Conception électronique - Voir les méthodes de conception de l'alimentation et de la mise à la terre des circuits RF

La mise en page PCB des circuits RF doit être effectuée sur la base de la compréhension des principes de base de la structure de la carte, du câblage de l'alimentation et de la mise à la terre. Cet article traite des principes de base pertinents et fournit quelques pratiques, éprouvées, câblage d'alimentation, dérivation de puissance et des techniques de mise à la terre qui peuvent effectivement améliorer les indicateurs de performance pour la conception RF. Étant donné que les signaux parasites PLL dans la conception réelle sont très sensibles au couplage de puissance, à la terre et à la position des éléments de filtre, cet article se concentre sur les méthodes de suppression des parasites PLL.

L'allocation intelligente de la couche PCB facilite le traitement ultérieur du câblage. Pour les circuits imprimés à quatre couches (cartes couramment utilisées dans les WLAN), dans la plupart des applications, la couche supérieure de la carte est utilisée pour placer les composants et les conducteurs RF, la deuxième couche sert de masse au système, la partie alimentation est placée au troisième niveau et toute ligne de signal peut être distribuée Au quatrième niveau. La disposition continue du plan de masse de la deuxième couche est nécessaire pour établir un chemin de Signal RF à impédance contrôlée.

Elle favorise également une boucle de masse la plus courte possible et assure un haut degré d'isolation électrique des première et troisième couches, en minimisant le couplage entre les deux couches. Bien entendu, d'autres méthodes de définition de couche de carte peuvent également être utilisées (en particulier lorsque les cartes ont un nombre différent de couches), mais la structure ci - dessus est un exemple de réussite.

Lors de l'utilisation de broches VCC de topologie étoilée, il est également nécessaire de prendre un découplage de puissance approprié et le condensateur de découplage présente une certaine inductance parasite. En effet, un condensateur est équivalent à un Circuit RLC en série. Les condensateurs jouent un rôle prépondérant dans la bande basse, mais à la fréquence d'oscillation auto - excitée (SRF):

Après cela, l'impédance du condensateur se comportera comme inductive. On voit que les condensateurs n'ont un effet de découplage que lorsque la fréquence est proche ou inférieure à leur SRF et que les condensateurs présentent une faible résistance à ces fréquences. Les paramètres typiques de S11 pour différentes valeurs de capacité sont donnés. SRF est clairement visible à partir de ces courbes. On voit également que plus la capacité est grande, meilleures sont les performances de découplage offertes aux fréquences inférieures (plus l'impédance présentée est faible).

Il est préférable de placer un condensateur de grande capacité, par exemple 2,2 ° F, au nœud principal de la topologie étoile VCC. Ce condensateur a un SRF faible, ce qui est très efficace pour éliminer le bruit à basse fréquence et établir une tension continue stable. Chaque broche d'alimentation de l'IC nécessite un condensateur de faible capacité (par example 10 NF) pour filtrer le bruit haute fréquence éventuellement couplé à la ligne d'alimentation. Pour les broches d'alimentation alimentant les circuits sensibles au bruit, deux condensateurs de dérivation externes peuvent être nécessaires. Par exemple: l'utilisation d'un condensateur 10pf pour fournir une dérivation en parallèle avec un condensateur 10nf peut fournir une gamme de fréquences de découplage plus large et tenter d'éliminer l'effet du bruit sur la tension d'alimentation. Chaque broche d'alimentation doit être soigneusement examinée pour déterminer combien de condensateurs de découplage sont nécessaires et à quelles fréquences le circuit réel est susceptible d'être perturbé par le bruit.

La combinaison d'une bonne technologie de découplage d'alimentation avec une disposition stricte de la carte PCB et des broches VCC (topologie en étoile) peut constituer une base solide pour toute conception de système RF. Bien qu'il existe d'autres facteurs dans la conception réelle qui réduisent les indicateurs de performance du système, avoir une alimentation « sans bruit» est un élément essentiel pour optimiser les performances du système.