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Reglas de diseño de circuitos de radiofrecuencia de placas de circuito HDI
Aunque todavía hay muchas incertidumbres teóricas en el diseño de las placas de circuito de radiofrecuencia, todavía hay muchas reglas a seguir en el diseño de las placas de circuito de radiofrecuencia.
Sin embargo, en el diseño real de pcb, la verdadera habilidad práctica es cómo sopesar estas reglas cuando no se pueden implementar debido a diversas restricciones. Este artículo se centrará en varios problemas relacionados con el diseño de tabiques de placas de circuito de radiofrecuencia.
1. los tipos de circuitos de microvoltaje de diferentes propiedades en la placa de circuito deben separarse, pero deben conectarse en las mejores condiciones sin interferencia electromagnética. Esto requiere el uso de microporos.
Por lo general, el diámetro de los microporos es de 0,05 mm a 0,20 mm. estos microporos generalmente se dividen en tres categorías, a saber, a través de los agujeros ciegos, a través de los agujeros enterrados y a través de los agujeros.
Los agujeros ciegos se encuentran en la parte superior e inferior de la placa de circuito impreso y tienen cierta profundidad. Se utilizan para conectar líneas superficiales con líneas internas inferiores. La profundidad del agujero generalmente no supera una cierta proporción (diámetro del agujero).
Los agujeros enterrados se refieren a los agujeros de conexión ubicados en la capa interior de la placa de circuito impreso y no se extienden a la superficie de la placa de circuito.
Los dos tipos de agujeros mencionados se encuentran en la capa interior de la placa de circuito y se completan mediante un proceso de formación de agujeros a través antes de la laminación, y varias capas interiores se pueden superponer durante la formación de agujeros a través.
El tercer tipo se llama a través del agujero, que penetra en toda la placa de circuito y se puede utilizar para interconexiones internas o como agujero de posicionamiento adhesivo para componentes.
2. al diseñar placas de circuito de radiofrecuencia con tecnología de zonificación, el amplificador de radiofrecuencia de alta potencia (hpa) y el amplificador de bajo ruido (lna) deben separarse en la medida de lo posible. En pocas palabras, se trata de mantener el circuito emisor de radiofrecuencia de alta potencia alejado del circuito receptor de bajo ruido.
Si hay mucho espacio en el pcb, esto se puede hacer fácilmente.
Pero por lo general, cuando hay muchos componentes, el espacio de fabricación del PCB se vuelve muy pequeño, por lo que esto es difícil de lograr.
Puedes colocarlos a ambos lados de los PCB o dejarlos trabajar alternativamente, en lugar de trabajar al mismo tiempo.
Los circuitos de alta potencia a veces incluyen amortiguadores de radiofrecuencia y osciladores controlados por tensión (vco).
Las zonas de diseño se pueden dividir en zonas físicas y zonas eléctricas.
La zonificación física implica principalmente el diseño, la dirección y el blindaje de los componentes; Las zonas eléctricas pueden seguir divididas en distribución, cableado de radiofrecuencia, circuitos y señales sensibles y puesta a tierra.
3. División física. El diseño de los componentes es la clave para lograr un diseño de radiofrecuencia excelente. La tecnología más eficaz es fijar el componente a la ruta de radiofrecuencia y ajustar su posición para minimizar la longitud de la ruta de radiofrecuencia.
Y mantener la entrada de radiofrecuencia alejada de la salida de radiofrecuencia y lo más alejada posible de los circuitos de alta potencia y los circuitos de bajo ruido.
El método de apilamiento de placas de circuito más eficaz es colocar el suelo principal en una segunda capa debajo de la superficie y cableado el cable de radiofrecuencia en la superficie tanto como sea posible.
Minimizar el tamaño de los agujeros en la ruta de radiofrecuencia no solo reduce la inducción de la ruta, sino que también reduce los puntos de soldadura virtuales en el suelo principal y reduce las posibilidades de fuga de energía de radiofrecuencia a otras áreas del laminado.
En el espacio físico, un circuito lineal como un amplificador multinivel suele ser suficiente para aislar varias regiones de radiofrecuencia entre sí, pero los duplexores, mezcladores y amplificadores de frecuencia intermedia siempre tienen múltiples señales de radiofrecuencia / IF que interfieren entre sí. Por lo tanto, hay que tener cuidado de minimizar este impacto.
Los rastros de RF y äf deben cruzarse en la medida de lo posible y las áreas de tierra deben colocarse entre ellos en la medida de lo posible.
La ruta de radiofrecuencia correcta es muy importante para el rendimiento de toda la placa de circuito impreso, por lo que el diseño de los componentes suele ocupar la mayor parte del tiempo en el diseño de la placa de circuito impreso del teléfono móvil.
En el tablero de PCB del teléfono móvil, por lo general, el circuito de amplificador de bajo ruido se puede colocar en un lado del tablero de protección de pcb, el amplificador de alta potencia se puede colocar en el otro lado y finalmente se conecta a la antena RF del mismo lado a través de un duplexor. Un extremo y el otro del procesador de banda base.
