Elektronisches Design - Regeln für HF-Schaltungen der HDI-Leiterplatte

Regeln für HF-Schaltungen der HDI-Leiterplatte

Although diere are still many uncertainties in the design of radio frequency (RF) Leiterplattes in der Theorie, Es gibt noch viele Regeln, die bei der Gestaltung von HF-Leiterplatten.

Allerdings, im tatsächlichen PCB-Design, Die wirklich praktische Fähigkeit besteht darin, diese Regeln auszutauschen, wenn sie aufgrund verschiedener Einschränkungen nicht umgesetzt werden können.. Dieser Artikel konzentriert sich auf verschiedene Fragen im Zusammenhang mit dem Design der HF Leiterplatte Partition.

1. Arten von Micro-Vias Schaltungen mit unterschiedlichen Eigenschaften auf der Leiterplatte muss getrennt werden, aber sie müssen unter besten Bedingungen ohne elektromagnetische Störungen angeschlossen werden. Dies erfordert die Verwendung von Microvias.

Normalerweise ist der Durchmesser der Mikrodurchgänge 0.05mm~0.20mm. Diese Vias werden im Allgemeinen in drei Kategorien unterteilt, nämlich blinde Vias, begraben Vias und durch Vias.

Blind Vias befinden sich auf der Ober- und Unterseite der Leiterplatte und haben eine bestimmte Tiefe. Sie werden verwendet, um die Oberflächenlinie und die darunterliegende innere Linie zu verbinden. Die Tiefe der Bohrung überschreitet in der Regel nicht ein bestimmtes Verhältnis (Blende).

Begrabene Durchkontaktierungen beziehen sich auf die Verbindungslöcher in der inneren Schicht der Leiterplatte, die sich nicht bis zur Oberfläche der Leiterplatte erstrecken.

Die oben genannten beiden Arten von Bohrungen befinden sich in der inneren Schicht der Leiterplatte und werden vor dem Laminieren durch einen Durchgangslochformungsprozess vervollständigt, und während der Bildung des Durchgangs können mehrere innere Schichten überlappt werden.

Der dritte Typ wird ein Durchgangsloch genannt, das die gesamte Leiterplatte durchdringt und für die interne Verschaltung oder als klebendes Positionierloch für Bauteile verwendet werden kann.

2. Beim Entwerfen der HF-Leiterplatte unter Verwendung der Trenntechnik sollten der Hochleistungs-HF-Verstärker (HPA) und der rauscharme Verstärker (LNA) so weit wie möglich getrennt werden. Einfach ausgedrückt, ist es, die Hochleistungs-HF-Sendeschaltung von der rauscharmen Empfangsschaltung fernzuhalten.

Wenn auf der Leiterplatte viel Platz ist, kann dies leicht geschehen.

Aber in der Regel, wenn es viele Komponenten gibt, the Leiterplattenherstellung Platz wird sehr klein, das ist schwer zu erreichen.

Sie können sie auf beiden Seiten der Leiterplatte platzieren oder sie abwechselnd arbeiten lassen, anstatt gleichzeitig zu arbeiten.

Hochleistungsschaltungen umfassen manchmal HF-Puffer und spannungsgesteuerte Oszillatoren (VCO).

Entwurfsabteilung kann in physische Aufteilung und elektrische Aufteilung unterteilt werden.

Physische Partitionierung umfasst hauptsächlich Probleme wie Bauteillayout, Ausrichtung und Abschirmung; Die elektrische Trennung kann weiterhin in Stromverteilung, HF-Verdrahtung, empfindliche Schaltungen und Signale und Erdung unterteilt werden.

3. Physische Aufteilung. Das Layout der Komponenten ist der Schlüssel zu einem exzellenten HF-Design. Die effektivste Technik besteht darin, die Komponenten auf dem HF-Pfad zu fixieren und ihre Position anzupassen, um die Länge des HF-Pfades zu minimieren.

Und halten Sie den HF-Eingang fern vom HF-Ausgang und so weit wie möglich von Hochleistungs-Schaltungen und rauscharmen Schaltungen.

Die effektivste Leiterplattenstapel-Methode besteht darin, den Hauptgrund auf der zweiten Schicht unter der Oberfläche anzuordnen und die HF-Linie so weit wie möglich auf der Oberfläche zu routen.

Die Minimierung der Größe der Durchkontaktierungen auf dem HF-Pfad reduziert nicht nur die Pfadinduktivität, sondern reduziert auch die virtuellen Lötstellen auf dem Hauptgrund und verringert die Wahrscheinlichkeit, dass HF-Energie in andere Bereiche des Laminats ausläuft.

Im physikalischen Raum reichen lineare Schaltungen wie mehrstufige Verstärker normalerweise aus, um mehrere HF-Zonen voneinander zu isolieren, aber Duplexer, Mischer und Zwischenfrequenzverstärker haben immer mehrere HF/IF-Signale, die sich gegenseitig stören. Daher muss darauf geachtet werden, diesen Effekt zu minimieren.

Die RF- und 丨F-Spuren sollten so weit wie möglich gekreuzt werden, und eine Erdungsfläche sollte so weit wie möglich dazwischen platziert werden.

Der richtige HF-Pfad ist sehr wichtig für die Leistung der gesamten Leiterplatte, weshalb das Bauteillayout in der Regel die meiste Zeit im Mobiltelefon-Leiterplattendesign beansprucht.

Auf dem Handy Leiterplatte, Normalerweise kann die rauscharme Verstärkerschaltung auf einer Seite der Leiterplatte platziert werden, und der Hochleistungsverstärker ist auf der anderen Seite platziert, und schließlich werden sie mit der HF-Antenne auf der gleichen Seite durch einen Duplexer verbunden. Ein Ende und das andere Ende des Basisbandprozessors.

