PCB-Neuigkeiten - Die Methode des Handys PCB Board Designs

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

1 Wir diskutieren das Problem der physischen Partitionierung. Das Bauteillayout ist der Schlüssel zu einem guten HF-Design. Die effektivste Technik besteht darin, zuerst die Komponenten auf dem HF-Pfad zu fixieren und ihre Ausrichtung anzupassen, um die Länge des HF-Pfades zu minimieren, den Eingang vom Ausgang fernzuhalten und so weit wie möglich Erdtrennung von Hochleistungs- und Low-Power-Schaltungen.

Die effektivsten Leiterplatte stacking method is to arrange the main ground plane (main ground) on the second layer below the surface layer, und die HF-Leitungen möglichst auf der Oberflächenschicht. Die Minimierung der Größe der Durchkontaktierungen auf dem HF-Pfad kann nicht nur die Pfadinduktivität reduzieren, Reduzieren Sie aber auch die virtuellen Lötstellen auf dem Hauptgrund und verringern Sie die Wahrscheinlichkeit, dass HF-Energie an andere Bereiche im Laminat ausläuft. Im physischen Raum, Lineare Schaltungen wie mehrstufige Verstärker sind in der Regel ausreichend, um mehrere HF-Zonen voneinander zu isolieren, aber Duplexer, Mischer, und Zwischenfrequenzverstärker/Mischer haben immer mehrere HF/Investmentfonds. Die Signale stören sich gegenseitig, Daher muss darauf geachtet werden, diesen Effekt zu minimieren.

2 Die HF- und WENN-Spuren sollten so weit wie möglich gekreuzt werden, und ein Boden sollte so weit wie möglich dazwischen gelegt werden. Der richtige HF-Pfad ist sehr wichtig für die Leistung der gesamten Leiterplatte, Deshalb macht das Bauteillayout im Mobiltelefon meist die meiste Zeit aus LeiterplattenDesign. Im Handy Leiterplattendesign, In der Regel kann die rauscharme Verstärkerschaltung auf einer Seite des Leiterplatte, und der Hochleistungsverstärker ist auf der anderen Seite platziert, und schließlich werden sie mit der HF-End- und Basisband-Verarbeitung auf der gleichen Seite durch einen Duplexer verbunden. Auf der Antenne am Ende des Geräts. Einige Tricks sind erforderlich, um sicherzustellen, dass die geraden Durchgangslöcher nicht HF-Energie von einer Seite des Boards auf die andere übertragen. Eine gängige Technik ist, blinde Löcher auf beiden Seiten zu verwenden. Die nachteiligen Auswirkungen der geraden Durchgangslöcher können minimiert werden, indem die geraden Durchgangslöcher auf beiden Seiten der Leiterplatte. Manchmal ist es unmöglich, eine ausreichende Isolation zwischen mehreren Schaltungsblöcken zu gewährleisten. In diesem Fall, Es ist notwendig, die Verwendung eines Metallschildes zu erwägen, um die HF-Energie im HF-Bereich abzuschirmen. Das Metallschild muss mit dem Boden gelötet und mit den Komponenten aufbewahrt werden. Ein angemessener Abstand, so muss es wertvoll aufnehmen Leiterplatte Raum. Es ist sehr wichtig, die Integrität der Schirmabdeckung so weit wie möglich zu gewährleisten. Die digitalen Signalleitungen, die in die metallische Abschirmabdeckung eintreten, sollten so weit wie möglich in die innere Schicht gehen, und es ist am besten, dass die Leiterplattenschicht unterhalb der Verdrahtungsschicht die Masseschicht ist. Die HF-Signalleitung kann von dem kleinen Spalt an der Unterseite des Metallschildes und der Verdrahtungsschicht am Erdspalt ausgehen, aber so viel Boden wie möglich um die Lücke, und der Boden auf verschiedenen Schichten kann durch mehrere Durchkontaktierungen miteinander verbunden werden. .

