Tecnologia RF - Diversi punti chiave della progettazione del circuito a radiofrequenza

Sebbene ci siano molte incertezze teoriche nella progettazione dei circuiti a radiofrequenza (RF), ci sono ancora molte regole che possono essere seguite nella progettazione dei circuiti a radiofrequenza. Tuttavia, nella progettazione specifica, il metodo reale e utile è quando questa regola non può essere implementata a causa di varie restrizioni, come sviluppare una soluzione di compromesso per loro. Questo articolo si concentrerà sui vari problemi relativi alla progettazione della partizione del circuito di rf. . 01 Tipi di micro viaCircuiti con caratteristiche diverse su circuiti ad alta frequenza devono essere separati, ma se non sono collegati nelle migliori condizioni che causano segnali di interferenza, devono essere utilizzati microvie. Generalmente, il diametro dei micro-vias è 0.05mm ~ 0.22mm. Tali vias sono generalmente divisi in tre categorie, vale a dire, blindvia, buryvia e throughvia. I fori sepolti sono situati sugli strati superiori e inferiori della superficie del circuito stampato. Hanno una certa profondità per il collegamento tra il percorso di superficie e il percorso interno inferiore. La profondità del foro generalmente non supera un certo rapporto (diametro). Il foro sepolto si riferisce al foro di collegamento situato nello strato interno del circuito stampato, che non è facile da allargare alla superficie del circuito stampato. I due tipi principali di fori si trovano nello strato interno del circuito stampato e il processo di formazione del foro sepolto viene utilizzato prima della laminazione. Durante l'intero processo di generazione dei fori via, continueranno a sovrapporsi e fare un buon lavoro di più strati interni. Il terzo tipo si chiama buco sepolto. Questo tipo di foro attraversa tutti i circuiti stampati PCB e può essere utilizzato per completare l'interconnessione interna o come foro di posizionamento di precisione per l'adesione dei componenti.02 Scegliere il metodo della partizioneQuando si progetta il circuito stampato RF, cercare di proteggere l'amplificatore RF ad alta potenza (HPA) e l'amplificatore a basso rumore (LNA). In poche parole, lasciate che il circuito di trasmissione RF ad alta potenza elimini il circuito di ricezione a basso rumore. Se c'è molto spazio interno sul PCB, questo può essere facilmente assicurato. Tuttavia, quando ci sono molte parti e componenti, lo spazio interno della produzione di PCB non sarà grande, quindi non può essere fatto. Può metterli su entrambi i lati della scheda PCB, o lasciarli sostituire il lavoro, piuttosto che un altro lavoro. A volte i circuiti ad alta potenza possono anche includere buffer RF e oscillatori controllati a tensione (VCO). La partizione di progettazione può essere divisa in partizionamento fisico e partizionamento elettrico. La chiave per il partizionamento fisico coinvolge il layout ragionevole, l'orientamento e la schermatura dei componenti; Le partizioni delle apparecchiature elettriche possono essere divise in distribuzione di energia, cablaggio RF, circuiti e segnali di dati più sensibili e dispositivi di messa a terra.03 partizionaUn layout ragionevole dei componenti è importante per completare un eccellente disegno RF. La tecnica più efficace è quella di fissare prima i componenti situati sul percorso relativo della RF e regolare la loro direzione per ridurre al minimo la lunghezza del percorso relativo della RF. E fare l'ingresso RF per eliminare l'uscita RF e cercare di eliminare circuiti ad alta potenza e circuiti a basso rumore. Il metodo più efficace di impilamento del circuito stampato è quello di distribuire il dispositivo di messa a terra principale sul secondo strato sotto la superficie e cercare di mettere la linea RF sulla superficie. Ridurre al minimo la dimensione della via sul percorso relativo RF non solo può ridurre l'induttanza relativa del percorso, ma anche ridurre i giunti di saldatura vuoti sul piano di terra principale e ridurre la possibilità di perdita di energia cinetica RF ad altre aree dello stack. Nello spazio fisico interno, circuiti lineari come gli amplificatori multi-livello possono generalmente schermare diverse zone RF l'una dall'altra, ma duplexer, mixer e amplificatori ad alta frequenza hanno sempre avuto diversi segnali RF/IF tra loro. Impatto, quindi bisogna fare attenzione per ridurre al minimo questo pericolo. Il cablaggio RF e IF deve essere attraversato per quanto possibile e una superficie totale del dispositivo di messa a terra deve essere separata per quanto possibile tra di loro. Un corretto percorso relativo RF è molto critico per le caratteristiche di un'intera scheda PCB, motivo per cui il layout ragionevole dei componenti generalmente rappresenta la maggior parte del tempo nella progettazione della scheda PCB del telefono cellulare. Sulla scheda PCB del telefono cellulare, è generalmente possibile mettere il circuito dell'amplificatore a basso rumore su un lato della scheda di prova PCB e l'amplificatore ad alta potenza dall'altro lato, e infine significa che il duplexer li collega all'antenna wireless RF sulla stessa superficie. Un'estremità della CPU e l'altra estremità della CPU della banda base. Ciò richiede alcuni metodi per garantire che l'energia cinetica RF non significhi facilmente vias, che vengono trasmessi da un lato all'altro della scheda. La tecnica comune è quella di applicare vie sepolte su entrambi i lati. Può significare che i vias sepolti sono assegnati alle aree in cui il PCB bifacciale non è influenzato da RF, in modo da ridurre al minimo gli effetti nocivi dei vias.

