Технология PCB - Пять стандартов RF PCB Design Guide

В области радиочастотного проектирования PCB в существующей системе публичной теории все еще существует много неизвестных и неопределенностей, которые часто делают его « мистическим навыком», который индустрия рассматривает как « мистический навык». В целом, для проектирования схем ниже микроволнового диапазона, включая низкочастотные и низкочастотные цифровые схемы, часто удается достичь успеха в проектировании за один раз, если вы полностью понимаете и следуете различным принципам проектирования и тщательно планируете. Однако ситуация усложняется, когда речь идет о цифровых схемах типа PC в диапазоне выше микроволновой и высокочастотной. В этих высокочастотных областях обычно требуется итерация двух - трех версий конструкции PCB для обеспечения стабильности и производительности схемы.

Пять основных стандартов радиочастотного проектирования PCB

1) В конструкции ПХБ для маломощных радиочастот в основном используется стандартный материал FR4 (с хорошими изоляционными свойствами, однородным материалом, диэлектрической константой 4,10%). В основном используются листы с 4 по 6 этажей. При очень чувствительной стоимости можно использовать двухсторонние пластины толщиной менее 1 мм. Убедитесь, что обратная сторона - это полный пласт. В то же время толщина двухсторонней пластины составляет более 1 мм, что делает среду FR4 более толстой между пластом и сигнальным слоем. Для достижения сопротивления радиочастотной линии сигнала до 50 Ом ширина линии сигнала обычно составляет около 2 мм, что затрудняет пространственное распределение панели управления. Для четырехслойной пластины верхний слой обычно использует только сигнальные линии RF, второй слой - полное заземление, а третий - питание. Нижний слой обычно использует цифровые сигнальные линии для управления состоянием радиочастотного оборудования (например, настройка линий сигналов clk, Data и LE.) Лучше не превращать третий слой питания в непрерывную плоскость, а распределить линии электропитания каждого радиочастотного устройства по звездам и в конечном итоге подключиться к точке. Не пересекайте линии электропитания радиочастотного оборудования третьего уровня с цифровыми линиями нижнего уровня.

2) Для гибридного сигнала PCB радиочастотная и аналоговая части должны быть удалены от цифровой части (это расстояние обычно составляет более 2 см, по крайней мере 1 см), а заземление цифровой части должно быть отделено от радиочастотной части. Запрещается использовать переключатели питания непосредственно в радиочастотную часть. Основная причина заключается в том, что пульсационные волны переключателя питания модулируют сигнал RF - части. Такая модуляция часто серьезно повреждает радиочастотные сигналы, что приводит к смертельным последствиям. В нормальных условиях выход питания переключателя может проходить через большую дроссельную катушку, фильтр, а затем через низкошумную LDO (Micrel серии MIC5207, MIC5265). Для высоковольтных и мощных радиочастотных схем можно рассмотреть возможность использования LM1085, LM1083 и т. Д.) для питания радиочастотных схем.

3) В радиочастотном PCB каждый компонент должен быть плотно выстроен, чтобы обеспечить минимальное соединение между каждым компонентом. Для схем ADF4360 - 7 расстояние между датчиками VCO на выводах 9 и 10 и чипом ADF4360 должно быть как можно короче, чтобы обеспечить минимизацию распределенной последовательной индуктивности, вызванной соединением между индукторами и чипами. Для заземленных выводов каждого RF - устройства на пластине, в том числе для соединения резисторов, конденсаторов, индуктивных и заземленных выводов (GND), скважины и плоскости заземления должны быть сверлены как можно ближе к соединяемым выводам (второй слой).

4) При выборе компонентов для работы в высокочастотной среде используйте как можно больше поверхностных компонентов для установки. Это связано с тем, что компоненты поверхностной установки обычно имеют меньшие размеры, а провода компонентов очень короткие. Таким образом, влияние дополнительных параметров, вызванных выводом элемента и внутренней проводкой элемента, может быть минимизировано. В частности, для дискретных резисторов, конденсаторов и индуктивных элементов использование меньшего пакета (0603 \ 0402) очень помогает повысить стабильность и согласованность цепи.

5) При компоновке и проектировании PCB активные устройства, работающие в высокочастотной среде, обычно имеют несколько источников питания. На этом этапе вы должны быть осторожны, чтобы установить отдельный шнур питания рядом с каждым шнуром питания (около 1 мм). Даже емкость составляет около 100 нФ. Когда пространство панели позволяет, рекомендуется использовать два развязывающих конденсатора на каждый вывод с емкостью 1 nF и 100 nF соответственно. Обычно используются керамические конденсаторы, изготовленные из X5R или X7R. Для одного и того же RF - активного устройства различные источники питания могут питать различные функциональные компоненты устройства (чипа), и каждый функциональный компонент в чипе может работать на разных частотах. Например, ADF4360 имеет три источника питания, которые питают VCO, PFD и цифровые компоненты на пластине. Эти три части выполняют совершенно разные функции и работают с разной частотой. Как только низкочастотный шум цифровой части передается в VCO через линию передачи мощности, выходная частота VCO может быть модулирована этим шумом, что приводит к неуправляемому рассеянию.

Чтобы предотвратить это, помимо использования отдельных развязывающих конденсаторов, штыри питания каждого функционального компонента активного RF - устройства должны быть соединены индукционными магнитными шариками (около 10 uH). Эта конструкция очень полезна для улучшения изоляционных характеристик активных смесителей LO - RF и LO - IF, включая буферное усиление LO и RF - буферное усиление.