3 Die richtige und effektive Entkopplung der Chipleistung ist auch sehr wichtig. Viele HF-Chips mit integrierten linearen Schaltungen reagieren sehr empfindlich auf Leistungsrauschen. Normalerweise muss jeder Chip bis zu vier Kondensatoren und eine Isolationsinduktion verwenden, um sicherzustellen, dass alle Leistungsrauschen herausgefiltert werden. Eine integrierte Schaltung oder ein Verstärker hat oft einen Open-Drain-Ausgang, so dass ein Pull-Up-Induktor benötigt wird, um eine hochohmige HF-Last und eine niederohmige DC-Stromversorgung bereitzustellen. Das gleiche Prinzip gilt für die Entkopplung der Stromversorgung auf dieser Induktorseite. Einige Chips benötigen mehrere Netzteile, um zu funktionieren, so dass Sie möglicherweise zwei oder drei Sätze von Kondensatoren und Induktoren benötigen, um sie getrennt zu entkoppeln. Die Induktivitäten stehen selten parallel nebeneinander, da dies einen Luft-Kern-Transformator bildet und Interferenzen untereinander induziert. Signale, also der Abstand zwischen ihnen muss mindestens gleich der Höhe eines der Geräte sein, oder im rechten Winkel angeordnet sein, um ihre gegenseitige Induktivität zu minimieren.

4 Das Prinzip der elektrischen Zoneneinteilung ist ungefähr das gleiche wie das der physikalischen Zoneneinteilung, aber es enthält auch einige andere Faktoren. Einige Teile des Mobiltelefons verwenden unterschiedliche Arbeitsspannungen und werden durch Software gesteuert, um die Batterielebensdauer zu verlängern. Das bedeutet, dass Mobiltelefone mehrere Stromquellen betreiben müssen, und das bringt mehr Probleme in die Isolation. Die Stromversorgung erfolgt normalerweise über den Stecker, und wird sofort entkoppelt, um Geräusche von der Außenseite der Leiterplatte herauszufiltern, und dann nach Durchgang durch eine Reihe von Schaltern oder Reglern verteilt. Der Gleichstrom der meisten Schaltungen auf dem Mobiltelefon Leiterplatte ist recht klein, so ist die Leiterbahnbreite in der Regel kein Problem. Allerdings, Für die Stromversorgung des Hochleistungsverstärkers muss eine möglichst breite Stromleitung separat verlegt werden, um den Übertragungsspannungsabfall zu minimieren. . Um zu hohe Stromverluste zu vermeiden, Mehrere Durchkontaktierungen werden benötigt, um Strom von einer Schicht auf eine andere zu übertragen. Darüber hinaus, wenn es am Stromversorgungsstift des Hochleistungsverstärkers nicht ausreichend entkoppelt werden kann, Hochleistungsgeräusche strahlen auf die gesamte Platine aus und verursachen verschiedene Probleme. Die Erdung von Hochleistungsverstärkern ist entscheidend, und es ist oft notwendig, einen Metallschild dafür zu entwerfen. In den meisten Fällen, Es ist auch wichtig sicherzustellen, dass der HF-Ausgang weit vom HF-Eingang entfernt ist. Dies gilt auch für Verstärker, Puffer und Filter. Im schlimmsten Fall, wenn der Ausgang von Verstärker und Puffer mit entsprechender Phase und Amplitude an ihren Eingang zurückgespeist wird, dann können sie Selbstoszillation haben. Im besten Fall, Sie werden in der Lage sein, stabil unter allen Temperatur- und Spannungsbedingungen zu arbeiten. In der Tat, Sie können instabil werden und Rauschen und Intermodulationssignale zum HF-Signal hinzufügen. Wenn die HF-Signalleitung vom Eingangsende des Filters zurück zum Ausgangsende geschleift werden muss, Dies kann die Bandpasseigenschaften des Filters ernsthaft beschädigen. Um eine gute Isolation zwischen Eingang und Ausgang zu erhalten, Um den Filter muss zuerst ein Boden gelegt werden, und dann muss ein Boden im unteren Schichtbereich des Filters gelegt und mit dem Hauptgrund verbunden werden, der den Filter umgibt. Es ist auch eine gute Möglichkeit, die Signalleitungen, die durch den Filter gehen müssen, so weit wie möglich von den Filterstiften entfernt zu halten.

