Leiterplatte Blog - Leiterplatten RF Schaltungsentwurf

Leiterplatten design für HF-Schaltungen

Mit der Entwicklung der Kommunikationstechnologie wird die handgehaltene Hochfrequenz-Schaltungstechnologie immer häufiger verwendet, wie drahtloser Pager, Mobiltelefon, drahtloser PDA usw. Der Leistungsindex des Hochfrequenz-Schaltkreises beeinflusst direkt die Qualität des gesamten Produkts. Eine der größten Eigenschaften dieser Handheld-Produkte ist Miniaturisierung, was bedeutet, dass die Dichte der Komponenten sehr hoch ist, was die gegenseitige Interferenz zwischen Komponenten (einschließlich SMD, SMC, blanke Chips, etc.) sehr hervorhebt. Wenn das EMI-Signal nicht richtig behandelt wird, funktioniert das gesamte Schaltungssystem möglicherweise nicht richtig. Daher ist die Vermeidung und Unterdrückung von EMI und die Verbesserung der EMV ein sehr wichtiges Thema beim Entwurf von HF-Schaltungsplatinen geworden. Die Leistungsindikatoren der gleichen Schaltung mit verschiedenen PCB-Designstrukturen variieren stark.

Bestimmen Sie zuerst die Position der Schnittstellenkomponenten mit anderen Leiterplatten oder Systemen auf der Leiterplatte und achten Sie auf die Koordination zwischen den Schnittstellenkomponenten (wie die Richtung der Komponenten). Da die Größe von Handgeräten sehr klein ist und die Anordnung der Komponenten sehr kompakt ist, muss bei größeren Komponenten Priorität gegeben werden, um den entsprechenden Standort zu bestimmen und die Koordination zwischen ihnen zu berücksichtigen. Analysieren Sie sorgfältig die Schaltungsstruktur, verarbeiten Sie die Schaltung in Blöcken (wie Hochfrequenz-Verstärkungsschaltung, Frequenzmischschaltung, Demodulationsschaltung usw.), versuchen Sie, das starke Stromsignal vom schwachen Stromsignal zu trennen, trennen Sie die digitale Signalschaltung von der analogen Signalschaltung, und versuchen, die Schaltungen, die die gleiche Funktion innerhalb eines bestimmten Bereichs erfüllen, anzuordnen, um den Signalschleifenbereich zu verringern; Das Filternetzwerk jedes Teils des Stromkreises muss in der Nähe angeschlossen werden, was nicht nur die Strahlung reduzieren kann, sondern auch die Wahrscheinlichkeit von Störungen verringern kann. Die Geräteschaltungen sind nach ihrer Empfindlichkeit gegenüber elektromagnetischer Verträglichkeit im Einsatz gruppiert. Die Komponenten in der Schaltung, die anfällig für Interferenzen sind, sollten auch so angeordnet sein, dass Störquellen (wie Interferenzen der CPU auf der Datenverarbeitungsplatte) vermieden werden.

Nachdem das Layout der Komponenten grundsätzlich abgeschlossen ist, kann die Verkabelung gestartet werden. Das Grundprinzip der Verdrahtung besteht darin, Verdrahtungsdesign mit niedriger Dichte so weit wie möglich auszuwählen, nachdem die Montagedichte es zulässt, und die Signalverdrahtung sollte so dick und dünn wie möglich sein, was zur Impedanzanpassung förderlich ist. Bei HF-Schaltungen kann die unzumutbare Auslegung der Richtung, Breite und Abstand von Signalleitungen Kreuzstörungen zwischen Signalübertragungsleitungen verursachen; Darüber hinaus hat das Systemnetzteil selbst auch Rauschunterdrücke, so dass bei der Konstruktion der HF-Schaltungsplatine umfassend berücksichtigt und vernünftigerweise verdrahtet werden muss. Während der Verdrahtung muss die gesamte Verdrahtung weit vom Rahmen der Leiterplatte entfernt sein (etwa 2mm), um potenziellen Drahtbruch oder Bruch während der Leiterplattenherstellung zu vermeiden. Die Stromleitung muss so breit wie möglich sein, um den Schleifenwiderstand zu verringern. Gleichzeitig muss die Richtung der Stromleitung und des Erdungskabels mit der Richtung der Datenübertragung übereinstimmen, um die Störfestigkeit zu verbessern; Die Signaldrähte müssen so kurz wie möglich sein und die Anzahl der Durchgänge ist zu minimieren; Je kürzer die Verbindung zwischen den Komponenten, desto besser, um die Verteilungsparameter und gegenseitige elektromagnetische Störungen zu reduzieren; Die inkompatiblen Signalleitungen müssen weit voneinander entfernt sein, und parallele Leitungen sind so weit wie möglich zu vermeiden, während die Signalleitungen auf beiden Seiten der positiven Richtung senkrecht zueinander stehen; Während der Verdrahtung sollte der Winkel 135° an der Adresse verwendet werden, an der Ecke erforderlich ist, um zu vermeiden, dass rechte Winkel gedreht werden. Bei der Verdrahtung sollte die direkt mit dem Klebepad verbundene Leitung nicht zu breit sein, und die Verdrahtung sollte so weit wie möglich von den nicht verbundenen Komponenten entfernt sein, um Kurzschluss zu vermeiden; Die Durchkontaktierungen sind nicht auf den Komponenten lackiert und sollten so weit wie möglich von den getrennten Komponenten entfernt sein, um Fehllöten, Dauerlöten, Kurzschluss und andere Phänomene in der Produktion zu vermeiden. Bei der Konstruktion von HF-Schaltungsplatinen ist die korrekte Verdrahtung von Stromleitung und Erdungsleitung besonders wichtig. Ein vernünftiges Design ist das wichtigste Mittel, um elektromagnetische Störungen zu überwinden.

