Свч

Миллиарды устройств интернета вещей, которые будут окружать нас в ближайшие годы, требуют возможностей проектирования радиочастотных трактов, поддерживающих сверхбыструю скорость передачи данных 5G.

Устройства IoT работают на высоких частотах с более широкой полосой пропускания.
Прогнозируется огромный спрос на разработку РЧ-, СВЧ-устройств в различных сферах:

• IoT
• IoV
• Умный дом
• Умный город
• Медицинские системы
• Носимая электроника
• Интеллектуальные системы в аграрной промышленности
• Интеллектуальные системы в индустриальной промышленности
  
  

Урок 2 Обновление схемы и размещение РЧ-объектов на плате

В этом уроке вы добавите на схему недавно созданную антенну и разместите ее на плате.

1. Дважды кликните по иконке PADS Pro Designer VX.2.x на рабочем столе или выберите
   Меню ПУСК > PADS Pro Tools VX.2.x > PADS Pro Designer VX.2.x.
2. На стартовой странице PADS Professional Designer нажмите кнопку Open и откройте
   C:\RF Design\Lesson2\Lesson2.prj.
   
   • Если появится диалоговое окно лицензирования, убедитесь, что опция PADS Professional RF Design установлена, и нажмите OK
     
     
     
3. Откройте лист Ant двойным кликом по Ant в окне Navigator.
4. Далее добавим 4 антенны в наш проект
   
   • Если еще не открыт, откройте Databook
     
     • нажмите на иконку Databook
       
       
       
   • Выберите иконку Show CL View на панели Databook
   • Откройте вкладку Symbol View.
   • Напротив [Local Symbols] должно отображаться имя символа DXF_PatchAnt. Выделите его
   • Кликните по изображению символа ЛКМ и перетащите его на страницу.
5. Далее нам нужно добавить соединения
   
   • Нажмите на иконку Net на панели инструментов
     
     
     
   • Кликните ЛКМ по пину и удерживайте, чтобы нарисовать цепь.
     Заметка: Во время удерживания ЛКМ кликните ПКМ или нажмите на
     пробел, чтобы добавить излом.
   • Для завершения отпустите ЛКМ.
   • Дважды кликните по цепи, чтобы вызвать панель свойств.
   • Для присвоения имени цепи в панели свойств кликните в поле
     Name и выберите RX1 из выпадающего списка.
6. Нам нужно создать еще 3 копии этой маленькой схемы
   
   • Выделите символ вместе с цепью
   • Удерживая клавишу CTRL, перетащите в любом направлении область выделения. На курсоре появится копия выделенных объектов.
   • Разместите копию под текущей схемой и отпустите ЛКМ.
   • Повторите эти шаги еще 2 раза, чтобы у вас было в общей сложности 4 антенны с цепями.
7. Теперь нам нужно переименовать цепи в копиях схемы
   
   • Дважды кликните по каждой из цепей и задайте следующие имена в следующем
     порядке: RX2, RX3, RX4. Ваша итоговая схема должна выглядеть следующим
     образом:
     
     
     
8. Прежде чем мы перейдем к топологии, нам нужно создать РЧ-группу для этих 4 антенн
   
   • Откройте инструмент RF Group/Ungroup выбрав соотв. иконку на панели RF
     
     
     
9. Создайте новую группу, нажав на cинюю иконку на панели инструментов панели RF Group/Ungroup
10. Переименуйте созданную группу в Patch
    
    
    
11. Выделите на схеме все 4 антенны с цепями, затем нажмите кнопку Add selected items to the group, которая расположена в нижней левой части панели RF Group/Ungroup.
12. Каждый РЧ-элемент в PADS Professional содержит дополнительные данные, описывающие физические свойства каждого объекта. Для просмотра этих данных необходимо открыть панель RF Parameters
    
    • На панели инструментов RF нажмите на иконку RF Parameters
      
      
      
13. Попробуйте выбрать различные РЧ-объекты на странице Ant и просмотреть их параметры. Если это сегмент трассы, вы увидите информацию о длине, ширине, слое, группе, типе модели и т.д. Другие объекты, такие как антенна, которую мы создали, будут иметь меньше параметров
14. Теперь мы можем перейти к топологии и разместить эти антенны
    
    • Для запуска топологического редактора нажмите на иконку PADS Professional Layout на главной панели инструментов
      
      
      
15. Загрузится топологический редактор в состоянии, которое соответствует состоянию сразу после создания антенны. Импортированная из DXF антенна нам больше не пригодится, поэтому давайте удалим ее из проекта
    
    • Выделите антенну и нажмите Delete
    • Если появится предупреждение, нажмите OK
16. Перед началом процесса размещения нам необходимо импортировать данные об антеннах из схемы в топологию, выполнив этап синхронизации
    
    • Перейдите в меню Setup > Project Integration
    • Нажмите на желтый светофор Forward Annotation
    • По окончании все четыре светофора должны быть зеленого цвета.
17. Для размещения нашего РЧ-объекта мы будем использовать Component Explorer
    
    • Если он еще открыт, перейдите в меню Place > Component Explorer
18. Начнем с размещения РЧ-группы P2
    
    • Кликните ПКМ по P2 и выберите Auto Arranger из контекстного меню
    • Переместите курсор в рабочую область редактора и разместите объект как показано на картике
    • Перед установкой элемента, отразите его по горизонтали, кликнув ПКМ и выбрав пункт Mirror Horizontally.
      
