Rancangan Elektronik - Peraturan desain litar RF papan litar HDI

Peraturan desain litar RF papan litar HDI

Walaupun masih ada banyak ketidakpastian dalam rancangan papan sirkuit frekuensi radio (RF) dalam teori, masih ada banyak peraturan yang boleh diikuti dalam rancangan papan sirkuit RF.

Bagaimanapun, dalam rancangan PCB sebenar, kemahiran yang benar-benar praktik adalah bagaimana untuk menukar peraturan ini apabila ia tidak boleh dilaksanakan kerana pelbagai keterangan. Artikel ini akan fokus pada pelbagai isu berkaitan dengan desain sekatan papan sirkuit RF.

1. Jenis sirkuit mikro-vias dengan ciri-ciri yang berbeza pada papan sirkuit mesti dipisahkan, tetapi ia mesti disambung dalam keadaan terbaik tanpa gangguan elektromagnetik. Ini memerlukan penggunaan mikrovi.

Biasanya diameter botol mikro ialah 0.05mm~0.20mm. Botol-botol ini biasanya dibahagi kepada tiga kategori, iaitu botol-botol buta, mengubur botol-botol dan melalui botol-botol.

Via buta ditempatkan pada permukaan atas dan bawah papan sirkuit cetak dan mempunyai kedalaman tertentu. Mereka digunakan untuk menyambungkan garis permukaan dan garis dalaman di bawah. Kedalaman lubang biasanya tidak melebihi nisbah tertentu (terbuka).

Via terkubur merujuk ke lubang sambungan yang terletak di lapisan dalaman papan sirkuit cetak, yang tidak meneruskan ke permukaan papan sirkuit.

Dua jenis lubang yang disebut di atas ditempatkan di lapisan dalaman papan sirkuit, dan disempurnakan oleh proses bentuk lubang melalui sebelum laminasi, dan beberapa lapisan dalaman mungkin ditutup semasa bentuk melalui.

Jenis ketiga dipanggil lubang melalui, yang menembus seluruh papan sirkuit dan boleh digunakan untuk sambungan dalaman atau sebagai lubang kedudukan melekat untuk komponen.

2. Apabila merancang papan sirkuit RF dengan menggunakan teknik sekatan, penambah RF kuasa tinggi (HPA) dan penambah bunyi rendah (LNA) sepatutnya dipisahkan sebanyak mungkin. Hanya saja, ia adalah untuk menjaga sirkuit transmisi RF kuasa tinggi jauh dari sirkuit penerimaan kebisingan rendah. .

Jika ada banyak ruang di PCB, ini boleh dilakukan dengan mudah.

Tetapi biasanya apabila terdapat banyak komponen, ruang penghasilan PCB menjadi sangat kecil, jadi ini sukar untuk dicapai.

Anda boleh meletakkannya di kedua-dua sisi PCB, atau biarkan mereka bekerja secara alternatif daripada bekerja pada masa yang sama.

Sirkuit kuasa tinggi kadang-kadang termasuk penimbal RF dan oscilator kawal-tegangan (VCO).

Sekatan desain boleh dibahagi menjadi sekatan fizik dan sekatan elektrik.

Pengisahan fizik melibatkan isu seperti bentangan komponen, orientasi, dan perisai; sekatan elektrik boleh terus dibahagi menjadi distribusi kuasa, kawat RF, sirkuit sensitif dan isyarat, dan mendarat.

3. Sekatan fizik. Bentangan komponen adalah kunci untuk mencapai rancangan RF yang baik. Teknik yang paling efektif adalah untuk memperbaiki komponen pada laluan RF dan menyesuaikan kedudukan mereka untuk minimumkan panjang laluan RF.

Dan simpan input RF jauh dari output RF, dan sejauh mungkin dari sirkuit kuasa tinggi dan sirkuit bunyi rendah.

Kaedah pengumpulan papan sirkuit yang paling efektif adalah untuk mengatur tanah utama pada lapisan kedua di bawah permukaan, dan lalui garis RF di permukaan sebanyak mungkin.

Mengurangkan saiz botol pada laluan RF tidak hanya mengurangkan induksi laluan, tetapi juga mengurangkan kesatuan tentera maya di tanah utama dan mengurangkan peluang tenaga RF bocor ke kawasan lain laminat.

Dalam ruang fizikal, litar linear seperti amplifier berbilang-tahap biasanya cukup untuk mengisolasi zon RF berbilang satu sama lain, tetapi duplekser, campuran, dan amplifier frekuensi sementara sentiasa mempunyai isyarat RF/IF berbilang yang mengganggu satu sama lain. Oleh itu, perlu berhati-hati untuk mengurangi kesan ini.

Jejak RF dan 丨F sepatutnya diseberangi sebanyak mungkin, dan kawasan mendarat sepatutnya ditempatkan diantaranya sebanyak mungkin.

Laluan RF yang betul sangat penting untuk prestasi seluruh papan PCB, sebab itulah bentangan komponen biasanya mengambil kebanyakan masa dalam rancangan papan PCB telefon bimbit.

Pada papan PCB telefon bimbit, biasanya litar penyampai bunyi rendah boleh ditempatkan di satu sisi papan pengawal PCB, dan penyampai kuasa tinggi ditempatkan di sisi lain, dan akhirnya mereka disambung ke antena RF di sisi yang sama oleh penyampai. Satu hujung dan satu hujung pemproses band dasar.

