Mikrowellen-Technik - Mehrere Schlüsselpunkte des Hochfrequenz-Leiterplattendesigns

Obwohl es viele theoretische Unsicherheiten in der Gestaltung von HF-Leiterplatten, Es gibt noch viele Regeln, die bei der Gestaltung von HF-Leiterplattes. Allerdings, im spezifischen Design, Die wirkliche und nützliche Methode ist, wenn diese Regel aufgrund verschiedener Einschränkungen nicht implementiert werden kann, wie man eine Kompromisslösung für sie entwickelt. Dieser Artikel konzentriert sich auf verschiedene Probleme im Zusammenhang mit dem Design der HF-Leiterplatte Partition. .
01 Types of micro vias
Circuits with different characteristics on Hochfrequenz-Leiterplattenmuss getrennt werden, aber wenn sie nicht unter den besten Bedingungen angeschlossen sind, die Störsignale verursachen, Mikrovias müssen verwendet werden. Allgemein, der Durchmesser der Mikrodurchgänge ist 0.05mm~0.22mm. Solche Vias sind im Allgemeinen in drei Kategorien unterteilt, nämlich, Blindviacolor, Buryvia und Throughvia. Begrabene Löcher befinden sich auf der oberen und unteren Oberflächenschicht der Leiterplatte. Sie haben eine bestimmte Tiefe für die Verbindung zwischen der Oberflächenroute und der unteren Innenroute. The depth of the hole generally does not exceed a certain ratio (diameter). Begrabenes Loch bezieht sich auf das Verbindungsloch in der inneren Schicht der Leiterplatte, die nicht einfach auf die Oberfläche der Leiterplatte zu verbreitern ist. Die beiden wichtigsten Arten von Löchern befinden sich in der inneren Schicht der Leiterplatte, und der vergrabene Lochbildungsprozess wird vor der Laminierung verwendet. Während des gesamten Prozesses der Erzeugung der Durchgangslöcher, Sie werden sich weiterhin überlappen und eine gute Arbeit mit mehreren inneren Schichten machen. Der dritte Typ wird begraben Loch genannt. Diese Art von Loch kreuzt alle Leiterplatten und kann verwendet werden, um interne Verschaltung zu vervollständigen oder als Präzisionspositionierloch für Bauteilhaftung.
02 Choose partition method
When Designing the HF-Leiterplatte, try to protect the high-power RF amplifier (HPA) and low-noise amplifier (LNA). Einfach ausgedrückt, Lassen Sie die Hochleistungs-HF-Sendeschaltung die rauscharme Empfangsschaltung beseitigen. Wenn es viel Innenraum auf der Leiterplatte gibt, dies kann leicht sichergestellt werden. Allerdings, wenn es viele Teile und Komponenten gibt, der Innenraum von Leiterplattenherstellung wird nicht groß sein, so kann es nicht getan werden. Kann sie auf beiden Seiten des Leiterplatte, oder lassen sie die Arbeit ersetzen, statt eines anderen Werkes. Sometimes high-power circuits can also include RF buffers and voltage-controlled oscillators (VCO).
Das Designfach kann in physische Trennung und elektrische Trennung unterteilt werden. Der Schlüssel zur physischen Partitionierung beinhaltet das vernünftige Layout, Ausrichtung, und Abschirmung von Bauteilen; Trennwände für elektrische Geräte können in Stromverteilung unterteilt werden, HF-Verkabelung, empfindlichere Schaltungen und Datensignale, und Erdungseinrichtungen.
03 physical partition
A reasonable layout of components is important to complete an excellent RF design. Die effektivste Technik besteht darin, die Komponenten, die sich auf dem relativen Pfad des RF befinden, zuerst zu fixieren und ihre Richtung anzupassen, um die Länge des relativen Pfades des RF zu minimieren. Und machen Sie den HF-Eingang, um HF-Ausgang zu eliminieren, und versuchen, Hochleistungs- und rauscharme Schaltungen zu eliminieren.
