Новости PCB - проектирование платы радиочастотных схем и ноу - хау

Design RF Circuit Board and Knowhow

Successful RF проектирование печатная плата на протяжении всего процесса проектирования необходимо внимательно следить за каждым шагом и деталями, Это означает, что в начале проектирования необходимо тщательно и тщательно спланировать, and этот progress of each design step must be comprehensively and continuously evaluated. Это детальное проектное мастерство является недостатком культуры большинства отечественных электронных предприятий..

In recent years, в связи с увеличением спроса на оборудование Bluetooth, wireless local area network (WLAN) devices and mobile phones, техника проектирования радиочастотных схем все больше привлекает внимание оператора. From the past to the present, проектирование панелей радиочастот, like electromagnetic interference (EMI), Это всегда была самая трудная часть управления инженером, даже кошмар. If you want to design successfully at one time, перед работой надо тщательно спланировать, внимательно следить за деталями.

Radio frequency (RF) circuit board design is often described as a "black art" because there are many uncertainties in theory. Однако, this is only a partial coverage point of view. There are still many rules that can be followed in RF circuit board design. Однако, in practical design, действительно, практический метод заключается в том, как можно достичь компромисса в тех случаях, когда эти законы не могут быть осуществлены из - за ограничений. Important RF design topics include impedance and impedance matching, изоляционный материал и слоистая плита, wavelength and harmonics, сорт. This paper will focus on various problems related to RF circuit board zoning design.

тип микропроходное отверстие

Circuits with different properties on the печатная платаНадо разделиться, but they must be connected under the best condition without electromagnetic interference, для этого нужно использовать микроотверстие. Generally, микроотверстие диаметром 0.05mm to 0.20 мм. These vias are generally divided into three categories, слепое отверстие, bury via and through via. слепая дыра находится на верхней и нижней поверхности насоса печатная плата and has a certain depth. Он используется для связи между поверхностными и нижними внутренними схемами. The depth of the hole usually does not exceed a certain ratio (aperture). Buried hole refers to the connection hole located in the inner layer of the печатная плата, не растягиваться на поверхность печатная плата. The above two types of holes are located in the inner layer of the circuit board. Они выполнены в процессе формирования через отверстие перед слоем. Several inner layers may be overlapped during the formation of vias. проходное отверстие, which passes through the whole circuit board and can be used to realize internal interconnection or as adhesive positioning hole of components.

метод зонирования

при проектировании платы радиочастот, high-power RF amplifier (HPA) and low-noise amplifier (LNA) should be isolated as far по мере возможности. Короче говоря, high-power RF transmitting circuit should be kept away from low-noise receiving circuit. если на земле много места печатная плата, this can be easily done. Однако, when there are many components, the печатная плата space will become very small, так трудно осуществить. You can put them on both sides of the печатная плата, или заставить их работать поочередно, а не одновременно. High power circuits may also include RF buffers and voltage controlled oscillators (VCOs).

проектный раздел можно разделить на физический и электрораздел. физический раздел посвящен главным образом компоновке, направлению и экранированию деталей; электрические Секции по - прежнему подразделяются на секции распределения, радиочастотной проводки, чувствительные схемы и сигналы, заземление и т.д.

физическое деление

составная часть layout is the key to an excellent RF design. наиболее эффективной технологией является фиксация компонентов на пути к радиочастоте и корректировка их направления для сведения к минимуму длины пути радиочастоты. And keep the RF input away from the RF output, И как можно дальше от цепи большой мощности и цепи с низким шумом.

наиболее эффективным методом укладки платы является размещение основного заземления на втором этаже ниже поверхности, and walk the RF line on the surface layer as much as possible. минимизация размеров отверстий на пути к радиочастоте не только снижает индуктивность пути, but also reduce the false solder joints on the main grounding, и снижает вероятность утечки радиочастотной энергии в другие зоны слоистого пресса.

В физическом пространстве линейные схемы (например, Многоступенчатые усилители), как правило, достаточны для разделения нескольких диапазонов радиочастот, однако дуплексы, Смесители и усилители промежуточной частоты всегда имеют несколько радиочастотных / промежуточных сигналов помех друг другу, и поэтому их необходимо осторожно свести к минимуму. связь между RF и if должна быть как можно более пересечена, и между ними должна быть, насколько это возможно, изолирована зона заземления. правильный радиочастотный путь очень важен для всех функций печатная плата, поэтому в проектировании мобильных телефонов печатная плата компоновка компонентов обычно занимает большую часть времени.

On the mobile phone печатная плата, схема усилителя с низким шумом обычно может быть расположена на стороне схемы печатная плата and the high-power amplifier on the other side, И наконец, с помощью дуплекса они соединяются с одним концом радиочастотной антенны и другим концом процессора с одной боковой лентой. Это требует навыков для обеспечения того, чтобы энергия радиочастоты не передавалась через отверстие с одной стороны платы на другую. The common technology is to use blind holes on both sides. расположить слепое отверстие по обе стороны трубопровода печатная плата are free from RF interference, вредное воздействие проходного отверстия может быть сведено к минимуму.

