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Los circuitos analógicos (radiofrecuencias) y digitales (microcontroladores) pueden funcionar bien solos, pero una vez que ambos trabajan juntos en la misma placa de circuito impreso y con la misma fuente de alimentación, todo el sistema puede ser inestable. Esto se debe principalmente a que las señales digitales oscilan con frecuencia entre el suelo y la fuente de alimentación positiva (tamaño 3v), y el período es extremadamente corto, generalmente en el nivel ns. Estas señales digitales debido a los grandes y pequeños tiempos de conmutación
Nal contiene una gran cantidad de componentes de alta frecuencia independientes de la frecuencia del interruptor. En la parte analógica, la señal enviada desde el bucle de ajuste de la antena a la parte receptora del dispositivo inalámbrico suele ser inferior a 1 Lambda V.
El aislamiento insuficiente de las líneas sensibles y las líneas de señal de ruido es un problema común. Como se mencionó anteriormente, la señal digital tiene una alta amplitud de oscilación y contiene una gran cantidad de armónicos de alta frecuencia. Si el cableado de la señal digital en el PCB es adyacente a la señal analógica sensible, los armónicos de alta frecuencia pueden acoplarse. Los nodos sensibles de los equipos de radiofrecuencia suelen ser los circuitos de filtro de bucle del bucle de bloqueo de fase (pll), los inductores de osciladores de control de tensión externa (vco), las señales de referencia de cristal y los terminales de antena. Se debe tener especial cuidado con estos componentes del circuito.
Debido a que la señal de entrada / salida tiene un swing de varios v, los circuitos digitales generalmente pueden aceptar ruido de Potencia (menos de 50 mv). Los circuitos analógicos son muy sensibles al ruido de la fuente de alimentación, especialmente al voltaje de Burr y otros armónicos de alta frecuencia. Por lo tanto, el cableado de los cables de alimentación en PCBs que contienen circuitos RF (u otros analógicos) debe ser más cuidadoso que el cableado en placas digitales ordinarias y se debe evitar el cableado automático. También hay que tener en cuenta que los microcontroladores (u otros circuitos digitales) absorben repentinamente la mayor parte de la corriente durante un corto período de tiempo dentro de cada ciclo de reloj interno, ya que los microcontroladores modernos están diseñados utilizando un proceso cmos.
La placa de radiofrecuencia siempre debe tener una formación de tierra conectada a una fuente de alimentación negativa, y si no se maneja adecuadamente, puede producir algunos fenómenos extraños. Esto puede ser difícil de entender para los diseñadores de circuitos digitales, porque la mayoría de los circuitos digitales funcionan bien incluso sin formación de tierra. En la radiofrecuencia, incluso los cables muy cortos tienen un efecto inductor. A través de cálculos aproximados, la inducción por milímetro de longitud es de aproximadamente 1 nh, y la inducción de la línea PCB de 10 milímetros a 434 MHz es de aproximadamente 27 Í. Si no se utiliza el cable de tierra, la mayoría de los cables de tierra serán largos y las características de diseño del circuito no estarán garantizadas.
Esto a menudo se pasa por alto en los circuitos que contienen radiofrecuencias y otros componentes. Además de la parte de radiofrecuencia, generalmente hay otros circuitos analógicos en la placa. Por ejemplo, muchos microcontroladores tienen un convertidor analógico - digital incorporado (adc) para medir la entrada analógica y el voltaje de la batería u otros parámetros. Si la antena del transmisor de radiofrecuencia se encuentra cerca (o encima) del pcb, la señal de alta frecuencia emitida puede llegar a la entrada analógica del adc. No olvides que cualquier circuito puede enviar o recibir señales de radiofrecuencia como una antena. Si la entrada ADC no se maneja correctamente, la señal de radiofrecuencia puede estimularse a sí misma dentro del Semiconductor ESM de la entrada adc, lo que resulta en una desviación adc.
Todas las conexiones con la formación de puesta a tierra deben ser lo más cortas posible y los agujeros de puesta a tierra deben colocarse en la almohadilla del componente (o muy cerca). Nunca se permitirá que dos señales de tierra compartan un agujero de tierra. Esto puede causar conversaciones cruzadas entre almohadillas debido a la resistencia de la conexión del agujero. Los condensadores de desacoplamiento deben colocarse lo más cerca posible del pin y deben utilizarse en cada PIN que requiera desacoplamiento. Los condensadores cerámicos de alta calidad, los tipos dieléctrico "npo" y "x7r" funcionan bien en la mayoría de las aplicaciones. El valor ideal del capacitor seleccionado debe hacer que su resonancia en serie sea igual a la frecuencia de la señal.
Por ejemplo, los condensadores de 100 PF instalados en SMD funcionarán bien a 434 mhz, con una resistencia capacitiva de unos 4 Í a 434 MHz y una reactancia a través del agujero dentro del mismo rango. Los condensadores y agujeros en serie forman un filtro de trampa de frecuencia de señal, que puede desacoplar eficazmente. A 868 mhz, los condensadores 33pf son una opción ideal. Además de los condensadores de bajo valor de desacoplamiento por radiofrecuencia, también se debe colocar un condensadores de alto valor en la línea de alimentación para desacoplar la baja frecuencia, seleccionando 2. Cerámica F de 2 islas o condensadores de tantalio F de 10 islas.
El enrutamiento en forma de estrella es una tecnología conocida en el diseño de circuitos analógicos. Cableado en forma de estrella - cada módulo en la placa de circuito tiene su propio cable de alimentación, que proviene del punto de alimentación pública. En este caso, el cableado en forma de estrella significa que las partes digitales y RF del circuito deben tener líneas de alimentación separadas, y estas líneas de alimentación deben desacoplarse por separado cerca del ic. Esta es una división del número
Un método eficaz para el ruido de las Partes y partes de la fuente de alimentación de radiofrecuencia. Si los módulos de alto ruido se colocan en la misma placa de circuito, se pueden conectar en serie inductores (cuentas magnéticas) o resistencias pequeñas (10 Í) entre la línea de alimentación y los módulos, y se debe utilizar un capacitor de tantalio de al menos 10 ° F para desacoplar la fuente de alimentación de estos módulos. Módulos como el conductor RS 232 o el regulador de potencia del interruptor.
Para reducir la interferencia de los módulos de ruido y los componentes analógicos circundantes, el diseño de cada módulo de circuito en la placa es importante. Los módulos sensibles (componentes y antenas de radiofrecuencia) deben mantenerse siempre alejados de los módulos ruidosos (microcontroladores y unidades RS 232) para evitar interferencias. Como se mencionó anteriormente, la señal RF interfiere con otros módulos de circuitos analógicos sensibles como ADC cuando se transmite. La mayoría de los problemas se producen en bandas de trabajo más bajas (por ejemplo, 27 mhz) y en niveles de salida de alta potencia. Es una buena práctica de diseño utilizar condensadores de desacoplamiento de radiofrecuencia (100pf) conectados a tierra para desacoplar puntos sensibles.
Si se utiliza un cable para conectar la placa de radiofrecuencia a un circuito digital externo, use un cable de par trenzado. Cada cable de señal debe ser de par trenzado con cable gnd (din / gnd, dout / gnd, CS / gnd, PWR up / gnd). Conecte la placa de circuito de radiofrecuencia a la placa de circuito de aplicación digital utilizando un cable gnd de par trenzado. La longitud del cable debe ser lo más corta posible. Las líneas que suministran energía a las placas de radiofrecuencia también deben conectarse al cable de par trenzado gnd (vdd / gnd).