Dies erfordert etwas Geschick, um sicherzustellen, dass HF-Energie nicht durch die Durchkontaktierungen von einer Seite der Platine zur anderen fließt. Eine gängige Technik besteht darin, blinde Vias auf beiden Seiten zu verwenden. Es ist möglich, die negativen Auswirkungen von Durchkontaktierungen zu minimieren, indem blinde Durchkontaktierungen in Bereichen angeordnet werden, die nicht HF-Interferenzen auf beiden Seiten der Leiterplatte unterliegen.

4. Metallschutzabdeckung Manchmal ist es unmöglich, genügend Trennung zwischen mehreren Schaltungsblöcken zu halten. In diesem Fall ist es notwendig, die Verwendung einer Metall-Abschirmabdeckung zu erwägen, um die Hochfrequenzenergie im HF-Bereich abzuschirmen, aber Metall-Abschirmabdeckung hat auch Nebenwirkungen, wie: Herstellungs- und Montagekosten sind hoch.

Bei der Herstellung von Metallabschirmungen mit unregelmäßigen Formen ist es schwierig, eine hohe Präzision zu gewährleisten. Rechteckige oder quadratische Metallabschirmungen schränken auch das Layout der Komponenten ein;

Die Metallschirmabdeckung ist nicht förderlich für den Bauteilaustausch und Fehlerverschiebung; Da die metallische Abschirmabdeckung auf der Erdungsfläche geschweißt und in einem angemessenen Abstand zu den Komponenten gehalten werden muss, nimmt sie wertvollen Platz auf der Leiterplatte ein.

Es ist sehr wichtig, die Integrität des Metallschildes so weit wie möglich zu gewährleisten. Daher sollten die digitalen Signalleitungen, die in den Metallschild eintreten, so weit wie möglich zur inneren Schicht gehen, und es ist am besten, die nächste Schicht der Signalschaltungsschicht als Masseschicht einzustellen.

Die HF-Signalleitung kann aus dem kleinen Spalt an der Unterseite des Metallschildes und der Verdrahtungsschicht am Erdspalt herausgeführt werden, aber der Spalt sollte so weit wie möglich von einer großen Erdfläche umgeben sein. Der Boden auf verschiedenen Signalschichten kann mehrere Durchgänge verwenden. Verknüpft.

Trotz der oben genannten Mängel sind Metallschirme immer noch sehr effektiv und oft die einzige Lösung, um kritische Schaltkreise zu isolieren.

5. Leistungsentkopplungsschaltung Eine angemessene und effektive Chipleistungsentkopplungsschaltung ist auch sehr wichtig.

Viele HF-Chips, die lineare Schaltungen integrieren, reagieren sehr empfindlich auf Leistungsrauschen. Normalerweise benötigt jeder Chip bis zu vier Kondensatoren und eine Isolationsinduktion, um alle Leistungsrauschen herauszufiltern.

Der minimale Kapazitätswert hängt normalerweise von der Resonanzfrequenz des Kondensators selbst und der Pin-Induktivität ab, und der Wert von C4 wird entsprechend ausgewählt.

Die Werte von C3 und C2 sind aufgrund ihrer eigenen Pin-Induktivität relativ groß, so dass der HF-Entkopplungseffekt schlechter ist, aber sie sind besser geeignet, niederfrequente Rauschsignale zu filtern.

Die HF-Entkopplung erfolgt durch den Induktor L1, der verhindert, dass das HF-Signal von der Stromleitung an den Chip gekoppelt wird.

Da alle Leiterbahnen eine potenzielle Antenne sind, die HF-Signale empfangen und übertragen kann, ist es notwendig, HF-Signale von Schlüsselkreisen und Komponenten zu isolieren.

Kritisch ist in der Regel auch die physische Lage dieser entkoppelnden Komponenten.

Die Layoutprinzipien dieser wichtigen Komponenten sind:

C4 muss so nah wie möglich am IC-Pin und geerdet sein, C3 muss C4 am nächsten sein, C2 muss dem C3 am nächsten sein, und die Verkabelung zwischen IC-Pin und C4 sollte so kurz wie möglich sein, the grounding terminals of these components (especially C4) Usually should be connected to the ground pin of the chip through the first ground layer under the Leiterplatte.

Die Durchkontaktierungen, die die Komponenten mit der Masseebene verbinden, sollten so nah wie möglich an den Bauteilpads auf der Leiterplatte sein. Es ist am besten, blinde Löcher auf den Pads zu verwenden, um die Induktivität der Anschlussdrähte zu minimieren. Die Induktivität L1 sollte nahe an C1 liegen.

Eine integrierte Schaltung oder ein Verstärker hat oft einen offenen Kollektorausgang, so dass ein Pullup-Induktor benötigt wird, um eine hochohmige HF-Last und eine niederohmige DC-Stromversorgung bereitzustellen. Das gleiche Prinzip gilt für diesen Induktor. Entkopplung der Stromversorgung.

Einige Chips benötigen mehrere Netzteile, um zu funktionieren, so dass zwei oder drei Sätze von Kondensatoren und Induktoren erforderlich sein können, um sie getrennt zu entkoppeln. Wenn nicht genügend Platz um den Chip herum vorhanden ist, kann der Entkopplungseffekt nicht gut sein.

Besonders zu beachten ist: Die Induktivitäten sind selten nah nebeneinander parallel, da dies einen Luft-Kern-Transformator bildet und Störsignale miteinander induziert, so dass der Abstand zwischen ihnen mindestens gleich der Höhe eines von ihnen sein muss, oder in einem rechten Winkel anordnen, um gegenseitige Induktivität zu minimieren.