Die effektivste Leiterplattenstapel-Methode besteht darin, die Haupterdungseinrichtung auf der zweiten Schicht unter der Oberfläche zu verteilen, und versuchen, die HF-Linie auf die Oberfläche zu setzen. Die Minimierung der Durchgangsgröße auf dem HF-relativen Pfad kann nicht nur die relative Pfadininduktivität reduzieren, aber auch die leeren Lötstellen auf der Hauptgrundebene reduzieren, und verringern die Wahrscheinlichkeit, dass HF kinetische Energie an andere Bereiche im Stapel ausläuft.
Im physischen Innenraum, Lineare Schaltungen wie Mehrstufenverstärker können im Allgemeinen mehrere HF-Zonen voneinander abschirmen, aber Duplexer, Mischer, und Hochfrequenzverstärker hatten schon immer mehrere HF/IF-Datensignale miteinander. Auswirkungen, Daher muss darauf geachtet werden, diese Gefahr zu minimieren. HF- und IF-Verkabelung sollte so weit wie möglich gekreuzt werden, und eine Gesamtfläche der Erdungseinrichtung sollte so weit wie möglich zwischen ihnen getrennt werden. Der richtige HF-relative Pfad ist sehr kritisch für die Eigenschaften eines Ganzen Leiterplatte, Deshalb macht das vernünftige Layout der Komponenten in der Regel die meiste Zeit im Mobiltelefon aus Leiterplatte design.
Auf dem Handy Leiterplatte, Es ist im Allgemeinen möglich, die rauscharme Verstärkerschaltung auf einer Seite der Leiterplattenprofing-Platine zu platzieren, und der Hochleistungsverstärker auf der anderen Seite, und schließlich bedeutet, dass der Duplexer sie mit der RF-Funkantenne auf der gleichen Oberfläche verbindet. Ein Ende der CPU und das andere Ende des Basisbandes CPU. Dies erfordert einige Methoden, um sicherzustellen, dass die kinetische HF-Energie nicht leicht Vias bedeutet, die von einer Seite der Platine auf die andere übertragen werden. Die übliche Technik besteht darin, begrabene Vias auf beiden Seiten anzuwenden. Es kann bedeuten, dass die vergrabenen Durchkontaktierungen Bereichen zugeordnet werden, in denen die doppelseitige Leiterplatte nicht durch HF beeinflusst wird, um die schädlichen Auswirkungen von Vias zu minimieren.

04 Metal shield
Sometimes, Es ist unwahrscheinlich, ausreichende Unterschiede zwischen mehreren Schaltungsblockketten beizubehalten. In solchen Situationen, Es ist notwendig, die Verwendung eines Metallschildes zu erwägen, um die kinetische Energie der Frequenzstrahlung im HF-Bereich abzuschirmen, aber der Metallschild ist auch defekt. Antworten, z.B.: Herstellungs- und Installationskosten sind hoch.
Die Metallschirmabdeckung mit unregelmäßigem Erscheinungsbild kann keine hohe Präzision während der Produktion gewährleisten. Die quadratische oder quadratische Metallabschirmung schränkt auch die vernünftige Anordnung der Komponenten ein; Die metallische Abschirmabdeckung ist nicht gut für den Austausch von Komponenten und die Bewegung von häufigen Fehlern; Die Abdeckung muss mit der Straßenoberfläche verschweißt werden, und muss einen angemessenen Abstand zu den Komponenten halten, so muss es den wertvollen Innenraum des Leiterplatte.
Es ist sehr wichtig, die Details des Metallschildes so gut wie möglich zu gewährleisten. Daher, Die große digitale Stromleitung, die in den Metallschild eintritt, sollte so weit wie möglich in der inneren Schicht geführt werden, und es ist am besten, die nächste Schicht der Datensignalrouteschicht auf eine geerdete Struktur zu setzen. Die HF-Stromleitung kann von dem kleinen Spalt an der Unterseite des Metallschildes und der Verdrahtungsschicht an der Öffnung der Erdungseinrichtung geführt werden, aber die Peripherie der Öffnung sollte möglichst von der Gesamtfläche vieler Erdungseinrichtungen umgeben sein. Die Erdungseinrichtung auf der verschiedenen Datensignalschicht kann geroutet werden. Es bedeutet, dass mehrere Vias miteinander verbunden sind. Trotz der oben genannten Nachteile, Das Metallschild ist immer noch sehr vernünftig und ist oft die einzige Lösung, um wichtige Schaltkreise zu schützen.
