Технология PCB - Как уменьшить радиочастотный эффект при проектировании межсоединений печатных плат

The interconnection of the плата цепи система включает три вида взаимодействия между чипом и компьютером плата цепи, внутрисетевое взаимодействие панель PCB, and the PCB and external devices. In the RF design, электромагнитные характеристики точек соприкосновения являются одной из главных проблем проектирования. This article introduces the various techniques of the above-mentioned three types of interconnection design. The content involves device installation methods, Меры по изоляции проводов и снижению индуктивности проводов. and many more.

сейчас, Есть признаки частости печати плата цепи design is getting higher and higher. As the data rate continues to increase, the bandwidth required for data transmission also promotes the upper limit of the signal frequency to 1GHz or even higher. Although this high-frequency signal техника is far beyond the range of millimeter wave technology (30GHz), Она также включает радиочастотные и низкоконечные микроволновые технологии.

The RF engineering design method must be able to deal with the stronger electromagnetic field effects that are usually generated at higher frequency bands. These electromagnetic fields can induce signals on adjacent signal lines or PCB lines, causing unpleasant crosstalk (interference and total noise), and can impair system performance. The return loss is mainly caused by impedance mismatch, and the influence on the signal is the same as the influence caused by additive noise and interference.

потеря высокой прибыли имеет два негативных последствия:

1. The signal reflected back to the signal source will increase the system noise, making it more difficult for the receiver to distinguish the noise from the signal;

2. Any reflected signal will basically degrade the signal quality because the shape of the input signal has changed.

Although the digital system only processes 1 and 0 signals and has very good fault tolerance, the harmonics generated when the high-speed pulse rises will cause повышение частоты, ослабление сигнала. Although the forward error correction technology can eliminate some negative effects, part of the system bandwidth is used to transmit redundant data, Это может привести к снижению производительности системы. A better solution is to let RF effects help rather than detract from signal integrity. It is recommended that the total return loss of the digital system at the highest frequency (usually the poor data point) is -25dB, Это соответствует КБО 1.1.

The goal of проектирование PCB is smaller, faster and lower cost. для RF PCB, high-speed signals sometimes limit the miniaturization of проектирование PCBs. At present, the main method to solve the crosstalk problem is to manage the ground plane, to space the wiring and to reduce the lead inductance (stud capacitance). основной способ снижения потерь эхо - сигнала - согласование сопротивлений. This method includes effective management of insulating materials and isolation of active signal lines and ground lines, especially between signal lines that have transitioned states and ground.

Потому что точка межсоединения является самым слабым звеном цепи, in the RF design, the electromagnetic properties at the interconnection point are the main problems faced by the engineering design. необходимо изучить все точки соприкосновения и решить существующие проблемы. The interconnection of the плата цепи system includes three types of interconnection: the chip to the плата цепи, внутрисетевое взаимодействие панель PCB, and the signal input/output between the PCB and external devices.

Во - первых, связь между чипом и панелью PCB

пентхем IV и высокоскоростные чипы с большим числом точек соприкосновения на входе / выходе уже созданы. Что касается самого чипа, то его производительность надежна, а скорость обработки достигает 1GHz. На недавнем рабочем совещании по взаимодействию GHZ (варрантw.az.ww.com) Наиболее отрадным событием стало то, что методы решения проблемы растущего числа и частоты I / O стали широко известны. Основная проблема взаимосвязи между чипами и PCB заключается в высокой плотности межсоединений, что может привести к тому, что основная структура материала PCB станет фактором, ограничивающим рост плотности межсоединений. На совещании было предложено новаторское решение, предусматривающее использование локальных радиопередатчиков внутри чипов для передачи данных на соседние платы.

независимо от эффективности плана, the participants are very clear: In terms of high-frequency applications, IC design technology is far ahead of проектирование PCB technology.

Two, панель PCB interconnection

The skills and methods for high-frequency проектирование PCB are as follows:

1. The corners of the transmission line should be 45° to reduce the return loss;

2. Use high-performance insulated плата цепиs whose insulation constant values are strictly controlled by level. This method is conducive to effective management of the electromagnetic field between the insulating material and the adjacent wiring.

