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La 5G fonctionnera beaucoup plus souvent que la 4G, obligeant les concepteurs de circuits imprimés à reconsidérer leurs méthodes de conception et de fabrication de cartes PCB. Avec l’avènement de la 5G, les ingénieurs électriciens ont dû repenser (et parfois même repenser) leurs circuits imprimés et autres infrastructures pour prendre en charge les hautes fréquences du nouveau spectre. L'intégrité du signal deviendra la principale préoccupation dans la conception de cartes PCB 5G.
La place de la 5G sur le spectre électromagnétique dans cet article, examinons l'impact des fréquences plus élevées sur l'intégrité du signal PCB et les moyens d'atténuer ces problèmes.
Pourquoi les fréquences 5G sont - elles mauvaises pour l’intégrité du signal? Dans la conception de la carte, une augmentation de la fréquence peut avoir de nombreux effets indésirables sur l'intégrité du signal, en particulier les effets d'une augmentation du bruit et de l'atténuation.
Bruit en ce qui concerne le bruit, la première chose à considérer est que la réflexion du signal devient de plus en plus importante à mesure que la fréquence du système augmente. Selon la théorie de la ligne de transmission, la réflexion est directement liée au rapport de la longueur de la ligne de transmission à la longueur d'onde du signal.
On sait aussi que la longueur d'onde du signal diminue avec l'augmentation de la fréquence (Island = V / f). Ainsi, à mesure que la 5G introduit des fréquences plus élevées, les concepteurs doivent également prendre en compte les effets de la réflexion du signal, tels que les sonneries ou autres distorsions, qui créeront plus de bruit dans le système et réduiront efficacement le rapport signal sur bruit.
Couplage capacitif et inductif de plus, les effets du couplage capacitif et inductif deviennent d'autant plus pertinents que la capacité et l'inductance sont respectivement liées aux taux de variation de la tension et du courant. Cela crée également du bruit et de la distorsion, ce qui réduit le SNR.
Atténuation et effets cutanés en ce qui concerne l'atténuation, une considération importante est ce que l'on appelle les effets cutanés. Il montre essentiellement que la profondeur de pénétration du signal dans le conducteur diminue à mesure que la fréquence du signal augmente.
La signification importante des effets cutanés est que lorsque des fréquences plus élevées traversent des zones plus petites, elles rencontreront une plus grande résistance et entraîneront une plus grande perte d'IR. Cette perte réduit également le SNR.
Méthodes d'amélioration du rapport signal sur bruit dans la conception 5G dans la conception à haute vitesse, de nombreux facteurs influent sur l'intégrité du signal. Alors, que peuvent faire les concepteurs de cartes PCB 5G?
Contrôle de l'impédance de la carte une étape importante pour réduire la réflexion et l'atténuation du signal est de contrôler l'impédance de la carte. Avoir le bon câblage de terminaison et un réseau d'adaptation d'impédance bien conçu est essentiel pour empêcher la réflexion du signal et fournir une puissance maximale aux modules de circuit. Concentrez - vous sur l'impédance dans la fabrication: msap peut également résoudre les problèmes de contrôle d'impédance lors de la fabrication de cartes de circuit. Les procédés traditionnels de fabrication de PCB présentent l'inconvénient de produire des traces à section trapézoïdale. Ces sections transversales vont modifier l’impédance des traces elles - mêmes, ce qui limite fortement l’application de la 5G. Une solution consiste à utiliser la technologie msap (semi - Additive Manufacturing Process), qui permet aux fabricants de créer des traces de plus grande précision. La géométrie du circuit de contrôle contribue également à atténuer les effets de la chimiotaxie et la perte de puissance du signal qu'elle entraîne. Processus de soustraction et msap. Les composants de placement d'image et les traces fournis par proto Electronics, lorsqu'ils atténuent les effets tels que le couplage, le plus important est de connecter judicieusement les composants et les traces les uns aux autres et de les mettre à la terre. Par exemple, un PCB multicouche avec un plan de masse enterré et un plan d'alimentation peut être une solution utile. Placer une ligne sensible près du plan de masse force un couplage capacitif avec la Terre (par opposition à d'autres lignes) et fournit un chemin de retour à faible inductance pour les signaux à grande vitesse. Plus de considérations pour les concepteurs 5G bien que tous les problèmes ou solutions ne soient pas répertoriés dans cet article, Nous avons passé en revue certains des problèmes avancés d'intégrité du signal dans les fréquences 5G et les solutions de conception possibles pour les résoudre. De toute évidence, la 5G posera des défis d'intégrité du signal aux ingénieurs de PCB, car les effets liés à la fréquence du bruit et de l'atténuation réduiront le rapport signal sur bruit. Pour une conception 5G réussie, certains facteurs non pris en compte dans cet article (tels que le choix du diélectrique et du matériau du substrat) sont tout aussi importants.
