Technologie PCB - Les cinq normes du Guide de conception RF PCB

Dans le domaine de la conception de PCB RF, il existe encore de nombreuses inconnues et incertitudes dans le système théorique public existant, ce qui le rend souvent considéré par l'industrie comme une « compétence occulte». En général, pour la conception de circuits en dessous de la bande des micro - ondes, y compris les circuits numériques à basse fréquence et à basse fréquence, il est souvent possible d'obtenir un succès de conception en une seule fois, à condition que les différents principes de conception soient bien compris et suivis, et grâce à une planification minutieuse. Cependant, la situation devient encore plus complexe lorsqu'il s'agit de circuits numériques de type PC dans les bandes de fréquences supérieures aux micro - ondes et aux hautes fréquences. Dans ces zones de haute fréquence, il est généralement nécessaire de passer par deux ou trois versions d'itérations de conception de PCB pour assurer la stabilité et les performances du circuit.

Cinq normes pour la conception de PCB RF

1) dans la conception de PCB de RF de faible puissance, le matériau fr4 standard est principalement utilisé (bonne isolation, matériau uniforme, constante diélectrique de 4, 10%). On utilise principalement des plaques de 4 à 6 couches. Dans le cas où le coût est très sensible, il est possible d'utiliser des panneaux double face d'épaisseur inférieure à 1 mm. Assurez - vous que le revers est une formation complète. Dans le même temps, l'épaisseur du panneau double face est supérieure à 1 mm, ce qui rend le milieu fr4 plus épais entre la formation et la couche de signal. Pour que l'impédance de la ligne de signal radiofréquence atteigne 50 ohms, la largeur de la trace de signal est typiquement de l'ordre de 2 mm, ce qui rend difficile la répartition spatiale de la carte de commande. Pour les panneaux à quatre couches, généralement la couche supérieure utilise uniquement des lignes de Signal RF, la deuxième couche est une mise à la terre complète et la troisième couche est une alimentation électrique. La couche inférieure utilise généralement des lignes de signaux numériques pour contrôler l'état des dispositifs RF (par exemple, pour définir les lignes de signaux Clk, data et le). Il est préférable de ne pas faire de l'alimentation de la troisième couche un plan continu, mais de faire en sorte que les lignes d'alimentation de chaque dispositif RF soient réparties en étoiles et finalement connectées à un point. Ne croisez pas les traces d'alimentation des appareils RF de la troisième couche avec les lignes numériques sous - jacentes.

2) pour les circuits imprimés à signaux mixtes, la partie RF et la partie analogique doivent être éloignées de la partie numérique (cette distance est généralement supérieure à 2 cm, au moins 1 cm), et la mise à la terre de la partie numérique doit être séparée de la partie RF. Il est strictement interdit d'utiliser une alimentation à découpage pour alimenter directement la section RF. La raison principale est que les ondulations de l'alimentation à découpage modulent le signal de la partie RF. Cette Modulation a tendance à endommager gravement le signal RF, ce qui entraîne des conséquences fatales. Dans des conditions normales, la sortie de l'alimentation à découpage peut passer par une grande self, un filtre puis un LDO à faible bruit (mic5207, mic5265 Series de micrel). Pour les circuits RF à haute tension et haute puissance, on peut envisager d'utiliser lm1085, lm1083, etc.) pour alimenter les circuits RF.

3) dans un PCB RF, chaque composant doit être étroitement aligné pour assurer la connexion la plus courte entre chaque composant. Pour les circuits adf4360 - 7, la distance entre les inductances VCO sur les broches 9 et 10 et la puce adf4360 doit être aussi courte que possible pour que l'Inductance série distribuée résultant de la connexion entre l'inductance et la puce soit minimisée. Pour les broches de mise à la terre de chaque dispositif RF sur la carte, y compris celles reliant les résistances, les condensateurs, les inductances et les broches de mise à la Terre (GNd), les trous et le plan de masse doivent être percés aussi près que possible des broches connectées (deuxième couche).

4) Lorsque vous choisissez des composants qui fonctionnent dans un environnement à haute fréquence, utilisez autant de composants montés en surface que possible. Cela est dû au fait que les composants montés en surface sont généralement de petite taille et que les conducteurs des composants sont très courts. De cette façon, il est possible de minimiser l'influence des paramètres supplémentaires causés par les broches de l'élément et le câblage interne de l'élément. En particulier pour les résistances discrètes, les condensateurs et les éléments inductifs, l'utilisation d'un boîtier plus petit (0603 \ 0402) est très utile pour améliorer la stabilité et la cohérence du circuit.

5) dans la disposition et la conception de PCB, les dispositifs actifs qui fonctionnent dans un environnement à haute fréquence ont généralement plusieurs broches d'alimentation. À ce stade, vous devez prendre soin de définir une broche d'alimentation séparée près de chaque broche d'alimentation (environ 1 mm). Même pour la capacité, la valeur de la capacité est d'environ 100 nf. Lorsque l'espace de la carte le permet, il est recommandé d'utiliser deux condensateurs de découplage par broche avec des valeurs de capacité respectives de 1 NF et 100 nf. Généralement, on utilise des condensateurs céramiques en x5r ou x7r. Pour un même dispositif actif RF, différentes broches d'alimentation peuvent alimenter différents composants fonctionnels dans le dispositif (puce) et chaque composant fonctionnel dans la puce peut fonctionner à une fréquence différente. Par exemple, l'adf4360 dispose de trois broches d'alimentation qui alimentent les composants VCO, PFD et numériques sur la puce. Ces trois sections remplissent des fonctions complètement différentes et fonctionnent à des fréquences différentes. Une fois le bruit basse fréquence de la partie numérique transmis à la partie VCO par la trace de puissance, la fréquence de sortie du VCO peut être modulée par ce bruit, ce qui entraîne des parasites difficiles à éliminer.

Pour éviter que cela ne se produise, en plus d'utiliser des condensateurs de découplage individuels, les broches d'alimentation de chaque composant fonctionnel du dispositif RF actif doivent également être reliées entre elles par des billes magnétiques inductives (de l'ordre de 10 µh). Une telle conception est très avantageuse pour l'amélioration des performances d'isolation des mélangeurs actifs Lo - RF et Lo - If comportant une amplification tampon lo et une amplification tampon RF.