Leiterplattentechnisch - Konstruktionsprinzip der Hochfrequenzschaltung und der Hochfrequenzplatte

PCB-Konstruktionsprinzipien umfassen viele Aspekte, einschließlich Grundprinzipien, Störungsschutz, elektromagnetische Kompatibilität, Sicherheitsschutz usw. Insbesondere führt die Entwicklung von Hochfrequenzschaltungen (insbesondere in Hochfrequenz-PCB) zu einem Mangel an relevanten Konzepten in Hochfrequenz-PCB. Viele Leute bleiben immer noch auf der Grundlage der "Verbindung von elektrischen Prinzipien mit Leitern, um eine vorgegebene Rolle zu spielen", und denken sogar, dass "PCB-Design zur Berücksichtigung der Struktur, des Prozesses und der Verbesserung der Produktionseffizienz gehört". Viele HF-Ingenieure erkennen nicht vollständig, dass diese Verbindung der besondere Schwerpunkt der gesamten Konstruktionsarbeit in der HF-Konstruktion sein sollte, und sie verbringen versehentlich ihre Energie mit der Auswahl hochleistungsstarker Komponenten, was zu einer starken Kostensteigerung führt, aber zu einer geringen Verbesserung der Leistung.

Insbesondere stützt sich die digitale Schaltung auf ihre starke Störungsschutz, Erkennung und Fehlerkorrektur und kann beliebig verschiedene intelligente Verbindungen aufbauen, um die normale Funktion der Schaltung zu gewährleisten. Eine gewöhnliche digitale Anwendungsschaltung mit hoher Zusatzkonfiguration verschiedener "sicherstellen normaler" Verbindungen ist offensichtlich eine Maßnahme ohne Produktkonzept. Aber oft in der "nicht wert" Link,aber führen zu einer Reihe von Produktproblemen. Der Grund dafür ist, dass diese Art von Funktionsverbindung, die es nicht wert ist, eine Zuverlässigkeitsgarantie aus der Perspektive der Produkttechnik zu bauen, auf dem Arbeitsmechanismus der digitalen Schaltung selbst basieren sollte, die nur die falsche Struktur in der Schaltungskonstruktion (einschließlich PCB-Konstruktion) ist, die zur Schaltung in einem instabilen Zustand führt. Diese Art von instabilem Zustand ist eine grundlegende Anwendung unter dem gleichen Konzept wie das ähnliche Problem der Hochfrequenz-PCB.

Hochfrequenz-Leiterplatte

In digitalen Schaltungen gibt es drei Aspekte, die ernst genommen werden sollten

(1) Das digitale Signal selbst gehört zum Breitspektrumsignal. Nach den Ergebnissen der Fourier-Funktion enthält es reiche Hochfrequenzkomponenten, so dass die Hochfrequenzkomponenten digitaler Signale bei der Konstruktion von Digital IC vollständig berücksichtigt werden. Wenn jedoch zusätzlich zu digitalen IC der Signalübertragungsbereich innerhalb und zwischen jeder funktionellen Verbindung willkürlich ist, führt dies zu einer Reihe von Problemen. Insbesondere in der gemischten Anwendung von digitalen, analogen und Hochfrequenzschaltungen.

(2) Alle Arten von Zuverlässigkeitsdesign bei der Anwendung digitaler Schaltungen stehen in Verbindung mit den Zuverlässigkeitsanforderungen und den Produktingenieursanforderungen von Schaltungen in der praktischen Anwendung, so dass es unmöglich ist, verschiedenen kostengünstigen "Garantie" -Teilen zu den Schaltungen hinzuzufügen, die den Anforderungen des konventionellen Designs entsprechen.

(3) Die Arbeitsgeschwindigkeit der digitalen Schaltungen bewegt sich mit beispielloser Entwicklung in Richtung hoher Frequenz (zum Beispiel hat die Hauptfrequenz der CPU 1,7 GHz weit über die untere Grenze des Mikrowellenbands erreicht). Obwohl die Zuverlässigkeitsgarantiefunktion verwandter Geräte auch synchronisiert ist, basiert sie auf den internen und typischen externen Signalmerken des Geräts.

Für die Hochfrequenzschaltung auf Mikrowellenebene bildet jede entsprechende Streifenleitung auf der Leiterplatte eine Mikrostreifenleitung (asymmetrischer Typ) mit der Erdungsplatte. Bei PCB mit mehr als zwei Schichten kann es eine Mikrostreifenleitung und eine Streifenleitung (symmetrische Mikrostreifen-Übertragungsleitung) bilden. Verschiedene Mikrostreifenleitungen (doppelseitige Leiterplatte) oder Streifenleitung (mehrschichtige Leiterplatte) bilden Kopplungsmikrostreifenleitungen miteinander und bilden somit verschiedene komplexe Vier-Port-Netzwerke und bilden somit verschiedene Eigenschaften von Mikrowellenebene-Schaltungsplaten.

Es kann gesehen werden, dass die Microstrip-Übertragungsleitungstheorie die Konstruktionsgrundlage von Mikrowellen-Hochfrequenzschaltung-PCB ist.