05 Power decoupling circuit
Appropriate and reasonable integrated ic power decoupling (decouple) circuit is also critical. Viele HF-integrierte ICs, die lineare Routen enthalten, reagieren sehr empfindlich auf das Rauschen der Stromversorgung. Allgemein, Jeder integrierte IC muss bis zu vier Kondensatoren und eine Schutzinduktivität auswählen, um alle Stromversorgungsgeräusche herauszufiltern.
Der Mindestkondensatorwert liegt in der Regel in der eigenen Reihenresonanz und Pin-Induktivität des Kondensators, und der Wert von C4 entsprechend gewählt wird. Die Werte von C3 und C2 sind aufgrund der Korrelation der eigenen Pin-Induktivitäten relativ groß, und der tatsächliche Effekt der HF-Entkopplung ist schlechter, Sie eignen sich jedoch besser zum Herausfiltern von niederfrequenten Rauschdaten-Signalen. Die HF-Entkopplung erfolgt über den Induktor L1, Das verhindert, dass das HF-Datensignal vom Netzstecker an den integrierten IC gekoppelt wird. Da die gesamte Verkabelung eine potenzielle drahtlose Antenne ist, die HF-Datensignale annehmen und senden kann, Es ist notwendig, die HF-Signale von Schlüsselkreisen und Komponenten zu schützen.
Die physikalische Lage solcher Entkopplungskomponenten ist in der Regel ebenfalls wichtig. Die vernünftigen Layoutstandards für diese vielen Schlüsselkomponenten sind: C4 muss so nah wie möglich am IC-Pin und der Erdungseinrichtung sein, C3 muss in der Nähe von C4 liegen, C2 muss in der Nähe von C3 liegen, und die Anschlussverdrahtung zwischen IC-Pin und C4 sollte so kurz wie möglich sein. The grounding device end (especially C4) should generally mean that the first grounding structure under the surface is connected to the grounding device foot of the integrated ic. Das Durchgangsloch, das das Bauteil und die Bodenstruktur verbindet, sollte so nah wie möglich an der Bauteillötschicht auf der Leiterplatte. Es ist am besten, das vergrabene Loch auf der Lötschicht zu verwenden, um die Induktivität der Elektrodenverbindungsleitung zu minimieren. Die Induktivität L1 sollte nahe an C1 liegen.
An integrierte Leiterplatte or amplifier often has a collector junction output (opencollector), so a pullup inductor (pullupinductor) is necessary to show a high characteristic impedance RF load and a low characteristic impedance DC stabilized power supply, Der gleiche Standard ist auch anwendbar Es ist anwendbar, um das Leistungsende dieser Induktivität zu entkoppeln. Einige integrierte ICs müssen über mehrere Netzteile verfügen, bevor sie funktionieren können, So werden zwei oder drei Sätze von Kondensatoren und Induktoren benötigt, um sie zu entkoppeln. Wenn nicht genügend Platz um den integrierten IC herum vorhanden ist, die tatsächliche Auswirkung der Entkopplung wird schlecht sein. Insbesondere, Es muss beachtet werden, dass es sehr wenige Induktivitäten gibt, die parallel zueinander sind. Da dies einen Luft-Kern-Transformator erzeugt und elektromagnetische Störungen durch gegenseitige magnetische Induktion verursacht, Der Abstand zwischen ihnen muss mindestens der Höhe und Breite eines von ihnen entsprechen. Verhältnis, oder in einem schrägen Winkel bestellen, um seine gegenseitige Induktivität zu minimieren.