Conception électronique - HDI Board règles de conception de circuits RF

HDI Board règles de conception de circuits RF

Bien qu'il existe encore de nombreuses incertitudes théoriques sur la conception des cartes RF, il existe encore de nombreuses règles à suivre dans la conception des cartes RF.

Cependant, dans la conception réelle de PCB, la compétence vraiment pratique est de peser ces règles quand elles ne peuvent pas être mises en œuvre en raison de diverses restrictions. Cet article se concentrera sur divers problèmes liés à la conception de séparateurs de carte de circuit RF.

1. Type de microperforation les circuits de nature différente sur la carte doivent être séparés, mais ils doivent être connectés dans des conditions optimales sans interférence électromagnétique. Cela nécessite l'utilisation de micropores.

Habituellement, le diamètre des micro - trous est de 0,05 mm ~ 0,20 MM. Ces trous sont généralement divisés en trois catégories, à savoir les trous borgnes, les trous enterrés et les trous traversants.

Les trous borgnes sont situés sur les faces supérieure et inférieure de la carte de circuit imprimé et ont une certaine profondeur. Ils sont utilisés pour connecter les lignes de surface et les lignes intérieures ci - dessous. La profondeur des trous ne dépasse généralement pas une certaine proportion (pores).

Par surtrou enterré, on entend un trou de connexion situé dans la couche interne de la carte de circuit imprimé et ne s'étendant pas à la surface de la carte.

Les deux types de trous décrits ci - dessus sont situés dans la couche interne de la carte et sont réalisés par un procédé de formation de Vias avant laminage, et plusieurs couches internes peuvent être superposées lors de la formation des vias.

Le troisième type, appelé via, pénètre dans toute la carte et peut être utilisé pour les interconnexions internes ou comme trou de positionnement adhésif pour les composants.

2. Lors de la conception de la carte de circuit RF avec la technologie de partitionnement, l'amplificateur RF haute puissance (HPA) et l'amplificateur à faible bruit (LNA) doivent être séparés autant que possible. En termes simples, il s'agit d'éloigner les circuits d'émission RF de forte puissance des circuits de réception à faible bruit.

Cela peut être fait facilement s'il y a beaucoup d'espace sur le PCB.

Mais souvent, lorsqu'il y a beaucoup de composants, l'espace de fabrication d'un PCB devient très petit, ce qui le rend difficile à réaliser.

Vous pouvez les placer des deux côtés de votre PCB ou les faire fonctionner en alternance au lieu de travailler en même temps.

Les circuits de haute puissance comprennent parfois des tampons RF et des oscillateurs commandés en tension (VCO).

La partition de conception peut être divisée en une partition physique et une partition électrique.

Le zonage physique concerne principalement des questions telles que la disposition des composants, l'orientation et le blindage; La partition électrique peut continuer à être divisée en distribution, câblage RF, circuits et signaux sensibles et mise à la terre.

3. Zonage physique. La disposition des composants est la clé pour atteindre une conception RF supérieure. La technique la plus efficace consiste à fixer le composant sur le chemin radiofréquence et à ajuster sa position pour minimiser la longueur du chemin radiofréquence.

Et gardez l'entrée RF loin de la sortie RF, aussi loin que possible des circuits à haute puissance et des circuits à faible bruit.

La méthode la plus efficace pour empiler une carte est de disposer la masse principale au deuxième niveau sous la surface et de câbler les lignes RF sur la surface autant que possible.

Minimiser la taille des pores sur le chemin RF réduit non seulement l'inductance du chemin, mais réduit également les points de soudure virtuels sur la masse principale et réduit les risques de fuite d'énergie RF vers d'autres zones du stratifié.

Dans l'espace physique, un circuit linéaire tel qu'un amplificateur Multi - étages est généralement suffisant pour isoler plusieurs zones RF les unes des autres, mais un duplexeur, un mélangeur et un amplificateur à fréquence intermédiaire ont toujours plusieurs signaux RF / if qui interfèrent les uns avec les autres. Il faut donc prendre soin de minimiser cet effet.

Les traces RF et ä¨ f doivent être croisées dans la mesure du possible et une zone de mise à la terre doit être placée entre elles dans la mesure du possible.

Le chemin RF correct est très important pour la performance de l'ensemble de la carte PCB, c'est pourquoi la disposition des éléments occupe généralement la majeure partie du temps dans la conception de la carte PCB d'un téléphone portable.

Sur une carte PCB de téléphone portable, généralement un circuit amplificateur à faible bruit peut être placé d'un côté de la carte PCB, un amplificateur de haute puissance de l'autre côté et enfin connecté à une antenne RF du même côté via un duplexeur. Une extrémité et l'autre d'un processeur de bande de base.

