Технология PCB - Проектирование PCB радиочастотных схем

Чтобы обеспечить производительность схемы, EMC следует учитывать при проектировании PCB радиочастотных схем, поэтому обсуждается принцип проводки компонентов для достижения цели EMC.

С развитием коммуникационных технологий технология портативных радиочастотных схем становится все более широко используемой, таких как беспроводные пейджеры, мобильные телефоны, беспроводные портативные компьютеры 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 компонентов (включая SMD, SMC, голые чипы и т. Д.) очень заметными. Если сигнал электромагнитных помех обрабатывается неправильно, вся система цепи может не работать должным образом. Поэтому, 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 и различных конструкций PCB могут сильно различаться. В этом обсуждении, при проектировании радиочастотных схем PCB для портативных продуктов с использованием программного обеспечения Protel99 se, если максимизация производительности схемы соответствует требованиям электромагнитной совместимости.

1 Выбор PCB - платы радиочастотной схемы

Базовые платы радиочастотных схем PCB включают органические и неорганические базовые платы. Наиболее важными характеристиками подложки являются диэлектрическая константа. Фактор рассеяния (или диэлектрическая потеря) остров Тан, коэффициент теплового расширения CET и влагопоглощающее свойство. Среди них R влияет на сопротивление схемы и скорость передачи сигнала. Для высокочастотных схем допуск диэлектрической константы является наиболее важным соображением, и следует выбрать подложку с меньшим допуском диэлектрической константы.

2 Процессы проектирования радиочастотных схем PCB

Поскольку программное обеспечение Protel99 se отличается от программного обеспечения, такого как Protel 98, эта статья начинается с краткого описания процесса проектирования PCB с использованием программного обеспечения Protel99 se.

Поскольку Protel99 se управляется в режиме базы данных проекта, который подразумевается под Windows 99, сначала следует создать файл базы данных для управления схемой проектирования и макетом PCB.

2. Разработка программ. Для достижения сетевого соединения используемые компоненты должны присутствовать в библиотеке компонентов в процессе проектирования принципов. В противном случае необходимые компоненты должны быть изготовлены в schlib и сохранены в файле.

Затем нам просто нужно вызвать необходимые компоненты из библиотеки компонентов и подключиться в соответствии с разработанной схемой.

После завершения проектирования схемы может быть сформирована сетевая таблица для проектирования PCB.

4.Дизайн PCB. Определение формы и размера PCB. Форма и размер PCB определяются в зависимости от местоположения PCB в продукте, размера и формы пространства и взаимодействия с другими компонентами. На механическом слое форма PCB отображается с помощью команды траектории размещения. b. Создание на ПХБ установочных отверстий, прицелов, опорных точек и т.д. в соответствии с требованиями SMT. c. Изготовление компонентов. Если необходимо использовать некоторые специальные детали, которые не существуют в хранилище запасных частей, детали должны быть изготовлены до макета. Процесс создания компонентов в Protel99 se относительно прост. В меню "Дизайн" выберите команду "Производственная библиотека", чтобы войти в окно изготовления деталей, а затем выберите команду "Новые детали" в меню "Инструменты" для проектирования деталей. На этом этапе, в зависимости от формы и размера фактического элемента, команда размещения сварочного диска рисует соответствующий сварочный диск в определенном месте на верхнем этаже и редактирует его как требуемый сварочный диск (включая форму, размер, размер внутреннего диаметра и угол сварного диска, кроме того, следует отметить, что сварочный диск соответствует названию штыря), а затем команда размещения траектории рисует максимальную форму элемента в верхнем слое покрытия, берет имя элемента и хранит его в библиотеке элементов. d. После завершения изготовления компонентов производится компоновка и проводка. Эти два компонента подробно рассматриваются ниже. e. Проверка должна быть проведена после завершения вышеуказанного процесса. С одной стороны, это включает в себя проверку принципа схемы. С другой стороны, он также должен проверить соответствие и проблемы сборки между ними. Принципы схемы могут быть проверены вручную или автоматически через сеть (сеть, сформированная на схеме, может быть сопоставлена с сетью, сформированной PCB). f. Вывод архива после того, как документация выверена правильно. В Protel99 se файл должен храниться в указанном пути и файле с помощью команды « Экспорт» в опции « Файл» (команда « Импорт» вызывает файл в Protel99 se). Примечание: Выполнив команду "save copy as..." в опции "file" в Protel99 se, выбранное имя файла не видно в Windows 98, поэтому его нельзя увидеть в диспетчере ресурсов. Это не совсем то же самое, что функция « Другое сохранение» в Protel 98.

3 Компоненты PCB радиочастотной схемы

Поскольку SMT обычно использует сварку тепловым потоком инфракрасной печи для достижения сварки элементов, компоновка элементов влияет на качество точки сварки, что, в свою очередь, влияет на качество продукта. Для проектирования PCB радиочастотных схем электромагнитная совместимость требует, чтобы каждый модуль схемы, насколько это возможно, не производил электромагнитного излучения и обладал определенной способностью противостоять электромагнитным помехам. Таким образом, компоновка элемента также напрямую влияет на помехоустойчивость самой схемы, что также напрямую связано с производительностью проектируемой схемы. Поэтому при проектировании PCB радиочастотных схем, в дополнение к компоновке обычной конструкции PCB, необходимо рассмотреть, как уменьшить взаимные помехи между частями радиочастотных схем, как уменьшить помехи самой схемы другим схемам и помехоустойчивость самой схемы. По опыту, эффективность радиочастотных схем зависит не только от показателей производительности самой радиочастотной платы, но и от взаимодействия с процессорной панелью. Поэтому разумная планировка особенно важна при проектировании PCB.

