Leiterplattentechnisch - Leiterplattenfabrik: häufige Probleme beim Entwurf von HF-drahtloser Hochfrequenzschaltung

Leiterplattenfabrik: common problems in the design of RF wireless radio frequency circuit

Radio frequency (RF) PCB-Design, Es gibt viele Unsicherheiten in der aktuellen öffentlich veröffentlichten Theorie, und es wird oft als eine Art "schwarze Kunst" beschrieben. Unter normalen Umständen, for circuits in the frequency band below microwave (including low-frequency and low-frequency digital circuits), Sorgfältige Planung unter der Prämisse eines umfassenden Verständnisses verschiedener Gestaltungsprinzipien ist ein Garant für eine erfolgreiche Einmalplanung. Für PC-Digitalschaltungen mit Frequenzbändern über Mikrowelle und Hochfrequenz, 2 bis 3 Versionen von Leiterplatten sind erforderlich, um die Schaltungsqualität sicherzustellen. Für HF-Schaltungen oberhalb von Mikrowellenfrequenzbändern, weitere Versionen der PCB-Design und ständige Verbesserung sind oft erforderlich, und unter der Prämisse, beträchtliche Erfahrung zu haben. Dies zeigt die Schwierigkeit des HF-elektrischen Entwurfs.

Interferenz zwischen digitalem Schaltungsmodul und analogem Schaltungsmodul

If the analog circuit (RF) and the digital circuit work separately, sie können gut getrennt arbeiten. Allerdings, Sobald die beiden auf dem gleichen Platz liegen Leiterplatte und arbeiten mit dem gleichen Netzteil zusammen, Das gesamte System ist wahrscheinlich instabil. This is mainly because the digital signal frequently swings between ground and the positive power supply (>3 V), und die Periode ist extrem kurz, oft in der Reihenfolge von Nanosekunden. Durch die größere Amplitude und kürzere Schaltzeit, Diese digitalen Signale enthalten eine Vielzahl von hochfrequenten Komponenten, die unabhängig von der Schaltfrequenz sind. Im analogen Teil, Das Signal, das von der drahtlosen Abstimmungsschleife an den empfangenden Teil des drahtlosen Geräts übertragen wird, ist im Allgemeinen kleiner als 1μV. Daher, Der Unterschied zwischen dem digitalen Signal und dem Hochfrequenzsignal kann 120dB erreichen. Offensichtlich, wenn das Digitalsignal und das Hochfrequenzsignal nicht gut getrennt werden können, das schwache Hochfrequenzsignal kann zerstört werden. Als Ergebnis, die Arbeitsleistung des drahtlosen Geräts verschlechtert sich oder gar nicht funktioniert.

Störgeräusche durch Stromversorgung

HF-Schaltungen sind sehr empfindlich auf Stromversorgungsgeräusche, insbesondere auf Störspannung und andere Hochfrequenzschwingungen. Der Mikrocontroller zieht plötzlich den größten Teil des Stroms für einen kurzen Zeitraum innerhalb jedes internen Taktzyklus. Denn moderne Mikrocontroller werden mit CMOS-Technologie hergestellt. Wenn also ein Mikrocontroller mit einer internen Taktfrequenz von 1MHz läuft, wird er bei dieser Frequenz Strom aus dem Netzteil ziehen. Wenn keine ordnungsgemäße Stromentkopplung durchgeführt wird, führt dies unweigerlich zu Spannungsstörungen an der Stromleitung. Wenn diese Spannungsstörungen die Stromversorgungsstifte des HF-Teils der Schaltung erreichen, können sie in schweren Fällen zu einem Arbeitsausfall führen.

unzumutbarer Grund

Wenn der Erdungskabel der HF-Schaltung nicht richtig behandelt wird, können einige seltsame Phänomene auftreten. Für das Design digitaler Schaltungen funktionieren die meisten digitalen Schaltungsfunktionen auch ohne Masseebene gut. Im HF-Frequenzband wirkt selbst ein kurzer Erdungskabel wie ein Induktor. Grobe Berechnung, die Induktivität pro Millimeter ist etwa 1nH, und die Induktivität einer 10mm Leiterplattenschaltung bei 433MHz ist etwa 27Ω. Wenn die Erdungskabelschicht nicht verwendet wird, sind die meisten Erdungskabel länger und die Schaltung hat nicht die Eigenschaften des Designs.

Die Strahlungsstörung der Antenne zu anderen analogen Schaltungsteilen

In PCB-Schaltungsdesign, Es gibt normalerweise andere analoge Schaltungen auf der Platine. Zum Beispiel, viele Schaltungen haben analoge/digital conversion (ADC) or digital/analog converter (DAC). Das Hochfrequenzsignal von der Antenne des Hochfrequenzsender kann den Analogeingang des ADC erreichen. Weil jede Schaltungsleitung HF-Signale wie eine Antenne senden oder empfangen kann. Wenn die Verarbeitung der ADC-Eingabe unzumutbar ist, Das HF-Signal kann sich in der ESD-Diode des ADC-Eingangs selbst anregen, ADC-Abweichung verursacht.