domain Analysis仿真項，設(shè)置好仿真的掃頻頻率，右鍵點(diǎn)擊Analyze，就可以進(jìn)行仿真。待Message窗口出現(xiàn)Analysis Successfully提示，表示仿真已完成，XDS內(nèi)置強(qiáng)大的S參數(shù)后處理模塊，可以在Results下查看仿真結(jié)果。

圖7. 仿真結(jié)果

總結(jié)

本文介紹了采用芯和半導(dǎo)體XDS軟件中的2D 編輯功能實現(xiàn)手動繪制layout的流程，此功能中包含了常用的矩形、圓形、扇形、多邊形等基本圖形，并支持多圖形之間的布爾運(yùn)算，可滿足用戶日常對PCB版圖中走線、過孔、焊盤、地平面等結(jié)構(gòu)的繪制，靈活實現(xiàn)版圖的自由編輯。

審核編輯：湯梓紅