Noticias de PCB - Método de diseño de la placa de circuito impreso del teléfono móvil

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 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 más eficaz de apilamiento de placas de PCB es colocar el plano principal de tierra (suelo principal) en la segunda capa debajo de la capa superficial y cableado el Cable RF en la capa superficial en la medida de lo posible. Minimizar el tamaño del agujero 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.

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 directos en una zona sin interferencia de radiofrecuencia a ambos lados de la placa de pcb, se pueden minimizar los efectos adversos de los agujeros directos. 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. Es muy importante garantizar la integridad de la cubierta de blindaje en la medida de lo posible. El cable de señal digital que entra en la cubierta de blindaje metálico debe llegar a la capa interior en la medida de lo posible, y la capa de PCB debajo de la capa de cableado debe estar mejor conectada a la formación. El cable de señal de radiofrecuencia se puede sacar 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 mayor cantidad de puesta a tierra alrededor de la brecha se puede conectar a través de múltiples agujeros en diferentes capas.

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 se aplica a la desvinculación de la fuente de alimentación en el lado de la bobina de inducción. Algunos chips requieren múltiples fuentes de alimentación para funcionar, por lo que es posible que necesite de dos a tres grupos de condensadores e inductores para desacoplarse por separado. Los inductores rara vez se conectan en paralelo, ya que esto forma transformadores huecos y provoca interferencias mutuas. Señales, por lo que la distancia entre ellas debe ser al menos igual a la altura de uno de los dispositivos, o dispuestas en ángulo recto para minimizar su inducción mutua.

4 el principio de la División eléctrica es aproximadamente el mismo que el principio de la División física, pero también contiene algunos otros factores. Algunas Partes del teléfono utilizan diferentes tensiones de funcionamiento y son controladas por software para prolongar la vida útil de la batería. Esto significa que el teléfono necesita ejecutar varias fuentes de alimentación, lo que plantea más problemas para el aislamiento. La fuente de alimentación suele introducirse desde el conector y desacoplarse inmediatamente para filtrar cualquier ruido del exterior de la placa de circuito, que luego se distribuye después de pasar por un grupo de interruptores o reguladores. La corriente continua de la mayoría de los circuitos en la placa de circuito impreso del teléfono móvil es muy pequeña, por lo que el ancho del rastro generalmente no es un problema. Sin embargo, debe colocarse una línea de corriente lo más ancha posible por separado para la fuente de alimentación del amplificador de alta potencia para minimizar la caída de tensión de transmisión. Para evitar la pérdida excesiva de corriente, se necesitan varios agujeros para transmitir la corriente de una capa a otra. Además, si no se puede desvincular adecuadamente en el pin de alimentación del amplificador de alta potencia, el ruido de alta potencia irradiará a toda la placa y causará varios problemas. La puesta a tierra de los amplificadores de alta potencia es fundamental y generalmente es necesario diseñar un blindaje metálico para ellos. en la mayoría de los casos, también es fundamental garantizar que la salida de radiofrecuencia esté alejada de la entrada de radiofrecuencia. Esto también se aplica a amplificadores, amortiguadores y filtros. En el peor de los casos, pueden tener oscilaciones autoexcitadas si las salidas de los amplificadores y amortiguadores se retroalimentan a sus entradas en las fases y amplitudes adecuadas. En el mejor de los casos, podrán funcionar de manera estable en cualquier condición de temperatura y tensión. De hecho, pueden volverse inestables y agregar ruido y señales de intermodal a las señales de radiofrecuencia. Si la línea de señal RF debe volver a la salida desde el extremo de entrada del filtro, esto puede dañar gravemente las características de paso de banda del filtro. Para obtener un buen aislamiento entre la entrada y la salida, primero se debe colocar el suelo alrededor del filtro, y luego se debe colocar el suelo en la zona inferior del filtro y conectarse al suelo principal alrededor del filtro. Esta es también una buena manera de mantener el cable de señal que necesita pasar por el filtro lo más alejado posible del pin del filtro.

Además, la puesta a tierra en varios puntos de toda la placa debe ser muy cuidadosa, de lo contrario se introducirán canales de acoplamiento. A veces puede optar por usar un solo extremo o equilibrar el cable de señal de radiofrecuencia. Los principios de interferencia cruzada y EMC / emi también se aplican aquí. Si se encadenan correctamente, las líneas de señal de radiofrecuencia equilibradas pueden reducir el ruido y la interferencia cruzada, pero su resistencia suele ser alta y deben mantener un ancho de línea razonable para obtener fuentes de señal coincidentes, trazas e impedancias de carga. El cableado real puede tener algunas dificultades. El amortiguador se puede utilizar para mejorar el efecto de aislamiento, ya que puede dividir la misma señal en dos partes y para accionar diferentes circuitos, especialmente los osciladores locales pueden requerir un amortiguador para accionar múltiples mezcladores. Cuando el mezclador alcance el Estado de aislamiento de modo común a la frecuencia de radiofrecuencia, no funcionará correctamente. El amortiguador puede aislar bien los cambios de resistencia en diferentes frecuencias para que los circuitos no interfieran entre sí. La zona de amortiguación es muy útil para el diseño. Pueden seguir el circuito que necesita ser impulsado, por lo que la trayectoria de salida de alta potencia es muy corta. Debido a que el nivel de señal de entrada de los amortiguadores es relativamente bajo, no son fáciles de interferir con otras señales en el tablero. Los circuitos causan interferencias. Los osciladores controlados por tensión (vco) pueden convertir el voltaje cambiante en una frecuencia cambiante. Esta función se utiliza para el cambio de canal de alta velocidad, pero también convierten el ruido de seguimiento en el voltaje de control en pequeños cambios de frecuencia, lo que hace que la señal RF aumente el ruido.

