Technique RF - Problèmes à surveiller dans la conception de cartes 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 pratique, la technique vraiment utile est de savoir comment compromettre ces règles lorsqu'elles ne peuvent pas être mises en œuvre en raison de diverses limitations. Cet article se concentrera sur divers problèmes liés à la conception de séparateurs de carte de circuit RF.

Les différentes caractéristiques du circuit sur la carte doivent être séparées, mais pour être connectées dans des conditions optimales sans interférences électromagnétiques, cela nécessite des micropores. Habituellement, le diamètre des micropores 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 pour connecter le circuit de surface au circuit interne sous - jacent. La profondeur des trous ne dépasse généralement pas une certaine proportion (pores). Les trous enterrés sont des trous de connexion de la couche interne de la carte de circuit imprimé qui ne s'étendent pas à la surface de la carte de circuit imprimé. Les deux types de trous sont situés dans la couche interne de la carte, ce qui se fait par un procédé de moulage de Vias avant laminage, et plusieurs couches internes peuvent se chevaucher lors de la formation des vias. Un troisième type, appelé via, traverse toute la carte et peut être utilisé pour les interconnexions internes ou comme trou de positionnement adhésif pour les composants.

1. Utilisez la technologie de zonage

Lors de la conception d'une carte de circuit RF, essayez d'isoler l'amplificateur RF haute puissance (HPA) et l'amplificateur à faible bruit (LNA), simplement en éloignant le circuit d'émission RF haute puissance du circuit de réception à faible bruit. Cela peut être fait facilement s'il y a beaucoup d'espace sur le PCB. Mais il y a souvent beaucoup d'éléments et l'espace de fabrication d'un PCB devient très petit, ce qui rend cela difficile à réaliser. Vous pouvez les placer des deux côtés de votre PCB ou les faire fonctionner en alternance plutôt que simultanément. Les circuits de haute puissance peuvent parfois également comprendre des tampons RF (Buffers) et des oscillateurs commandés en tension (VCO).

2. Division des entités

La disposition des éléments est la clé pour atteindre une conception RF supérieure. La technique la plus efficace consiste d'abord à fixer le composant sur le chemin RF, puis à déterminer son orientation pour minimiser la longueur du chemin RF. 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.

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 if ont toujours plusieurs signaux RF / if interférant les uns avec les autres, il faut donc veiller à minimiser cet effet. Les câbles RF et MF doivent être croisés autant que possible et les zones de mise à la terre doivent être séparées autant que possible. Le bon chemin RF est très important pour la performance de l'ensemble du PCB, c'est pourquoi la disposition des éléments occupe généralement la majeure partie du temps dans la conception de PCB de téléphone portable.

Sur un PCB de téléphone mobile, il est généralement possible de placer un circuit amplificateur à faible bruit d'un côté du motif PCB, un amplificateur de forte puissance de l'autre côté et enfin de les connecter par un godet à une extrémité de l'antenne RF du même côté et à l'autre extrémité du processeur de fréquence fondamentale. Cela nécessite quelques astuces pour s'assurer que l'énergie RF n'est pas transférée d'un côté à l'autre de la plaque à travers les trous, la technique courante étant d'utiliser des trous borgnes des deux côtés. En plaçant des trous borgnes dans des zones où il n'y a pas d'interférences RF des deux côtés du PCB, les effets néfastes des trous traversants peuvent être minimisés.

3. Blindage métallique

Dans certains cas, il n'est pas possible de maintenir un espacement suffisant entre plusieurs blocs de circuit, auquel cas un blindage métallique doit être considéré pour masquer l'énergie RF dans la zone RF. Cependant, les blindages métalliques ont également des effets secondaires, tels que des coûts de fabrication et d'assemblage élevés.

Les blindages métalliques de forme irrégulière peuvent difficilement garantir une grande précision de fabrication et la disposition des composants est limitée par des blindages métalliques rectangulaires ou carrés. Le blindage métallique ne favorise pas le remplacement des composants et le basculement; Étant donné que le blindage métallique doit être soudé à la surface de masse et maintenu à une distance appropriée de l'assemblage, il prend un précieux espace PCB.

Il est important d'assurer l'intégrité du blindage métallique autant que possible, de sorte que les lignes de signal numérique entrant dans le blindage métallique doivent traverser la couche interne autant que possible, et il est préférable de définir la couche suivante de la couche de lignes de signal comme une couche de terre. Les lignes de signaux RF peuvent dégager un espace de mise à la terre à partir d'un petit espace au fond du blindage métallique et de la couche de câblage, mais cet espace doit être entouré autant que possible d'une grande surface de mise à la terre, la mise à la terre des différentes couches de signaux pouvant être connectée par plusieurs trous. Malgré ces inconvénients, le blindage métallique reste très efficace et constitue souvent la seule solution pour isoler les circuits critiques.

4. Circuit de découplage de puissance

Un circuit de découplage de puissance de puce (PPLE) approprié et efficace est également important. De nombreuses puces RF avec circuits linéaires intégrés sont très sensibles aux bruits d'alimentation et nécessitent généralement jusqu'à quatre condensateurs et une inductance d'isolation par puce pour filtrer tous les bruits d'alimentation.

L'emplacement physique de ces composants de découplage est également souvent crucial. Plusieurs principes importants de disposition des éléments sont: C4 est aussi proche que possible de la broche IC et de la terre, C3 doit être le plus proche de C4, C2 doit être le plus proche de C3, la connexion du pied de la ligne de marche IC et de C4 doit être aussi courte que possible, L'extrémité de masse de plusieurs composants (en particulier C4) doit généralement emprunter une plaque tournée vers le bas et être reliée à la terre au fond de la puce. Les Vias reliant les composants à la couche de terre doivent être aussi proches que possible des plots de composants sur le PCB. Il est préférable d'utiliser des trous borgnes sur les Plots pour minimiser l'inductance des fils de connexion, 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 de carte RF Haute impédance et une alimentation DC basse impédance. Le même principe s'applique au découplage côté puissance de cette inductance. Certaines puces ont besoin de plus d'une source d'alimentation pour fonctionner et peuvent donc nécessiter deux ou trois groupes de condensateurs et d'inductances pour être découplés séparément, ce qui peut ne pas fonctionner correctement s'il n'y a pas assez d'espace autour de la puce. En particulier, les inducteurs sont rarement parallèles les uns aux autres, car cela formerait un transformateur creux et induirait un signal perturbateur, de sorte qu'ils doivent être au moins aussi éloignés que l'une des hauteurs, ou disposés à angle droit pour minimiser l'inductance mutuelle.