Teknologi Microwave - Masalah yang memerlukan perhatian dalam merancang papan sirkuit RF

Walaupun masih ada banyak ketidakpastian teori dalam rancangan papan sirkuit RF, masih ada banyak peraturan yang boleh diikuti dalam rancangan papan RF. Namun, dalam rancangan praktik, teknik yang benar-benar berguna adalah bagaimana untuk kompromi peraturan ini apabila ia tidak dilaksanakan disebabkan perbezaan. Artikel ini akan fokus pada pelbagai isu yang berkaitan dengan rekaan sekatan papan sirkuit RF.

Ciri-ciri lain litar di papan mesti dipisahkan, tetapi disambung dalam keadaan optimal tanpa gangguan elektromagnetik, yang memerlukan mikrovia. Secara umum, diameter lubang mikro adalah 0.05mm~0.20mm, dan lubang-lubang ini secara umum dibahagi menjadi tiga kategori, iaitu buta melalui, dikubur melalui dan melalui VIA. Lubang buta ditempatkan pada permukaan atas dan bawah papan sirkuit cetak dan mempunyai kedalaman tertentu untuk menyambung sirkuit permukaan dengan sirkuit dalaman di bawah. Kedalaman lubang biasanya tidak melebihi nisbah tertentu (terbuka). Lubang terkubur adalah lubang sambungan dalam lapisan dalaman papan sirkuit cetak yang tidak meneruskan ke permukaan papan sirkuit cetak. Kedua-dua jenis lubang ditempatkan dalam lapisan dalaman papan sirkuit, yang disempurnakan oleh proses bentuk lubang melalui lubang sebelum laminasi, dan beberapa lapisan dalaman boleh diliputi semasa bentuk lubang melalui. Jenis ketiga, dipanggil lubang melalui, berjalan melalui seluruh papan sirkuit dan boleh digunakan untuk sambungan dalaman atau sebagai lubang kedudukan melekat untuk komponen.

1. Guna teknik sekatan

Dalam rancangan papan sirkuit RF, sepatutnya sejauh yang mungkin ke penyampai RF kuasa tinggi (HPA) dan penyampai bunyi rendah (LNA) terisolasi, mudah untuk dikatakan, adalah membiarkan sirkuit penghantaran RF kuasa tinggi jauh dari sirkuit penghantaran bunyi rendah. Ini boleh dilakukan dengan mudah jika ada banyak ruang di PCB. Tetapi biasanya dengan banyak komponen, ruang penghasilan PCB menjadi sangat kecil, jadi ini sukar untuk dicapai. Anda boleh meletakkannya di kedua-dua sisi PCB, atau mempunyai mereka berfungsi secara alternatif daripada secara bersamaan. Sirkuit kuasa tinggi mungkin juga kadang-kadang termasuk penimbal RF (penimbal) dan oscilator kawal tegangan (VCO).

2. Sekatan Entiti

Bentangan komponen adalah kunci untuk mencapai rancangan RF yang baik. Teknik yang paling berkesan adalah untuk pertama-tama betulkan komponen pada laluan RF dan Orientasikan ia untuk minimumkan panjang laluan RF. Dan simpan input RF jauh dari output RF, dan sejauh mungkin jauh dari sirkuit kuasa tinggi dan sirkuit bunyi rendah.

Dalam ruang fizikal, litar linear seperti penambah berbilang tahap biasanya cukup untuk mengisolasi kawasan RF berbilang dari satu sama lain, tetapi diplekser, campuran, dan penambah IF sentiasa mempunyai isyarat RF/IF berbilang yang mengganggu satu sama lain, jadi perlu berhati-hati untuk mengurangi kesan ini. Kabel RF dan IF sepatutnya diseberangi sejauh mungkin, dan kawasan tanah sepatutnya dipisahkan antara mereka sejauh mungkin. Laluan RF yang betul sangat penting untuk prestasi seluruh PCB, sebab itulah bentangan komponen biasanya mengambil kebanyakan masa dalam rancangan PCB telefon bimbit.

