Conception électronique - Comment réduire l'effet RF dans la conception des PCB?

En raison de l'augmentation de la fréquence, La résistance pure d'un conducteur métallique augmente avec l'impédance. C'est parce que l'action du champ magnétique rend le courant de plus en plus orienté vers la surface du métal. D'autre part,Si un courant continu est appliqué au conducteur,La densité de courant sur la section transversale du conducteur est différente et uniforme. Lorsque la fréquence est élevée, la profondeur de transmission du courant à la surface du conducteur est faible (conducteur interne sur la surface externe, conducteur externe sur la surface interne).Ce phénomène est appelé effet cutané.

L'interconnexion d'un système de carte comprend une puce à la carte, une interconnexion interne au circuit et une interconnexion interne au circuit. Dans la conception RF, les propriétés électromagnétiques des points d'interconnexion sont l'un des principaux problèmes rencontrés par la conception technique. Cet article présente diverses astuces pour les trois conceptions d'interconnexion ci - dessus, y compris les méthodes d'installation de l'appareil, les méthodes d'isolation et de génération d'inductance.

La fréquence des conceptions de circuits imprimés est de plus en plus élevée. La bande passante requise pour la transmission des données est également telle que la limite supérieure de la fréquence du signal atteint 1 GHz et même plus, à mesure que le débit de données augmente. Bien que cette technologie de signalisation à haute fréquence aille bien au - delà de la technologie des ondes millimétriques (3,0 GHz), elle implique également des technologies RF et micro - ondes bas de gamme.

Les méthodes de conception d'ingénierie RF doivent être capables de gérer les effets de champs électromagnétiques puissants qui se produisent généralement dans les bandes de fréquences plus élevées. Ces champs électromagnétiques induisent des signaux sur des lignes de signaux ou des circuits adjacents, ce qui entraîne une diaphonie gênante (interférences et bruit total) et nuit aux performances du système. Les pertes de retour sont principalement causées par la désappariement d'impédance, qui a le même effet que le bruit additif et les interférences.

La perte de retour élevée a deux effets négatifs: 1.Le signal réfléchi à la source du signal augmente le bruit du système,ce qui rend plus difficile pour le récepteur de distinguer le bruit du signal; 2. En raison du changement de forme du signal d'entrée,tout signal réfléchi réduira essentiellement la qualité du signal.

Bien que le système numérique ne traite que les signaux 1 et 0 et qu'il ait une bonne tolérance aux défauts,les harmoniques générées par l'augmentation des impulsions à grande vitesse conduisent à des fréquences plus élevées et à des signaux plus faibles.Bien que la correction des erreurs vers l'avant puisse éliminer certains effets négatifs,une partie de la largeur de bande du système est utilisée pour transmettre des données redondantes,ce qui entraîne une dégradation des performances du système.Une meilleure solution est de permettre aux effets RF d'aider plutôt que de détruire l'intégrité du signal.Il est recommandé que la perte totale de retour à la fréquence la plus élevée du système numérique (généralement le point de données le plus faible) soit de -25 DB,ce qui équivaut à 1,1 VSWR.

Objectifs circuits a un design d'empreinte plus petit, plus rapide et mobile.Pour rfpcb,les signaux à grande vitesse vitesse limitent la conception miniaturisée des circuits des appareils. Actuellement, les principaux moyens de résoudre les problèmes de diaphonie sont la gestion du plan de masse,l'espacement des câblages et la réduction de l'inductance des conducteurs. La principale façon de réduire les pertes de retour est l'adaptation d'impédance.Une telle approche comprend une gestion efficace du matériau isolant et une isolation des lignes de signal actives et des lignes de masse, en particulier des lignes de signal et des sols.

Étant donné que les points d'interconnexion sont le maillon le plus faible de la chaîne de circuits, les propriétés électromagnétiques des points d'interconnexion sont un problème majeur pour la conception technique dans la conception RF. C'est la nécessité pour l'examinateur d'interconnecter et d'enquêter sur les problèmes existants.L'interconnexion d'un système de carte de circuit comprend une puce à une carte de circuit, une carte de circuit et un centre d'entrée / production de signaux interconnectés et des dispositifs externes.

Interconnexion des puces Circuits imprimés

Quelle que soit l'efficacité du schéma, la technologie de conception IC est bien en avance sur la technologie de conception Circuits imprimés dans les applications à haute fréquence.

