Technologie PCB - À propos de RF Circuit PCB design

Afin de garantir les performances du circuit, EMC devrait être pris en compte dans la conception de PCB pour les circuits RF, donc le principe de câblage des composants est discuté pour atteindre le but de EMC.

Avec le développement de la technologie de communication, la technologie de circuit RF sans fil portable est de plus en plus utilisée, comme les pagers sans fil, les téléphones portables, les ordinateurs portables sans fil, etc. les indicateurs de performance du circuit RF affectent directement la qualité de l'ensemble du produit. Une des plus grandes caractéristiques de ces produits portables est la miniaturisation, ce qui signifie que la densité des composants est très élevée, ce qui rend les interférences mutuelles des composants (y compris SMd, SMc, puces nues, etc.) très importantes. Si le signal d'interférence électromagnétique n'est pas traité correctement, l'ensemble du système de circuit peut ne pas fonctionner correctement. Par conséquent, comment prévenir et supprimer les interférences électromagnétiques et améliorer la compatibilité électromagnétique devient un sujet très important dans la conception de circuits PCB RF. Les indicateurs de performance varient considérablement pour le même circuit et pour différentes structures de conception de PCB. Dans cette discussion, lors de la conception de circuits RF PCB pour les produits portables à l'aide du logiciel Protel99 se, si les indicateurs de performance du circuit peuvent être maximisés pour répondre aux exigences de compatibilité électromagnétique.

1 choix de carte PCB de circuit RF

Le substrat du circuit radiofréquence PCB comprend un substrat organique et un substrat inorganique. Les caractéristiques les plus importantes du substrat sont les constantes diélectriques: facteur de dissipation (ou pertes diélectriques) îlots de Tan, coefficient de dilatation thermique cet et hygroscopicité. Où r affecte l'impédance du circuit et le taux de transmission du signal. Pour les circuits haute fréquence, la tolérance à la permittivité diélectrique est la considération la plus importante et un substrat avec une tolérance moindre à la permittivité diélectrique doit être choisi.

2 processus de conception de circuits RF PCB

Comme l'utilisation du logiciel Protel99 se diffère de celle de logiciels tels que Protel 98, cet article commence par une brève description du processus de conception de PCB avec le logiciel Protel99 se.

Comme Protel99 se est géré en mode base de données de projet, ce qui est implicite sous Windows 99, vous devez d'abord créer un fichier de base de données pour gérer le schéma de circuit et la disposition du PCB.

2. Conception du programme. Pour permettre une connexion réseau, les composants utilisés doivent être présents dans la Bibliothèque de composants lors de la conception du principe. Sinon, les composants requis doivent être créés dans schlib et stockés dans un fichier.

Ensuite, il nous suffit d'appeler les composants souhaités à partir de la Bibliothèque de composants et de les connecter en fonction du schéma du circuit conçu.

3. Une fois la conception schématique terminée, vous pouvez former une table de réseau pour la conception de PCB.

4. Conception de PCB. A. détermination de la forme et des dimensions du PCB. La forme et les dimensions du PCB sont déterminées en fonction de l'emplacement du PCB dans le produit, de la taille et de la forme de l'espace et de l'ajustement avec d'autres composants. Sur la couche mécanique, utilisez la commande placer une piste pour dessiner la forme du PCB. B. selon les exigences de SMT, faites des trous de positionnement, des viseurs, des points de référence, etc. sur le PCB. C. fabrication de composants. S'il est nécessaire d'utiliser des pièces spéciales qui ne sont pas présentes dans la Bibliothèque de pièces, les pièces doivent être fabriquées avant la mise en page. Le processus de fabrication des composants dans Protel99 se est relativement simple. Sélectionnez la commande bibliothèque de fabrication dans le menu conception pour accéder à la fenêtre fabrication de pièces, puis sélectionnez la commande nouvelle pièce pour la conception de pièces dans le menu outils. A ce stade, en fonction de la forme et des dimensions de l'élément réel, le Plot correspondent est dessiné quelque part dans la couche supérieure avec la commande de placement du plot et édité comme le Plot souhaité (y compris la forme, les dimensions, les dimensions du diamètre intérieur et l'angle du plot, en plus de marquer le nom de la broche correspondante du plot), puis la forme maximale de l'élément est dessinée dans la couche supérieure de recouvrement avec la commande de placement de la piste, prenant un nom d'élément et stocké dans la Bibliothèque de composants. D. une fois la fabrication des composants terminée, la disposition et le câblage sont effectués. Ces deux sections sont discutées en détail ci - dessous. E. l'inspection doit être effectuée une fois le processus ci - dessus terminé. D'une part, il comprend l'examen du principe du circuit. D'autre part, il doit également vérifier les problèmes de correspondance et d'assemblage entre eux. 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 le PCB). F. une fois les documents vérifiés, Archivez la sortie. Dans Protel99 se, le fichier doit être stocké dans le chemin et le fichier spécifiés à l'aide de la commande "export" dans l'option "file" (la commande "Import" appelle le fichier dans 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, de sorte que le fichier ne peut pas être vu dans l'explorateur. Ce n'est pas exactement la même chose que la fonction "Enregistrer sous..." dans Protel 98.