5 para garantizar que el ruido no aumente, hay que tener en cuenta los siguientes aspectos: primero, el ancho de banda esperado de la línea de control puede estar entre DC y 2mhz, y es casi imposible eliminar este ruido de banda ancha filtrando; En segundo lugar, la línea de control vco suele formar parte del Circuito de retroalimentación que controla la frecuencia. Puede introducir ruido en muchos lugares, por lo que las líneas de control de vco deben manejarse con mucho Cuidado. Asegúrese de que el suelo debajo del rastro de radiofrecuencia es sólido y que todos los componentes están firmemente conectados al suelo principal y aislados de otros rastros que pueden causar ruido. Además, es necesario garantizar que la fuente de alimentación del vco esté completamente desacoplada. Debido a que la salida de radiofrecuencia del vco suele ser un nivel relativamente alto, la señal de salida del vco puede interferir fácilmente con otros circuitos, por lo que se debe prestar especial atención al vco. De hecho, el vco suele colocarse al final de la zona de radiofrecuencia y a veces requiere un blindaje metálico. El circuito de resonancia (uno para emisores y otro para receptores) está relacionado con el vco, pero también tiene sus propias características. En pocas palabras, el circuito de resonancia es un circuito de resonancia paralelo con diodos condensadores que ayuda a establecer la frecuencia de funcionamiento del vco y modular la voz o los datos a la señal rf. Todos los principios de diseño de vco también son aplicables a los circuitos de resonancia. Debido a que los circuitos de resonancia contienen un número considerable de componentes, tienen una amplia zona de distribución en la placa y suelen funcionar a frecuencias de radiofrecuencia muy altas, los circuitos de resonancia suelen ser muy sensibles al ruido. Las señales suelen estar dispuestas en los pines adyacentes del chip, pero estos pines de señal deben trabajar con inductores y condensadores relativamente grandes, lo que a su vez requiere que estos inductores o condensadores se encuentren en una posición muy cercana y se conecten de nuevo al circuito de control sensible al ruido. No es fácil hacerlo.

El amplificador de control automático de ganancia (agc) también es un lugar propenso a problemas, tanto el circuito emisor como el circuito receptor tendrán un amplificador agc. Los amplificadores AGC suelen ser eficaces para filtrar el ruido, pero debido a que los teléfonos móviles tienen la capacidad de procesar cambios rápidos en la intensidad de las señales enviadas y recibidas, los circuitos AGC requieren un ancho de banda bastante amplio, lo que facilita la introducción de amplificadores AGC en algunos circuitos clave. El diseño del circuito AGC debe ajustarse a las buenas técnicas de diseño del circuito analógico, que están relacionadas con el pin de entrada del amplificador operativo corto y la ruta de retroalimentación corta, ambas alejadas de los rastros de señal digital de radiofrecuencia, if o alta velocidad. Del mismo modo, una buena puesta a tierra es esencial y la fuente de alimentación del chip debe desvincularse bien. Si es necesario conectar un cable largo en la entrada o salida, es mejor conectarlo en la salida. Por lo general, la resistencia de la salida es mucho menor y no es fácil causar ruido. Por lo general, cuanto mayor sea el nivel de señal, más fácil será introducir ruido en otros circuitos. En todos los diseños de pcb, mantener los circuitos digitales lo más alejados posible de los circuitos analógicos es un principio general, que también se aplica a los diseños de PCB de radiofrecuencia. La puesta a tierra simulada pública y la puesta a tierra de líneas de señal blindadas y separadas suelen ser igualmente importantes. Por lo tanto, en las primeras etapas del diseño, una planificación cuidadosa, un diseño reflexivo de los componentes y una evaluación exhaustiva del diseño son muy importantes, y también se deben utilizar circuitos de radiofrecuencia. lejos de las líneas analógicas y algunas señales digitales muy críticas. Todos los rastros, almohadillas y componentes de radiofrecuencia deben llenarse de cobre de tierra en la medida de lo posible y conectarse a la tierra principal en la medida de lo posible. Si los rastros de radiofrecuencia deben pasar por los cables de señal, trate de cableado una capa de tierra conectada al suelo principal a lo largo de los rastros de radiofrecuencia entre ellos. Si no es posible, asegúrese de que se cruzan, lo que minimiza el acoplamiento capacitivo. Al mismo tiempo, coloque el mayor número posible de puntos de tierra alrededor de cada rastro de radiofrecuencia y conecte a la tierra principal. Además, minimizar la distancia entre los rastros paralelos de radiofrecuencia puede minimizar el acoplamiento inductor. Cuando el plano sólido de tierra se coloca directamente sobre la primera capa debajo de la superficie, el efecto de aislamiento es el mejor, aunque otros métodos de diseño prudente también funcionarán. En cada capa de la placa de pcb, coloque el mayor número posible de puntos de tierra y conecte a la tierra principal. Coloque el rastro lo más cerca posible para aumentar el número de dibujos de la capa de señal interna y la capa de distribución, y ajuste adecuadamente el rastro para que el agujero de conexión a tierra pueda colocarse en el mapa de aislamiento de la superficie. Se debe evitar la puesta a tierra libre en todas las capas del pcb, ya que pueden recoger o inyectar ruido como antenas pequeñas. En la mayoría de los casos, si no puedes conectarlos a la tierra principal, es mejor que los quites.