Teknik PCB - Prinsip reka sirkuit frekuensi tinggi dan PCB frekuensi tinggi

Prinsip rancangan PCB melibatkan banyak aspek, termasuk prinsip asas, anti-gangguan, kompatibilitas elektromagnetik, perlindungan keselamatan, dll. Terutama, pembangunan sirkuit frekuensi tinggi (terutama dalam PCB frekuensi tinggi) menyebabkan kekurangan konsep berkaitan dalam PCB frekuensi tinggi. Banyak orang masih tinggal berdasarkan "menyambung prinsip elektrik dengan konduktor untuk bermain peran yang ditentukan dahulu", dan bahkan berfikir bahawa "rancangan PCB adalah milik mempertimbangkan struktur, proses dan meningkatkan efisiensi produksi". Banyak jurutera RF tidak sepenuhnya sedar bahawa pautan ini sepatutnya menjadi fokus khusus seluruh kerja desain dalam desain RF, dan mereka salah-salah menghabiskan tenaga mereka untuk memilih komponen prestasi tinggi, yang mengakibatkan peningkatan yang tajam dalam kos tetapi sedikit peningkatan dalam prestasi.

Secara khususnya, litar digital bergantung pada anti-gangguan kuat, pengesan dan perbaikan ralat, dan boleh secara arbitrari membina berbagai pautan cerdas untuk memastikan fungsi normal litar. Sirkuit aplikasi digital biasa dengan konfigurasi tambahan tinggi bagi pautan "pastikan normal" adalah jelas ukuran tanpa konsep produk. Tetapi sering dalam pautan "tidak bernilai", tetapi membawa kepada seri masalah produk. Alasan ialah bahawa pautan fungsional jenis ini yang tidak layak membangun jaminan kepercayaan dari perspektif teknik produk seharusnya berdasarkan mekanisme kerja sirkuit digital sendiri, yang hanya struktur yang salah dalam desain sirkuit (termasuk desain PCB), yang membawa sirkuit dalam keadaan tidak stabil. Keadaan tidak stabil jenis ini adalah aplikasi as as di bawah konsep yang sama dengan masalah yang sama dengan PCB frekuensi tinggi.

PCB frekuensi tinggi

Dalam litar digital, ada tiga aspek yang patut dianggap serius

(1) Isyarat digital sendiri milik isyarat spektrum luas. Menurut hasil fungsi Fourier, ia mengandungi komponen frekuensi tinggi yang kaya, jadi komponen frekuensi tinggi isyarat digital dipertimbangkan sepenuhnya dalam rancangan IC Digital. Namun, selain dari IC digital, jika kawasan transisi isyarat di dalam dan diantara setiap pautan fungsional adalah arbitrari, ia akan membawa kepada sejumlah masalah. Terutama dalam aplikasi campuran sirkuit digital, analog dan frekuensi tinggi.

(2) Semua jenis rancangan kepercayaan dalam aplikasi sirkuit digital berkaitan dengan keperluan kepercayaan dan keperluan teknik produk sirkuit dalam aplikasi praktik, jadi mustahil menambah berbagai bahagian "jaminan" yang bernilai tinggi ke sirkuit yang memenuhi keperluan oleh rancangan konvensional.

(3) Kadar kerja sirkuit digital bergerak menuju frekuensi tinggi dengan pembangunan yang belum terdahulu (contohnya, frekuensi utama CPU telah mencapai 1.7GHz jauh diluar had bawah band mikrogelombang). Walaupun fungsi jaminan kepercayaan peranti berkaitan juga disegerakkan, ia berdasarkan ciri-ciri isyarat luar dalaman dan tipis peranti.

Untuk sirkuit frekuensi tinggi aras gelombang mikro, setiap garis garis yang sepadan pada PCB membentuk garis garis mikro (jenis asinmetrik) dengan plat pendaratan. Untuk PCB dengan lebih dari dua lapisan, ia boleh membentuk garis microstrip dan garis strip (garis transmisi microstrip simetrik). Baris string mikro berbeza (PCB dua sisi) atau garis string (PCB berbilang-lapisan) membentuk garis string mikro menyambung satu sama lain, sehingga membentuk berbeza rangkaian port empat kompleks, sehingga membentuk berbeza ciri-ciri sirkuit aras gelombang mikro PCB.

Ia boleh dilihat bahawa teori garis transmisi microstrip adalah asas desain sirkuit frekuensi tinggi PCB microwave.

