PCB Блог - Проектирование радиочастотных схем PCB

Конструкция PCB радиочастотных цепей

С развитием коммуникационных технологий технология портативных радиочастотных схем все шире используется, например, беспроводные пейджеры, мобильные телефоны, беспроводные PDA и т. Д. Показатели производительности радиочастотных схем напрямую влияют на качество всего продукта. Одной из самых больших особенностей этих портативных продуктов является миниатюризация, что означает, что плотность компонентов очень высока, что делает взаимные помехи между компонентами (включая SMD, SMC, голые чипы и т. Д.) очень заметными. Если сигналы EMI обрабатываются неправильно, вся система цепей может не работать должным образом. Таким образом, как предотвратить и подавить электромагнитные помехи и улучшить электромагнитную совместимость стало очень важной темой в проектировании PCB радиочастотных схем. Показатели производительности одной и той же схемы с различными конструкциями PCB могут сильно различаться.

Во - первых, определите расположение интерфейсных компонентов с другими PCB - панелями или системами на PCB и обратите внимание на координацию между интерфейсными компонентами (например, направление компонентов). Поскольку размеры КПК очень малы, а компоновка компонентов очень компактна, для более крупных компонентов необходимо определить соответствующее местоположение и рассмотреть координацию между ними. Тщательно проанализируйте структуру схемы, схемы блочной обработки (например, высокочастотные усилительные схемы, гибридные схемы, демодуляционные схемы и т. Д.), постарайтесь отделить сильный электрический сигнал от слабого электрического сигнала, цифровую сигнальную цепь от аналоговой сигнальной схемы, И попробуйте разместить схемы, выполняющие ту же функцию в определенном диапазоне, чтобы уменьшить площадь сигнального кольца; Фильтровательная сеть каждой части схемы должна быть соединена поближе, что может не только уменьшить излучение, но и уменьшить вероятность помех. Элементные схемы сгруппированы в зависимости от их чувствительности к электромагнитной совместимости в использовании. Уязвимые к помехам компоненты схемы также должны быть расположены, чтобы избежать источника помех (например, от ЦП на панели обработки данных).

После того, как компоновка компонентов будет в основном завершена, можно будет начать проводку. Основной принцип проводки заключается в том, чтобы выбрать конструкцию проводки с низкой плотностью, насколько это возможно, если позволяет плотность сборки, а проводка сигнала должна быть как можно толще, чтобы облегчить согласование сопротивлений. Для радиочастотных схем нерациональная конструкция направления, ширины и расстояния сигнальных линий может привести к перекрестным помехам между линиями передачи сигнала; Кроме того, сам системный источник питания также имеет шумовые помехи, поэтому при проектировании радиочастотных схем PCB необходимо учитывать и рационально проводить проводку. При проводке все провода должны быть удалены от рамы пластины PCB (около 2 мм), чтобы избежать потенциальных разрывов или разрывов при изготовлении пластины PCB. Линия электропитания должна быть как можно шире, чтобы уменьшить сопротивление контура. В то же время направление линии электропитания и наземной линии должно соответствовать направлению передачи данных для повышения помехоустойчивости; Сигнальные линии должны быть как можно короче, а количество пробоин должно быть сведено к минимуму; Чем короче соединение между компонентами, тем лучше, чтобы уменьшить параметры распределения и взаимные электромагнитные помехи; Несовместимые сигнальные линии должны быть удалены друг от друга, избегая, насколько это возможно, параллельной проводки, в то время как сигнальные линии с обеих сторон положительного направления должны быть перпендикулярны друг другу; Во время проводки адрес, требующий угла поворота, должен использовать угол 135 °, чтобы избежать поворота под прямым углом. При проводке линия, непосредственно соединенная с сварным диском, не должна быть слишком широкой, проводка должна быть как можно дальше от несвязанных частей, чтобы избежать короткого замыкания; Перфорация не наносится на элемент, должна быть как можно дальше от разъединенных элементов, чтобы избежать ложных сварок, непрерывной сварки, короткого замыкания и других явлений в производстве. При проектировании радиочастотных схем PCB особенно важна правильная проводка линий электропитания и наземных линий. Разумная конструкция является самым важным средством преодоления электромагнитных помех.

Значительное количество источников помех на PCB - панелях генерируется источником питания и наземными линиями, из которых наибольшие шумовые помехи вызываются наземными линиями. Основная причина, по которой наземные линии подвержены электромагнитным помехам, заключается в том, что наземные линии имеют сопротивление. Когда ток течет по земной линии, на земной линии создается напряжение, которое генерирует ток контура земной линии, образуя помехи контура земной линии. Когда несколько цепей разделяют участок земной линии, образуется общая импедансная связь, которая создает так называемый наземный шум. Поэтому при проводке заземления радиочастотной цепи PCB мы должны сделать следующее: во - первых, мы должны заблокировать цепь. Радиочастотные схемы в основном можно разделить на высокочастотное усиление, смешивание, демодуляцию, местный генератор и другие части. Мы должны предоставить каждому модулю схемы общую точку отсчета потенциала, то есть наземную линию каждой модульной схемы, чтобы сигнал мог передаваться между различными модулями схемы. Затем обобщается там, где PCB RF - схемы подключены к заземлению, то есть к заземлению. Поскольку существует только одна точка отсчета, не существует связи с общим сопротивлением, поэтому нет проблемы взаимных помех. Земельные линии в цифровой и аналоговой областях должны быть, насколько это возможно, изолированы, цифровое заземление должно быть отделено от аналогового заземления и, наконец, подключено к заземлению источника питания. Земельные линии внутри каждой части схемы также должны обратить внимание на принцип одноточечного заземления, минимизировать площадь сигнального контура и подключиться к адресу соответствующей фильтрующей схемы поблизости. Если пространство позволяет, лучше изолировать каждый модуль заземлением, чтобы предотвратить эффект связи между сигналами.

Ключом к проектированию PCB радиочастотных схем является то, как уменьшить радиационную способность и улучшить помехоустойчивость. Разумная компоновка и проводка являются гарантией конструкции PCB радиочастотных схем. Метод, описанный в этой статье, способствует повышению надежности конструкции PCB радиочастотных схем, решению проблемы электромагнитных помех и достижению цели электромагнитной совместимости. С появлением технологий Интернета вещей электронные продукты, несущие функции беспроводной связи, становятся все более распространенными. Технология беспроводной связи основана на радиочастотных схемах PCB и требует профессиональных инструментов проектирования и моделирования.