Data PCB - Kaedah untuk Kurangkan Kesan RF dalam Rancangan Sambungan Papan PCB

Perhubungan Papan PCB sistem termasuk cip ke papan sirkuit, sambungan dalam Papan PCB, dan tiga jenis sambungan antara Papan PCB dan peranti luar. Dalam rekaan RF, karakteristik elektromagnetik di titik sambungan adalah salah satu masalah utama yang dihadapi oleh reka-reka. Artikel ini memperkenalkan berbagai teknik untuk tiga jenis desain sambungan di atas, termasuk kaedah lekapan peranti, pengasingan kawat, tindakan untuk mengurangi induktan lead, dan banyak lagi. Semasa ada tanda bahawa frekuensi desain papan sirkuit dicetak semakin tinggi. Bila kadar data terus meningkat, lebar jalur yang diperlukan untuk pemindahan data juga mendorong had atas frekuensi isyarat ke 1 GHz dan di luar. Teknologi isyarat frekuensi tinggi ini, while well beyond mmWave technology (30GHz), melibatkan teknologi RF dan microwave rendah juga.

Kaedah rekayasa RF mesti mampu mengendalikan kesan medan elektromagnetik yang lebih kuat yang biasanya berlaku pada frekuensi frekuensi yang lebih tinggi. Medan elektromagnetik ini boleh mengakibatkan isyarat pada garis isyarat sebelah atau jejak papan PCB, menyebabkan salib yang tidak diinginkan (gangguan dan bunyi keseluruhan), dan merusak prestasi sistem. Kehilangan kembalian terutama disebabkan oleh ketidaksepadan impedance dan boleh mempunyai kesan yang sama pada isyarat seperti bunyi dan gangguan aditif. Kehilangan kembalian tinggi mempunyai dua kesan negatif: 1. Refleksi isyarat kembali ke sumber menambah bunyi ke sistem, membuat lebih sukar bagi penerima untuk membezakan bunyi dari isyarat; 2. Setiap isyarat terefleksikan pada dasarnya merusak kualiti isyarat kerana bentuk isyarat input telah berubah. Walaupun sistem digital sangat toleran kesalahan kerana mereka hanya berurusan dengan 1s dan 0s, harmonik yang dijana apabila denyut kelajuan tinggi naik boleh menyebabkan isyarat yang lemah pada frekuensi yang lebih tinggi. Walaupun teknik perbaikan ralat maju boleh menghapuskan beberapa kesan negatif, sebahagian lebar bandwidth sistem digunakan untuk menghantar data yang berlebihan, yang mengakibatkan rendah sistem dikurangi. Solusi yang lebih baik ialah membiarkan kesan RF membantu daripada mengurangi integriti isyarat. Kembali pada frekuensi sistem digital yang direkomendasikan (biasanya titik data yang lebih buruk)

The total loss is -25dB, which corresponds to a VSWR of 1.1.

Tujuan Papan PCB desain adalah untuk menjadi lebih kecil, lebih cepat, dan kurang mahal. Untuk RF Papan PCBs, isyarat kelajuan tinggi kadang-kadang hadapi miniaturisasi Papan PCB desain. Pada masa ini, kaedah utama untuk menyelesaikan masalah persimpangan adalah pengurusan kapal terbang tanah, jarak antara kawat, dan mengurangkan kapasitas stud. Cara utama untuk mengurangi kehilangan kembalian adalah melalui persamaan impedance. Kaedah ini termasuk pengurusan efisien bahan pengisihan dan pengisihan garis isyarat aktif dan garis tanah, terutama antara garis isyarat dan tanah di mana peralihan keadaan berlaku. Sejak titik sambungan adalah pautan paling lemah dalam rantai sirkuit, dalam rancangan RF, ciri-ciri elektromagnetik di titik sambungan adalah masalah utama yang dihadapi oleh reka-reka, dan setiap titik sambungan sepatutnya diperiksa dan masalah yang ada sepatutnya diselesaikan. Perhubungan sistem papan sirkuit termasuk tiga jenis sambungan: cip ke papan sirkuit, sambungan dalam Papan PCB, dan input isyarat/output diantara Papan PCB dan peranti luar.

