Teknik PCB - Lima piawai untuk arah desain PCB RF

Dalam bidang rekaan PCB Frekuensi Radio (RF), dalam sistem teori awam yang ada, masih ada banyak yang tidak diketahui dan ketidakpastian, yang sering membuat ia dianggap sebagai "keterampilan misteri" oleh industri. Secara umum, untuk band frekuensi mikrogelombang di bawah rancangan sirkuit, termasuk sirkuit digital frekuensi rendah dan frekuensi rendah, selama pemahaman yang meliputi dan mengikut semua jenis prinsip rancangan, dan melalui rancangan yang berhati-hati, sering mampu mencapai rancangan yang berjaya sekali. Namun, apabila ia berkaitan dengan litar digital jenis PC dalam band frekuensi di atas mikrogelombang dan pada frekuensi tinggi, keadaan menjadi jauh lebih kompleks. Di kawasan frekuensi tinggi ini, sering diperlukan untuk melalui dua hingga tiga versi iterasi PCB untuk memastikan kestabilan sirkuit dan prestasi.

Lima piawai untuk reka PCB RF

1) Dalam rancangan PCB RF kuasa rendah, bahan FR4 piawai terutama digunakan (ciri-ciri pengisihan yang baik, bahan seragam, konstan dielektrik ε=4, 10%). Guna papan 4 lapisan ke 6 lapisan. Dalam kes biaya yang sangat sensitif, papan dua sisi dengan tebal kurang dari 1 mm boleh digunakan. Pastikan sisi belakang adalah stratum lengkap. Pada masa yang sama, tebal papan dua sisi adalah di atas 1mm, membuat stratum dan lapisan isyarat medium FR4 di antara adalah tebal. Untuk membuat halangan garis isyarat RF mencapai 50 ohms, lebar jejak isyarat sering sekitar 2mm, yang membuat ia sukar untuk mengawal distribusi ruang papan. Untuk papan empat lapisan, biasanya lapisan atas hanya menggunakan garis isyarat RF, lapisan kedua adalah tanah lengkap, dan lapisan ketiga adalah bekalan kuasa. Lapisan bawah biasanya menggunakan garis isyarat digital yang mengawal keadaan peranti RF (seperti menetapkan garis isyarat clk, Data dan LE). Lebih baik tidak membuat bekalan kuasa lapisan ketiga menjadi pesawat terus menerus, tetapi untuk membuat garis kuasa setiap peranti RF yang dikedarkan dalam bentuk bintang, dan akhirnya sambung ke titik. Jangan menyeberangi jejak kuasa peranti RF lapisan ketiga dengan garis digital di lapisan bawah.

2) Untuk PCB isyarat-campuran, bahagian RF dan bahagian analog sepatutnya jauh dari bahagian digital (jarak ini biasanya di atas 2cm, sekurang-kurangnya 1cm), dan tanah bahagian digital sepatutnya dipisahkan dari bahagian RF. Ia dilarang untuk menggunakan bekalan kuasa untuk menyediakan kuasa secara langsung ke bahagian RF. Alasan utama adalah bahawa garisan bekalan kuasa menukar modulasi isyarat bahagian RF. Modulasi semacam ini sering merusak isyarat frekuensi radio, yang menyebabkan keputusan fatal. Dalam keadaan biasa, output bekalan kuasa tukar boleh dilewati melalui kola tersedak besar, penapis Ï, dan kemudian LDO bunyi rendah (MIC5207 Mikrel, MIC5265 series). Untuk sirkuit RF tenaga tinggi, anda boleh pertimbangkan menggunakan LM1085, LM1083, dll.) untuk mendapatkan bekalan tenaga ke sirkuit RF.

3) Dalam PCB RF, setiap komponen patut diatur secara dekat untuk memastikan sambungan paling pendek antara setiap komponen. Untuk sirkuit ADF4360-7, jarak diantara induktor VCO pada pin-9 dan pin-10 pin dan cip ADF4360 sepatutnya singkat yang mungkin untuk memastikan indunan siri yang disebabkan oleh sambungan diantara induktor dan cip diminumkan. Untuk pins tanah (GND) setiap peranti RF di papan, termasuk pins yang menyambung resisten, kondensator, induktans dan tanah (GND), lubang dan pesawat tanah patut dibuang sebanyak yang mungkin dengan pins (Lapisan kedua) yang disambung.

4) Bila memilih komponen untuk bekerja dalam persekitaran frekuensi tinggi, gunakan komponen lekap permukaan sebanyak yang mungkin. Ini kerana komponen lekap permukaan biasanya kecil dalam saiz dan pemimpin komponen sangat pendek. Dengan cara ini, pengaruh parameter tambahan disebabkan oleh pin komponen dan kabel dalaman komponen boleh diminumkan. Terutama untuk resistor, kondensator, dan komponen induktan, menggunakan pakej yang lebih kecil (0603\0402) sangat membantu untuk meningkatkan kestabilan dan konsistensi sirkuit.

5)Dalam bentangan dan desain PCB, peranti aktif yang berfungsi dalam persekitaran frekuensi tinggi sering mempunyai lebih dari satu pin bekalan kuasa. Pada masa ini, anda mesti memperhatikan untuk menetapkan pin bekalan kuasa yang terpisah berhampiran setiap pin bekalan kuasa (kira-kira 1mm). Walaupun kapasitasi, nilai kapasitasi adalah sekitar 100 nF. Apabila ruang papan membenarkan, disarankan untuk menggunakan dua kondensator pemisah untuk setiap pin, nilai kondensasi adalah 1nF dan 100nF respectively. Secara umum, kondensator keramik yang dibuat dari X5R atau X7R digunakan. Untuk peranti aktif RF yang sama, pin kuasa yang berbeza boleh kuasa bahagian berfungsi berbeza dalam peranti (cip), dan setiap bahagian berfungsi dalam cip boleh berfungsi pada frekuensi berbeza. Contohnya, ADF4360 mempunyai tiga pin kuasa, yang menyediakan kuasa kepada pada cip VCO, PFD, dan bahagian digital. Tiga bahagian ini menyadari fungsi yang sama sekali berbeza, dan frekuensi operasi juga berbeza. Apabila bunyi frekuensi rendah bahagian digital dihantar ke bahagian VCO melalui jejak kuasa, frekuensi output VCO mungkin diubahsuai oleh bunyi ini, menyebabkan spur yang sukar untuk dibuang.

Untuk mencegah perkara ini berlaku, selain menggunakan kondensator pemisahan terpisah, pins bekalan kuasa setiap bahagian berfungsi peranti RF aktif juga mesti disambungkan bersama-sama melalui bead magnetik induktif (kira-kira 10uH). Rancangan ini sangat berguna untuk peningkatan prestasi pengasingan penyampai aktif LO-RF dan LO-IF yang termasuk peningkatan penimbal LO dan peningkatan penimbal RF.