Interconnection in Circuits imprimés

Techniques et méthodes à haute fréquence Circuits imprimés Conçu comme suit:

1.Un angle de 45° doit être utilisé au coin de la ligne de transmission pour réduire les pertes inversées..

2.La carte de circuit isolant haute performance est adoptée et la valeur de réglage de l'isolation est strictement contrôlée par niveau. Cette méthode permet de gérer efficacement le champ électromagnétique entre le matériau isolant et le câblage adjacent.

3.Améliorer les spécifications de conception des Circuits imprimés et réaliser une gravure de haute précision. Envisager de spécifier une erreur de largeur de bus de + / - 00007 pouce, gérer la Sous - cotation et la section transversale de la forme du câblage et spécifier les conditions de placage des parois latérales du câblage.La gestion complète de la géométrie du câblage (conducteur) et des surfaces de revêtement est importante pour résoudre les effets cutanés associés aux fréquences micro - ondes et pour atteindre ces spécifications.

4.Le fil saillant a une Inductance à emporter, and the components with leads shall be avoided.Dans un environnement à haute fréquence,surface mount components are preferred.

5.Évitez d'utiliser le procédé de perçage (PTH) sur la plaque sensible pour le perçage du signal,car il provoquera l'inductance du plomb au perçage.Par exemple,l'inductance du plomb affecte les couches 4 à 19 lorsque des trous de travers sur une plaque de 20 couches sont utilisés pour relier les couches 1 à 3.

6.Fournir suffisamment de terrain.Ces couches de terre doivent être reliées par des trous moulés afin d'éviter les effets du champ électromagnétique 3D sur la carte de circuit.

7.Le nickelage non électrolytique ou le trempage de l'or doivent être choisis,Et ne pas utiliser la méthode hasl pour le placage.La surface de placage peut fournir un meilleur effet cutané pour le courant à haute fréquence.En outre,Ce revêtement hautement soudable nécessite moins de fils,Contribue à réduire la pollution environnementale.

8.La couche de soudure d'arrêt peut empêcher l'écoulement de la pâte de soudure. En raison de l'incertitude de l'épaisseur et de l'incertitude des propriétés d'isolation, toute la surface de la Patrick retrouvera des matériaux résistants, ce qui entraînera de grandes variations de l'énergie électromagnétique dans la conception des microbandes. Le canapé suduré est le canapé habituel auquel suduré résiste.

Si vous n'êtes pas familier avec ces méthodes, vous pouvez consulter un ingénieur de conception expérimenté dans la conception de circuits micro-ondes militaires.Vous pouvez également discuter avec eux de la gamme de prix que vous pouvez vous permettre.Par exemple,l'utilisation de microstrips coplanaires à dos de cuivre est plus économique que la conception de bandes.Vous pouvez discuter avec eux et obtenir de meilleurs conseils.Les bons ingénieurs ne sont peut - être pas habitués à considérer les coûts,mais leurs conseils sont également utiles. Nous devons maintenant faire de notre mieux pour former de jeunes ingénieurs qui ne connaissent pas bien les effets des radiofréquences et qui n'ont pas l'expérience du traitement des effets des radiofréquences, ce qui sera un travail à long terme.

En outre, D'autres solutions sont disponibles,Par exemple, améliorer le type d'ordinateur pour avoir une capacité de traitement par effet RF.

Circuits réalisant des interconnexions avec des dispositifs externes

On peut maintenant considérer que nous avons résolu tous les problèmes de gestion des signaux sur la carte et sur les interconnexions des différents composants discrets. Microruban d'antenne, plan de masse sous la ligne active. Les effets des marginaux sont prévus et pris en compte dans la conception. Bien sûr., Cette inadéquation entraînera également des pertes inversées. Cette inadequation minimise autant que possible les interférences et les perturbations du signal.

La gestion des problèmes d'impédance de la carte est un problème de conception qui ne doit pas être négligé. L'impédance commence à la surface du circuit, puis arrive au connecteur par des points de soudure et se termine sur un câble coaxial. Comme l'impédance varie avec la fréquence, combinée à la séquence de fréquences, plus il est difficile de gérer l'impédance. La question de l'exploitation des séquences et des niveaux de transmission des signaux est le principal problème du concept.