Für das RF-PCB-Design über 800MHz sollte das PCB-Netzwerkdesign in der Nähe der Antenne der Microstrip-Theorie vollständig folgen (anstatt nur das Microstrip-Konzept als Werkzeug zu verwenden, um die Leistung von klumpenden Parametergeräten zu verbessern). Je höher die Frequenz ist, desto bedeutender ist die Leitbedeutung der Mikrostreifentheorie.

Für die geklumpften und verteilten Parameter der Schaltung, je niedriger die Arbeitsfrequenz, desto schwächer die Funktionsmerkmale der verteilten Parameter, aber die verteilten Parameter immer existieren. Es gibt keine klare Abgrenzungslinie, ob der Einfluss verteilter Parameter auf die Schaltungseigenschaften berücksichtigt werden soll. Daher ist die Einrichtung des Mikrostreifenkonzepts auch für die Leiterplattenplanung der digitalen Schaltung und der relativen Zwischenfrequenzschaltung wichtig.

Die Grundlage und das Konzept der Mikrostreifentheorie und das Konstruktionskonzept der Mikrowellenebene-HF-Schaltung und PCB sind tatsächlich ein Anwendungsaspekt der Mikrowellen-Dual-Transmission-Line-Theorie. Für die Verkabelung von RF-PCB hat jede benachbarte Signalleitung (einschließlich benachbarter in verschiedenen Ebenen) die Eigenschaften des Grundprinzips von zwei Leitungen (für die das Folgende eindeutig beschrieben wird).

Obwohl die gemeinsame Mikrowellen-HF-Schaltung mit einer Erdplatte auf der einen Seite ausgestattet ist, was die Mikrowellen-Signalübertragungsleitung auf ihr dazu führt, ein komplexes Vier-Port-Netzwerk zu sein, somit direkt nach der gekoppelten Mikrostreifentheorie, ist seine Grundlage immer noch die Zweidrahttheorie. Daher hat die Doppellinientheorie in der Konstruktionspraxis eine umfassendere Leitbedeutung.

Im Allgemeinen hat die Mikrostreifentheorie für Mikrowellenschaltungen eine quantitative Leitbedeutung, die zur spezifischen Anwendung der Zwei-Linien-Theorie gehört, während die Zwei-Draht-Theorie eine umfangreichere qualitative Leitbedeutung hat.

Es ist erwähnenswert, dass alle Konzepte, die von der Zweidrahttheorie gegeben werden, auf der Oberfläche keinen Zusammenhang mit der tatsächlichen Konstruktionsarbeit haben (insbesondere digitale Schaltungen und Niederfrequenzschaltungen), aber sie sind tatsächlich eine Illusion. Die Zweidrahttheorie kann alle konzeptuellen Probleme im elektronischen Schaltungsdesign, insbesondere im PCB-Schaltungsdesign, leiten.

Obwohl die Dual-Line-Theorie auf der Prämisse der Mikrowellen-Hochfrequenzschaltung basiert, ist es nur aufgrund des Einflusses verteilter Parameter in der Hochfrequenzschaltung, dass die Leitbedeutung besonders prominent ist. In digitalen oder mittleren und niedrigen Frequenzschaltungen können im Vergleich zu klumpenden Parameterkomponenten verteilte Parameter ignoriert werden, und das Konzept der Zweidrahttheorie wird verschwommen.

Die Unterscheidung zwischen Hochfrequenzschaltung und Niederfrequenzschaltung wird jedoch in der Konstruktionspraxis oft vernachlässigt. Zu welcher Art allgemeiner digitaler Logik oder Pulsschaltungen gehören? Offensichtlich können die Niederfrequenzschaltung und die mittlere Niederfrequenzschaltung mit nichtlinearen Komponenten leicht einige Hochfrequenzzeigenschaften widerspiegeln, sobald sich einige empfindliche Bedingungen ändern. Die Hauptfrequenz der CPU hat 1,7 GHz erreicht, was weit über die untere Grenze der Mikrowellenfrequenz hinausgeht, aber es ist immer noch eine digitale Schaltung. Aufgrund dieser Unsicherheiten ist das PCB-Design sehr wichtig.

In vielen Fällen können die passiven Komponenten in der Schaltung der Übertragungsleitung oder der Mikrostreifenleitung spezifischer Spezifikationen entsprechen und durch die Doppelübertragungsleitungstheorie und ihre dazugehörigen Parameter beschrieben werden.

Kurz gesagt, man kann davon ausgehen, dass die Doppelleitungstheorie auf der Grundlage der Synthese der Eigenschaften aller elektronischen Schaltungen geboren wurde. Wenn daher das in der Dual Transmission Line Theorie verankerte Konzept streng genommen als Prinzip in jeder Gestaltungspraxis angesehen wird, wird die entsprechende Leiterplattenscheizung wenigen Problemen ausgesetzt sein (unabhängig davon, auf welche Arbeitsbedingungen die Schaltung angewendet wird).