Darüber hinaus muss die Erdung verschiedener Stellen auf der gesamten Platine sehr vorsichtig sein, sonst wird ein Kupplungskanal eingeführt. Manchmal können Sie einzelne oder symmetrische HF-Signalleitungen wählen. Auch hier gelten die Grundsätze der Interferenz und EMV/EMI. Ausgewogene HF-Signalleitungen können Rauschen und Kreuzstörungen reduzieren, wenn sie richtig geroutet werden, aber ihre Impedanz ist normalerweise hoch, und eine angemessene Leitungsbreite muss beibehalten werden, um eine passende Signalquelle, Spur und Lastimpedanz zu erhalten. Die tatsächliche Verkabelung kann sein Es wird einige Schwierigkeiten geben. Der Puffer kann verwendet werden, um den Isolationseffekt zu verbessern, da er das gleiche Signal in zwei Teile teilen und verwendet werden kann, um verschiedene Schaltungen anzutreiben, insbesondere der lokale Oszillator benötigt möglicherweise einen Puffer, um mehrere Mischer anzutreiben. Wenn der Mischer den Gleichtaktisolationszustand bei der HF-Frequenz erreicht, funktioniert er nicht richtig. Der Puffer kann die Impedanzänderungen bei verschiedenen Frequenzen gut isolieren, so dass die Schaltungen sich nicht gegenseitig stören. Puffer sind sehr hilfreich für das Design. Sie können dem Stromkreis folgen, der angetrieben werden muss, so dass die Hochleistungs-Ausgangsspuren sehr kurz sind. Da der Eingangssignalpegel des Puffers relativ niedrig ist, sind sie nicht leicht mit anderen auf der Platine zu stören. Die Schaltung verursacht Störungen. Spannungsgesteuerte Oszillatoren (VCOs) können unterschiedliche Spannungen in unterschiedliche Frequenzen umwandeln. Diese Funktion wird für Hochgeschwindigkeitskanalschaltung verwendet, aber sie wandeln auch Spurengeräusche auf der Steuerspannung in winzige Frequenzänderungen um, die das HF-Signal zusätzlich Rauschen gibt.

5 Um sicherzustellen, dass das Rauschen nicht erhöht wird, müssen folgende Aspekte berücksichtigt werden: Erstens kann die erwartete Bandbreite der Steuerleitung von DC bis 2MHz reichen, und es ist fast unmöglich, dieses Breitbandrauschen durch Filtern zu entfernen; Zweitens, die VCO-Steuerleitung Es ist normalerweise Teil einer Rückkopplungsschleife, die die Frequenz steuert. Es kann an vielen Stellen Rauschen verursachen, daher muss die VCO-Steuerleitung sehr vorsichtig gehandhabt werden. Stellen Sie sicher, dass die Masse unter der HF-Leiterbahn fest ist und alle Komponenten fest mit der Hauptmasse verbunden und von anderen Leiterbahnen isoliert sind, die Rauschen verursachen können. Darüber hinaus ist sicherzustellen, dass die Stromversorgung des VCOs ausreichend entkoppelt wurde. Da der HF-Ausgang des VCOs oft ein relativ hoher Pegel ist, kann das VCO-Ausgangssignal leicht mit anderen Schaltungen interferieren, so dass dem VCO besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden muss. Tatsächlich wird VCO oft am Ende des HF-Bereichs platziert, und manchmal benötigt es eine Metallabschirmung. Der Resonanzkreis (einer für den Sender und der andere für den Empfänger) ist mit dem VCO verbunden, hat aber auch seine eigenen Eigenschaften. Einfach ausgedrückt ist der Resonanzkreis ein paralleler Resonanzkreis mit kapazitiven Dioden, der hilft, die VCO-Betriebsfrequenz einzustellen und Stimme oder Daten auf das HF-Signal zu modulieren. Alle VCO-Designprinzipien gelten auch für Resonanzschaltungen. Da der Resonanzkreis eine beträchtliche Anzahl von Komponenten enthält, einen weiten Verteilungsbereich auf der Platine hat und normalerweise mit einer sehr hohen HF-Frequenz läuft, ist der Resonanzkreis normalerweise sehr empfindlich gegenüber Rauschen. Signale sind in der Regel auf benachbarten Pins des Chips angeordnet, aber diese Signalpins müssen mit relativ großen Induktoren und Kondensatoren arbeiten, was wiederum erfordert, dass diese Induktoren und Kondensatoren sehr nah angeordnet und zurück an einer Steuerschleife angeschlossen werden, die empfindlich auf Rauschen ist. Das ist nicht einfach.

