PCB Teknik - Yüksek frekans devre ve yüksek frekans PCB tasarım ilkesi

PCB tasarım prensipleri, temel prensipler, müdahale önleyici, elektromanyetik uyumluluk, güvenlik koruması vb. dahil olmak üzere birçok yönü içerir. Özellikle, yüksek frekans devrelerinin gelişimi (özellikle yüksek frekans PCB'de) yüksek frekans PCB'de ilgili kavramların eksikliğine neden olur. Birçok insan hala "önceden belirlenmiş bir rol oynamak için iletkenlerle elektrik prensiplerini bağlamak" temelinde kalır ve hatta "PCB tasarımı, yapı, süreç ve üretim verimliliğinin iyileştirilmesi dikkate alınmasına ait" olduğunu düşünüyor. Birçok RF mühendisi, bu bağlantının RF tasarımında tüm tasarım çalışmasının özel odak noktası olması gerektiğini tam olarak fark etmiyor ve enerjilerini yanlışlıkla yüksek performanslı bileşenleri seçmeye harcıyorlar, bu da maliyette keskin bir artışa neden olur ancak performansda az bir iyileşme.

Özellikle, dijital devre güçlü anti-müdahale, tespit ve hata düzeltmesine dayanır ve devrenin normal işlevini sağlamak için keyfi bir şekilde çeşitli akıllı bağlantılar oluşturabilir. Çeşitli "normal" bağlantıların yüksek ek konfigürasyonuna sahip sıradan bir dijital uygulama devresi, açıkça ürün konsepti olmadan bir önlemdir. Ancak genellikle "değer değil" bağlantısında,ama bir dizi ürün sorununa yol açar. Bunun nedeni, ürün mühendisliği bakış açısından güvenilirlik garantisi inşa etmeye değer olmayan bu tür fonksiyonel bağlantının, devre tasarımında (PCB tasarımı da dahil olmak üzere) sadece yanlış yapı olan dijital devrenin çalışma mekanizmasına dayanmalıdır. Bu tür istikrarsız durum, yüksek frekans PCB'nin benzer sorunu ile aynı kavram altında temel bir uygulamadır.

yüksek frekanslı PCB

Dijital devrelerde ciddiye alınmayı hak eden üç yön var.

(1) Dijital sinyalin kendisi geniş spektrum sinyaline aittir. Fourier fonksiyonunun sonuçlarına göre zengin yüksek frekans bileşenleri içerir, bu nedenle dijital sinyallerin yüksek frekans bileşenleri, Dijital IC tasarımında tam olarak dikkate alınır. Bununla birlikte, dijital IC'ye ek olarak, her fonksiyonel bağlantı içindeki ve arasındaki sinyal geçiş alanı keyfi ise, bir dizi soruna yol açacaktır. Özellikle dijital, analog ve yüksek frekans devrelerinin karışık uygulamasında.

(2) Dijital devrelerin uygulamasında her türlü güvenilirlik tasarımı, pratik uygulamada devrelerin güvenilirlik gereksinimleri ve ürün mühendisliği gereksinimleriyle ilgilidir, bu nedenle geleneksel tasarımla gereksinimleri karşılayan devrelere çeşitli yüksek maliyetli "garanti" parçaları eklemek imkansızdır.

Dijital devrelerin çalışma hızı, benzeri görülmemiş gelişmelerle yüksek frekanslara doğru ilerliyor (örneğin, CPU'nun ana frekansı mikrodalga bantının alt sınırının çok ötesinde 1,7 GHz'e ulaştı). İlgili cihazların güvenilirlik garantisi fonksiyonu da senkronize edilse de, cihazın iç ve tipik dış sinyal özelliklerine dayanır.

Mikrodalga seviyesinde yüksek frekans devresi için, PCB'deki her ilgili şerit hattı, topraklama plakası ile bir mikroşerit hattı (asimetrik tip) oluşturur. İki katmandan fazla PCB için, bir mikroşerit hattı ve bir şerit hattı (simetrik mikroşerit iletim hattı) oluşturabilir. Farklı mikroşerit hatları (çift taraflı PCB) veya şerit hatları (çok katmanlı PCB) birbirleriyle birleştirme mikroşerit hatları oluşturur, böylece çeşitli karmaşık dört portlu ağlar oluşturur ve böylece mikrodalga seviyesinde devre PCB'nin çeşitli özelliklerini oluşturur.

Mikroşerit iletim hattı teorisinin mikrodalga yüksek frekans devre PCB'sinin tasarım temeli olduğunu görülebilir.

