Technologie PCB - Circuit Board Factory: foire aux questions dans la conception de circuits RF sans fil

Circuit Board Factory: foire aux questions dans la conception de circuits RF sans fil

La conception de PCB à radiofréquence (RF), avec de nombreuses incertitudes dans les théories actuellement publiées publiquement, est souvent décrite comme un « Art noir». Dans des circonstances normales, pour les circuits dans les bandes de fréquences inférieures aux micro - ondes (y compris les circuits numériques basse fréquence et basse fréquence), une planification minutieuse avec une maîtrise complète des différents principes de conception est une garantie de succès de conception unique. Pour les circuits numériques PC dans les bandes supérieures aux micro - ondes et les hautes fréquences, 2 à 3 versions de PCB sont nécessaires pour assurer la qualité du circuit. Pour les circuits RF au - dessus de la bande des micro - ondes, plus de versions de la conception du PCB et de l'amélioration continue sont généralement nécessaires et sont effectuées sur la base d'une grande expérience. Cela illustre la difficulté de la conception électrique RF.

Interférence entre le module de circuit numérique et le module de circuit analogique

Si les circuits analogiques (RF) et numériques fonctionnent séparément, ils peuvent bien fonctionner séparément. Cependant, une fois que les deux sont placés sur la même carte et fonctionnent ensemble en utilisant la même source d'alimentation, il est probable que l'ensemble du système sera instable. Ceci est principalement dû au fait que le signal numérique oscille fréquemment (> 3V) entre la masse et l'alimentation positive et que la période est extrêmement courte, typiquement de l'ordre de la nanoseconde. En raison de la grande amplitude et du temps de commutation plus court, ces signaux numériques contiennent un grand nombre de composantes haute fréquence indépendantes de la fréquence de commutation. Dans la partie analogique, le signal transmis de la boucle d'accord sans fil à la partie réception du dispositif sans fil est typiquement inférieur à 1°v. La différence entre le signal numérique et le signal radiofréquence peut ainsi atteindre 120 db. De toute évidence, si les signaux numériques et RF ne sont pas bien séparés, les signaux RF faibles peuvent être détruits. En conséquence, les performances de fonctionnement des appareils sans fil se détérioreront et ne fonctionneront même pas du tout.

Interférence de bruit de puissance

Les circuits RF sont très sensibles aux bruits d'alimentation, en particulier aux tensions de bavure et autres harmoniques haute fréquence. Le microcontrôleur va soudainement puiser la majeure partie du courant pendant un court laps de temps dans chaque cycle d'horloge interne. C'est parce que les microcontrôleurs modernes sont fabriqués en utilisant la technologie CMOS. Ainsi, en supposant que le microcontrôleur fonctionne à une fréquence d'horloge interne de 1 MHz, il tirera le courant de l'alimentation à cette fréquence. Si des mesures appropriées de découplage de l'alimentation ne sont pas prises, cela entraînera inévitablement des pannes de tension sur les lignes électriques. Si ces bavures de tension atteignent les broches d'alimentation de la partie RF du circuit, elles peuvent provoquer des pannes de fonctionnement dans des cas graves.

Raisons déraisonnables

Si le fil de terre du circuit RF n'est pas traité correctement, des phénomènes étranges peuvent survenir. Pour la conception de circuits numériques, la plupart des fonctions de circuits numériques sont bien exécutées, même sans plan de masse. Dans la bande RF, même un fil de terre Court peut agir comme un inducteur. Pour un calcul approximatif, l'inductance par millimètre est d'environ 1 NH et l'inductance d'un circuit PCB de 10 mm est d'environ 27 îlots à 433 MHz. Si vous n'utilisez pas de couches de sol, la plupart des lignes de sol seront plus longues et le circuit n'aura pas les caractéristiques pour lesquelles il a été conçu.

Interférence rayonnante de l'antenne avec d'autres composants de circuits analogiques

Dans la conception de circuits PCB, il y a généralement d'autres circuits analogiques sur la carte. Par example, de nombreux circuits disposent d'un convertisseur analogique / numérique (ADC) ou d'un convertisseur numérique / analogique (DAC). Le signal haute fréquence issu de l'antenne de l'émetteur RF peut atteindre l'entrée analogique de l'ADC. Parce que n'importe quelle ligne de circuit peut émettre ou recevoir un signal RF comme une antenne. Si le traitement de l'entrée ADC n'est pas justifié, le signal RF peut s'auto - exciter dans la diode ESD de l'entrée ADC, ce qui entraîne un décalage de l'ADC.