Ziemlich viele Störquellen auf der Leiterplatte werden durch Stromversorgung und Erdungskabel erzeugt, unter denen Erdungskabel die meisten Störstörungen verursacht. Der Hauptgrund, warum der Erdungskabel leicht elektromagnetische Störungen bilden kann, ist, dass der Erdungskabel Impedanz hat. Wenn ein Strom durch den Erdungskabel fließt, erzeugt er Spannung auf dem Erdungskabel, wodurch der Schleifenstrom des Erdungskabels erzeugt und die Schleifeninterferenz des Erdungskabels gebildet wird. Wenn mehrere Schaltkreise einen Abschnitt des Massedrahts teilen, wird eine gemeinsame Impedanzkupplung gebildet, wodurch das sogenannte Massedraht-Rauschen erzeugt wird. Daher sollten wir beim Verdrahten des Erdungskabels der HF-Schaltungsplatine Folgendes tun: Zuerst sollten wir die Schaltung blockieren. Die HF-Schaltung kann grundsätzlich in Hochfrequenz-Verstärkung, Mischen, Demodulation, lokalen Oszillator und andere Teile unterteilt werden. Wir sollten einen gemeinsamen potenziellen Bezugspunkt für jedes Schaltungsmodul bereitstellen, das heißt, den Erdungskabel jeder Modulschaltung, damit Signale zwischen verschiedenen Schaltungsmodulen übertragen werden können. Dann wird es an der Stelle zusammengefasst, an der die HF-Schaltungsplatine mit dem Erdungskabel verbunden ist, das heißt, dem Erdungskabel. Da es nur einen Bezugspunkt gibt, gibt es keine gemeinsame Impedanzkopplung, so dass es kein gegenseitiges Interferenzproblem gibt. Die Erdungskabel des digitalen Bereichs und des analogen Bereichs müssen so weit wie möglich isoliert werden, und die digitale Masse wird von der analogen Masse getrennt und schließlich mit der Stromerde verbunden. Der Erdungskabel innerhalb jedes Teils der Schaltung sollte auch auf das Prinzip der Einpunkterdung achten, den Bereich der Signalschleife minimieren und mit der Adresse des entsprechenden Filterkreises in der Nähe verbinden. Wenn der Platz es zulässt, ist es besser, jedes Modul mit Erdungskabel zu isolieren, um gegenseitigen Signalkopplungseffekt zu verhindern.

Der Schlüssel des HF-Schaltungsplattendesigns ist, wie man die Strahlungsfähigkeit reduziert und wie man die Störfestigkeit verbessert. Angemessenes Layout und Verdrahtung ist die Garantie für HF-Schaltungsplatinendesign. Die in diesem Papier beschriebene Methode ist förderlich, die Zuverlässigkeit des HF-Schaltungsplattendesigns zu verbessern, das Problem der elektromagnetischen Interferenz zu lösen und den Zweck der elektromagnetischen Verträglichkeit zu erreichen. Mit dem Aufstieg der Internet of Things Technologie ist es immer häufiger, dass elektronische Produkte die drahtlose Kommunikationsfunktion tragen. Die drahtlose Kommunikationstechnologie wird durch Verlassen auf die HF-Schaltungsplatine realisiert und erfordert professionelle Design- und Simulationsanalysewerkzeuge.