      
      
19. Для группы P1 мы будем использовать функцию копирования
    
    • Выделите в рабочей области схему P2
    • Нажмите CTRL-C, группа P1 скопируется и будет закреплена на курсоре.
    • Зеркально отразите этот элемент
    • Разместите элемент как показано на рисунке
      
      
      
20. И в завершение, мы разместим полосковую антенну
    
    • Выделите и перетащите группу Patch из Component Explorer в рабочую область редактора и разместите ее как показано на картинке
      
      
      
    • Выделите круглую область размещения
    • Кликните ПКМ и выберите Place Part
    • Антенна закрепится на вашем курсоре
    • Разместите антенну как показано на рисунке. Повторите процедуру размещения для остальных 3 антенн
      
      
      
21. На этом урок 2 завершен.

Тестовые 30-дневные лицензии можно запросить ЗДЕСЬ
Материалы для этого и последующих уроков можете скачать ЗДЕСЬ
Вы также можете посмотреть видеоверсию этого урока:


Предыдущие уроки:
Урок 1 Создание РЧ-объектов в топологии и схеме

Присоединяйтесь к нам в соц. сетях:
Telegram-канал
Telegram-чат
YouTube

Филипов Богдан pbo, Product Manager по решениям PADS в компании Нанософт.

РЧ-, СВЧ-платы являются одним из самых быстрорастущих секторов в производстве печатных плат. С увеличением количества датчиков IoT, беспроводной электроники и смартфонов легко понять, почему. Но как узнать, работаете ли вы с РЧ или СВЧ-платой? Индустрия печатных плат считает, что любая плата, работающая на частоте выше 100 МГц, является РЧ-платой. Все, что приближается к 2 ГГц, является СВЧ.

Урок 4 Расширенные возможности трассировки РЧ-цепей

В этом уроке мы рассмотрим специальные возможности PADS Professional для трассировки радиочастотных каналов.

1. Дважды кликните по иконке PADS Pro Designer VX.2.x на рабочем столе или выберите
   Меню ПУСК > PADS Pro Tools VX.2.x > PADS Pro Designer VX.2.x.
2. На стартовой странице PADS Professional Designer нажмите кнопку Open и откройте
   C:\RF Design\Lesson4\PCB\Lesson4.pcb.
   
   • Если появится диалоговое окно лицензирования, убедитесь, что опция PADS Professional RF Design установлена, и нажмите OK
     
     
     
3. Убедитесь, что выбрана схема отображения RF Routing. Это обеспечит видимость панели инструментов RF
4. Доступны 2 специальных инструмента трассировки РЧ-цепей: Add Meander и Route Meander. Опции Add и Route очень похожи по функционалу. Add обеспечивает более точный контроль и поддерживает специальную опцию для тюнинга проводников. Route более прост и удобен в использовании, но в некоторых случаях его функционала может оказаться недостаточно. В этом уроке мы будем использовать оба этих инструмента:
   
   • Для трассировки антенны TX мы будем использовать инструмент Add Meander. Выберите Add Meander на панели инструментов RF
     
     
     
   • Кликните по пину TX2 усилителя в корпусе BGA, как показано на картинке:
     
     
     
   • По умолчанию Corner Type установлен на Miter. Измените значение на Free Radius и проложите трассу от пина до антенны. Обратите внимание на то каким образом прокладывается трасса
   • Отмените последнее действие. Выполните трассировку заново, но в этот раз установите Corner Type = Miter. Не забудьте установить контрольную точку перед соединением с самой антенной для того чтобы уменьшить длину тейпера
5. Теперь давайте проложим трассу для TX1, одновременно согласовав ее длину с TX2 при помощи серпантина
   
   • Если функция не активна, снова выберите Add Meander на панели инструментов
   • Кликните по пину TX1 и начните трассировку
   • Кликните, чтобы зафиксировать трассу (установить контрольную точку) напротив входа антенны
   • Во время трассировки вернитесь в диалоговое окно Meander и измените General Mode на Serpentine
   • Вы должны увидеть серпантин (змейку) там где уже проложена трасса. Настройте параметры серпантина следующим образом:
     
