Progettazione PCB - I substrati dei circuiti stampati comprendono due categorie

Con lo sviluppo della tecnologia di comunicazione, la tecnologia del circuito di radiofrequenza wireless portatile viene utilizzata sempre più ampiamente, come: cercapersone wireless, telefoni cellulari, PDA wireless, ecc Gli indicatori di prestazione del circuito di radiofrequenza influenzano direttamente la qualità dell'intero prodotto. Una delle caratteristiche più grandi di questi prodotti portatili è la miniaturizzazione, e la miniaturizzazione significa che la densità dei componenti è molto grande, il che rende l'interferenza reciproca dei componenti (tra cui SMD, SMC, chip nudi, ecc.) molto prominente. Una gestione inadeguata dei segnali di interferenza elettromagnetica può causare il mancato funzionamento dell'intero sistema del circuito. Pertanto, come prevenire e sopprimere le interferenze elettromagnetiche e migliorare la compatibilità elettromagnetica è diventato un argomento molto importante nella progettazione di PCB a circuito di radiofrequenza. Lo stesso circuito, diversa struttura di progettazione PCB, i suoi indicatori di prestazione saranno molto diversi. In questa discussione, quando si utilizza il software Protel99 SE per progettare il circuito RF PCB di prodotti portatili, come raggiungere l'indice di prestazione del circuito nella massima misura per soddisfare i requisiti di compatibilità elettromagnetica.

1 Selezione delle lastre

I substrati dei circuiti stampati comprendono due categorie: organico e inorganico. Le proprietà più importanti del substrato sono la costante dielettrica εr, il fattore di dissipazione (o perdita dielettrica) tanÎ ', il coefficiente di espansione termica CET e il tasso di assorbimento dell'umidità. Tra questi, εr influenza l'impedenza del circuito e la velocità di trasmissione del segnale. Per i circuiti ad alta frequenza, la tolleranza costante dielettrica è il fattore più critico da considerare e dovrebbe essere selezionato un substrato con una piccola tolleranza costante dielettrica.

2 Processo di progettazione PCB

Poiché l'uso del software Protel99 SE è diverso da Protel 98 e altri software, in primo luogo, discuteremo brevemente il processo di progettazione PCB utilizzando il software Protel99 SE.

1. Poiché Protel99 SE utilizza la gestione della modalità database del progetto (PROJECT), è implicita in Windows 99, quindi è necessario prima creare un file di database per gestire le impostazioni

Lo schema schematico del circuito e il layout PCB del misuratore.

2. Il disegno dello schema schematico. Per realizzare la connessione di rete, i componenti utilizzati devono esistere nella libreria dei componenti durante la progettazione principale, altrimenti i componenti richiesti dovrebbero essere realizzati in SCHLIB e memorizzati nel file della libreria. Quindi, basta chiamare i componenti richiesti dalla libreria dei componenti e collegarli secondo il diagramma del circuito progettato.

3. Dopo che la progettazione schematica è completata, una netlist può essere formata per l'uso nella progettazione PCB.

4. PCB design. a. Determinazione della forma e delle dimensioni del PCB. La forma e le dimensioni del PCB sono determinate in base alla posizione del PCB progettato nel prodotto, alla dimensione dello spazio, alla forma e alla cooperazione con altri componenti. Utilizzare il comando PLACE TRACK per disegnare l'aspetto del PCB sullo strato MECHANICAL LAYER. b. Secondo i requisiti di SMT, fare fori di posizionamento, occhi di vista, punti di riferimento, ecc. sul PCB. c. La produzione di componenti. Se è necessario utilizzare alcuni componenti speciali che non esistono nella raccolta componenti, è necessario creare i componenti prima del layout. Il processo di fabbricazione dei componenti in Protel99 SE è relativamente semplice. Dopo aver selezionato il comando "FAKE LIBRARY" nel menu "DESIGN", si entra nella finestra di creazione del componente, quindi selezionare il comando "NEW COMPONENT" nel menu "TOOL" per eseguire meta Device design. In questo momento, è solo necessario disegnare il pad corrispondente in una certa posizione con PLACE PAD e altri comandi sullo strato TOP LAYER secondo la forma e la dimensione del componente effettivo e modificarlo al pad richiesto (compresa la forma del pad, dimensione, dimensione del diametro interno, ecc.) E l'angolo, ecc. dovrebbe anche essere contrassegnato con il nome del perno corrispondente del pad), quindi utilizzare il comando PLACE TRACK per disegnare la forma massima del componente nel livello SUPERIORE, quindi prendere il nome di un componente e salvarlo nella libreria dei componenti. d. Dopo che i componenti sono stati realizzati, il layout e il cablaggio vengono eseguiti. Queste due parti sono discusse in dettaglio di seguito. e. Una volta completato il processo di cui sopra, deve essere effettuata un'ispezione. Da un lato, include l'ispezione del principio del circuito. D'altra parte, è necessario verificare i problemi di abbinamento e assemblaggio tra loro. Il principio del circuito può essere controllato manualmente o automaticamente dalla rete (la rete formata dallo schema schematico può essere confrontata con la rete formata dal PCB). f. Dopo che l'ispezione è corretta, archiviare e stampare il file. In Protel99 SE, è necessario utilizzare il comando "ESPORTA" nell'opzione "FILE" per memorizzare il file nel percorso e nel file specificati (il comando "IMPORTA" trasferisce un file a Protel99 SE). Nota: Dopo aver eseguito il comando "SAVE COPY AS..." nell'opzione "FILE" in Protel99 SE, il nome del file selezionato è invisibile in Windows 98, quindi il file non può essere visualizzato nell'Explorer. Questo non è esattamente lo stesso della funzione "SAVE AS..." in Protel 98.