3 configuration des composants PCB du circuit RF

Étant donné que SMT utilise 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 circuits 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. L'agencement des éléments influe donc également directement sur les capacités d'interférence et d'anti - interférence du circuit lui - même, ce qui est également directement lié aux performances du circuit conçu. Par conséquent, dans la conception de circuits RF PCB, en plus de la disposition de la conception PCB ordinaire, il est nécessaire de réfléchir à la façon de réduire les interférences mutuelles entre les différentes parties du circuit RF, à la façon de réduire les interférences du circuit lui - même sur les autres circuits et à 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 également de l'interaction avec la carte de traitement CPU. Par conséquent, une disposition rationnelle est particulièrement importante dans la conception de PCB.

Principe général de la disposition du circuit RF PCB: les composants sont disposés dans la même direction autant que possible, en choisissant la direction dans laquelle le PCB entre dans le système de fusion d'étain, réduire ou même éviter les mauvaises soudures; En règle générale, la distance entre les éléments doit être d'au moins 0,5 mm pour répondre aux exigences de fusion de l'étain des éléments. Si l'espace de la carte PCB le permet, la distance entre les composants doit être aussi large que possible. Pour les panneaux à double face, les composants SMD et SMC doivent être conçus d'un côté et les composants discrets de l'autre.

La disposition PCB du circuit RF doit noter les points suivants:

Tout d'abord, déterminez l'emplacement des composants d'interface avec d'autres cartes PCB ou systèmes sur la carte PCB et Notez la coordination entre les composants d'interface (comme l'orientation des composants).

En raison du faible volume du produit à main et de la disposition compacte des composants, il est essentiel de privilégier les composants de plus grand volume, de déterminer les positions correspondantes et de prendre en compte la coopération entre eux.

Analysez soigneusement la structure du circuit, bloquez les circuits (tels que les circuits d'amplification à haute fréquence, les circuits de mélange et les circuits de démodulation), séparez autant que possible les signaux électriques forts et faibles, Séparez les circuits de signaux numériques et analogiques. Les circuits remplissant la même fonction doivent être disposés dans la mesure du possible dans une certaine plage afin de réduire la zone de boucle du signal; Les réseaux de filtrage des différentes parties du circuit doivent être connectés à proximité, ce qui permet de réduire non seulement le rayonnement, mais aussi la probabilité d'interférence, en fonction de la capacité anti - interférence du circuit.

Les circuits unitaires sont regroupés en fonction de leur sensibilité à la compatibilité électromagnétique en service. Pour les éléments du circuit qui sont vulnérables aux interférences, essayez d'éviter les sources d'interférences (telles que les interférences du CPU sur la carte de traitement de données).

4 câblage PCB de circuit RF

Une fois que la disposition des composants est fondamentalement terminée, vous pouvez commencer à câbler. Le principe de base du câblage est le suivant: lorsque la densité d'assemblage le permet, optez pour une conception de câblage de faible densité, le routage du signal étant le plus cohérent possible, favorisant l'adaptation d'impédance.

