Leiterplattentechnisch - Design RF PCB Belange

Design RF PCB MattenEs gibt strenge Vorschriften für die Breite der HF-Signalspur. Beim Entwerfen ist es notwendig, die Impedanz der Leiterbahn am entsprechenden Frequenzpunkt entsprechend der Dicke und dielektrischen Konstante der Leiterplatte streng zu berechnen und zu simulieren, um sicherzustellen, dass sie 50 Ohms beträgt (der CATV-Standard ist 75 Ohms). Allerdings brauchen nicht alle von uns ständig eine strikte Impedanzanpassung. In einigen Fällen kann eine kleine Impedanzanpassung kein großes Problem darstellen (z. B. 40 Ohms bis 60 Ohms); Und selbst wenn Ihre Simulation der Platine auf Idealerweise basiert, wenn sie tatsächlich zur Produktion an die Leiterplattenfabrik geliefert wird, führt der vom Hersteller verwendete Prozess dazu, dass die tatsächliche Impedanz der Platine um tausend Meilen vom Simulationsergebnis abweicht. Daher ist für das Problem der Impedanzanpassung von kleinen Signal-HF-Leiterplatten mein Vorschlag: Schritt-1: Kommunizieren Sie richtig mit der Leiterplattenfabrik, um den 50-Ohm-Spurenbreitenbereich der Leiterplatte mit der entsprechenden Dicke und der Anzahl der Schichten zu erhalten; Schritt-2: Wählen Sie eine geeignete Breite innerhalb dieses Breitenbereichs und wenden Sie sie gleichmäßig auf alle 50-Ohm-HF-Signalleitungen an; Schritt-3: Wenn die Leiterplatte zur Produktion geliefert wird, geben Sie auf dem Skript an, dass alle Linien dieser Breite auf 50-Ohm-Impedanz abgestimmt sind. An diesem Punkt, Es gibt keine Notwendigkeit, auf viele Linien hinzuweisen, die Impedanz angepasst werden müssen (und für den Leiterplattenhersteller werden sie eine Impedanzstange in Form der Auferlegung auf die PCB-Erweiterung Ihres Designs machen und sie dann in der Fabrik belassen.Wenn Sie die Impedanzspur einer Probe der entsprechenden Breite auf einem Impedanzstange testen, um die Impedanzspur der gleichen Breite auf der Platine grob zu bestimmen.Schließlich wird die Impedanzstange abgeschnitten und von der Leiterplattenfabrik recycelt, und wird von Ihnen nicht gesehen werden). Und verschiedene Frequenzen, die Impedanz, die durch die gleiche Breite der Linie angezeigt wird

Es wird etwas anders sein, aber der Unterschied liegt im Allgemeinen innerhalb von 10%. Natürlich können Sie auch ein sehr kompliziertes Impedanzeinstellungsskript schreiben, die Kartonfabrik die Breite der Leiterbahnen, die mit verschiedenen Frequenzen arbeiten, entsprechend ihrem Prozess feinabstimmen lassen, so dass die Impedanz streng auf 50-Ohm eingestellt ist, und dann die Leiterplattenfabrik bitten, jeden anzupassen. Dies führt zu einem logarithmischen Kostenanstieg und einer hohen Ausschussrate. Darüber hinaus wird nach der Montage der Leiterplatte die Impedanzabweichung aufgrund der Lötverteilung und der HF-Komponente selbst verursacht. Eine solche Situation ist extrem selten, da selbst bei Präzisions-HF-Test- und Messgeräten der Fehler, der durch die leichte Fehlanpassung (innerhalb von 5%) der Spurimpedanz des HF-kleinen Signals verursacht wird, leicht von der Software korrigiert werden kann; Was die Telekommunikationsmaschine betrifft, muss man sich nicht einmal um den 5% Unterschied kümmern. Aber was ich betonen möchte, ist, dass für den LNA (Low Noise Verstärker) und PA (Leistungsverstärker) Teil der HF-Schaltung die Impedanz der HF-Spur sehr empfindlich ist, aber glücklicherweise, ob es die LNA-Schaltung oder die PA-Schaltung ist, die Spur Die Frequenz muss die gleiche sein, und die Anzahl der Drähte ist klein (nicht mehr als zwei Knoten, Eingang und Ausgang). Zu diesem Zeitpunkt schlage ich vor, dass LNA und PA getrennt hergestellt werden und hochwertige HF-spezifische Leiterplatten (Rogers/Arlon/Taconics) mit gleichmäßiger dielektrischer Konstantverteilung verwendet werden. In der HF-Signalleitung wird keine Lötmaske verwendet. Grünes Öl genannt), um Impedanzdrift zu vermeiden, die durch Lötmaske verursacht wird; und verlangen von Leiterplattenherstellern, Impedanztestsberichte bereitzustellen. Da die Signalleistung des Eingangsteils der LNA-Schaltung selbst bereits sehr klein ist (unter -150dBm), verringert die Einfügedämpfung, die durch Impedanzanpassung verursacht wird, die wertvolle Signalstärke weiter; Für die PA-Schaltung, da sie mit einer sehr hohen Leistung arbeitet, kann die Einfügedämpfung, die durch Impedanzanpassung verursacht wird, viel Energie verbrauchen (zum Vergleich ist die Einfügedämpfung die gleiche wie 1dB: 10dBm Signaldämpfung ist 9dBm und 50dBm Dämpfung ist 49dBm, der Unterschied im Energieverbrauch, hehe, letztere kann 20W Wärme erzeugen. Die Einbringungsdämpfung von 1dB kann die Wirkung von Spritzfeuer verursachen.

Für diejenigen, die die HF-Mikrostreifenschaltungen implementieren, die durch Simulation in ADS, HFSS und anderen Simulationswerkzeugen auf der Leiterplatte erzeugt werden, insbesondere jene Richtungskoppler, Filter (PA-Schmalbandfilter), Mikrostreifenresonatoren (zum Beispiel, Sie entwerfen VCO), Impedanzanpassungsnetzwerk usw., müssen Sie gut mit der Leiterplattenfabrik kommunizieren, und verwenden Sie ein Blatt mit strengen Spezifikationen wie Dicke und Dielektrizitätskonstante, die mit den Spezifikationen in der Simulation übereinstimmen. Die beste Lösung ist, den Agenten der Mikrowellenplatine zu finden, um die entsprechende Platine zu kaufen, und dann die Leiterplattenfabrik anzuvertrauen, sie zu verarbeiten.

In HF-Schaltungen verwenden wir oft Kristalloszillatoren als Frequenzstandards. Dieser Kristalloszillator kann TCXO, OCXO oder gewöhnliche Kristalloszillatoren sein. Für eine solche Kristalloszillatorschaltung muss weit vom digitalen Teil entfernt sein und ein spezielles rauscharmes Stromversorgungssystem verwenden. Wichtiger ist, dass der Kristalloszillator mit der Änderung der Umgebungstemperatur in der Frequenz driften kann. Für TCXO und OCXO wird diese Situation immer noch auftreten, aber der Grad ist kleiner. Besonders diese kleinen verpackten Kristalloszillatorprodukte sind sehr empfindlich auf Umgebungstemperatur. Für eine solche Situation können wir der Kristalloszillatorschaltung eine Metallabdeckung hinzufügen (kontaktieren Sie nicht direkt das Kristalloszillatorpaket), um die plötzliche Änderung der Umgebungstemperatur zu reduzieren und die Frequenzdrift des Kristalloszillators zu verursachen. Dies wird natürlich zu einer Zunahme von Größe und Kosten führen.