PCB Tecnico - Progettazione PCB RF

Progettazione materie PCB RF Ci sono norme rigorose sulla larghezza della traccia del segnale RF. Durante la progettazione, è necessario calcolare e simulare rigorosamente l'impedenza della traccia al punto di frequenza corrispondente in base allo spessore e alla costante dielettrica del PCB per garantire che sia 50 ohm (lo standard CATV è 75 ohm). Tuttavia, non tutti abbiamo bisogno di una stretta corrispondenza di impedenza tutto il tempo. In alcuni casi, un piccolo disallineamento di impedenza potrebbe non essere un grosso problema (ad esempio, da 40 ohm a 60 ohm); Idealmente, quando viene effettivamente consegnata alla fabbrica di PCB per la produzione, il processo utilizzato dal produttore farà sì che l'impedenza effettiva della scheda differisca di mille miglia dal risultato della simulazione. Pertanto, per il problema della corrispondenza di impedenza del PCB RF di piccolo segnale, il mio suggerimento è: Passo-1: Comunicare correttamente con la fabbrica PCB per ottenere la gamma di larghezza di traccia 50 ohm della scheda con lo spessore corrispondente e il numero di strati; Passo-2: Scegliere una larghezza appropriata all'interno di questo intervallo di larghezza e applicarla uniformemente a tutte le linee di segnale RF da 50 ohm; Passo 3: Quando il PCB viene consegnato alla produzione, indicare sullo script che tutte le linee di questa larghezza sono abbinate per un'impedenza di 50 ohm. A questo punto, Non c'è bisogno di indicare molte linee che devono essere abbinate all'impedenza (e per il produttore di PCB, faranno una barra di impedenza sotto forma di imposizione sull'estensione PCB del vostro progetto e poi la lasceranno in fabbrica. Quando si prova l'impedenza di una traccia di campione della larghezza corrispondente su una barra di impedenza per determinare approssimativamente l'impedenza della stessa traccia di larghezza sulla scheda. Infine, la barra di impedenza è tagliata e riciclata dalla fabbrica PCB, e non sarà visto da voi). E frequenze diverse, l'impedenza mostrata dalla stessa larghezza della linea

Sarà leggermente diverso, ma la differenza è generalmente entro il 10%. Naturalmente, è anche possibile scrivere uno script di impostazione dell'impedenza molto complicato, lasciare che la fabbrica di cartone sintonizza la larghezza delle tracce lavorando a frequenze diverse in base al loro processo in modo che l'impedenza sia rigorosamente impostata a 50 ohm, e quindi chiedere alla fabbrica di PCB di regolare ogni traccia. Ciò comporta un aumento logaritmico dei costi e un elevato tasso di rottami. Inoltre, dopo il montaggio del PCB, la deviazione di impedenza sarà ancora causata dalla distribuzione della saldatura e dal componente RF stesso. Tale situazione è estremamente rara, perché anche per gli strumenti di misura e prova RF di precisione, l'errore causato dal leggero disallineamento (entro il 5%) dell'impedenza di traccia del piccolo segnale RF può essere facilmente corretto dal software; Per quanto riguarda la macchina di telecomunicazione, non c'è nemmeno bisogno di preoccuparsi della differenza del 5%. Ma quello che voglio sottolineare è che per la parte LNA (amplificatore a basso rumore) e PA (amplificatore di potenza) del circuito RF, l'impedenza della traccia RF è molto sensibile, ma fortunatamente, che si tratti del circuito LNA o del circuito PA, la traccia La frequenza deve essere la stessa, e il numero di fili è piccolo (non più di due nodi, ingresso e uscita). In questo momento, suggerisco che in occasioni sensibili, LNA e PA siano realizzati separatamente e vengano utilizzate schede PCB RF-specifiche di alta qualità (Rogers/Arlon/Taconics) con distribuzione dielettrica costante uniforme. Nessuna maschera di saldatura viene utilizzata nella linea di segnale RF. Chiamato olio verde) per evitare la deriva di impedenza causata dalla maschera di saldatura; e richiedono ai produttori di schede PCB di fornire rapporti di prova di impedenza. Poiché la potenza del segnale della parte in ingresso del circuito LNA stesso è già molto piccola (sotto -150dBm), la perdita di inserzione causata da disallineamento di impedenza riduce ulteriormente la preziosa forza del segnale; per il circuito PA, perché funziona ad una potenza molto elevata, La perdita di inserzione causata da disallineamento di impedenza può consumare molta energia (per confronto, la perdita di inserzione è la stessa di 1dB: l'attenuazione del segnale 10dBm è 9dBm e 50dBm attenuazione è 49dBm, la differenza nel consumo energetico, hehe, quest'ultimo può generare 20W di calore) In alcuni PA con una potenza di oltre kilowatt, la perdita di inserimento di 1dB può causare l'effetto di spruzzi di fuoco.

Per coloro che implementano i circuiti microstrip RF generati dalla simulazione in ADS, HFSS e altri strumenti di simulazione sul PCB, in particolare quegli accoppiatori direzionali, filtri (filtri PA a banda stretta), risonatori microstrip (ad esempio, si sta progettando VCO), rete di corrispondenza dell'impedenza, ecc., è necessario comunicare bene con la fabbrica PCB, e utilizzare un foglio con specifiche rigorose come spessore e costante dielettrica coerenti con le specifiche utilizzate nella simulazione. La soluzione migliore è trovare l'agente della scheda PCB a microonde per acquistare la scheda corrispondente e quindi affidare alla fabbrica PCB per elaborarla.

Nei circuiti RF, usiamo spesso oscillatori di cristallo come standard di frequenza. Questo oscillatore di cristallo può essere TCXO, OCXO o oscillatori di cristallo ordinari. Per un tale circuito oscillatore di cristallo deve essere lontano dalla parte digitale e utilizzare uno speciale sistema di alimentazione a basso rumore. Ciò che è più importante è che l'oscillatore di cristallo può deriva in frequenza con il cambiamento della temperatura ambiente. Per TCXO e OCXO, questa situazione si verificherà comunque, ma il grado è più piccolo. Soprattutto quei piccoli prodotti confezionati dell'oscillatore di cristallo sono molto sensibili alla temperatura ambiente. Per una tale situazione, possiamo aggiungere una copertura metallica al circuito dell'oscillatore di cristallo (non contattare direttamente il pacchetto dell'oscillatore di cristallo) per ridurre il cambiamento improvviso della temperatura ambiente e causare la deriva di frequenza dell'oscillatore di cristallo. Naturalmente, questo porterà ad un aumento di dimensioni e costi.