04 Schermo metallico A volte, è improbabile mantenere differenze sufficienti tra diverse catene di blocchi di circuito. In tali situazioni, è necessario considerare l'uso di uno scudo metallico per schermare l'energia cinetica della radiazione di frequenza nell'area RF, ma anche lo scudo metallico è difettoso. Le risposte, come ad esempio: costi di produzione e costi di installazione sono elevati. La copertura di schermatura metallica con design di aspetto irregolare non può garantire alta precisione durante la produzione. La copertura di schermatura metallica quadrata o quadrata limita anche la disposizione ragionevole dei componenti; la copertura di protezione metallica non è buona per la sostituzione dei componenti e il movimento di guasti comuni; A causa della schermatura metallica La copertura deve essere saldata alla superficie stradale e deve mantenere una distanza adeguata dai componenti, quindi deve occupare il prezioso spazio interno della scheda PCB. È molto importante garantire i dettagli dello scudo metallico il più possibile. Pertanto, la grande linea elettrica digitale che entra nello scudo metallico dovrebbe essere instradata il più possibile nello strato interno ed è meglio impostare lo strato successivo del livello di percorso del segnale dati su una struttura messa a terra. La linea di alimentazione RF può essere instradata dal piccolo divario nella parte inferiore dello scudo metallico e dallo strato di cablaggio all'apertura del dispositivo di messa a terra, ma la periferia dell'apertura dovrebbe essere circondata dall'area totale di molti dispositivi di messa a terra il più possibile. Il dispositivo di messa a terra sul diverso livello di segnale dati può essere instradato. Significa che diverse vie sono collegate tra loro. Nonostante gli inconvenienti di cui sopra, lo scudo metallico è ancora molto ragionevole ed è spesso l'unica soluzione per proteggere circuiti importanti.05 Circuito di disaccoppiamento dell'alimentazione elettrica integrato appropriato e ragionevole è anche critico. Molti IC integrati RF che incorporano percorsi lineari sono molto sensibili al rumore dell'alimentazione elettrica. Generalmente, ogni IC integrato deve selezionare fino a quattro condensatori e un induttore protettivo per filtrare tutto il rumore dell'alimentazione elettrica. Il valore minimo del condensatore risiede generalmente nella risonanza di serie e nell'induttanza del pin del condensatore e il valore di C4 è scelto di conseguenza. I valori di C3 e C2 sono relativamente grandi a causa della correlazione delle proprie induttanze pin e l'effetto effettivo del disaccoppiamento RF è peggiore, ma sono più adatti per filtrare i segnali dati di rumore a bassa frequenza. Il disaccoppiamento RF viene eseguito dall'induttore L1, che impedisce al segnale dati RF di essere accoppiato al IC integrato dalla spina di alimentazione. Poiché tutto il cablaggio è una potenziale antenna wireless in grado di accettare e inviare segnali di dati RF, è necessario proteggere i segnali RF da circuiti e componenti chiave. Anche la posizione fisica di tali componenti di disaccoppiamento è generalmente importante. Gli standard ragionevoli di layout per questi molti componenti chiave sono: C4 deve essere il più vicino possibile al perno IC e al dispositivo di messa a terra, C3 deve essere vicino a C4, C2 deve essere vicino a C3 e il cablaggio di collegamento tra il perno IC e C4 deve essere il più breve possibile. L'estremità del dispositivo di messa a terra (in particolare C4) dovrebbe generalmente significare che la prima struttura di messa a terra sotto la superficie è collegata al piede del dispositivo di messa a terra dell'ic integrato. Il foro passante che collega il componente e la struttura del terreno dovrebbe essere il più vicino possibile allo strato di saldatura del componente sulla scheda PCB. È meglio utilizzare il foro sepolto sullo strato di saldatura per ridurre al minimo l'induttanza della linea di collegamento dell'elettrodo. L'induttanza L1 dovrebbe essere vicina a C1. Un circuito integrato o un amplificatore spesso ha un'uscita di giunzione del collettore (opencollector), quindi un induttore pullup (pullupinductor) è necessario per mostrare un carico RF di impedenza caratteristica elevata e un alimentatore stabilizzato DC a bassa impedenza caratteristica, lo stesso standard è anche applicabile al disaccoppiamento dell'estremità di potenza di questo induttore. Alcuni IC integrati devono avere diversi alimentatori prima di poter funzionare, quindi saranno necessari due o tre set di condensatori e induttori per disaccoppiarli. Se non c'è abbastanza spazio interno intorno al IC integrato, l'effetto effettivo del disaccoppiamento sarà negativo. In particolare, va notato che ci sono pochissime induttanze parallele tra loro. Poiché questo produrrà un trasformatore air-core e causerà interferenze elettromagnetiche per induzione magnetica reciproca, la distanza tra di loro deve essere almeno uguale all'altezza e alla larghezza di uno di loro. Rapporto, o ordine ad un angolo obliquo per minimizzare la sua induttanza reciproca.