Teknologi Microwave - Interferensi dalam rekaan PCB frekuensi tinggi

Dalam rancangan PCB frekuensi tinggi, jurutera perlu mempertimbangkan bunyi kuasa, gangguan garis transmisi, sambungan, gangguan elektromagnetik (EMI) dalam empat aspek.

1. Suara bekalan kuasa

Dalam sirkuit frekuensi tinggi, bunyi dari bekalan kuasa mempunyai kesan yang signifikan pada isyarat frekuensi tinggi. Oleh itu, keperluan pertama adalah bahawa bekalan kuasa adalah bunyi rendah. Di sini, tanah bersih dan kuasa bersih adalah sama penting. Kenapa? Karakteristik kuasa dipaparkan dalam Figur 1. Jelas, bekalan kuasa mempunyai keterlaluan tertentu, dan keterlaluan diseluruh bekalan kuasa, jadi bunyi juga akan ditutup pada bekalan kuasa. Kemudian kita perlu minimumkan kekuatan bekalan kuasa sebanyak yang mungkin, jadi lebih baik untuk mempunyai lapisan kuasa yang berkuasa dan lapisan kenalan. Dalam rancangan sirkuit frekuensi tinggi, bekalan kuasa dirancang dalam bentuk lapisan, yang dalam kebanyakan kes lebih baik daripada bentuk bas, sehingga sirkuit sentiasa boleh mengikut laluan dengan paling sedikit impedance. Selain itu, papan kuasa juga menyediakan gelung isyarat untuk semua isyarat yang dijana dan diterima pada PCB, yang boleh minimumkan gelung isyarat dan mengurangkan bunyi, yang sering diabaikan oleh pereka sirkuit frekuensi rendah.

Ada beberapa cara untuk menghapuskan bunyi kuasa dalam rancangan PCB:

1.1. Perhatikan papan melalui lubang: melalui lubang membuatnya diperlukan untuk mengikat terbuka pada lapisan kuasa untuk membuat ruang untuk lubang melalui. Jika pembukaan lapisan kuasa terlalu besar, sirkuit isyarat akan terpengaruh, isyarat akan dipaksa untuk mengelak, kawasan sirkuit akan meningkat, dan bunyi akan meningkat. Pada masa yang sama, jika beberapa garis isyarat berkoncentrasi berhampiran pembukaan dan berkongsi loop ini, impedance umum akan menyebabkan crosstalk.

1.2 Baris sambungan memerlukan wayar tanah yang cukup: setiap isyarat memerlukan loop isyarat unik sendiri, dan kawasan loop isyarat dan loop adalah sebanyak mungkin, iaitu, isyarat dan loop sepatutnya selari.

1.3. Sumber kuasa bekalan kuasa analog dan digital sepatutnya dipisahkan: Peranti frekuensi tinggi secara umum sangat sensitif kepada bunyi digital, sehingga ia sepatutnya dipisahkan dan disambung pada pintu masuk bekalan kuasa. Jika isyarat perlu menambah bahagian analog dan digital, gelung boleh ditempatkan pada penyesuaian isyarat untuk mengurangkan kawasan gelung. Menyebar antara nombor yang digunakan dalam loop isyarat.

1.4 Janganlah meliputi lapisan bekalan kuasa terpisah: jika tidak bunyi sirkuit boleh mudah dipasang melalui kapasitasi parasit.

1.5. Isolasikan unsur sensitif seperti PLL.

1.6. Letakkan tali kuasa: Untuk mengurangkan litar isyarat, mengurangkan bunyi dengan meletakkan tali kuasa di sisi garis isyarat.

rekaan PCB frekuensi tinggi

2. Garis penghantaran

Hanya ada dua jenis garis penghantaran dalam PCB: garis garis garis dan garis microwave. Masalah terbesar garis penghantaran adalah refleksi. Refleksi boleh menyebabkan banyak masalah. For example, the load signal will be the overlay of the original signal and the echo signal, which increases the difficulty of signal analysis. Refleksi menyebabkan kehilangan kembalian, yang sama berat dengan gangguan bunyi tambahan.