     • Length: 150
     • Slope Height: 20
     • Gap Width: 50
       
       
       
   • Подключите трассу к антенне. Не забудьте установить контрольную точку непосредственно перед соединением с самой антенной, чтобы минимизировать влияние тейпера
   • Вы должны получить следующий результат:
     
     
     
6. Давайте проделаем некоторые изменения с трассой
   
   • Выделите трассу TX2
   • Кликните ПКМ и выберите RF Parameters
   • Для настройки угловой конусности (corner taper) кликните по полю Miter % и установите значение 60
   • Нажмите Apply
     
     
     
7. Теперь нужно проверить и подкорректировать добавленный серпантин. С помощью диалога RF Parameters можно проверить длину проводника для TX2 и TX1. Для изменения длины серпантина используйте функцию Edit Meander:
   
   • Выделите верхний сегмент серпантина
   • Кликните ПКМ и выберите Edit Meander
   • Теперь Вы можете отодвинуть верхний сегмент серпантина вверх, чтобы увеличить длину проводника. Отрегулируйте до тех пор, пока длина не будет в пределах 10 mils от ТХ2
     
     
     
8. После того как мы растрассировали TX сигналы теперь можно перейти к RX. Для трассировки этих 4-х цепей мы будем использовать инструмент Route Meander:
   
   • Активируйте инструмент Route Meander
     
     
     
   • Ознакомьтесь с диалоговым окном настроек, но не вносите никаких изменений
   • Выберите одну из цепей RX и проложите трассу от пина усилителя (BGA) до порта антенны
   • Повторите этот процесс для всех 4 цепей
     
     
     
9. Вы также можете использовать стандартные возможности трассировки для работы с РЧ-объектами
   
   • Удалите одну из проложенных трасс
     
     • Просто кликните ЛКМ по трассе, указанной на картинке
       
       
       
     • Нажмите кнопку Delete на клавиатуре
   • Нажмите F3, чтобы активировать интерактивную трассировку
     
     • Проложите трассу от усилителя (BGA) к порту антенны
10. Обычный проводник может быть преобразован в РЧ-меандр, чтобы вы могли применять расширенные правила или добавлять скосы углов
    
    • Чтобы выделить весь проводник кликните по сегменту, показанном на рисунке
    • Кликните ПКМ и выберите Selection > Add Partially Selected Traces
      
      
      
    • Кликните ПКМ еще раз и выберите Convert to Meander
    • В диалоговом окне Convert Trace to Meander выберите из списка Group значение PA
    • Нажмите Convert
      
      
      
    • Вокруг трассы появятся области правил подобно тем проводникам, что вы уже растрассировали.
11. На этом урок 4 завершен.

Тестовые 30-дневные лицензии можно запросить ЗДЕСЬ
Материалы для этого и последующих уроков можете скачать ЗДЕСЬ
Вы также можете посмотреть видеоверсию этого урока:


Предыдущие уроки:
Урок 3 Настройка правил проектирования для РЧ-объектов
Урок 2 Обновление схемы и размещение РЧ-объектов на плате
Урок 1 Создание РЧ-объектов в топологии и схеме

Присоединяйтесь к нам в соц. сетях:
Telegram-канал
Telegram-чат
YouTube

Филипов Богдан pbo, Product Manager по решениям PADS в компании Нанософт.

В современных электронных устройствах быстродействующие цифровые и аналоговые схемы часто оказываются в непосредственной близости от нескольких радиочастотных модулей на одной печатной плате. При разработке сложных системных проектов до 75% времени может уходить на радиочастотную часть, что делает необходимым поиск способов повышения эффективности этого процесса.

В этом цикле обучающих статей я познакомлю вас с основными инструментами опции PADS Professional, которая предоставляет независимым инженерам и группам разработчиков мощные возможности проектирования РЧ-, СВЧ- устройств.

Проектирование печатных РЧ-, СВЧ-плат требует соблюдения большого количества нюансов, специфичных для этой области электроники. Для того чтобы учесть все эти нюансы необходимы высоко интегрированные решения, которые помогут вам сократить время разработки и повысить ее надежность.

1. PADS Professional Layout оптимизирован под разработку РЧ-трактов и предоставляет пользователю мощный набор инструментов для их проектирования
2. Существует большое различие между использованием инструментов, которые просто поддерживают работу с РЧ-объектами, и использованием инструментов, которые действительно интеллектуально распознают все РЧ-, СВЧ-элементы
3. Прямая интеграция с ведущими инструментами для РЧ-, СВЧ-проектирования как на этапе создания схемы, так и при проектировании топологии избавляет от ручной передачи данных
   
   • Проектируйте при помощи Keysight ADS или National Instruments AWR, затем импортируйте схему и/или топологию в PADS Pro
   • Проектируйте с помощью PADS Pro, а затем экспортируйте схему и/или топологию в Keysight ADS или National Instruments AWR для электромагнитного моделирования.
     
