Blog de PCB - Técnicas para reducir la influencia de radiofrecuencia en el diseño de interconexión de PCB

Este artículo introducirá varias tecnologías para el diseño de tres interconexiones entre chips a placas, interconexiones dentro de placas de PCB y dispositivos externos, incluyendo la instalación de equipos, el aislamiento de cableado y las medidas para reducir la inducción de alambre para ayudar a los diseñadores a reducir el efecto RF en el diseño de interconexiones de placas de pcb. La interconexión del sistema de placas de circuito incluye: la interconexión del chip a la placa de circuito, la interconexión dentro de la placa de circuito y tres interconexiones entre la placa de circuito y el equipo externo. En el diseño de radiofrecuencia, las características electromagnéticas de los puntos de interconexión son uno de los principales problemas que enfrenta el diseño de ingeniería. Este artículo describe las diversas tecnologías de los tres diseños de interconexión mencionados anteriormente, incluidos los métodos de instalación de dispositivos, el aislamiento de cableado y las medidas para reducir la inducción de alambre. actualmente hay indicios de que la frecuencia del diseño de placas de circuito impreso es cada vez mayor. A medida que aumenta la velocidad de los datos, el ancho de banda necesario para la transmisión de datos también empuja el límite superior de la frecuencia de la señal a 1 GHz o más. Aunque esta tecnología de señal de alta frecuencia va mucho más allá de la tecnología de ondas milimétricas (30 ghz), también implica tecnología de radiofrecuencia y microondas de gama baja. Los métodos de ingeniería de radiofrecuencia deben ser capaces de manejar efectos electromagnéticos más fuertes que generalmente ocurren en frecuencias más altas. Estos campos magnéticos inducen señales en líneas de señal adyacentes o en trazas de placas de pcb, provocando conversaciones cruzadas innecesarias (interferencia y ruido total) y dañando el rendimiento del sistema. La pérdida de eco se debe principalmente al desajuste de resistencia, que tiene el mismo impacto en la señal que el ruido y la interferencia adicionales.

La Alta pérdida de eco tiene dos efectos negativos: 1) el retorno de la señal a la fuente de señal aumentará el ruido del sistema, lo que dificultará que el receptor distinga el ruido de la señal; 2) cualquier señal reflejada reduce básicamente la calidad de la señal, ya que la forma de la señal de entrada cambia. aunque los sistemas digitales son muy tolerantes a fallas porque solo procesan 1 y 0, los armónicos generados al subir los pulsos de alta velocidad pueden hacer que las señales sean más débiles a frecuencias más altas. Aunque la tecnología de corrección de errores hacia adelante puede eliminar algunos efectos negativos, parte del ancho de banda del sistema se utiliza para transmitir datos de manera redundante, lo que resulta en una disminución del rendimiento del sistema. Una mejor solución es que el efecto radiofrecuencia ayude en lugar de debilitar la integridad de la señal. Con una frecuencia del sistema digital (generalmente un punto de datos pobre), la pérdida total de eco recomendada es de - 25 db, lo que equivale a un vswr de 1,1. El objetivo del diseño del tablero de PCB es más pequeño, más rápido y más barato. Para las placas de PCB rfpcb, las señales de alta velocidad a veces limitan la miniaturización del diseño de las placas de pcb. En la actualidad, las principales soluciones al problema de la conversación cruzada son la gestión del plano de puesta a tierra, la distancia entre los rastros y la reducción de la inducción del cable. El principal método para reducir la pérdida de eco es a través de la coincidencia de resistencia. El método incluye la gestión efectiva del material aislante y el aislamiento de las líneas de señal activas y las líneas de tierra, especialmente entre las líneas de señal y el suelo donde se produce la conversión del Estado. Debido a que los puntos de interconexión son eslabones débiles en la cadena de circuitos, en el diseño de radiofrecuencia, la propiedad electromagnética de los puntos de interconexión es el principal problema que enfrenta el diseño de ingeniería, y cada punto de interconexión debe ser inspeccionado y los problemas existentes deben resolverse. La interconexión de los sistemas de placas de circuito incluye tres tipos de interconexión, como la interconexión de chips a placas de circuito, la interconexión dentro de los PCB y la entrada / salida de señales entre los PCB y los dispositivos externos. La interconexión entre el chip y la placa de PCB Pentium IV y los chips de