Ini memerlukan beberapa keterampilan untuk memastikan bahawa tenaga RF tidak melewati botol dari satu sisi papan ke sisi lain. Sebuah teknik biasa adalah untuk menggunakan kunci buta di kedua-dua sisi. Ia mungkin untuk mengurangi kesan negatif vial dengan mengatur vial buta di kawasan yang tidak mengalami gangguan RF di kedua-dua sisi PCB.

4. Pelindung logam Kadang-kadang, mustahil untuk menyimpan pemisahan yang cukup antara blok sirkuit berbilang. Dalam kes ini, diperlukan untuk mempertimbangkan menggunakan perlindungan logam untuk melindungi tenaga frekuensi radio di kawasan RF, tetapi perlindungan logam juga mempunyai kesan sampingan, seperti: biaya penghasilan dan biaya pemasangan yang tinggi.

Ia sukar untuk memastikan ketepatan tinggi apabila memproduksi perlindungan logam dengan bentuk tidak betul. Penutup logam segiempat atau persegi juga mengharamkan bentangan komponen;

Penutup perisai logam tidak menyebabkan penggantian komponen dan pemindahan ralat; kerana penutup perisai logam mesti dilewati di permukaan tanah dan mesti disimpan pada jarak yang tepat dari komponen, ia mengambil ruang papan PCB yang berharga.

Ia sangat penting untuk memastikan integriti perisai logam sebanyak mungkin. Oleh itu, garis isyarat digital yang memasuki perisai logam patut pergi ke lapisan dalaman sebanyak yang mungkin, dan lebih baik untuk menetapkan lapisan berikutnya lapisan sirkuit isyarat sebagai lapisan tanah.

Garis isyarat RF boleh dijalurkan keluar dari ruang kecil di bawah perisai logam dan lapisan kabel di ruang tanah, tetapi ruang sepatutnya dikelilingi oleh kawasan tanah yang besar sebanyak yang mungkin. Tanah pada lapisan isyarat berbeza boleh menggunakan vias berbilang. Tersambung.

Walaupun kekurangan di atas, perisai logam masih sangat efektif dan sering adalah satu-satunya penyelesaian untuk mengisolasi sirkuit kritik.

5. Sirkuit pemisahan kuasa yang sesuai dan efektif sirkuit pemisahan kuasa cip juga sangat penting.

Banyak cip RF yang mengintegrasikan sirkuit linear sangat sensitif kepada bunyi kuasa. Biasanya, setiap cip perlu menggunakan sehingga empat kondensator dan induktor izolasi untuk menapis semua bunyi kuasa.

Nilai kondensasi minimum biasanya bergantung pada frekuensi resonan kondensator sendiri dan induktansi pin, dan nilai C4 dipilih sesuai.

Nilai C3 dan C2 relatif besar kerana induktan pin mereka sendiri, jadi kesan pemisahan RF lebih teruk, tetapi mereka lebih sesuai untuk penapisan isyarat bunyi frekuensi rendah.

Pemisahan RF dilakukan oleh induktor L1, yang menghalang isyarat RF daripada menyambung ke cip dari garis kuasa.

Kerana semua jejak adalah antena yang berpotensi yang boleh menerima dan menghantar isyarat RF, perlu mengisolasi isyarat RF dari sirkuit dan komponen kunci.

Lokasi fizikal komponen pemisahan ini biasanya juga kritik.

Prinsip bentangan komponen penting ini adalah:

C4 mesti sekuat mungkin dengan pin IC dan dibawah tanah, C3 mesti yang paling dekat dengan C4, C2 mesti yang paling dekat dengan C3, dan kabel antara pin IC dan C4 sepatutnya sekuat mungkin, terminal grounding komponen ini (terutama C4) Biasanya sepatutnya disambung dengan pin tanah cip melalui lapisan tanah pertama di bawah papan PCB.

Via yang menyambung komponen ke pesawat tanah seharusnya sebanyak mungkin dengan pads komponen pada PCB. Lebih baik menggunakan lubang buta yang ditembak pada pads untuk mengurangkan induktan wayar yang menyambung. Induktansi L1 sepatutnya dekat dengan C1.

Sirkuit atau amplifikator terintegrasi sering mempunyai output kolektor terbuka, jadi induktor pullup diperlukan untuk menyediakan muatan RF impedance tinggi dan bekalan kuasa DC impedance rendah. Prinsip yang sama berlaku pada induktor ini. Memutuskan sisi bekalan kuasa.

Beberapa cip memerlukan bekalan kuasa berbilang untuk berfungsi, jadi dua atau tiga set kondensator dan induktor mungkin diperlukan untuk memutuskannya secara terpisah. Jika tidak cukup ruang di sekitar cip, kesan pemisahan mungkin tidak baik.

Terutama perlu memberi perhatian istimewa kepada: induktan jarang dekat bersama-sama dalam selari, kerana ini akan membentuk pengubah udara-inti dan mengakibatkan isyarat gangguan antara satu sama lain, jadi jarak antara mereka mesti sekurang-kurangnya sama dengan tinggi salah satu daripada mereka, atau pada sudut kanan Arrange untuk mengurangkan induktan antara satu sama lain.