Tecnología de PCB - Diseño de la partición de la placa de circuito de radiofrecuencia

Al diseñar el diseño de radiofrecuencia, primero se deben cumplir los siguientes principios generales:

Separe el amplificador de radiofrecuencia de alta potencia (hpa) y el 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. Si tienes mucho espacio físico en tu pcb, puedes hacerlo fácilmente, pero generalmente hay muchos componentes y el espacio de PCB es muy pequeño, por lo que esto suele ser imposible. Puedes colocarlos a ambos lados de la placa de 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).

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. Más tarde discutiremos cómo romper este principio de diseño según sea necesario y cómo evitar posibles problemas como este.

El desacoplamiento de chips y fuentes de alimentación también es extremadamente importante, y más tarde se discutirán varias maneras de implementar este principio.

¿¿ cómo se divide?

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.

Primero 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 circuito 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. Los rastros de radiofrecuencia e if deben cruzarse en la medida de lo posible y se debe colocar el suelo entre ellos en la medida de lo posible. La ruta de radiofrecuencia correcta es muy importante para el rendimiento de todo el tablero de pcb, por lo que el diseño de componentes suele ocupar la mayor parte del tiempo en el diseño del tablero de PCB del teléfono móvil.

Al fabricar un blindaje metálico de forma irregular, es difícil garantizar una alta precisión. El blindaje metálico rectangular o cuadrado impone algunas restricciones a la disposición del componente; El blindaje metálico no es propicio para el reemplazo de componentes y la localización de fallas; Debido a que el blindaje metálico debe soldarse al suelo, debe mantenerse a una distancia adecuada del componente, por lo que ocupa 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 ser enrutado a la capa interior en la medida de lo posible, y la capa de PCB debajo de la capa de cableado debe ser preferiblemente una formación de conexión. El cable de señal de radiofrecuencia se puede sacar de la pequeña brecha en la parte inferior del blindaje metálico y de la capa de cableado en la brecha de puesta a tierra, pero la mayor cantidad de puesta a tierra alrededor de la brecha es posible, y la puesta a tierra en diferentes capas se puede conectar a través de múltiples agujeros.

A pesar de los problemas anteriores, el blindaje metálico es muy eficaz y suele ser la única solución para aislar circuitos críticos.

El valor mínimo de la capacidad suele depender de su frecuencia de autoresoración e inductor de bajo pin, y el valor del C4 se selecciona en consecuencia. 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 inductor L1 evita que la señal RF se acople al chip desde el cable de alimentación. Recuerde: todos los rastros son una antena potencial que puede recibir o enviar señales de radiofrecuencia, y también necesita aislar las señales de radiofrecuencia inducidas de las líneas clave.

La ubicación física de estos componentes de desacoplamiento también suele ser crucial. El principio de diseño de estos componentes importantes es que 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 rastro de conexión del pin IC y el C4 debe ser lo más corto posible. Los terminales de tierra de estos componentes (especialmente el c4) generalmente deben conectarse al pin de tierra del chip a través de la siguiente formación de tierra. El agujero a través del cual se conecta el componente a la formación 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 eléctrica se acerca al c1.

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 de los teléfonos móviles modernos utilizan diferentes tensiones de funcionamiento y están controlados 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.

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, ten mucho cuidado con la puesta a tierra en varios lugares de toda la placa, de lo contrario puedes introducir inconscientemente un canal de acoplamiento que no quieres que suceda.

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.

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.

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 al diseño de rfpcb. La puesta a tierra simulada pública suele ser tan importante como la puesta a tierra utilizada para bloquear y separar las líneas de señal. El problema es que sin visión y planificación cuidadosa previa, no puedes hacer nada al respecto cada vez. Por lo tanto, en las primeras etapas del diseño, es muy importante planificar cuidadosamente, diseñar cuidadosamente los componentes y evaluar a fondo el diseño. Los cambios de diseño causados por negligencia pueden hacer que el diseño esté a punto de completarse y deben repetirse. En cualquier caso, esta grave consecuencia de la negligencia no es algo bueno para su desarrollo profesional personal.