     
   • Для удобства использования сторонних инструментов РЧ/СВЧ разработки можно настроить единую среду проектирования для поддержки синхронизации библиотек и обмена информацией о схеме.
4. Возможности параметрического изменения свойств РЧ-элементов и их автоматической компоновки помогают пользователю при проектировании сложных устройств
5. Устранение ошибок благодаря динамическому обновлению базы проекта
6. Сокращение сроков разработки благодаря параллельному проектированию радиочастотных каскадов и печатной платы
7. Эффективное взаимодействие между разработчиками ВЧ/СВЧ и ПП
8. Снижение стоимости продукции благодаря улучшению технологичности перед запуском в серию

Урок 1 Создание РЧ-объектов в топологии и схеме

В этом уроке вы импортируете DXF-форму полосковой антенны, преобразуете ее в РЧ-объект и создадите на его основе символ, который будет использоваться в схеме.

1. Дважды кликните по иконке PADS Pro Layout VX.2.x на рабочем столе или выберите
   Меню ПУСК > PADS Pro Tools VX.2.x > PADS Pro Layout VX.2.x.
2. На стартовой странице PADS Professional Layout нажмите кнопку Open и откройте
   C:\RF Design\Lesson1\PCB\Lesson1.pcb.
   
   • Если появится диалоговое окно лицензирования, убедитесь, что опция PADS Professional RF Design установлена, и нажмите OK
     
     
     
3. Для упрощения настройки рабочего пространства активируйте схему отображения RF Routing, которая добавит панель инструментов для РЧ/СВЧ разработки
   
   • На главной панели инструментов раскройте список схем отображения
   • Выберите схему RF Routing
     
     
     
4. Далее, нам нужно импортировать DXF полосковой антенны
   
   • Перейдите в меню File > Import > DXF
   • В диалоговом окне DXF Import нажмите на три точки напротив DXF Filename
   • Откройте файл C:\RF Design\Lesson1\RFDemoPatch.dxf
   • В поле DXF Cell Name введите DXF_PatchAnt
   • Введите DXF_PatchAnt в разделе DXF Layer mapping > User Layers
   • Установите галочку в DXF Layer mapping > DXF Layer Names
     
     
     
   • Нажмите OK. Вы увидите следующее
     
     
     
5. Вы должны увидеть, что антенна появилась слева от печатной платы. Для лучшей визуализации антенны, давайте изменим ее цвет
   
   • Откройте панель Display Control
   • Выберите вкладку Fab
   • Пролистайте вниз до раздела User Draft Layers
   • Кликните по цветовому полю рядом с DXF_PatchAnt и выберите светлый цвет
     
     
     
6. Теперь мы преобразуем этот рисованный объект в в радиочастотный объект
   
   • Приблизьте область с антенной и выделите ее
   • Перейдите в меню RF > Convert > Drawing Cell to RF Shape
     
     
     
     
     
     
     
     
7. Теперь вокруг антенны появится контур, указывающий на то, что она была преобразована. Эти линии вокруг антенны показывают области правил. Перед созданием схематического символа нам нужно добавить радиочастотный порт, который будет использоваться в качестве пина
   
   • Включите инструмент привязки Snap, чтобы быть уверенными в том, что мы разместим порт точно на границе объекта в его средней точке
     
     • Кликните ПКМ и выберите Snap > Toggle Hover Snap
       
       
       
   • Нажмите на иконку Add Edge Node на панели RF. Это также можно сделать из меню правой кнопки мыши
     
     
     
   • Приблизьте левый конец антенны
   • Поместите курсор на левый край антенны и кликните ЛКМ. При этом будет выбрана только что созданная антенна
   • Кликните вблизи центра линии, когда курсор привяжется к краю средней точки
   • Появится диалоговое окно Add Edge Node. Из выпадающего списка Nets выберите RX1.
   • Нажмите Apply
     
     
     
8. Теперь мы можем создать схематический символ из нашего РЧ-объекта.
   
   • Откройте Component Explorer
   • Под Lesson1 кликните ПКМ по DXF_PatchAnt
   • Из контекстного меню выберите Generate Library Shape
     
     
     
   • Нажмите OK
9. На этом урок 1 завершен.

Тестовые 30-дневные лицензии можно запросить ЗДЕСЬ
Материалы для этого и последующих уроков можете скачать ЗДЕСЬ
Вы также можете посмотреть видеоверсию этого урока:

Присоединяйтесь к нам в соц. сетях:
Telegram-канал
Telegram-чат
YouTube

Филипов Богдан pbo, Product Manager по решениям PADS в компании Нанософт.