Pada PCB telefon bimbit, biasanya boleh meletakkan sirkuit penyampai bunyi rendah di satu sisi corak PCB dan penyampai kuasa tinggi di sisi lain, dan akhirnya menyambungkannya ke satu ujung antena RF dan ujung lain prosesor frekuensi asas di sisi yang sama dengan menggunakan penyampai. Ini memerlukan beberapa keterampilan untuk memastikan bahawa tenaga RF tidak dipindahkan dari satu sisi papan ke sisi lain melalui lubang, teknik umum adalah untuk menggunakan lubang buta di kedua-dua sisi. Kesan negatif lubang melewati boleh dikurangkan dengan mengatur lubang buta di kawasan di kedua-dua sisi PCB yang bebas dari gangguan RF.

3. Perisai logam

Dalam beberapa kes, tidak mungkin untuk menyimpan pemisahan yang cukup antara blok sirkuit berbilang, dalam mana kes perisai logam mesti dianggap sebagai perisai tenaga RF dalam kawasan RF. Namun, perisai logam juga mempunyai kesan sampingan, seperti biaya penghasilan dan pemasangan yang tinggi.

Ia sukar untuk memastikan ketepatan tinggi perisai logam dengan bentuk tidak betul dalam penghasilan, dan bentuk komponen terhad oleh perisai logam segiempat atau kuasa dua. Perisai logam tidak menyebabkan penggantian komponen dan penggantian ralat; Kerana perisai logam mesti dilewatkan ke permukaan tanah dan disimpan pada jarak yang sesuai dari komponen, ia mengambil ruang PCB yang berharga.

Penting untuk memastikan integriti perisai logam sebanyak mungkin, jadi garis isyarat digital yang memasuki perisai logam sepatutnya melalui lapisan dalaman sebanyak mungkin, dan lebih baik untuk menetapkan lapisan berikutnya dari lapisan garis isyarat sebagai lapisan tanah. Garis isyarat RF boleh keluar dari ruang kecil di bawah penutup perisai logam dan lapisan kabel ruang pendaratan, tetapi ruang sepatutnya dikelilingi oleh kawasan pendaratan besar sejauh yang mungkin, pendaratan lapisan isyarat berbeza boleh disambung oleh banyak lubang. Walaupun kelemahan ini, perisai logam masih sangat efektif dan sering menjadi satu-satunya penyelesaian untuk mengisolasi sirkuit kritik.

4. Sirkuit pemisahan bekalan kuasa

Sirkuit pemisahan kuasa cip (PPLE) yang sesuai dan efektif juga penting. Banyak cip RF dengan sirkuit linear terintegrasi sangat sensitif kepada bunyi sumber kuasa, dan biasanya setiap cip memerlukan sehingga empat kondensator dan induktor mengisolasi untuk menapis semua bunyi sumber kuasa.

Lokasi fizikal komponen terputus ini juga sering kritik. Beberapa prinsip bentangan komponen penting ialah: C4 sejauh yang mungkin dekat dengan pin IC dan pendaratan, C3 mesti yang paling dekat dengan C4, C2 mesti yang paling dekat dengan C3, dan sambungan kaki dan C4 garis pergerakan IC mesti sesekali yang mungkin, - bahawa hujung pendaratan beberapa komponen (terutama C4) biasanya perlu meminjam muka papan ke bawah pesawat tanah dan tanah tersambung dengan kaki cip. Lubang melalui yang menyambung kumpulan ke lapisan tanah seharusnya sebanyak mungkin dengan pad kumpulan pada PCB. Lebih baik menggunakan lubang buta pad a pad untuk minimumkan induktan garis sambungan, L1 sepatutnya dekat dengan C1.

Sirkuit atau amplifikator terpasang biasanya mempunyai output kolektor terbuka, jadi induktor pullup diperlukan untuk menyediakan muatan papan sirkuit RF impedance tinggi dan bekalan kuasa DC impedance rendah. Prinsip yang sama berlaku untuk memutuskan sisi kuasa induktor ini. Beberapa cip memerlukan lebih dari satu bekalan kuasa untuk berfungsi, jadi ia mungkin memerlukan dua atau tiga set kondensator dan induktor untuk memutuskannya secara terpisah, yang mungkin tidak berfungsi dengan baik jika tidak ada cukup ruang di sekitar cip. Secara khususnya, induktor jarang selari satu sama lain, kerana ini akan membentuk pengubah inti kosong dan mengakibatkan isyarat gangguan, sehingga mereka mesti sekurang-kurangnya sama jauh sebagai salah satu ketinggian, atau diatur pada sudut kanan untuk minimumkan induksi bersama.