Tecnologia RF - Come ridurre l'effetto RF nella progettazione di interconnessione PCB

L'interconnessione del sistema di circuiti stampati comprende scheda chip-a-circuito, interconnessione all'interno del PCB e interconnessione tra PCB e dispositivi esterni. Nella progettazione RF, le caratteristiche elettromagnetiche al punto di interconnessione sono uno dei principali problemi affrontati dalla progettazione ingegneristica. Questo articolo introduce varie tecniche dei tre tipi di progettazione di interconnessione sopra, tra cui metodi di installazione del dispositivo, isolamento dei cavi e misure per ridurre l'induttanza del piombo.

Ci sono segni che i circuiti stampati sono progettati con frequenza crescente. Poiché la velocità dei dati continua ad aumentare, la larghezza di banda richiesta per la trasmissione dei dati spinge anche il limite di frequenza del segnale a 1GHz o superiore. Questa tecnologia del segnale ad alta frequenza, anche se ben oltre la tecnologia dell'onda millimetrica (30GHz), coinvolge RF e tecnologia a microonde di fascia bassa.

I metodi di progettazione di ingegneria RF devono essere in grado di gestire gli effetti di campo elettromagnetico più forti che sono tipicamente generati a frequenze più elevate. Questi campi elettromagnetici possono indurre segnali su linee di segnale adiacenti o linee PCB, causando conversazioni incrociate indesiderate (interferenze e rumore totale) e danneggiando le prestazioni del sistema. Backloss è principalmente causato da disallineamento di impedenza, che ha lo stesso effetto sul segnale del rumore additivo e dell'interferenza.

La perdita di rendimento elevato ha due effetti negativi: 1. Il segnale riflesso alla sorgente del segnale aumenterà il rumore del sistema, rendendo più difficile per il ricevitore distinguere il rumore dal segnale; 2. 2. Qualsiasi segnale riflesso degrada essenzialmente la qualità del segnale perché cambia la forma del segnale in ingresso.

Sebbene i sistemi digitali siano molto tolleranti ai guasti perché trattano solo segnali 1 e 0, le armoniche generate quando l'impulso aumenta ad alta velocità fanno sì che il segnale sia più debole alle frequenze più alte. Sebbene la correzione degli errori in avanti possa eliminare alcuni degli effetti negativi, una parte della larghezza di banda del sistema viene utilizzata per trasmettere dati ridondanti, con conseguente degrado delle prestazioni. Una soluzione migliore è avere effetti RF che aiutano piuttosto che ridurre l'integrità del segnale. La perdita totale di ritorno alla frequenza del sistema digitale (solitamente i punti dati più poveri) è di -25dB, equivalente a un VSWR di 1,1.

La progettazione PCB mira ad essere più piccola, più veloce e meno costosa. Per RFPCB, i segnali ad alta velocità a volte limitano la miniaturizzazione dei progetti PCB. Attualmente, il metodo principale per risolvere il problema della crosseration è eseguire la gestione della connessione a terra, condurre la spaziatura tra i cavi e ridurre l'induttanza del piombo. Il metodo principale per ridurre la perdita di ritorno è la corrispondenza dell'impedenza. Questo metodo include una gestione efficace dei materiali isolanti e l'isolamento delle linee di segnale attive e delle linee di terra, in particolare tra lo stato della linea di segnale e terra.

Poiché l'interconnessione è l'anello debole nella catena del circuito, nella progettazione RF, le proprietà elettromagnetiche del punto di interconnessione sono il problema principale che deve affrontare la progettazione ingegneristica, ogni punto di interconnessione dovrebbe essere indagato e i problemi esistenti risolti. Il circuito stampato nella connessione include l'interconnessione chip-a-circuito scheda, l'interconnessione PCB e l'interconnessione input / output segnale tra PCB e dispositivi esterni.