Untuk rancangan rf-pcb di atas 800MHz, rancangan rangkaian PCB dekat antena sepatutnya mengikut teori microstrip (daripada hanya menggunakan konsep microstrip sebagai alat untuk meningkatkan prestasi peranti parameter lumped). Semakin tinggi frekuensi, semakin signifikan makna panduan teori microstrip.

Untuk parameter lumped dan parameter distribusi sirkuit, semakin rendah frekuensi kerja, semakin lemah ciri fungsi parameter distribusi, tetapi parameter distribusi sentiasa wujud. Tiada garis pembatasan yang jelas sama ada hendak mempertimbangkan pengaruh parameter yang disebarkan pada ciri sirkuit. Oleh itu, penciptaan konsep microstrip juga penting untuk rancangan PCB sirkuit digital dan sirkuit frekuensi tengah relatif.

Asas dan konsep teori microstrip dan konsep desain sirkuit RF tahap mikrogelombang dan PCB sebenarnya adalah aspek aplikasi teori garis transmisi dua gelombang mikro. Untuk kabel rf-pcb, setiap garis isyarat bersebelahan (termasuk bersebelahan dalam pesawat berbeza) mempunyai ciri-ciri mengikut prinsip asas dua garis (untuk yang mana, berikut akan diterangkan dengan jelas).

Walaupun sirkuit RF microwave biasa dilengkapi dengan plat tanah di satu sisi, yang membuat garis penghantaran isyarat microwave di atasnya cenderung menjadi rangkaian port empat kompleks, sehingga terus mengikut teori microstrip terhubung, asasnya masih teori dua-wayar. Oleh itu, dalam latihan desain, teori garis ganda mempunyai makna panduan yang lebih luas.

Secara umum, untuk sirkuit microwave, teori microstrip mempunyai makna panduan kuantitatif, yang milik aplikasi khusus teori dua garis, sementara teori dua-wayar mempunyai makna panduan kualitatif yang lebih luas.

Ia layak disebut bahawa semua konsep yang diberikan oleh teori dua wayar, pada permukaan, seolah-olah tidak mempunyai hubungan dengan kerja desain sebenar (terutama sirkuit digital dan sirkuit frekuensi rendah), tetapi mereka sebenarnya adalah ilusi. Teori dua wayar boleh menunjukkan semua masalah konseptual dalam rancangan sirkuit elektronik, terutama dalam rancangan sirkuit PCB.

Walaupun teori garis dua ditetapkan pada premis sirkuit frekuensi tinggi mikrogelombang, ia hanya kerana pengaruh parameter yang disebarkan dalam sirkuit frekuensi tinggi bahawa makna panduan adalah khusus terkenal. Dalam sirkuit digital atau medium dan frekuensi rendah, dibandingkan dengan komponen parameter lumped, parameter yang disebarkan boleh diabaikan, dan konsep teori dua wayar menjadi kabur.

Namun, bagaimana untuk membezakan antara sirkuit frekuensi tinggi dan sirkuit frekuensi rendah sering dilupakan dalam latihan desain. Apa jenis logik digital umum atau sirkuit denyut milik? Jelas, sirkuit frekuensi rendah dan sirkuit frekuensi rendah tengah dengan komponen bukan linear boleh dengan mudah mencerminkan beberapa ciri frekuensi tinggi apabila beberapa keadaan sensitif berubah. Frekuensi utama CPU telah mencapai 1.7GHz, yang jauh di luar had bawah frekuensi mikrogelombang, tetapi ia masih sirkuit digital. Kerana ketidakpastian ini, rancangan PCB sangat penting.

Dalam banyak kes, komponen pasif dalam sirkuit boleh sama dengan garis transmisi atau garis microstrip spesifikasi khusus, dan boleh dijelaskan oleh teori garis transmisi ganda dan parameter berkaitan dengannya.

Dalam satu perkataan, ia boleh dianggap bahawa teori garis pemindahan ganda dilahirkan berdasarkan sintesis ciri-ciri semua litar elektronik. Oleh itu, secara ketat, jika konsep yang terkandung dalam teori garis transmisi dua dianggap sebagai prinsip dalam setiap pautan praktek desain, maka sirkuit PCB yang sepadan akan menghadapi beberapa masalah (tidak kira apa syarat kerja sirkuit dilaksanakan).