Sambungan Chip-to-PCB

Pentium IV dan cip kelajuan tinggi dengan nombor besar titik sambungan I/O sudah tersedia. Apabila cip itu sendiri berkaitan, prestasinya boleh dipercayai, dan kadar pemprosesan telah dapat mencapai 1GHz. Kegembiraan di Simposium Sambungan Dekat-GHz (www.unit description in lists.ww.com) adalah bahawa kaedah untuk menghadapi nombor dan frekuensi pertumbuhan I/O adalah diketahui dengan baik. Masalah utama dengan sambungan chip-to-PCB adalah bahawa densiti sambungan begitu tinggi sehingga struktur asas bahan PCB menjadi faktor pembatasan untuk pertumbuhan densiti sambungan. Solusi inovatif dipaparkan pada mesyuarat, menggunakan penghantar tanpa wayar setempat di dalam cip untuk menghantar data ke papan sirkuit bersebelahan. Sama ada penyelesaian ini berfungsi atau tidak, ia jelas bagi peserta bahawa teknik desain IC mempunyai teknik desain papan PCB yang jauh melebihi teknik desain papan apabila ia berkaitan dengan aplikasi frekuensi tinggi. Kemampuan dan kaedah untuk desain papan PCB frekuensi tinggi adalah seperti ini:

1) Sudut garis penghantaran sepatutnya 45° untuk mengurangi kehilangan kembali;

2) Papan sirkuit pengisihan prestasi tinggi yang nilai konstan pengisihan yang ketat dikawal mengikut aras patut digunakan. Pendekatan ini memudahkan pengurusan efisien medan elektromagnetik antara bahan yang mengisolasi dan kawat bersebelahan.

3) Ia diperlukan untuk meningkatkan spesifikasi reka papan PCB untuk pencetakan ketepatan tinggi. Pertimbangkan menyatakan ralat total ++/- 0.0007 inci dalam lebar baris, managing the undercut and cross-section of the wiring shape, dan menentukan keadaan penutup dinding sisi kabel. Pengurusan keseluruhan geometri kawat (konduktor) dan permukaan penutup penting untuk mengatasi masalah kesan kulit yang berkaitan dengan frekuensi gelombang mikro dan untuk mencapai spesifikasi ini.

4) Terdapat induksi tap dalam petunjuk yang melambat, dan penggunaan komponen dengan petunjuk patut dihindari. Untuk persekitaran frekuensi tinggi, gunakan komponen lekap permukaan.

5) Untuk vial isyarat, mengelakkan menggunakan proses melalui pemprosesan (pth) pada papan sensitif kerana proses ini akan menyebabkan induktan lead pada melalui. Contohnya, apabila melalui papan 20 lapisan digunakan untuk menyambung lapisan 1 hingga 3, induktan lead boleh mempengaruhi lapisan 4 hingga 19.

6) Untuk menyediakan pesawat tanah kaya. Pesawat tanah ini tersambung bersama dengan lubang bentuk untuk mencegah kesan medan elektromagnetik 3D di papan.

7) To choose electroless nickel plating or immersion gold plating process, do not use the HASL method for electroplating. Permukaan ini menyediakan kesan kulit yang lebih baik untuk arus frekuensi tinggi. Selain itu, penutup yang boleh ditempuh sangat memerlukan lebih sedikit petunjuk, membantu mengurangi pencemaran persekitaran.

8) Topeng tentera mencegah aliran pasta tentera. Namun, menutupi seluruh permukaan papan dengan bahan topeng solder akan menghasilkan variasi besar dalam tenaga elektromagnetik dalam rancangan microstrip disebabkan ketidakpastian tebal dan ciri-ciri isolasi yang tidak diketahui. Sebuah bendungan tentera biasanya digunakan sebagai topeng tentera.

Jika anda tidak biasa dengan kaedah ini, berkonsultasi dengan seorang jurutera desain yang berpengalaman yang telah bekerja pada papan sirkuit mikrogelombang tentera. Anda juga boleh membincangkan dengan mereka julat harga yang anda boleh membeli. Contohnya, rancangan microstrip coplanar yang diberi bantuan tembaga lebih ekonomi daripada rancangan garis strip, dan and a boleh membincangkan perkara ini dengan mereka untuk membangun yang lebih baik. jurutera mungkin tidak digunakan untuk berfikir tentang kos, tetapi nasihat mereka boleh membantu. Mencoba melatih jurutera muda yang tidak dikenali dengan kesan RF dan tidak berpengalaman dalam menghadapi kesan RF akan menjadi usaha jangka panjang. Selain itu, penyelesaian lain tersedia, seperti memasang semula komputer dengan kemampuan untuk mengendalikan kesan RF. Sekarang ia boleh dianggap bahawa kita telah memecahkan semua isu pengurusan isyarat di papan dan dalam sambungan pelbagai komponen diskret. Jadi bagaimana anda menyelesaikan input isyarat/masalah output dari papan sirkuit ke wayar yang menyambung ke peranti jauh? Trompeter Electronics, inovator dalam teknologi kabel koaksial, bekerja untuk menyelesaikan masalah ini dan telah membuat beberapa langkah penting. Juga, lihat medan elektromagnetik yang diberikan. Dalam kes ini, kita menguruskan transisi antara microstrip dan coax. Dalam kabel koaksial, pesawat tanah dihubungkan dalam cincin dan terpisah secara bersamaan. Dalam garis mikro, pesawat tanah berada di bawah garis aktif pada Papan PCB.