使用Altium Designer画低噪声放大器(LNA)PCB板

时间:2024-03-14 16:24:22

LNA设计好之后,就要真正的画PCB并且送到厂子里去打板了。以前都是画一些低频板,第一次画射频板,总结一下。

DXP版本:AD13

1.原理图

上次使用TQP3M9028这个芯片去设计LNA,最后感觉不需要做匹配电路,这应该是个封装好的成型的LNA芯片,也就是说按照芯片首次供电,射频输入输出和传输线都接50Ω传输线就可以,所以就直接按到芯片手册提供的参考电路设计了。

使用Altium Designer画低噪声放大器(LNA)PCB板

按照这个电路直接搭LNA电路就好了,射频输入输出用SMA接头,电容和电感就选用pdf提供的参型号和尺寸,连上就可以了。

Vdd需要5V供电,可以用一个LDO芯片来产生5V,我用的芯片是ADI公司的ADP7118,噪声电压大约11uVrms,如果要求更高建议使用TI的稳压芯片,噪声电平大约几个uVrms。

使用Altium Designer画低噪声放大器(LNA)PCB板

按照图连线就好,EN接VIN。

原理图找到了,怎么画?电容电感DXP的元件库都有,芯片去哪找,找不到就自己画吧,接下来就说怎么画芯片元件和封装。

2.如何画芯片元件和封装

1.画元件

以LNA为例,芯片长这个样子:

使用Altium Designer画低噪声放大器(LNA)PCB板

在DXP里,首先新建一个原理图库(File——New——Library——Schematic Library),中心有个大大的十字,如果一不小心,拖鼠标不见了,按Ctrl+Home你就回来了。

1.首先在使用Altium Designer画低噪声放大器(LNA)PCB板这个小工具箱里找到一个蓝色的矩形工具(Place Rectangle),然后画出来一个黄色的矩形框,这个框就是你芯片的主体,这个大小按照引脚的数目画个差不多。

2.然后再在刚才那个工具箱里找到Place Pin,防止引脚。比如说现在放RF_IN信号:

使用Altium Designer画低噪声放大器(LNA)PCB板

Dispaly Name就是引脚的名字,Designator就是引脚的序号,Electrical Type就是引脚的属性,输入输出还是电源,其他的就不用管了,最后点Locked,这个引脚就定住了。按照这个方法画上另外三个引脚。

使用Altium Designer画低噪声放大器(LNA)PCB板

画个差不多就可以了,主要表明连接关系和引脚顺序,Designator很重要,标注好。

2.画封装

使用Altium Designer画低噪声放大器(LNA)PCB板

根据pdf提供的封装尺寸画,尺寸都已经标注好了,直接画就可以了。

1.首先新建一个封装库(File——New——Library——PCB Library)。如果鼠标拖的又找不见了,按Ctrl+End就回来了。

2.先画左下角的焊盘,点击焊盘工具,开始设置。

使用Altium Designer画低噪声放大器(LNA)PCB板

形状选择矩形,距离什么的就按照官方pdf填,Layer选Top Layer顶层,然后确定就好了。最重要的,Designator要与画的原理图引脚相对应,因为原理图导入PCB时,是匹配这个来确定引脚的。画好的封装自然就有Top Layer、Paste、Solder层。Layer层布线,Paste层厂家控制钢网开孔,Solder层使焊盘不盖绿油裸露铜皮。这样封装就基本画好了,如果想加个3D图更好看,推荐一个网站http://www.3dcontentcentral.cn/,免费注册一个账号,把输入想要的器件名称,找到之后下载模型STEP AP214文件,然后回来DXP,打开自己2D封装,点击Place——3D body——在弹出来对话框的3D Model Type中选择Generic STEP Model,然后在Generic STEP Model中点击Embed STEP Model,找到刚刚自己下载的模型,点OK,然后放置好就行了。想看3D图就按键盘数字3。

使用Altium Designer画低噪声放大器(LNA)PCB板

使用Altium Designer画低噪声放大器(LNA)PCB板

3.画PCB

接下来就是画PCB了,首先新建一个PCB文件,在原理图文件里点击Designed——Update PCB document,把元器件导入到PCB文件中,元器件摆放整齐,然后布线(P+T)。其中有几个要注意的事项:

1.微带线

布微带线首先要确定线宽,这里选用50Ω微带线连接元器件,根据所选用的板材,我用的是(FR4,10mil厚),用微带线计算工具算得宽度大约18mil,所以微带线用18mil布线,而稳压模块,一般都用20mil布线。

尽量将微带线拉长一些,后面可能匹配的时候要用到。

微带线是裸露在空气中的,所以用Top Solder画一块让微带线裸露。

为了防干扰,微带线与敷GND铜之间要有0.6mm的间隔,并且靠近微带线的GND敷铜要打上接地孔来抑制干扰,如何设置0.6mm的间隔呢,可以在设置布线规则里,通过指定微带线网络与敷地铜之间的布线距离即可。

另外Bottom Layer敷地铜并且裸露铜,画上Bottom Solder,为微带线的接地铜。

使用Altium Designer画低噪声放大器(LNA)PCB板

最后就是上图这个样子。

2.稳压块

稳压块电源用20mil走线,信号用10mil走线,去耦合电容一般加在Vin和Vout旁边,虽然pdf上输入输出各加了一个去耦合电容,但是在设计的时候我各加了两个,以防稳压值不对,可以多加一个电容进行调节,为了去除高频干扰,另外分别在输入输出串接了两个磁珠来去除高频成分。

电源线连接芯片,我一般画一块铜,这样接触更好,并且铜的面积更大。

使用Altium Designer画低噪声放大器(LNA)PCB板

稳压块如上图所示,另外可以加两个测试点方便测试。(放置两个焊盘,Layer放在顶层即可)。上图中为了走线,输入电压通过过孔到了底层,然后又到了顶层,非GND过孔建议盖油。

使用Altium Designer画低噪声放大器(LNA)PCB板

在Force complete tenting on bottom上打上勾表示过孔底层强制盖油。

都搞定之后,打上四个机械孔,方面安装。(点击焊盘,设置层为Multi—Layer,网络接地)。

4.敷铜

在PCB板空白的地方打上过孔接地,就可以敷铜了。敷铜规则选择直接连接,在rules里设置铺铜为direct connect。

使用Altium Designer画低噪声放大器(LNA)PCB板

设置铺铜方式为第二个:

使用Altium Designer画低噪声放大器(LNA)PCB板

然后就大功告成了,等板子回来了。

最后的PCB:

使用Altium Designer画低噪声放大器(LNA)PCB板

使用Altium Designer画低噪声放大器(LNA)PCB板