Metal shield

Sometimes, Невозможно установить достаточный интервал между несколькими блоками цепи. In this case, необходимо рассмотреть возможность использования металлических экранов для защиты радиочастотной энергии, but the metal shield also has side effects, высокий печатная плата - производство cost and печатная плата assembly cost.

нерегулярный металлический экран трудно обеспечить высокую точность изготовления, прямоугольная или квадратная металлическая защита ограничивает компоновку деталей; металлические экраны не благоприятствуют замене деталей и устранению дефектов; Поскольку металлическая защита должна быть сварена на земле и поддерживаться на должном расстоянии от компонентов, необходимо занять ценное пространство печатная плата.

Важно обеспечить, насколько это возможно, целостность металлических экранов, so the digital signal line entering the metal shield should go through the inner layer as much as possible, желательно установить следующий слой линии сигнала в качестве пласта. The RF signal line can be routed from the small gap at the bottom of the metal shield and the wiring layer at the grounding gap, Но периферия зазора должна быть окружена как можно большим заземленным районом. заземление на разных сигнальных слоях многоходовое отверстие s.

Несмотря на эти недостатки, металлическая защита остается весьма эффективной и зачастую является единственным решением, позволяющим изолировать ключевые цепи.

цепь развязки мощности

Кроме того, an appropriate and effective chip power decoupling circuit is also very important. Многие радиочастотные чипы, интегрированные в линейные схемы, очень чувствительны к шуму питания. Usually, Каждый чип требует не более четырех конденсаторов и одного изолирующего индуктивного фильтра всех шумов питания.

минимальная емкость обычно определяется резонансной частотой и индуктивностью пят самого конденсатора и соответственно выбирается значение С4. Поскольку C3 и C2, соответственно, имеют относительно большое значение, радиочастотный эффект развязки является более низким, но лучше подходит для низкочастотных шумовых сигналов фильтра. радиочастотная развязка была завершена индуктивностью L1, что не позволило связать радиочастотный сигнал с линией электропитания на чип. Поскольку все подключения являются потенциальной антенной, способной получать и передавать радиочастотные сигналы, необходимо изолировать радиочастотные сигналы от ключевых линий и узлов.

физическое расположение этих развязок обычно также имеет решающее значение. принцип расположения этих важных элементов заключается в том, что C4 должна быть как можно ближе к выводам IC и приземляться, C3 должна быть как можно ближе к C4, C2 должна быть как можно ближе к C3, а путь к соединению между выводами IC и C4 должен быть как можно короче. заземляющие зажимы этих компонентов (в частности С4) обычно соединяются с Заземляющими штырями чипа через первый слой под платы. отверстие для подключения элементов к стыковочному слою должно быть как можно ближе к паяльному диску элемента на печатная плата. для минимизации индуктивности соединительных линий, индуктивность L1 должна быть близка к C1.

An интегральная схема или усилитель обычно имеет коллекторный разомкнутый вывод, so a pull-up inductor is required to provide a high impedance RF load and a low impedance DC power supply. тот же принцип применим и к развязке конца источника этого индуктора. Some chips require multiple power supplies to work, Поэтому, возможно, потребуется два или три группы конденсаторов и индукторов для их разделки. если вокруг чипа не хватает места, эффект развязки может быть очень плохим.

In particular, Следует отметить, что индукторы редко соединяются, because this will form an air core transformer and induce interference signals with each other. поэтому, the distance between them should be at least equal to the height of one of them, или расположен под прямым углом, чтобы свести к минимуму взаимные ощущения.

электрораздел

электрораздел is the same as physical zoning in principle, Однако он включает и другие факторы.. Some parts of modern mobile phones use different working voltages and are controlled by software to prolong the service life of the battery. Это означает, что мобильный телефон нуждается в нескольких источниках энергии, which creates more isolation problems. питание, как правило, вводится соединителем и немедленно развязывается, чтобы фильтровать любой шум снаружи платы, затем распределять через набор переключателей или линейных регуляторов.

в телефоне, the DC current of most circuits is quite small, Таким образом, ширина провода обычно не проблема. However, Необходимо разработать отдельную как можно более широкую линию тока для питания усилителя большой мощности, чтобы минимизировать переходное падение давления в процессе передачи. чтобы избежать чрезмерных потерь тока, многоходовое отверстиеs need to be used to transfer current from one layer to another. Кроме того, if it cannot be fully decoupled at the power pin of the high-power amplifier, шум большой мощности излучает всю систему печатная плата and bring all kinds of problems. заземление мощного усилителя очень важно, обычно для этого требуется металлический экран.