Teknologi Microwave - Bagaimana band frekuensi tinggi 5G mempengaruhi integriti isyarat?

frekuensi operasi 5G akan jauh lebih tinggi daripada frekuensi 4G, memaksa penjana PCB untuk mempertimbangkan semula kaedah reka-reka dan penghasilan papan PCB mereka. Dengan kemunculan 5G, jurutera elektrik mesti pertimbangkan semula (dan kadang-kadang merencanakan semula) PCB mereka dan infrastruktur lain untuk menyokong frekuensi tinggi spektrum baru. Integriti isyarat akan menjadi isu utama dalam rancangan papan PCB 5G.

Posisi 5G pada spektrum elektromagnetik Dalam artikel ini, mari kita lihat kesan frekuensi yang lebih tinggi pada integriti isyarat PCB dan cara untuk mengurangi masalah ini.

Kenapa frekuensi 5G teruk untuk integriti isyarat? Dalam rancangan papan sirkuit, peningkatan frekuensi akan mempunyai banyak kesan tidak diinginkan pada integriti isyarat - terutama kesan peningkatan bunyi dan kelemahan.

NoiseRegarding noise, the first thing to consider is that as the system frequency increases, signal reflection becomes more and more important. Menurut teori garis penghantaran, refleksi secara langsung berkaitan dengan nisbah panjang garis penghantaran kepada panjang gelombang isyarat.

Refleksi isyarat Kami juga tahu bahawa panjang gelombang isyarat menurun semasa frekuensi meningkat (λ = v / f). Oleh itu, kerana 5G memperkenalkan frekuensi yang lebih tinggi, perancang juga mesti mempertimbangkan kesan refleksi isyarat, seperti bunyi atau kerosakan lain, yang akan menyebabkan lebih bunyi dalam sistem dan mengurangkan SNR secara efektif.

Selain itu, kerana kapasitas dan induktif berkaitan dengan kadar perubahan tenaga dan semasa, berdasarkan itu, kesan penyambungan kapasitatif dan penyambungan induktif menjadi lebih relevan. Ini juga menghasilkan bunyi dan kerosakan, yang mengurangkan SNR.

Penerasan dan kesan kulitRegarding penyerasan, an important consideration is the so-called skin effect. Ia pada dasarnya menunjukkan bahawa sebagaimana frekuensi isyarat meningkat, kedalaman penetrasi isyarat dalam konduktor menurun.

Kesan kulitThe important meaning of the skin effect is that as higher frequencies pass through a smaller area, they will encounter greater resistance and cause greater IR loss. Kehilangan ini juga mengurangkan SNR.

Cara untuk memperbaiki SNR dalam desain 5G Dalam desain kelajuan tinggi, terdapat banyak faktor yang mempengaruhi integriti isyarat. Jadi, apa yang boleh reka papan PCB 5G lakukan?

Penghalangan papan litar kawalanAn important step to reduce signal reflection and attenuation is to control the impedance of the circuit board. Mempunyai kawat dihentikan dengan betul dan rangkaian yang sepadan dengan impedance yang direka dengan baik adalah penting untuk mencegah refleksi isyarat dan menyediakan kuasa maksimum kepada modul sirkuit. Fokus pada impedance dalam penghasilan: mSAPTthe impedance control problem juga boleh diselesaikan bila memproduksi papan sirkuit. Proses penghasilan PCB tradisional mempunyai kelemahan mencipta jejak dengan salib trapezoidal. Seksyen salib ini akan mengubah penghalangan jejak sendiri, yang mengatasi aplikasi 5G secara berat. Salah satu penyelesaian ialah menggunakan teknologi mSAP (proses pembuatan semi-aditif), yang membolehkan pembuatan mencipta jejak dengan ketepatan yang lebih tinggi. Geometri sirkuit kawalan juga boleh membantu mengurangi kesan kulit dan kerugian kuasa isyarat disebabkan oleh ia.Subtraction and mSAP process. Imej mewah komponen dan jejak Proto-ElectronicsPlaceWhen mitigating effects such as coupling, the most important thing is to wisely connect components and traces to each other and to ground. Contohnya, PCB berbilang lapisan dengan pesawat tanah terkubur dan pesawat kuasa mungkin penyelesaian berguna. Letakkan baris sensitif dekat pesawat tanah memaksa sambungan kapasitif dengan tanah (berbanding dengan baris lain) dan menyediakan laluan kembali induktan rendah untuk isyarat kelajuan tinggi. Lebih banyak pertimbangan untuk rancangan 5G Walaupun artikel ini tidak mengatasi senarai yang memenuhi semua isu atau penyelesaian, kami meninjau beberapa isu maju integriti isyarat dalam frekuensi 5G dan kemungkinan penyelesaian rancangan untuk memecahkan isu-isu ini. Jelas, 5G akan membawa cabaran integriti isyarat kepada jurutera PCB, kerana kesan tergantung frekuensi bunyi dan kelemahan akan mengurangi SNR. Untuk rancangan 5G yang berjaya, beberapa faktor yang tidak dianggap dalam artikel ini (seperti pilihan bahan dielektrik dan substrat) sama penting.