Esto requiere algunas técnicas para garantizar que la energía de radiofrecuencia no pase de un lado de la placa a través del agujero al otro lado. Una técnica común es el uso de agujeros ciegos en ambos lados. Al organizar agujeros ciegos a ambos lados del PCB en áreas libres de interferencia de radiofrecuencia, se pueden minimizar los efectos adversos de los agujeros.
4. la cubierta de blindaje metálico a veces no puede mantener un intervalo suficiente entre varios bloques de circuito. En este caso, es necesario considerar el uso de escudos metálicos para bloquear la energía de radiofrecuencia en el área de radiofrecuencia, pero los escudos metálicos también tienen efectos secundarios, como altos costos de fabricación y montaje.
Al fabricar escudos metálicos de forma irregular, es difícil garantizar una alta precisión. Las escudas metálicas rectangulares o cuadradas también limitan el diseño de los componentes;
La cubierta de blindaje metálico no es propicia para el reemplazo de componentes y el desplazamiento de fallas; Debido a que la cubierta de blindaje metálico debe soldarse a la superficie de tierra y debe mantenerse a una distancia adecuada del componente, ocupa un valioso espacio de placas de pcb.
Es muy importante garantizar la integridad del blindaje metálico en la medida de lo posible. Por lo tanto, las líneas de señal digital que entran en el blindaje metálico deben dirigirse hacia la capa interior en la medida de lo posible, preferiblemente estableciendo la siguiente capa de la capa de circuito de señal como una formación de tierra.
El cable de señal de radiofrecuencia puede salir de la capa de cableado de la pequeña brecha en la parte inferior del blindaje metálico y la brecha de puesta a tierra, pero la brecha debe estar rodeada de una gran superficie de puesta a tierra en la medida de lo posible. La puesta a tierra en diferentes capas de señal puede utilizar múltiples agujeros. Vinculado.
A pesar de las deficiencias anteriores, el blindaje metálico sigue siendo muy eficaz y suele ser la única solución para aislar circuitos críticos.
5. también es muy importante que el circuito de desacoplamiento de potencia del chip sea adecuado y eficaz.
Los chips de radiofrecuencia de muchos circuitos lineales integrados son muy sensibles al ruido de potencia. Por lo general, cada chip requiere un máximo de cuatro condensadores y un inductor de aislamiento para filtrar todo el ruido de potencia.
El valor mínimo de la capacidad suele depender de la frecuencia de resonancia y la inducción del pin del propio capacitor, por lo que se selecciona el valor de c4.
Los valores de C3 y C2 son relativamente grandes debido a sus propios inductores de pin, por lo que el efecto de desacoplamiento de radiofrecuencia es pobre, pero son más adecuados para filtrar señales de ruido de baja frecuencia.
El desacoplamiento de radiofrecuencia se realiza con el inductor l1, que evita que la señal de radiofrecuencia se acople al chip desde el cable de alimentación.
Debido a que todos los rastros son una antena potencial que puede recibir y transmitir señales de radiofrecuencia, es necesario aislar las señales de radiofrecuencia de los circuitos y componentes clave.
La ubicación física de estos componentes de desacoplamiento también suele ser crucial.
Los principios de diseño de estos componentes importantes son:
El C4 debe estar lo más cerca posible del pin IC y conectado a tierra, el C3 debe estar lo más cerca posible del c4, el C2 debe estar lo más cerca posible del C3 y el cableado entre el pin IC y el C4 debe ser lo más corto posible. los terminales de tierra de estos componentes (especialmente el c4) deben conectarse generalmente Al pin de tierra del chip a través de la primera formación de tierra debajo de la placa de pcb.
El agujero a través del cual se conecta el componente al plano de tierra debe estar lo más cerca posible de la almohadilla del componente en el pcb. Es mejor utilizar agujeros ciegos perforados en almohadillas para minimizar la inducción de los cables de conexión. La inducción L1 debe estar cerca de c1.
Los circuitos integrados o amplificadores suelen tener una salida abierta del coleccionista, por lo que es necesario tirar de la bobina de inducción para proporcionar una carga de radiofrecuencia de alta resistencia y una fuente de alimentación de corriente continua de baja resistencia. El mismo principio se aplica a este inductor. Desacoplamiento del lado de la fuente de alimentación.
Algunos chips requieren múltiples fuentes de alimentación para funcionar, por lo que pueden requerir de dos o tres grupos de condensadores e inductores para desacoplarse por separado. Si no hay suficiente espacio alrededor del chip, el efecto de desacoplamiento puede no ser bueno.
En particular, hay que tener en cuenta que los inductores rara vez están conectados en paralelo, ya que esto crea un transformador hueco e induce señales de interferencia entre sí, por lo que la distancia entre ellos debe ser al menos igual a la altura de uno de ellos, o dispuestos en ángulos rectos para minimizar la inducción mutua.