Cela nécessite quelques astuces pour s'assurer que l'énergie RF ne passe pas d'un côté de la plaque à travers les trous traversants à l'autre. Une technique courante consiste à utiliser des trous borgnes des deux côtés. Les effets néfastes des porosités peuvent être minimisés en disposant des porosités borgnes dans des zones non perturbées par RF des deux côtés du PCB.

4. Bouclier métallique parfois, il n'est pas possible de maintenir un espacement suffisant entre plusieurs blocs de circuit. Dans ce cas, il est nécessaire d'envisager d'utiliser un blindage métallique pour masquer l'énergie RF dans la zone RF, mais le blindage métallique a également des effets secondaires tels que: coût de fabrication élevé et coût d'assemblage élevé.

Lors de la fabrication de boucliers métalliques de forme irrégulière, il est difficile d'assurer une grande précision. Un blindage métallique rectangulaire ou carré limite également la disposition de l'ensemble;

Le blindage métallique ne favorise pas le remplacement des composants et le déplacement des défauts; Comme le couvercle de blindage métallique doit être soudé sur la surface de masse et doit être maintenu à une distance appropriée de l'assemblage, il prend un espace précieux de la carte PCB.

Il est très important d'assurer autant que possible l'intégrité du blindage métallique. Par conséquent, les lignes de signal numérique entrant dans le blindage métallique doivent être orientées aussi loin que possible vers la couche interne et il est préférable de placer la couche suivante de la couche de circuit de signal à la terre.

Les lignes de signaux RF peuvent sortir de la couche de câblage avec un petit espace au fond du blindage métallique et un espace de mise à la terre, mais cet espace doit être entouré autant que possible par une grande surface de mise à la terre. La mise à la terre sur les différentes couches de signal peut utiliser plusieurs perçages. Sont liés.

Malgré les inconvénients précités, le blindage métallique reste très efficace et constitue souvent la seule solution pour isoler les circuits critiques.

5. Circuit de découplage de puissance un circuit de découplage de puissance de puce approprié et efficace est également très important.

De nombreuses puces RF intégrant des circuits linéaires sont très sensibles au bruit de puissance. Typiquement, chaque puce nécessite l'utilisation d'un maximum de quatre condensateurs et d'une inductance d'isolement pour filtrer tous les bruits de puissance.

La valeur de la capacité minimale dépend généralement de la fréquence de résonance du condensateur lui - même et de l'inductance de la broche, d'où le choix de la valeur de C4.

Les valeurs de C3 et C2 sont relativement importantes en raison de leur propre inductance de broche, de sorte que le découplage RF est moins efficace, mais elles sont mieux adaptées au filtrage des signaux de bruit basse fréquence.

Le découplage RF est réalisé par une inductance L1 qui empêche le couplage du Signal RF de la ligne d'alimentation à la puce.

Comme toutes les traces sont une antenne potentielle qui peut à la fois recevoir et émettre des signaux RF, il est nécessaire d'isoler les signaux RF des circuits et composants critiques.

L'emplacement physique de ces composants de découplage est également souvent crucial.

Les principes de disposition de ces composants importants sont:

C4 doit être le plus proche possible de la broche IC et être mis à la terre, C3 doit être le plus proche de C4, C2 doit être le plus proche de C3, le câblage entre la broche IC et C4 doit être le plus court possible, et les bornes de terre de ces composants (en particulier C4) doivent généralement être connectées à la broche de terre de la puce via une première couche de terre sous la carte PCB.

Les perçages reliant les composants au plan de masse doivent être aussi proches que possible des plots de composant sur le PCB. Il est préférable d'utiliser des trous borgnes percés dans les Plots pour minimiser l'inductance des fils de connexion. L'inductance L1 doit être proche de C1.

Un circuit intégré ou un amplificateur a généralement une sortie à collecteur ouvert et nécessite donc une inductance de pull - up pour fournir une charge RF Haute impédance et une alimentation DC basse impédance. Le même principe s'applique à cet inducteur. Découplage côté alimentation.

Certaines puces nécessitent plusieurs Alimentations pour fonctionner et peuvent donc nécessiter deux ou trois groupes de condensateurs et d'inductances pour être découplés séparément. S'il n'y a pas assez d'espace autour de la puce, le découplage ne fonctionnera probablement pas bien.

Une note particulière est à noter: les inductances sont rarement connectées en parallèle, car cela crée un transformateur creux et induit mutuellement des signaux perturbateurs, de sorte que la distance entre elles doit être au moins égale à la hauteur de l'une d'entre elles, ou disposées à angle droit pour minimiser l'inductance mutuelle.