Blogue PCB - Conception de carte PCB de circuit RF

Avec le développement de la technologie de communication, l'application de la technologie de carte PCB RF portable est de plus en plus répandue, comme les pagers sans fil, les téléphones cellulaires, les PDA sans fil, etc. Les indicateurs de performance des circuits RF ont un impact direct sur la qualité de l'ensemble du produit. L'une des caractéristiques de ces produits portables est la miniaturisation, qui implique une densité élevée d'éléments, ce qui rend les interférences mutuelles des éléments (y compris SMd, SMc, puces nues, etc.) très importantes. Une mauvaise manipulation des signaux d'interférence électromagnétique peut entraîner l'incapacité de l'ensemble du système de circuit à fonctionner correctement. Par conséquent, lors de la conception d'une carte PCB de circuit RF, comment prévenir et supprimer les interférences électromagnétiques, améliorer la compatibilité électromagnétique est devenu une question très importante. Le même circuit, différentes structures de conception de carte PCB, leurs indicateurs de performance seront très différents. Dans cette discussion, lors de la conception d'une carte PCB de circuit RF pour un produit portable à l'aide du logiciel Protel99 se, si les indicateurs de performance du circuit sont mis en œuvre au maximum pour répondre aux exigences de compatibilité électromagnétique.

1. Choix de la plaque

Les substrats de circuits imprimés comprennent deux catégories: organique et inorganique. Les caractéristiques importantes dans le substrat sont la constante diélectrique δr, le facteur de dissipation (ou perte diélectrique) tanδ´, le coefficient de dilatation thermique cet et l'hygroscopicité. Où μr affecte l'impédance du circuit et la vitesse de transmission du signal. Pour les circuits haute fréquence, la tolérance à la permittivité diélectrique est un facteur plus critique à prendre en compte en premier lieu, et un substrat avec une tolérance plus faible à la permittivité diélectrique doit être choisi.

2. Processus de conception de carte PCB

Étant donné que l'utilisation du logiciel Protel99 se diffère de celle de protel98 et d'autres logiciels, tout d'abord, le processus de conception de cartes PCB avec le logiciel Protel99 se est brièvement discuté.

1) depuis Protel99

Se est géré en mode base de données de projet, ce qui est implicite sous Windows 99, vous devez donc d'abord configurer un fichier de base de données pour gérer le schéma de circuit et la disposition de la carte PCB de votre conception.

2) conception du schéma. Pour permettre la connexion réseau, les composants utilisés doivent être présents dans la Bibliothèque de composants entre les conceptions de principe, sinon les composants requis doivent être fabriqués dans schlib et stockés dans les fichiers de la bibliothèque. Ensuite, il suffit d'appeler les composants souhaités à partir de la Bibliothèque de composants et de les connecter en fonction du schéma de votre conception.

3) Une fois la conception schématique terminée, une table de maillage peut être formée pour la conception de la carte PCB.

4) conception de carte PCB.

A déterminer la forme et les dimensions de la carte PCB. La forme et les dimensions de la carte PCB sont déterminées en fonction de l'emplacement de la carte PCB conçue dans le produit, de la taille et de la forme de l'espace et de l'ajustement avec d'autres composants. Utilisez la commande place Track pour dessiner le contour du PCB sur la couche Mechanical layer.

B Selon les exigences de SMT, faire des trous de positionnement, des oeillets, des points de référence, etc. sur la carte PCB.

C production de composants. Si vous avez besoin d'utiliser des composants spéciaux qui n'existent pas dans la Bibliothèque de composants, vous devez créer des composants avant de les mettre en page. Le processus de fabrication des composants dans Protel99 se est relativement simple. Après avoir sélectionné la commande make Library dans le menu design, vous accédez à la fenêtre de création de composants, puis cochez la commande New Component dans le menu outils. Conception des dispositifs. À ce stade, il vous suffit de dessiner le Plot correspondant à un endroit spécifique sur le calque top Layer à l'aide de commandes telles que place pad, en fonction de la forme et des dimensions du composant réel, et de l'éditer en tant que Plot souhaité (y compris la forme, les dimensions et le diamètre intérieur du plot). En outre, le nom de la broche correspondante du plot doit être marqué), puis utilisez la commande place Track pour dessiner la forme de l'élément dans la couche top Overlayer et obtenir le nom de l'élément et le stocker dans la Bibliothèque de composants.

D une fois que les composants sont faits, la disposition et le câblage sont effectués. Ces deux sections sont discutées en détail ci - dessous.