Automatic gain control (AGC) amplifier is also a problem-prone place, Ob es sich um eine Sende- oder Empfangsschaltung handelt, hat einen AGC-Verstärker. AGC-Verstärker können in der Regel Rauschen effektiv herausfiltern, aber weil Mobiltelefone die Fähigkeit haben, mit den schnellen Veränderungen in der Intensität der gesendeten und empfangenen Signale umzugehen, Die AGC-Schaltung muss eine ziemlich breite Bandbreite haben, was es einfach macht, AGC-Verstärker auf einigen Schlüsselkreisen Rauschen einzuführen. Das Design von AGC-Schaltungen muss mit guten analogen Schaltungstechniken übereinstimmen, die mit den kurzen OP-Amp-Eingangspins und kurzen Feedback-Pfaden zusammenhängen, beide müssen weit weg von HF sein, IF, oder digitale Hochgeschwindigkeits-Signalspuren. Ähnlich, Eine gute Erdung ist ebenfalls unerlässlich, und die Stromversorgung des Chips muss gut entkoppelt sein. Wenn es notwendig ist, einen langen Draht am Eingang oder Ausgang zu führen, Es ist am besten, am Ausgang zu gehen. Normalerweise, Die Impedanz des Ausgangsends ist viel niedriger und es ist nicht einfach, Rauschen zu induzieren. Allgemein, je höher der Signalpegel, je einfacher es ist, Rauschen in andere Schaltkreise einzuführen. Alles in allem PCB-Designs, Es ist ein allgemeines Prinzip, digitale Schaltungen so weit wie möglich von analogen Schaltungen fernzuhalten, und es gilt auch für HF PCB-Design. Gemeinsame analoge Masse und Masse zur Abschirmung und Trennung von Signalleitungen sind in der Regel gleichermaßen wichtig. Daher, in den frühen Stadien des Entwurfs, sorgfältige Planung, durchdachtes Bauteillayout, und gründliche Layout-Bewertung sind alle sehr wichtig, Halten Sie sich fern von analogen Leitungen und einigen sehr kritischen digitalen Signalen. Alle HF-Spuren, Pads und Komponenten sollten so viel wie möglich mit geerdetem Kupfer gefüllt und so weit wie möglich mit der Haupterde verbunden werden. Wenn die HF-Spur durch die Signalleitung gehen muss, Versuchen Sie, eine Erdschicht, die mit der Haupterde verbunden ist, entlang der HF-Spur zwischen ihnen zu routen. Wenn es nicht möglich ist, stellen Sie sicher, dass sie überquert werden, die kapazitive Kopplung minimieren kann. Zur gleichen Zeit, Platzieren Sie so viel Masse wie möglich um jede HF-Spur und verbinden Sie sie mit der Haupterde. Darüber hinaus, Minimierung des Abstandes zwischen parallelen HF-Leiterbahnen kann induktive Kopplung minimieren. Wenn eine feste Bodenebene direkt auf die erste Schicht unterhalb der Oberfläche gelegt wird, der Isolationseffekt ist am besten, obwohl andere Methoden des Designs mit Sorgfalt auch funktionieren. Auf jeder Schicht der Leiterplatte, Platzieren Sie so viele Grundstücke wie möglich und verbinden Sie sie mit dem Hauptgelände. Platzieren Sie die Leiterbahnen so nah wie möglich zusammen, um die Anzahl der Diagramme der internen Signalschicht und der Stromverteilungsschicht zu erhöhen, und passen Sie die Leiterbahnen entsprechend an, so dass Sie die Masseverbindungen zu den isolierten Plots auf der Oberfläche anordnen können. Freie Masse sollte auf den verschiedenen Schichten der Leiterplatte vermieden werden, da sie Rauschen aufnehmen oder injizieren können wie eine kleine Antenne. In den meisten Fällen, wenn man sie nicht mit dem Festland verbinden kann, Dann solltest du sie besser entfernen..