3. The protruding leads have tap inductance, Таким образом, избегайте использования сборки с выводом. в условиях высокой частоты, it is best to use surface mount components.

4. для пропускания сигналов не следует использовать технологию обработки отверстий (pth) на чувствительных плитах, так как она вызывает индуктивность проводов через отверстие. например, когда отверстие на 20 - й пластине используется для соединительного слоя от 1 до 3, индуктивность провода влияет на слой 4 до 19.

обеспечение богатого горизонта. Эти соединительные пласты соединяются штампованными отверстиями, чтобы предотвратить влияние электрического поля 3D на платы.

при выборе технологии химического никелирования или выщелачивания не следует использовать метод HASSL для гальванизации. Эта гальваническая поверхность может обеспечить более высокий скин - эффект для высокочастотных токов (Рисунок 2). Кроме того, это высокосвариваемое покрытие требует меньшего числа проводов, что способствует уменьшению загрязнения окружающей среды.

антикоррозийная пленка предотвращает движение пластыря. Однако из - за неопределенности толщины и неизвестных характеристик изоляции вся поверхность платы покрыта сопротивлением сварочного материала, что приведет к значительным изменениям электромагнитной энергии в конструкции микрополос. обычно в качестве интерцепционной плиты используется интерцептор.

8. To improve the проектирование PCB specifications related to high-precision etching. It is necessary to consider that the total error of the specified line width is +/- 0.0007 inches, the undercut and cross-section of the wiring shape should be managed, and the plating conditions of the wiring side wall should be specified. The overall management of wiring (wire) geometry and coating surface is very important to solve the skin effect problem related to microwave frequency and realize these specifications. если вы не знакомы с этими методами, you can consult an experienced design engineer who has been engaged in military microwave плата цепи design. You can also discuss with them the price range you can afford. For example, конструирование синфазных полос на спине меди более экономично. Вы можете обсудить этот вопрос с ними, чтобы получить лучшие советы.. Good engineers may not be accustomed to considering cost issues, но их советы также очень полезны. Now try to train young engineers who are unfamiliar with RF effects and lack experience in handling RF effects. Это будет долгосрочная работа.

In addition, можно также использовать другие решения, such as improving the computer type to enable it to handle RF effects.

связь PCB с внешним оборудованием

Теперь можно считать, что мы решили все вопросы управления сигналами на схемах, а также вопросы взаимодействия отдельных элементов. Итак, как решить проблему ввода / вывода сигнала из платы в провод, соединяющий удаленное устройство? компания « тромпетер Электрикс», являющаяся новатором в области технологии соосных кабелей, работает над решением этой проблемы и добивается значительного прогресса (Диаграмма 3). Кроме того, взгляните на магнитное поле, показанное на рисунке 4. в этом случае мы управляем переходом от микроленты к коаксиальному кабелю. в коаксиальных кабелях соединяющие пласты являются переплетенными кольцами и равномерно распределенными. в микрополосе плоскость Земли находится под активной линией. Это привносит некоторые периферийные эффекты, которые необходимо понимать, прогнозировать и учитывать в процессе проектирования. Разумеется, это несоответствие может также привести к потере эхо - сигнала, и это несоответствие необходимо свести к минимуму, с тем чтобы избежать шумов и помех сигналов.

проблема управления сопротивлением внутри платы не может быть проигнорирована при проектировании. сопротивление начинается с поверхности платы, затем достигается через сварную точку к соединителю, и заканчивается на коаксиальном кабеле. Поскольку сопротивление изменяется с частотой, чем выше частота, тем труднее управлять сопротивлением. как представляется, главной проблемой при проектировании является использование более высокочастотной передачи сигналов через широкополосную сеть.

Ниже приводится резюме:

PCB platform technology needs continuous improvement to meet the requirements of integrated circuit designers. управление высокочастотными сигналами в вычислительной машине проектирование PCB and the management of signal input/output on the PCB плата цепи требовать постоянного улучшения. No matter what exciting innovations will happen in the future, I think the bandwidth will be higher and higher, использование высокочастотных сигналов является необходимым условием устойчивого роста полосы пропускания.