Общие принципы компоновки PCB радиочастотных схем: компоненты расположены в одном направлении, насколько это возможно, путем выбора направления PCB в систему плавления олова, уменьшая или даже избегая плохой сварки; По опыту расстояние между элементами должно быть не менее 0,5 мм, чтобы соответствовать требованиям к расплавленному олову для компонентов. Если пространство PCB - панели позволяет, расстояние между частями должно быть как можно шире. Для двухсторонних панелей компоненты SMD и SMC должны быть спроектированы с одной стороны, а дискретные компоненты - с другой.

При компоновке PCB радиочастотных схем следует обратить внимание на следующие моменты:

Во - первых, определите расположение интерфейсных компонентов с другими PCB - панелями или системами на PCB - панелях и обратите внимание на координацию между интерфейсными компонентами (например, направление компонентов).

Поскольку карманные продукты имеют небольшой размер и компактное расположение компонентов, приоритет должен отдаваться более крупным компонентам, определяя соответствующее местоположение и учитывая сотрудничество между ними.

Тщательно анализируйте структуру схемы, блокируйте схемы (например, высокочастотные схемы усиления, гибридные схемы и схемы демодуляции), насколько это возможно, чтобы отделить сильные и слабые сигналы, а цифровые сигнальные схемы от аналоговых сигнальных схем. Схемы, выполняющие ту же функцию, должны быть расположены в пределах определенного диапазона, насколько это возможно, чтобы уменьшить площадь сигнального кольца; Фильтрующая сеть каждой части схемы должна быть подключена поближе, в зависимости от помехоустойчивой способности схемы, которая может не только уменьшить излучение, но и уменьшить вероятность помех.

Элементные схемы сгруппированы в зависимости от их чувствительности к электромагнитной совместимости в использовании. Для элементов, подверженных помехам в цепи, старайтесь избегать источника помех (например, помех ЦП на панели обработки данных).

4 Радиочастотная схема PCB

После того, как компоновка компонентов будет в основном завершена, можно будет начать проводку. Основным принципом проводки является выбор конструкции проводки с низкой плотностью, насколько это возможно, если позволяет плотность сборки, а маршрутизация сигнала максимально последовательна, что способствует согласованию сопротивлений.

Для радиочастотных схем нерациональная конструкция направления, ширины и расстояния между линиями сигнала 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 риска отключения или выключения провода 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, тем меньше параметров распределения и взаимных электромагнитных помех; Несовместимые сигнальные линии должны быть удалены друг от друга и, насколько это возможно, избегать параллельной проводки, в то время как сигнальные линии с обеих сторон в прямом направлении должны быть перпендикулярны друг другу; При проводке адресная сторона, требующая угла, должна быть 135 °, чтобы избежать появления прямого угла.

При подключении провода линия, непосредственно подключенная к сварному диску, не должна быть слишком широкой, провод должен быть как можно дальше от несвязанных частей, чтобы избежать короткого замыкания; Компоненты не должны быть распылены через отверстия, они должны быть как можно дальше от несвязанных компонентов, чтобы избежать ложных сварок, непрерывной сварки, короткого замыкания и других явлений в производстве.

При проектировании PCB радиочастотных схем особенно важна правильная проводка силовых и наземных линий. Разумная конструкция является самым важным средством преодоления электромагнитных помех. Значительное количество источников помех в PCB генерируется через источники питания и наземные линии, из которых наибольшие шумовые помехи создаются наземными линиями.

Основной причиной, по которой наземные линии подвержены электромагнитным помехам, является сопротивление земной линии. Когда ток течет по земной линии, на ней возникает напряжение, которое приводит к току контура земной линии и помехам контура земной линии. Когда несколько цепей разделяют участок земной линии, образуется общая импедансная связь, которая создает так называемый наземный шум. Поэтому при проводке заземления PCB радиочастотных схем:

Во - первых, разделить схему на несколько блоков. Радиочастотные схемы в основном можно разделить на высокочастотное усиление, смешивание, демодуляцию, вибрацию и другие части. Для каждого модуля схемы необходимо обеспечить общую точку отсчета потенциала, то есть наземную линию для каждой схемы модуля, чтобы передавать сигнал между различными модулями схемы. Затем были обобщены места, где радиочастотные схемы PCB соединяются с заземленными линиями, то есть обобщены в общих заземленных линиях. Поскольку существует только одна точка отсчета, не существует связи с общим сопротивлением, поэтому нет проблемы взаимных помех.

Цифровая область должна быть, насколько это возможно, изолирована от аналоговой зоны, цифровое заземление должно быть отделено от аналогового заземления и в конечном итоге подключено к заземлению источника питания.

Заземлительные линии внутри каждой части схемы также должны обратить внимание на принцип одноточечного заземления, минимизировать площадь контура сигнала и соединиться с адресом соответствующей фильтрующей схемы поблизости.

Если пространство позволяет, лучше изолировать каждый модуль заземлением, чтобы предотвратить влияние связи сигналов друг с другом.

5 Выводы радиочастотной схемы PCB

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. Методы, описанные в этой статье, помогают повысить надежность конструкции PCB радиочастотных схем, решить проблему электромагнитных помех и, таким образом, достичь цели электромагнитной совместимости.