2.1 Penjelasan isyarat kembali ke sumber meningkatkan bunyi sistem, membuat lebih sukar bagi penerima untuk membezakan bunyi dari isyarat;

2.2 Pada dasarnya, mana-mana isyarat terefleksikan akan merusak kualiti isyarat dan mengubah bentuk isyarat input. Secara umum, penyelesaian utama adalah persamaan impedance (contohnya, impedance antara sambungan sepatutnya sepadan dengan impedance sistem sangat baik), tetapi kadang-kadang pengiraan impedance adalah lebih sukar, anda boleh rujuk ke beberapa perisian pengiraan impedance garis trasmis.

Kaedah untuk menghapuskan gangguan garis penghantaran dalam rancangan PCB adalah seperti ini:

2.2.1 Lupakan penghentian pengendalian garis penghantaran. Points with discontinuous impedance, such as right corners and through holes, should be avoided as much as possible. Kaedah-kaedah ini adalah seperti ini: menghindari sudut lurus garis, dan berjalan pada 45 darjah atau lengkung sebanyak yang mungkin, walaupun pada bengkok besar; Guna sebanyak mungkin lubang, kerana setiap lubang adalah penghentian impedance, seperti yang dipaparkan dalam Fig. 5; Isyarat luar menghindari melewati lapisan dalaman, dan sebaliknya.

2.2.2 Jangan guna garis taruhan. Because any post line is a source of noise. Jika garis taruhan pendek, ia boleh disambung pada akhir garis penghantaran. Jika panjang garis taruhan panjang, ia akan mengambil garis transmisi utama sebagai sumber, yang akan menghasilkan refleksi besar dan rumit masalah. Tidak disarankan untuk menggunakannya.

3. Pemasangan PCB

3.1 Sambungan impedance umum: Saluran sambungan umum, iaitu sumber gangguan dan peranti yang mengganggu, sering berkongsi konduktor tertentu (cth. bekalan kuasa sirkuit, bas, grounding umum, dll.).

Dalam saluran ini, turun Ic kembali dalam siri menyebabkan tensi mod biasa dalam loop semasa, yang mempengaruhi penerima.

3.2 Sambungan mod biasa medan akan menyebabkan sumber radiasi menyebabkan tegangan mod biasa pada loops dan permukaan rujukan biasa bentuk oleh sirkuit terganggu. Jika medan magnetik bermain peran dominan, voltaj mod umum yang dijana dalam sirkuit tanah seri adalah Vcm=-(Delta B/Delta t)* kawasan (Delta B=variasi kekuatan induksi magnetik dalam formula). Jika medan elektromagnetik diketahui, tenaga induknya adalah Vcm=(L*h*F*E)/48. Formula ini sesuai untuk L(m)=kurang dari 150MHz, diluar had ini, pengiraan tekanan maksimum yang diduka boleh dipadamkan kepada Vcm=2*h*E.

3.3 Sambungan medan mod berbeza: Mengingat radiasi langsung yang diterima oleh pasangan utama atau oleh lead dan sirkuitnya pada papan sirkuit. Jika hampir mungkin kepada dua wayar. Pemasangan ini sangat dikurangi, jadi anda boleh putar dua wayar bersama-sama untuk mengurangi gangguan.

3.4 Sambungan antar-garis (crosstalk) boleh menyebabkan sambungan tidak diinginkan antara mana-mana garis yang sama dengan sirkuit selari, yang akan merusak prestasi sistem. Mereka boleh diklasifikasikan ke dalam persimpangan kapasitif dan sensor. Yang pertama adalah kerana kapasitas parasit antara garis menyebabkan bunyi pada sumber bunyi disertai dengan garis penerima bunyi melalui suntikan arus. Yang terakhir boleh dibayangkan sebagai sambungan isyarat antara tahap utama pengubah parasit yang tidak diinginkan. Ukuran percakapan salib sensor bergantung pada kedekatan dua gelung, kawasan jalan, dan kemudahan muatan yang terkena.

