Diseño electrónico - Resumen de la experiencia en el diseño y cableado de PCB de radiofrecuencia

El diseño de PCB de radiofrecuencia (rf) se describe generalmente como un "arte negro" porque todavía hay muchas incertidumbres en teoría, pero esta opinión es solo parcialmente correcta. El diseño de las placas de circuito de radiofrecuencia también tiene muchas leyes que se pueden seguir y no deben ser ignoradas. El siguiente es un resumen de las condiciones que deben cumplirse al diseñar el diseño de radiofrecuencia de la placa de circuito impreso del teléfono móvil:

1.1 separe el amplificador de radiofrecuencia de alta potencia (hpa) del amplificador de bajo ruido (lna) en la medida de lo posible. En pocas palabras, mantenga el circuito emisor de radiofrecuencia de alta potencia alejado del circuito receptor de radiofrecuencia de baja potencia. El teléfono móvil tiene muchas funciones y componentes, pero el espacio de PCB es muy pequeño. Al mismo tiempo, teniendo en cuenta los límites más altos del proceso de diseño de cableado, todos estos requisitos para las habilidades de diseño son relativamente altos. En este momento, es posible que sea necesario diseñar un PCB de cuatro a seis capas para que funcionen alternativamente, en lugar de Al mismo tiempo. Los circuitos de alta potencia a veces incluyen amortiguadores de radiofrecuencia y osciladores controlados por tensión (vco). Asegúrese de que el área de alta potencia del PCB tenga al menos una pieza entera de tierra, preferiblemente sin agujeros. Por supuesto, cuanto más cobre, mejor. Las señales analógicas sensibles deben mantenerse lo más alejadas posible de las señales digitales de alta velocidad y las señales de radiofrecuencia.

1.2 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 descomponiéndose en zonas para distribución, cableado de radiofrecuencia, circuitos y señales sensibles y puesta a tierra.

1.2.1 discutimos el tema de la zonificación física. El diseño de los componentes es la clave para lograr un buen diseño de radiofrecuencia. La técnica más eficaz es fijar primero el componente a la ruta de radiofrecuencia y ajustar su dirección para minimizar la longitud de la ruta de radiofrecuencia, mantener la entrada alejada de la salida y, en la medida de lo posible, separar el circuito de alta potencia del Circuito de baja potencia.

El método de apilamiento de PCB más eficaz es colocar el plano principal de tierra (suelo principal) en la segunda capa debajo de la capa superficial y cableado el Cable RF tanto como sea posible en la capa superficial. Minimizar el tamaño de los agujeros en la ruta de radiofrecuencia no solo puede reducir la inducción de la ruta, sino también reducir los puntos de soldadura virtuales en el suelo principal y reducir 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 áreas de radiofrecuencia entre sí, pero los duplexores, mezcladores y amplificadores / mezcladores de frecuencia intermedia siempre tienen múltiples radiofrecuencias / if. Las señales interfieren entre sí, por lo que hay que tener cuidado de minimizar este impacto.

1.2.2 los rastros de radiofrecuencia y frecuencia intermedia deben cruzarse en la medida de lo posible y estar fundamentados 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 diseño de la placa de circuito impreso de teléfono móvil, por lo general, el circuito de amplificador de bajo ruido se puede colocar en un lado de la placa de circuito impreso, el amplificador de alta potencia se puede colocar en el otro lado y finalmente se conecta al extremo de radiofrecuencia y al procesamiento de Banda base del mismo lado a través de un duplexor. En la antena al final del equipo. Se necesitan algunas técnicas para garantizar que el agujero directo no transmita energía de radiofrecuencia de un lado de la placa al otro. Una técnica común es el uso de agujeros ciegos en ambos lados. Al colocar los agujeros rectos en áreas sin interferencia de radiofrecuencia a ambos lados de la placa de pcb, se pueden minimizar los efectos adversos de los agujeros rectos. A veces es imposible garantizar un aislamiento adecuado entre varios bloques de circuitos. En este caso, es necesario considerar el uso de blindaje metálico para bloquear la energía de radiofrecuencia en la región de radiofrecuencia. La cubierta metálica debe soldarse al suelo y debe conservarse con los componentes. La distancia adecuada, por lo que es necesario ocupar un valioso espacio de placas de pcb.

1.2.3 también es muy importante un desacoplamiento adecuado y eficaz de la Potencia del chip. Muchos chips de radiofrecuencia con 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 asegurarse de que todo el ruido de potencia se filtra. Los circuitos integrados o amplificadores suelen tener una salida de fuga abierta, por lo que es necesario subir y bajar los inductores para proporcionar una carga de radiofrecuencia de alta resistencia y una fuente de alimentación de corriente continua de baja resistencia. El mismo principio es adecuado para desacoplar la fuente de alimentación en el lado de la bobina de inducción.

1.3 al diseñar el tablero de PCB del teléfono móvil, se debe prestar especial atención a los siguientes aspectos.

1.3.1 tratamiento de fuentes de alimentación y cables de tierra

Incluso si el cableado de toda la placa de PCB se completa bien, la interferencia causada por la consideración inadecuada de la fuente de alimentación y el cable de tierra reducirá el rendimiento del producto y, a veces, incluso afectará la tasa de éxito del producto. Por lo tanto, el cableado de los cables eléctricos y de tierra debe tomarse en serio y minimizar la interferencia acústica generada por los cables eléctricos y de tierra para garantizar la calidad del producto. Cada ingeniero que se dedica al diseño de productos electrónicos entiende las causas del ruido entre el cable de tierra y el cable de alimentación, y ahora solo presenta la reducción de la supresión del ruido:

(1) es bien sabido agregar condensadores de desacoplamiento entre la fuente de alimentación y el suelo.

(2) ensanchar tanto como sea posible el ancho del cable de alimentación como del cable de tierra. es mejor que el cable de tierra sea más ancho que el cable de alimentación. su relación es: el cable de tierra > el cable de alimentación > el cable de señal. por lo general, el ancho del cable de señal es de 0,2 ï medio 0,3 mm, el ancho más delgado puede alcanzar 0,05 ï medio 0,07 mm, y el cable de alimentación es de 1,2 ï medio 2,5 mm. Para los PCB de los circuitos digitales, se puede utilizar un cable de tierra ancho para formar un circuito, es decir, para formar una red de tierra (la tierra de los circuitos analógicos no se puede usar así)

1.4 las habilidades y métodos de diseño de PCB de alta frecuencia son los siguientes:

1.4.1 el ángulo de giro de la línea de transmisión debe ser de 45 ° para reducir la pérdida de eco

1.4.2 se utilizarán placas de circuito aisladas de alto rendimiento cuyo valor constante de aislamiento se controle estrictamente de acuerdo con el nivel. Este método es propicio para la gestión efectiva de los campos magnéticos y magnéticos entre los materiales aislantes y los cables adyacentes.

1.4.3 mejorar las especificaciones de diseño de PCB relacionadas con el grabado de alta precisión. Es necesario tener en cuenta que el error total de ancho de línea prescrito es de + / - 0007 pulgadas, se debe gestionar el corte inferior y la sección transversal de la forma del cableado, y se deben especificar las condiciones de galvanoplastia de la pared lateral del cableado. La geometría del cableado (alambre) y el manejo general de la superficie recubierta son muy importantes para resolver el problema de los efectos cutáneos relacionados con la frecuencia de microondas y lograr estas especificaciones.