Pour les circuits radiofréquences, une conception irrationnelle de la direction, de la largeur et de l'espacement des lignes de signaux peut entraîner des interférences croisées entre les lignes de transmission de signaux; En outre, l'alimentation du système lui - même présente également des interférences de bruit, de sorte que lors de la conception d'un circuit RF PCB, il doit être pris en compte et raisonnablement câblé.

Lors du câblage, tout le câblage doit être éloigné du cadre de la carte PCB (environ 2 mm) pour éviter les lignes brisées ou les risques de rupture de fil pendant la fabrication 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 le nombre de trous de passage doit être minimisé; Plus les connexions entre les composants sont courtes, mieux c'est, réduisant ainsi les paramètres de distribution et les interférences électromagnétiques mutuelles; Les lignes de signal incompatibles doivent être éloignées les unes des autres et éviter autant que possible le câblage parallèle, tandis que les lignes de signal des deux côtés de la direction positive doivent être perpendiculaires les unes aux autres; Lors du câblage, le côté de l'adresse qui nécessite un coin doit être de 135 ° pour éviter les angles droits.

Lors du câblage, la ligne directement connectée au Plot ne doit pas être trop large, le câblage doit être aussi loin que possible des composants non connectés et éviter les courts - circuits; Les composants ne doivent pas être peints au - dessus des trous, ils doivent être éloignés autant que possible des composants non connectés, afin d'éviter les phénomènes de soudure en pointillés, de soudure continue, de court - circuit et autres dans la production.

Le câblage correct des lignes d'alimentation et de terre est particulièrement important dans la conception de PCB pour les circuits RF. Une conception rationnelle est le moyen le plus important de surmonter les interférences électromagnétiques. Un nombre considérable de sources d'interférences sur les PCB sont générées par l'alimentation et les lignes de terre, où les interférences de bruit générées par les lignes de terre sont les plus importantes.

La principale raison pour laquelle la ligne de terre est susceptible de former des interférences électromagnétiques est l'impédance de la ligne de terre. Lorsqu'un courant circule à travers la ligne de terre, une tension est générée sur la ligne de terre, ce qui provoque une perturbation du courant de boucle de la ligne de terre et de la boucle de la ligne de terre. Lorsque plusieurs circuits partagent un tronçon de ligne de masse, un couplage d'impédance commun est formé, ce qui crée un bruit dit de ligne de masse. Ainsi, lors du câblage de la ligne de masse du circuit radiofréquence PCB, il convient:

Tout d'abord, divisez le circuit en plusieurs blocs. Le circuit radiofréquence peut être essentiellement divisé en amplification haute fréquence, mélange, démodulation, Vibration propre, etc. Il est nécessaire de prévoir pour chaque module de circuit un point de référence de potentiel commun, c'est - à - dire la ligne de masse du circuit de chaque module, pour la transmission de signaux entre les différents modules de circuit. On résume ensuite où le circuit radiofréquence PCB est connecté à la ligne de masse, c'est - à - dire dans la ligne de masse universelle. 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.

La zone numérique doit être isolée autant que possible de la zone analogique et la mise à la terre numérique doit être séparée de la mise à la terre analogique et finalement connectée à la mise à la terre de l'alimentation.

Les lignes de terre à l'intérieur de chaque partie du circuit doivent également prêter attention au principe d'un point de terre unique, minimiser la zone de la boucle de signal et se connecter à proximité de l'adresse du circuit de filtrage correspondant.

Si l'espace le permet, il est préférable d'isoler chaque module avec une ligne de terre pour éviter les effets du couplage des signaux entre eux.

5 conclusion du circuit RF PCB

La clé de la conception de circuits RF PCB est de savoir comment réduire la capacité de rayonnement et améliorer la résistance aux interférences. Une disposition et un câblage raisonnables sont la garantie de la conception de circuits RF PCB. La méthode décrite ici contribue à améliorer la fiabilité de la conception de circuits PCB RF, à résoudre les problèmes d'interférence électromagnétique et, à son tour, à atteindre le but de la compatibilité électromagnétique.