alta velocidad con un gran número de puntos de interconexión de entrada / salida ya están disponibles. En lo que respecta al chip en sí, su rendimiento es confiable y la tasa de procesamiento ha sido capaz de alcanzar 1 ghz. La emoción en el seminario de interconexión de casi gigahertz: la forma de lidiar con el creciente número y frecuencia de I / o es bien conocida. El principal problema de la interconexión de chips a PCB es que la densidad de interconexión es demasiado alta, lo que hace que la estructura básica de los materiales de PCB se convierta en un factor restrictivo para el crecimiento de la densidad de interconexión. Las habilidades y métodos de diseño de las placas de PCB de alta frecuencia interconectadas en los PCB son los siguientes: el ángulo de rotación de la línea de transmisión 2.1 debe ser de 45 ° para reducir la pérdida de eco; 2.2 se utilizarán placas de circuito aisladas de alto rendimiento cuyo valor constante de aislamiento se controle estrictamente de acuerdo con el nivel. Este método ayuda a gestionar eficazmente los campos electromagnéticos entre el material aislante y el cableado adyacente. 2.3 es necesario mejorar las especificaciones de diseño de las placas de PCB grabadas con alta precisión. Considere especificar el error total de + / - 00007 pulgadas en el ancho de la línea, gestione el corte inferior y la sección transversal de la forma del cableado y especifique las condiciones de galvanoplastia de la pared lateral del cableado. La gestión integral de la geometría del cableado (conductor) y la superficie recubierta es importante para resolver los problemas de efecto cutáneo relacionados con la frecuencia de microondas y para lograr estas especificaciones. 2.4 destaca la presencia de inductores de grifos en los cables, evitando así el uso de componentes que contengan plomo. Para ambientes de alta frecuencia, se utilizan componentes de montaje de superficie. 2.5 para el paso de la señal, evite el uso del proceso de procesamiento de paso (pth) en placas sensibles, ya que el proceso produce inductores de alambre en el paso. Por ejemplo, cuando se utilizan agujeros en placas de 20 capas para conectar las capas 1 a 3, la inducción del alambre puede afectar las capas 4 a 19.2.6 para proporcionar un rico plano de tierra. Los orificios moldeados se utilizan para conectar estos planos de tierra para evitar el impacto de los campos magnéticos 3D en la placa. 2.7 se debe optar por un proceso de chapado sin níquel o inmersión en oro y no utilizar el método hasl para el chapado. Esta superficie galvanizada proporciona un mejor efecto de piel para la corriente de alta frecuencia. Además, este recubrimiento altamente soldable requiere menos cables y ayuda a reducir la contaminación ambiental. 2.8 las máscaras de soldadura evitan el flujo de pasta de soldadura. Sin embargo, debido a la incertidumbre del grosor y la propiedad aislada desconocida, cubrir toda la superficie de la placa de circuito con material de máscara de soldadura provocará grandes cambios en la energía electromagnética en el diseño de microstrip. Los deflectores de soldadura se suelen utilizar como capas de resistencia a la soldadura. si no está familiarizado con estos métodos, consulte a un ingeniero de diseño experimentado que ha trabajado en placas de circuito de microondas militares. También puedes discutir con ellos el rango de precios que puedes pagar. Por ejemplo, un diseño de MICROSTRIP coplanar con cobre en la parte posterior es más económico que un diseño de banda, y puede discutirlo con ellos para obtener mejores consejos. Es posible que los ingenieros no estén acostumbrados a considerar los costos, pero sus sugerencias pueden ser útiles. Tratar de formar ahora a jóvenes ingenieros que no estén familiarizados con los efectos de radiofrecuencia y carezcan de experiencia en el manejo de los efectos de radiofrecuencia será un esfuerzo a largo plazo. Además, se ofrecen otras soluciones, como la modificación de las computadoras para que puedan manejar los efectos de radiofrecuencia. La interconexión entre el tablero de PCB y los dispositivos externos ahora puede considerarse que hemos resuelto todos los problemas de gestión de señales en el tablero y en la interconexión de varios componentes separados. ¿Entonces, ¿ cómo resolver el problema de entrada / salida de señal desde la placa de circuito hasta el cable conectado al dispositivo remoto? En este caso, gestionamos la conversión entre MICROSTRIP y cable concéntrico. En los cables concéntricos, el plano de tierra está entrelazado en un anillo y el intervalo es uniforme. En el microstrip, el plano de tierra es Bel