PCB Tecnico - Dieci standard di PCB RF

Dieci standard di RF PCB1) Nella progettazione PCB RF a bassa potenza, vengono utilizzati principalmente materiali standard FR4 (buone proprietà di isolamento, materiali uniformi, costante dielettrica ε=4, 10%). Pricipalmente usi 4-layer a 6-layer board. In caso di costi molto sensibili, possono essere utilizzate tavole bifacciali con uno spessore inferiore a 1mm. Assicurarsi che il lato opposto sia uno strato completo. Allo stesso tempo, lo spessore della scheda bifacciale è superiore a 1mm, rendendo lo strato di strato e segnale Il mezzo FR4 tra di loro è spesso. Per far sì che l'impedenza della linea del segnale RF raggiunga 50 ohm, la larghezza della traccia del segnale è solitamente di circa 2mm, il che rende difficile controllare la distribuzione spaziale della scheda. Per una scheda a quattro strati, generalmente lo strato superiore utilizza solo linee di segnale RF, il secondo strato è un terreno completo e il terzo strato è un alimentatore. Lo strato inferiore utilizza generalmente linee di segnale digitali che controllano lo stato del dispositivo RF (come l'impostazione delle linee di segnale clk, dati e LE). È meglio non rendere l'alimentazione del terzo strato in un piano continuo, ma rendere le linee di alimentazione di ogni dispositivo RF distribuite a forma di stella, e infine connettersi a un punto. Non incrociare le tracce di potenza dei dispositivi RF di terzo livello con le linee digitali sullo strato inferiore.

2) Per un PCB a segnale misto, la parte RF e la parte analogica dovrebbero essere lontane dalla parte digitale (la distanza è solitamente superiore a 2 cm, almeno 1 cm) e la terra della parte digitale dovrebbe essere separata dalla parte RF. È severamente vietato utilizzare un alimentatore di commutazione per alimentare direttamente la parte RF. Il motivo principale è che l'ondulazione dell'alimentazione elettrica di commutazione modula il segnale della parte RF. Questo tipo di modulazione spesso danneggia gravemente il segnale di radiofrequenza, portando a risultati fatali. In circostanze normali, l'uscita dell'alimentazione di commutazione può essere passata attraverso una grande bobina di choke, un filtro π e poi un LDO a basso rumore (Micrel's MIC5207, MIC5265 series). Per i circuiti RF ad alta tensione e ad alta potenza, è possibile considerare l'utilizzo di LM1085, LM1083, ecc.) per ottenere l'alimentazione al circuito RF.

3) Nel PCB RF, ogni componente dovrebbe essere organizzato strettamente per garantire la connessione più breve tra ogni componente. Per il circuito ADF4360-7, la distanza tra l'induttore VCO sui pin-9 e pin-10 e il chip ADF4360 dovrebbe essere il più breve possibile per garantire che l'induttanza di serie distribuita causata dalla connessione tra l'induttore e il chip sia minimizzata. Per i perni di terra (GND) di ogni dispositivo RF sulla scheda, compresi i perni che collegano resistenze, condensatori, induttanze e terra (GND), i fori e i piani di terra devono essere forati il più vicino possibile alla connettività dei perni (secondo strato).

4) Quando si selezionano componenti da lavorare in un ambiente ad alta frequenza, utilizzare componenti di montaggio superficiale il più possibile. Questo perché i componenti di montaggio superficiale sono generalmente di piccole dimensioni e i cavi dei componenti sono molto corti. In questo modo, l'influenza di parametri aggiuntivi causati dai pin dei componenti e dal cablaggio interno del componente può essere ridotta il più possibile. Soprattutto per resistenze discrete, condensatori e componenti di induttanza, utilizzare un pacchetto più piccolo (0603\0402) è molto utile per migliorare la stabilità e la consistenza del circuito;

