Technologie PCB - Questions de conception de PCB RF

Conception RF PCB matériel a des règles strictes sur la largeur des traces de Signal RF. Lors de la conception, il est nécessaire de calculer et de simuler rigoureusement l'impédance de la trace au point de fréquence correspondant en fonction de l'épaisseur et de la constante diélectrique du PCB pour s'assurer qu'elle est de 50 ohms (75 ohms pour la norme CATV). Cependant, tout le monde n'a pas besoin d'une adaptation stricte de l'impédance. Dans certains cas, une faible disproportion d'impédance peut ne pas être un problème majeur (par example 40 ohms à 60 ohms); Même si votre simulation de la carte est basée sur une situation idéale, lorsqu'elle est livrée à l'usine de PCB pour la production, le processus utilisé par le fabricant entraînera une différence de milliers de kilomètres entre l'impédance réelle de la carte et le résultat de la simulation. Par conséquent, pour le problème de l'adaptation d'impédance des circuits imprimés RF à petit signal, mon conseil est le suivant: Étape 1: communiquer correctement avec l'usine de circuits imprimés pour obtenir une plage de largeur de piste de 50 ohms pour les plaques d'épaisseur et de nombre de couches correspondantes; Étape 2: sélectionner la largeur appropriée dans cette plage de largeur et l'appliquer uniformément sur toutes les lignes de Signal RF de 50 ohms; Étape 3: lorsque le PCB est livré en production, toutes les lignes indiquant cette largeur sur le script correspondent à une impédance de 50 ohms. Sur ce point, Il n'est pas nécessaire d'indiquer de nombreuses lignes nécessitant une adaptation d'impédance (pour les fabricants de PCB, ils feront une bande d'impédance sous forme d'une plaque d'orthographe sur l'extension de PCB que vous avez conçue, puis la laisseront à l'usine. Lorsque l'impédance d'une trace d'échantillon de largeur correspondante est testée sur la bande d'impédance, déterminez à peu près l'impédance de la même trace de largeur sur la carte. Enfin, la bande d'impédance est coupée et récupérée par l'usine de PCB et Ne sera pas vu par vous). Et différentes fréquences, impédances représentées par des lignes de même largeur

Cela varie légèrement, mais la différence est généralement de 10%. Bien sûr, vous pouvez également écrire un script de réglage d'impédance très complexe, demander à l'usine de carton d'affiner la largeur des pistes qui fonctionnent à différentes fréquences en fonction du processus, de sorte que l'impédance soit strictement réglée à 50 ohms, puis demander à l'usine de PCB d'ajuster chaque fil racine. Cela conduit à une augmentation logarithmique des coûts et à un taux de mise au rebut plus élevé. De plus, après l'installation du PCB, il y a encore des écarts d'impédance dus à la distribution de la soudure et au composant RF lui - même. Ce cas est extrêmement rare car, même pour des instruments de mesure et de test RF sophistiqués, les erreurs induites par une légère désadaptation (à moins de 5%) de l'impédance de trace du petit Signal RF peuvent être facilement corrigées par logiciel; Pour ce qui est relativement grossier, vous n'avez même pas besoin de vous soucier de la différence de 5% en ce qui concerne les machines de télécommunications. Mais je tiens à souligner que pour les parties LNA (amplificateur à faible bruit) et Pa (amplificateur de puissance) du circuit RF, l'impédance de la piste RF est très sensible, mais heureusement, la fréquence de la piste doit être la même, que ce soit pour le circuit LNA ou le circuit PA, et le Nombre de fils est faible (pas plus de deux noeuds en entrée et en sortie). À ce stade, je recommande que dans les situations sensibles, le LNA et le pa soient fabriqués séparément, en utilisant une carte PCB RF de haute qualité (Rogers / Arlon / taconics) avec une distribution uniforme de la constante diélectrique. Aucun masque de soudage n'est utilisé dans la ligne de Signal RF. Dite huile verte) pour éviter les dérives d'impédance induites par le masque de soudure; Et demander un rapport de test d'impédance du fabricant de la carte PCB. La puissance du signal dans la partie d'entrée du circuit LNA étant déjà faible (inférieure à - 150 DBM), les pertes d'insertion dues à la désadaptation d'impédance réduisent encore l'intensité du signal précieux; Pour un circuit PA, puisqu'il fonctionne à très haute puissance, les pertes d'insertion induites par la désadaptation d'impédance consomment beaucoup d'énergie (en comparaison, les pertes d'insertion sont identiques à 1 DB: 10 DBM, l'atténuation du signal est de 9 DBM, l'atténuation de 50 DBM est de 49 DBM, la différence de consommation d'énergie, ce dernier pouvant générer 20 W de chaleur) dans certains pa de puissance supérieure à kilowatts, Une perte d'insertion de 1 DB peut avoir l'effet d'une flamme éclaboussée.

Pour ceux qui implémentent des circuits micro - bandes RF générés analogiquement avec ADS, HFSS et d'autres outils analogiques sur des PCB, en particulier ceux avec des coupleurs directionnels, des filtres (filtres à bande étroite pa), des résonateurs micro - bandes (par exemple, vous Concevez VCO), des réseaux d'adaptation d'impédance, etc., vous devez avoir une bonne communication avec l'usine de PCB, Et d'utiliser des feuilles présentant des spécifications strictes, par example une épaisseur et une constante diélectrique conformes à celles utilisées dans la simulation. La meilleure solution est de trouver un agent pour les cartes PCB micro - ondes pour acheter les cartes correspondantes, puis de confier le traitement à l'usine de PCB.

Dans les circuits RF, nous utilisons souvent des oscillateurs à cristal comme étalon de fréquence. Cet oscillateur à cristal peut être un tcxo, un OCXO ou un oscillateur à cristal ordinaire. Pour un tel circuit oscillateur à cristal, il est nécessaire de s'éloigner de la partie numérique et d'utiliser un système d'alimentation spécial à faible bruit. Plus important encore, la fréquence de l'oscillateur à cristal peut dériver avec les changements de température ambiante. Pour tcxo et OCXO, cela se produit encore, mais dans une moindre mesure. En particulier, les produits oscillateurs à cristal dans de petits boîtiers sont très sensibles à la température ambiante. Pour ce cas, nous pouvons ajouter un couvercle métallique au circuit de l'oscillateur à cristal (ne touchez pas directement le boîtier de l'oscillateur à cristal) pour réduire les changements brusques de température ambiante qui provoquent une dérive de fréquence de l'oscillateur à cristal. Bien sûr, cela entraînera une augmentation de la taille et des coûts.