E doit être vérifié une fois le processus ci - dessus terminé. D'une part, il consiste à vérifier le principe du circuit et, d'autre part, il faut également vérifier les problèmes d'adaptation mutuelle et d'assemblage. Le principe du circuit peut être vérifié manuellement ou automatiquement via le réseau (le réseau formé par le schéma peut être comparé au réseau formé par la carte PCB).

F après avoir vérifié l'absence d'erreur, Archivez et exportez le fichier. Dans Protel99 se, vous devez utiliser la commande "export" dans l'option "file" pour stocker le fichier dans le chemin et le fichier spécifiés (la commande "Import" est utilisée pour transférer le fichier vers Protel99 se). Remarque: après avoir exécuté la commande Save copy as... Dans l'option "file" de Protel99 se, le nom de fichier sélectionné n'est pas visible dans Windows 98 et ne peut donc pas être vu dans l'explorateur. Ce n'est pas exactement la même chose que la fonction "Enregistrer sous..." dans Protel 98.

3. Disposition des composants

Étant donné que les SMT utilisent généralement le soudage par flux de chaleur à four infrarouge pour réaliser le soudage des éléments, la disposition des éléments affecte la qualité des points de soudure et, par conséquent, le bon rendement du produit. Pour la conception de carte PCB de circuit RF, la compatibilité électromagnétique exige que chaque module de circuit ne génère pas autant de rayonnement électromagnétique que possible et possède une certaine résistance aux interférences électromagnétiques. Par conséquent, la disposition des composants affecte également directement les capacités d'interférence et d'anti - interférence du circuit lui - même. Cela concerne également directement les performances du circuit conçu. Par conséquent, lors de la conception d'un circuit RF PCB, en plus de prendre en compte la disposition de la conception de la carte PCB ordinaire, il est nécessaire de réfléchir à la façon de réduire les interférences mutuelles entre les différentes parties du circuit RF, comment réduire les interférences du circuit lui - même avec d'autres circuits, et la capacité anti - interférence du circuit lui - même. Par expérience, l'effet d'un circuit RF dépend non seulement des indicateurs de performance de la carte RF elle - même, mais aussi de l'interaction avec la carte de traitement CPU. Par conséquent, une disposition rationnelle est particulièrement importante lors de la conception d'une carte PCB. Principe général de la disposition: les éléments doivent être alignés dans la même direction autant que possible, en choisissant la direction dans laquelle la carte PCB entre dans le système de fusion d'étain, le phénomène de mauvaise soudure peut être réduit, voire évité; L'étain exige que l'espacement des éléments soit aussi large que possible si l'espace de la carte PCB le permet. Pour les panneaux double face, un côté devrait normalement être conçu avec des éléments SMD et SMC et l'autre avec des éléments discrets. La disposition doit noter:

1) Tout d'abord déterminer l'emplacement de l'élément d'interface avec d'autres cartes PCB ou systèmes sur la carte PCB, il est important de prêter attention à la coordination entre les éléments d'interface (par exemple, l'orientation des éléments, etc.).

2) en raison de la petite taille des produits à main et de la disposition compacte des composants, il est essentiel de donner la priorité aux composants plus grands, de déterminer la position correspondante et de prendre en compte l'ajustement entre eux.

3) analysez soigneusement la structure du circuit, divisez le circuit en blocs (tels que le circuit d'amplification à haute fréquence, le circuit de mélange et le circuit de démodulation, etc.), séparez le signal électrique fort et le signal électrique faible autant que possible, séparez le circuit de signal numérique et le circuit de signal analogique, Les circuits remplissant la même fonction doivent être disposés dans la mesure du possible dans une certaine plage, ce qui réduit la zone de boucle du signal; Les réseaux de filtrage des différentes parties du circuit doivent être connectés à proximité, ce qui permet non seulement de réduire le rayonnement, mais aussi la probabilité d'être perturbé. Capacité anti - interférence du circuit.

4) regroupez les circuits unitaires en fonction de leur sensibilité différente à la compatibilité électromagnétique en utilisation. Pour les composants du circuit qui sont vulnérables aux interférences, la disposition doit également essayer d'éviter les sources d'interférences (telles que les interférences de la CPU sur la carte de traitement des données, etc.).