5) I dispositivi attivi che lavorano in un ambiente ad alta frequenza spesso hanno più di un pin di alimentazione. In questo momento, dobbiamo prestare attenzione a impostare un condensatore di disaccoppiamento separato vicino a ogni pin di alimentazione (circa 1mm), con un valore di capacità di 100nF circa. Quando lo spazio della scheda lo consente, si consiglia di utilizzare due condensatori di disaccoppiamento per ogni pin, i valori di capacità sono rispettivamente 1nF e 100nF. Generalmente, i condensatori ceramici fatti di X5R o X7R sono utilizzati. Per lo stesso dispositivo attivo RF, diversi pin di alimentazione possono alimentare diverse parti funzionali nel dispositivo (chip), e ogni parte funzionale nel chip può funzionare a frequenze diverse. Ad esempio, l'ADF4360 ha tre pin di alimentazione, che forniscono alimentazione al VCO on-chip, PFD e parti digitali. Queste tre parti realizzano funzioni completamente diverse e anche la frequenza operativa è diversa. Una volta che il rumore a bassa frequenza della parte digitale è trasmesso alla parte VCO attraverso la traccia di potenza, la frequenza di uscita del VCO può essere modulata da questo rumore, causando speroni che sono difficili da eliminare. Per evitare che ciò accada, oltre all'utilizzo di condensatori separati di disaccoppiamento, i perni di alimentazione di ogni parte funzionale del dispositivo RF attivo devono essere collegati tra loro attraverso un fascio magnetico induttivo (circa 10uH). Questo design è molto vantaggioso per il miglioramento delle prestazioni di isolamento dei mixer attivi LO-RF e LO-IF che includono l'amplificazione del buffer LO e l'amplificazione del buffer RF.

6) Per l'alimentazione e l'alimentazione dei segnali RF sul PCB, devono essere utilizzati connettori coassiali RF speciali. Uno dei più comunemente utilizzati è il connettore tipo SMA. Per i connettori SMA, è diviso in tipo in linea e tipo microstrip. Per i segnali con una frequenza inferiore a 3GHz e la potenza del segnale non è grande e non ci interessa la perdita di inserzione debole, è possibile utilizzare il connettore SMA in linea. Se la frequenza del segnale è ulteriormente aumentata, dobbiamo scegliere con attenzione il cavo di connessione RF e il connettore RF. In questo momento, il connettore SMA in linea può causare una perdita di inserimento del segnale relativamente grande a causa della sua struttura (principalmente girando). In questo momento, un connettore SMA microstrip di migliore qualità può essere utilizzato (la chiave risiede nel materiale isolante PTFE utilizzato nel connettore) per risolvere il problema. Allo stesso modo, se la frequenza non è alta, ma si richiedono indicatori come perdita di inserimento e potenza, è anche possibile prendere in considerazione un connettore SMA microstrip. Inoltre, i piccoli connettori RF includono SMB, SMC e altri tipi. Per i connettori SMB, questo tipo di connettore generalmente supporta solo la trasmissione del segnale sotto 2GHz e la struttura a scatto utilizzata nei connettori SMB apparirà in situazioni di vibrazione elevate. La situazione "flash". Quindi considerare attentamente quando si scelgono connettori SMB. La maggior parte dei connettori RF ha un limite di 500 spine e scollegature. Spine e scollegamenti troppo frequenti possono danneggiare permanentemente il connettore, quindi non utilizzare il connettore RF come vite durante il debug del circuito RF. Poiché la presa PCB della SMB è una struttura a pin (maschio), il connettore che è frequentemente collegato e saldato a testa ad un'estremità del PCB ha una perdita relativamente piccola, il che riduce la difficoltà di manutenzione. Pertanto, in questo caso, il connettore SMB è anche una sorta di buona scelta. Inoltre, per le occasioni con esigenze di spazio estremamente elevate, ci sono anche connettori in miniatura come GDR per la selezione. Per coloro la cui impedenza non è di 50 ohm, bassa frequenza, piccolo segnale, DC di precisione e altri segnali analogici o segnali digitali come orologi ad alta frequenza, orologi a basso jitter, segnali seriali ad alta velocità e altri segnali digitali, SMA può essere utilizzato come connettore di alimentazione.