Mikrowellen-Technik - Wie man HF-Effekt im PCB-Verbindungsdesign reduziert

Die Verbindung von Leiterplatte System mit Chip-zu-Leiterplatte, Verbindung innerhalb der Leiterplatte und Verbindung zwischen Leiterplatte und externen Geräten. Im HF-Design, Die elektromagnetischen Eigenschaften an der Verbindungsstelle sind eines der Hauptprobleme bei der technischen Planung. Dieses Papier stellt verschiedene Techniken der oben genannten drei Arten von Interconnect Design vor, einschließlich Installationsmethoden für Geräte, Isolierung der Verkabelung und Maßnahmen zur Reduzierung der Bleiinduktivität.

Es gibt Anzeichen dafür, dass Leiterplatten immer häufiger konstruiert werden. Da die Datenraten weiter steigen, drückt die für die Datenübertragung erforderliche Bandbreite auch die Signalfrequenzgrenze auf 1GHz oder höher. Diese Hochfrequenzsignaltechnologie, obwohl weit über die Millimeterwellentechnologie (30GHz) hinausgeht, beinhaltet HF- und Low-End-Mikrowellentechnologie.

HF-Engineering-Konstruktionsmethoden müssen in der Lage sein, die stärkeren elektromagnetischen Feldeffekte zu bewältigen, die typischerweise bei höheren Frequenzen erzeugt werden. Diese elektromagnetischen Felder können Signale auf benachbarten Signalleitungen oder Leiterplattenleitungen induzieren, unerwünschtes Übersprechen (Interferenzen und Gesamtrauschen) verursachen und die Systemleistung beeinträchtigen. Backloss wird hauptsächlich durch Impedanzanpassung verursacht, die den gleichen Effekt auf das Signal hat wie additive Rauschen und Interferenzen.

Hohe Rücklaufverluste haben zwei negative Auswirkungen: 1. Das Signal, das zurück zur Signalquelle reflektiert wird, erhöht das Rauschen des Systems, wodurch es für den Empfänger schwieriger wird, Rauschen vom Signal zu unterscheiden; 2.2. Jedes reflektierte Signal beeinträchtigt im Wesentlichen die Qualität des Signals, da sich die Form des Eingangssignals ändert.

Obwohl digitale Systeme sehr fehlertolerant sind, weil sie nur 1- und 0-Signale verarbeiten, bewirken die Oberschwingungen, die bei steigendem Puls mit hoher Geschwindigkeit erzeugt werden, dass das Signal bei höheren Frequenzen schwächer wird. Obwohl die Forward-Fehlerkorrektur einige der negativen Auswirkungen beseitigen kann, wird ein Teil der Systembandbreite verwendet, um redundante Daten zu übertragen, was zu Leistungseinbußen führt. Eine bessere Lösung besteht darin, HF-Effekte zu haben, die helfen, anstatt die Signalintegrität zu beeinträchtigen. Die Gesamtrücklaufdämpfung bei der Frequenz des digitalen Systems (in der Regel die schlechteren Datenpunkte) beträgt -25dB, äquivalent zu einem VSWR von 1.1.

PCB-Design zielt darauf ab, kleiner, schneller und kostengünstiger zu sein. Bei RFPCB begrenzen Hochgeschwindigkeitssignale manchmal die Miniaturisierung von Leiterplattendesigns. Gegenwärtig besteht die Hauptmethode zur Lösung des Kreuzungsproblems darin, Erdungsverbindungsmanagement durchzuführen, Abstand zwischen der Verdrahtung zu führen und die Bleiinduktivität zu reduzieren. Die wichtigste Methode zur Reduzierung der Rücklaufverluste ist die Impedanzanpassung. Diese Methode umfasst die effektive Verwaltung von Isoliermaterialien und die Isolierung von aktiven Signalleitungen und Erdungsleitungen, insbesondere zwischen dem Zustand der Signalleitung und Masse.

Da Interconnect das schwache Glied in der Schaltungskette ist, sind im HF-Design die elektromagnetischen Eigenschaften des Interconnect-Punktes das Hauptproblem des Engineering-Designs. Jeder Verbindungspunkt sollte untersucht und die bestehenden Probleme gelöst werden. Die Leiterplatte in der Verbindung umfasst Chip-zu-Leiterplatte-Verbindung, PCB-Verbindung und Signaleingang-/Ausgangsverbindung zwischen Leiterplatte und externen Geräten.