4. Câblage

Lorsque la disposition des éléments est fondamentalement terminée, vous pouvez commencer à câbler. Le principe de base du câblage est le suivant: après que la densité d'assemblage le permette, essayez d'utiliser une conception de câblage à faible densité, l'épaisseur des traces de signal doit être aussi cohérente que possible, ce qui favorise l'adaptation d'impédance. Pour les circuits radiofréquences, une conception irrationnelle de l'orientation, de la largeur et de l'espacement des lignes des lignes de signal peut entraîner des interférences croisées entre les lignes de transmission des signaux et des signaux; De plus, l'alimentation du système elle - même est également perturbée par le bruit et doit donc être intégrée lors de la conception d'une carte PCB de circuit RF. Pensez à un câblage raisonnable. Lors du câblage, toutes les traces doivent être éloignées du cadre de la carte PCB (environ 2 mm) pour éviter la possibilité de déconnexion ou de déconnexion potentielle pendant la production de la carte PCB. Le cordon d'alimentation doit être aussi large que possible pour réduire la résistance de la boucle. Dans le même temps, la direction de la ligne d'alimentation et de la ligne de masse doit être cohérente avec la direction de transmission des données afin d'améliorer la capacité d'anti - brouillage; Les lignes de signal doivent être aussi courtes que possible et minimiser le nombre excessif de trous; Les connexions entre les composants sont les plus courtes possibles pour réduire les paramètres de distribution et les interférences électromagnétiques mutuelles; Pour que les lignes de signal incompatibles soient éloignées les unes des autres, évitez autant que possible les lignes parallèles et les lignes de signal positives des deux côtés doivent être perpendiculaires les unes aux autres; Lors du câblage, le côté de l'adresse qui nécessite un angle doit être un angle de 135 °, un angle droit doit être évité. Lors du câblage, les lignes directement connectées aux Plots ne doivent pas être trop larges et les traces doivent être aussi éloignées que possible des composants déconnectés pour éviter les courts - circuits; Les trous excessifs ne doivent pas être peints sur les composants et doivent être éloignés autant que possible des composants déconnectés pour éviter la production. Il existe des phénomènes tels que le soudage par pointillés, le soudage continu, les courts - circuits. Dans la conception de la carte PCB de circuit RF, le câblage correct de la ligne d'alimentation et de la ligne de masse est particulièrement important, et la conception rationnelle est un moyen important de surmonter les interférences électromagnétiques. Un certain nombre de sources d'interférences sur la carte PCB sont générées par l'alimentation et la ligne de masse, où les interférences de bruit sont causées par la ligne de masse. La principale raison pour laquelle les lignes de terre sont sujettes aux interférences électromagnétiques est que les lignes de terre ont une impédance. Lorsque le courant circule à travers la ligne de terre, une tension est générée sur la ligne de terre, ce qui entraîne une perturbation du courant de boucle de la ligne de terre et de la boucle de la ligne de terre. Lorsque plusieurs circuits partagent une ligne de masse, un couplage d'impédance commun est formé, ce qui crée un bruit dit de ligne de masse. Par conséquent, lors du câblage du fil de masse de la carte PCB de circuit RF, vous devez faire:

1) Tout d'abord, divisez le circuit en blocs. Le circuit radiofréquence peut être essentiellement divisé en amplification haute fréquence, mélange, démodulation, Vibration propre, etc. Il est nécessaire de prévoir un point de référence de potentiel commun pour chaque module de circuit, c'est - à - dire la masse correspondante du circuit de chaque module. Afin que les signaux puissent être transmis entre les différents modules du circuit. Le résumé est ensuite effectué à l'endroit où la carte PCB du circuit RF est connectée à la ligne de masse, c'est - à - dire dans la ligne de masse générale. Comme il n'y a qu'un seul point de référence, il n'y a pas de couplage d'impédance commun et donc pas de problème d'interférence mutuelle.

2) les zones numériques et analogiques doivent être isolées du sol dans la mesure du possible, et les zones numériques et analogiques doivent être séparées et connectées à la terre d'alimentation.

3) la ligne de masse à l'intérieur de chaque partie du circuit devrait également prêter attention au principe de la mise à la terre à point unique, minimiser la zone de la boucle de signal et la connecter à l'adresse du circuit de filtrage correspondant à proximité.

4) Lorsque l'espace le permet, chaque module peut être isolé par une ligne de masse pour éviter les effets de couplage de signaux entre eux.

5 Conclusion

La clé de la conception de circuits RF PCB est de savoir comment réduire la capacité de rayonnement et comment améliorer la résistance aux interférences. Une disposition et un câblage raisonnables sont une garantie pour la conception de circuits RF PCB. Le procédé décrit ici est avantageux pour améliorer la fiabilité de la conception de la carte PCB du circuit radiofréquence, résoudre le problème des interférences électromagnétiques et atteindre ainsi le but de la compatibilité électromagnétique.