Leiterplatte Blog - Ein umfassender Leitfaden für RF PCB Routing

RF PCB-Routing bezieht sich auf den Prozess des Routings im HF-Leiterplattendesign, der normalerweise das Layout und Design der Hochfrequenzsignal-Übertragung umfasst. HF-Signale sind elektromagnetische Wellen im Bereich von 30MHz bis 10GHz und sind weit verbreitet in drahtloser Kommunikation, Radar, RFID und anderen Bereichen. Aufgrund der Eigenschaften von HF-Signalen sind die Verdrahtungsanforderungen hoch, um Signalintegrität und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

Schritte der HF-Leiterplattenführung

1.Funktions- und Bedarfsanalyse

Vor Beginn des Designs sollte die Funktion der Leiterplatte detailliert analysiert werden, einschließlich des Betriebsfrequenzbandes, des Stroms und der Spannung und der wichtigsten HF-Gerätetypen. Darüber hinaus sollte auch die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) und zugehörige HF-Indikatoren der Platine berücksichtigt werden, um die Grundlage für das spätere Design zu legen.

2.Material Auswahl und laminierte Struktur

Auswahl von Leiterplattenmaterialien, die für Hochfrequenzanwendungen geeignet sind, die laminierte Struktur der Platine für ein vernünftiges Design. Die Wahl des Materials beeinflusst nicht nur den Signalverlust, sondern hat auch einen wichtigen Einfluss auf Impedanzanpassung und elektromagnetische Störungen. Zusätzlich sollte die Stapelstruktur klar definiert werden, um den Signalausbreitungsweg zu optimieren.

3.Komponentenlayout

In der Layoutphase sollte die Platzierung von Komponenten bestimmten Prinzipien folgen, z. B. HF-Signalpfadkomponenten sollten so nah wie möglich und sauber angeordnet sein, um die Länge der Ausrichtung zu reduzieren und Kreuzstörungen zu vermeiden. High-Power-Schaltungen und Low-Power-Schaltungen sollten so weit wie möglich getrennt werden, und empfindliche analoge Signale sollten von digitalen Hochgeschwindigkeitssignalen und HF-Signalen ferngehalten werden, um Signalstabilität zu gewährleisten.

4.Verkabelung

Bei der Verdrahtung sollte sichergestellt werden, dass die HF-Signalausrichtung so kurz und gerade wie möglich ist, um die Mutationslinie zu reduzieren, die Verwendung von Überloch zu minimieren und zu vermeiden, sich mit anderen Signalleitungen zu überschneiden. HF-Signalleitungen sollten um den Erdungspunkt angeordnet werden, verbessern den Erdungseffekt, um Rauschen und Störungen zu reduzieren.

5.Impedanz Matching

Das Design sollte sicherstellen, dass die Impedanz der Schaltung angepasst ist, um Signalreflexion und -verlust zu minimieren. Insbesondere sollten die Breite und Dicke der HF-Ausrichtung vernünftigerweise basierend auf den Eigenschaften des Materials entworfen werden, um spezifische Impedanzanforderungen zu erfüllen.

6.Sicherheitskontrolle und Simulation

Nach Abschluss des vorläufigen Entwurfs sollte das Design einer Reihe von Sicherheitsprüfungen und Simulationen unterzogen werden, um die Signalintegrität und die Schaltungszuverlässigkeit zu bestätigen. Mit professionellen Simulationswerkzeugen können potenzielle Probleme identifiziert und notwendige Anpassungen und Verbesserungen vorgenommen werden.

7.Endoptimierung und Fertigung

Nach der Bestätigung, dass das Design korrekt ist, werden die endgültige Optimierung und Vorbereitung der relevanten Dokumente durchgeführt, und dann wird das Design dem Leiterplattenhersteller zur Produktion vorgelegt. Diese Phase sollte auch die Machbarkeit des Herstellungsprozesses berücksichtigen, um sicherzustellen, dass das Design in der tatsächlichen Anwendung der Umsetzung des Effekts.

RF PCB Routing Schlüsselprinzipien

1.Vermeiden Sie parallele Linien

Im HF-PCB-Design wird eine parallele Verdrahtung normalerweise nicht empfohlen, insbesondere der Signalweg sollte minimiert werden. Wenn Sie eine parallele Verdrahtung benötigen, müssen Sie eine Erdungsleitung zwischen den beiden Leitungen hinzufügen, um eine gute Erdung zu gewährleisten, wodurch Signalstörungen reduziert werden.

2.Control die Länge der Verkabelung

HF-Signalübertragungsrate ist extrem schnell, so dass die Länge der Verkabelung so kurz wie möglich sein muss, um Signalverzögerung und Leistungsverlust zu reduzieren. Das Design muss die Breite und den Abstand der Linie genau steuern, um Impedanzanpassung zu erreichen.

3.Elektrische Trennung

Im Layout sind Stromversorgung, digitale Schaltungen und analoge Schaltungen in der Regel getrennt, um flächenübergreifendes Routing zu vermeiden. Digitale und analoge Schaltungen sollten in einem Abstand gehalten werden, um den Signalschleifenbereich zu verringern und die Störfestigkeit zu verbessern.

4.Use großflächige Erdung

So viel Erdung wie möglich sollte auf jeder Schicht angeordnet und mit der Haupterde verbunden werden. Dies verbessert die Signalintegrität und reduziert elektromagnetische Störungen. Ein gutes Erdungsdesign ist ein wichtiger Faktor für die Sicherstellung der Signalqualität.

5.Annahme angemessener Isolationsmaßnahmen

Bei der Konstruktion sollten Schlüsselmodule wie Kristalloszillatoren, Filter und Verstärker so weit wie möglich von Low-Power-Modulen isoliert werden, um gegenseitige Interferenzen zu minimieren. Angemessenes Layout und Grundriss können die Systemleistung verbessern.

6.Signalintegrität sicherstellen

HF-Ausrichtungen sollten normalerweise nicht perforiert werden, aber wenn ein Schichtwechsel erforderlich ist, sollte die Öffnungsgröße minimiert werden, um Pfadinduktivität und Signalleckage zu reduzieren. Gleichzeitig sollte eine zusätzliche Erdung um die Ausrichtung angeordnet werden, um die Kopplung zwischen Signalen zu reduzieren.

7.Verwendung von Lichtern

Bei Hochfrequenzanwendungen sollte das Design sicherstellen, dass die Linienbreite von 10 Mio oder mehr beträgt, um Phasenfehler zu vermeiden und so weit wie möglich die Linienlänge und der Abstand zwischen den Linien gleich sind. Dies ist entscheidend für die Stabilität des HF-Signals.

HF-Leiterplattenrouting ist ein Schlüsselglied beim Entwurf von Hochfrequenzschaltungen, das mehrere Schritte von der Funktionsanalyse, Materialauswahl bis hin zur Impedanzanpassung und Simulation umfasst. Angemessenes Routing verbessert nicht nur die Signalintegrität und Zuverlässigkeit, sondern reduziert auch effektiv Interferenzen und Verluste.