3 Disposizione dei componenti

Quando si progetta il PCB del circuito RF, oltre al layout PCB del design ordinario, è principalmente necessario considerare come ridurre l'interferenza reciproca tra le varie parti del circuito RF, come ridurre l'interferenza del circuito stesso ad altri circuiti e la resistenza del circuito stesso. Capacità di interferenza. Secondo l'esperienza, l'effetto del circuito RF dipende non solo dagli indicatori di prestazione del circuito RF stesso, ma dipende anche in gran parte dall'interazione con la scheda di elaborazione della CPU. Pertanto, un layout ragionevole è particolarmente importante quando si progetta il PCB.

Attenzione va prestata al layout:

* In primo luogo determinare la posizione dei componenti dell'interfaccia con altre schede PCB o sistemi sulla scheda PCB. È necessario prestare attenzione ai problemi di coordinamento tra i componenti dell'interfaccia (come la direzione dei componenti, ecc.).

* Poiché il volume dei prodotti portatili è molto piccolo, la disposizione dei componenti è molto compatta, quindi per i componenti più grandi, la priorità deve essere data per determinare la posizione corrispondente e considerare il problema della cooperazione reciproca.

* Analizzare attentamente la struttura del circuito, dividere il circuito in blocchi (come il circuito dell'amplificatore ad alta frequenza, il circuito di miscelazione e il circuito di demodulazione, ecc.), separare il più possibile i segnali elettrici forti e deboli e separare i circuiti digitali del segnale dai circuiti analogici, I circuiti che completano la stessa funzione dovrebbero essere disposti all'interno di un certo intervallo il più possibile per ridurre l'area del loop del segnale; la rete di filtri di ogni parte del circuito deve essere collegata nelle vicinanze, il che può non solo ridurre le radiazioni, ma anche ridurre la probabilità di interferenze. Secondo il circuito, l'abilità anti-interferenza.

* Secondo la diversa sensibilità di compatibilità elettromagnetica del circuito dell'unità in uso, è raggruppato. Per i componenti del circuito che sono suscettibili di interferenze, le fonti di interferenza (come interferenze dalla CPU sulla scheda di elaborazione dati, ecc.) dovrebbero essere evitate il più possibile durante il layout.

4 Cablaggio

Dopo che il layout dei componenti è fondamentalmente completato, il cablaggio può essere avviato. Il principio di base del cablaggio è: Dopo che la densità di assemblaggio lo consente, provare a utilizzare la progettazione di cablaggio a bassa densità e il cablaggio del segnale è il più spesso possibile, il che favorisce la corrispondenza dell'impedenza.

Per i circuiti a radiofrequenza, la progettazione irragionevole della direzione, della larghezza e della spaziatura della linea del segnale può causare interferenze incrociate* tra le linee di trasmissione del segnale; Inoltre, l'alimentatore del sistema stesso ha anche interferenze acustiche, quindi deve essere integrato durante la progettazione del circuito di radiofrequenza PCB Considera, cablaggio ragionevole.

Durante il cablaggio, tutte le tracce dovrebbero essere lontane dal bordo della scheda PCB (circa 2mm), in modo da evitare rotture del cavo o pericoli nascosti quando viene realizzata la scheda PCB. Il cavo di alimentazione deve essere il più largo possibile per ridurre la resistenza del ciclo. Allo stesso tempo, la direzione del cavo di alimentazione e del cavo di massa dovrebbe essere coerente con la direzione della trasmissione dei dati per migliorare la capacità anti-interferenza; il numero di fori; Più corto è il cablaggio tra i componenti, meglio è, al fine di ridurre i parametri di distribuzione e le interferenze elettromagnetiche reciproche; per le linee di segnale incompatibili dovrebbero essere tenute lontane l'una dall'altra, e cercare di evitare cavi paralleli, e su entrambi i lati Le linee di segnale dovrebbero essere perpendicolari l'una all'altra; In caso di cablaggio, il lato dell'indirizzo che necessita di un angolo dovrebbe essere ad un angolo di 135° per evitare di girare ad angolo retto.

Il motivo principale per cui il filo di terra forma facilmente interferenze elettromagnetiche è l'impedenza del filo di terra. Quando una corrente scorre attraverso il filo di terra, una tensione sarà generata sul filo di terra, generando così una corrente di loop di terra e formando un'interferenza di loop del filo di terra. Quando più circuiti condividono una sezione di terra, si formerà un accoppiamento di impedenza comune, con conseguente cosiddetto rumore di terra.

5 Conclusione

La chiave per la progettazione del circuito RF PCB è come ridurre la capacità di radiazione e come migliorare la capacità anti-interferenza. Layout e cablaggio ragionevoli sono la garanzia per la progettazione del circuito RF PCB. Il metodo descritto nell'articolo è utile per migliorare l'affidabilità della progettazione PCB del circuito di radiofrequenza, risolvere il problema delle interferenze elettromagnetiche e quindi raggiungere lo scopo della compatibilità elettromagnetica.