800MHz üzerindeki rf-pcb tasarımı için, antenin yakınlarındaki PCB a ğ tasarımı mikrostrip teorisini tamamen takip etmelidir (sadece mikrostrip konseptini bir araç olarak kullanmak yerine küçük parametre aygıtlarının performansını geliştirmek için mikrostrip konseptini kullanmak için). Frekans daha yüksek, mikrostrip teorisinin yönetici anlamı daha önemlidir.

Devrenin toplanmış parametreleri ve dağıtılmış parametreleri için, çalışma frekansı ne kadar düşük olursa, dağıtılmış parametrelerin fonksiyon özellikleri o kadar zayıf olur, ancak dağıtılmış parametreler her zaman var. Dağıtılmış parametrelerin devre özellikleri üzerindeki etkisini göz önünde bulundurmak için açık bir sınırlama çizgisi yoktur. Bu nedenle, mikroşerit konseptinin kurulması, dijital devrenin ve nispeten ara frekans devresinin PCB tasarımı için de önemlidir.

Mikrostrip teorisinin temel ve konsepti ve mikrodalga seviyesinin RF devrelerinin tasarımı ve PCB aslında mikrodalga ikili transmis çizgi teorisinin uygulama açısıdır. rf-pcb sürücüsü için, her yakın sinyal çizgisinin (farklı uçaklarda yakın olan) iki çizginin temel prensipine uyguladığı özellikleri vardır (bu yüzden, aşağıdaki sinyal çizgisinin açık tanımlanacağı).

Ortak mikrodalga RF devresi bir tarafta bir zemin plakası ile donatılmış olsa da, üzerindeki mikrodalga sinyal iletim hattının karmaşık bir dört portlu ağ olma eğilimine sahip olmasını sağlar, böylece doğrudan birleştirilmiş mikroşerit teorisini takip eder, temeli hala iki tel teorisidir. Bu nedenle, tasarım uygulamasında, çift çizgi teorisinin daha geniş bir rehberlik önemi vardır.

Genel olarak, mikrodalga devreleri için, mikroşerit teorisi, iki satırlı teorinin özel uygulamasına aitken, iki tel teorisinin daha geniş bir niteliksel rehberlik önemine sahiptir.

İki kablo teorisi tarafından verilen tüm fikirlerin, yüzeyde gerçek tasarım çalışmalarına bağlantısı olmadığını söylemek gerekiyor (özellikle dijital devreler ve düşük frekans devreleri) ama onlar aslında bir ilüsyon gibi görünüyor. İki kablo teorisi elektronik devre tasarımının tüm konseptüel sorunlarını yönlendirebilir, özellikle PCB devre tasarımında.

Çift çizgi teorisi mikrodalga yüksek frekans devresinin varsayımında kurulmuş olsa da, rehberlik önemi sadece yüksek frekans devresindeki dağıtılmış parametrelerin etkisi nedeniyle özellikle öne çıkmaktadır. Dijital veya orta ve düşük frekans devrelerinde, toplanmış parametre bileşenlerine kıyasla dağıtılmış parametreler göz ardı edilebilir ve iki tel teorisi kavramı bulanık hale gelir.

Bununla birlikte, yüksek frekans devresi ile düşük frekans devresi arasında nasıl ayırt edileceği tasarım uygulamasında genellikle ihmal edilir. Genel dijital mantık veya darbe devreleri ne türlüdür? Açıkçası, düşük frekans devresi ve doğrusal olmayan bileşenleri olan orta düşük frekans devresi, bazı hassas koşullar değiştikten sonra bazı yüksek frekans özelliklerini kolayca yansıtabilir. CPU'nun ana frekansı, mikrodalga frekansının alt sınırının çok ötesinde olan 1.7GHz'e ulaştı, ancak hala dijital bir devredir. Bu belirsizlikler nedeniyle PCB tasarımı çok önemlidir.

Birçok durumda, devredeki pasif bileşenler, belirli spesifikasyonların iletim hattına veya mikroşerit hattına eşdeğer olabilir ve çift iletim hattı teorisi ve ilgili parametreleri tarafından tanımlanabilir.

Bir deyişle, çift iletim hattı teorisinin tüm elektronik devrelerin özelliklerinin sentezlenmesi temelinde doğduğu düşünülebilir. Bu nedenle, kesinlikle söylemek gerekirse, çift iletim hattı teorisinde yer alan kavram tasarım uygulamasının her bağlantısında prensip olarak kabul edilirse, ilgili PCB devresi az sorunla karşılaşacaktır (devrenin hangi çalışma koşullarına uygulanmasına bakılmaksızın).