Новости PCB - Микроволновые схемы и их печатные платы.

О программном обеспечении для автоматизированного проектирования (САПР) и сетевом анализаторе

Для проектирования высокочастотных схем уже существует хорошее программное обеспечение САПР. Его мощные возможности позволяют преодолеть недостатки, связанные с опытом проектирования и трудоемкими вычислениями для извлечения параметров. В сочетании с мощными сетевыми анализаторами любой человек с небольшим опытом должен быть способен создавать более качественные радиочастотные компоненты. Однако это не всегда так.

Программное обеспечение для проектирования САПР опирается на мощные библиотеки параметров компонентов и базовые технические характеристики, предоставляемые большинством мировых производителей радиооборудования. Многие инженеры-радиочастотники ошибочно полагают, что, используя это программное обеспечение для проектирования, серьезных проблем не возникнет. Но реальные результаты всегда оказываются неожиданными. Причина в том, что они теряют гибкость применения основных концепций проектирования высокочастотных печатных плат из-за неправильного понимания, а также накопленного опыта применения основных принципов проектирования. В результате они часто совершают основные ошибки при использовании программных инструментов.

Высокочастотная печатная плата

Программное обеспечение для проектирования радиочастотных схем (CAD) — это прозрачное программное обеспечение для визуализации, использующее различные высокочастотные базовые модели, в отличие от библиотеки моделей, для создания аналогового представления фактического состояния схемы. На этом этапе мы уже можем понять ключевые аспекты. Существует два типа базовых высокочастотных конфигурационных моделей: модель компонента в виде плотных параметров и модель частичной функции в традиционном проектировании. Таким образом, возникают следующие проблемы:

(1) Модели компонентов разрабатывались для взаимодействия с программным обеспечением CAD в течение длительного времени и становятся все более сложными. На практике можно в основном доверять достоверности модели. Однако условия применения, рассматриваемые в моделях компонентов (особенно электрическая среда, в которой применяются компоненты), являются типичными значениями. В большинстве случаев необходимо использовать опыт для определения ряда параметров применения, иначе без помощи программного обеспечения CAD фактические результаты иногда будут даже отличаться от результатов проектирования.

(2) Традиционные высокочастотные базовые модели распределения, созданные в САПР-программном обеспечении, обычно ограничены предсказуемостью текущих условий применения и могут быть ограничены только базовой функциональной моделью (в противном случае для разработки продукта не потребовался бы персонал, и все это было бы основано только на САПР).

(3) Особенно примечательно, что типичная функциональная модель строится на основе типичных применений компонентов, типичных полных технологических процессов (включая изготовление печатных плат), и ее производительность также находится на «высоком уровне».

Но в действительности это полная имитация, и модель далека от идеала. Причина в том, что, хотя выбранные компоненты печатной платы и их параметры одинаковы, их общая среда питания различается. В низкочастотных или цифровых схемах это небольшое различие не является большой проблемой, но в радиочастотных схемах часто возникают фатальные ошибки.

Существуют два типа сетевых анализаторов: скалярные и векторные, которые необходимы для проектирования радиочастотных схем. Обычно для завершения проектирования схемы и печатной платы (или с помощью САПР) комбинируют основные концепции и принципы проектирования радиочастотных схем, выполняют прототипирование и сборку образцов печатной платы по мере необходимости, а затем используют сетевой анализатор для проектирования каждого звена. Только с помощью сетевого анализа можно оптимизировать схему.

Однако цена этой работы — фактическое производство как минимум 3-5 версий печатной платы. Без базовых принципов проектирования печатных плат и основных концепций потребуется больше версий печатной платы (или проектирование вообще не удастся завершить).

Как видно из вышеизложенного:

(1) В процессе использования сетевого анализатора для анализа радиочастотной схемы необходимо иметь полное представление о концепциях и принципах проектирования печатных плат высокочастотных схем, а также четко понимать результаты анализа дефектов проектирования печатных плат. Только этот пункт требует от инженеров соответствующего профиля значительного опыта.

(2) В процессе анализа прототипных сетевых каналов необходимо опираться на опыт и навыки проведения экспериментов для построения локальной функциональной сети. Это связано с тем, что во многих случаях дефекты схем, обнаруженные с помощью сетевых анализаторов, могут иметь несколько причин одновременно, поэтому построение локальных функциональных сетей необходимо для анализа и тщательного выявления причин.

При построении таких высокочастотных схем необходимо опираться на четкий опыт проектирования радиочастотных схем и квалифицированные принципы проектирования печатных плат.