3.5 Sambungan garis kuasa: merujuk kepada garis kuasa AC atau DC yang mengalami gangguan elektromagnetik, dan kemudian garis kuasa menghantar gangguan ini ke peranti lain.

Ada beberapa cara untuk menghapuskan percakapan salib dalam rancangan PCB:

3.5.1, saiz kedua-dua perbualan salib meningkat dengan meningkat pengendalian muatan, jadi garis isyarat sensitif kepada gangguan disebabkan oleh perbualan salib sepatutnya dihentikan dengan betul.

3.5.2. Meningkatkan jarak antara garis isyarat sebanyak yang mungkin boleh mengurangkan salib toleransi secara efektif. Pengurusan lapisan tanah, pemisahan antara kawat (cth. garis isyarat aktif dan garis tanah, terutama antara garis isyarat dan tanah dengan lompatan keadaan) dan pengurangan induktan lead.

3.5.3 Masukkan garis tanah diantara garis isyarat sebelah juga boleh mengurangkan salib toleransi secara efektif, yang memerlukan garis tanah disambung ke stratum setiap kuartal panjang gelombang.

3.5.4 Untuk percakapan saling bercakap, kawasan anulus patut diminumkan dan dibuang jika dibenarkan.

3.5.5 Lupakan gelung berkongsi isyarat.

3.5.6. Kebimbangan mengenai integriti isyarat: Penjana perlu menyambung-akhir semasa proses penyelamatan untuk menyelesaikan integriti isyarat. Penjana kaedah ini boleh berkonsentrasi pada panjang garis mikro foil tembaga untuk perisai untuk mendapatkan prestasi integriti isyarat yang baik. Untuk sistem dengan konektor padat dalam arkitektur komunikasi mereka, desainer boleh guna PCB sebagai terminal.

4. Pergangguan elektromagnetik

Dengan peningkatan kelajuan, EMI akan menjadi semakin serius dan muncul dalam banyak aspek (cth. gangguan elektromagnetik pada sambungan). Peranti kelajuan tinggi sangat sensitif kepada ini, jadi mereka akan menerima isyarat palsu kelajuan tinggi, sementara peranti kelajuan rendah akan mengabaikan isyarat palsu seperti itu.

Ada beberapa cara untuk menghapuskan EMI dalam PCB desain:

4.1, Kurangkan Gelung: Setiap gelung sama dengan antena, jadi kita perlu minimumkan bilangan gelung, kawasan gelung, dan kesan antena gelung. Pastikan isyarat hanya mempunyai satu laluan loop pada mana-mana dua titik, menghindari loop buatan dan menggunakan lapisan kuasa sebanyak mungkin.

4.2, Penapis: Penapis boleh digunakan untuk mengurangi EMI pada garis kuasa dan isyarat. Terdapat tiga kaedah: pemasangan kapasitasi, penapis EMI, unsur magnetik.

4.3. Perisai. Kerana panjang artikel ditambah banyak artikel yang membincangkan penghalangan, ia tidak akan diperkenalkan secara terperinci.

4.4. Minimumkan kelajuan peranti frekuensi tinggi.

4.5. Tambah konstan dielektrik bagi Papan PCB to prevent the high frequency parts such as transmission lines near the board from radiating outward. Meningkatkan tebal PCB plat dan mengurangi tebal garis microstrip boleh mencegah aliran garis elektromagnetik dan radiasi juga.

5. Ringkasan:

Dalam high frequency Projek PCB, kita harus mengikuti prinsip:

5.1. Persatuan dan kestabilan bekalan tenaga dan tanah.

5.2. Kawalan berhati-hati dan penghentian yang tepat boleh menghapuskan refleksi.

5.3. Kawalan berhati-hati dan penghentian yang tepat boleh mengurangi toleransi dan saling bercakap sensori.

5.4. Pemegangan bunyi diperlukan untuk memenuhi keperluan EMC.