PCB Teknik - Yüksek frekans ve yüksek hızlı PCB tasarım sorunları

Şu anda yüksek frekans ve yüksek hızlı PCB tasarımı ana akışı oldu ve her PCB tasarım mühendisi profil olmalı. Sonra Banermei seninle yüksek frekans ve yüksek hızlı PCB devrelerindeki donanım uzmanların dizayn deneyimini paylaşır ve umarım herkese yardımcı olacak.

Yüksek frekans ve yüksek hızlı PCB tasarımında problemler bulunabilir.

1. Yüksek frekans müdahalesinden nasıl kaçınırsın?

Yüksek frekans araştırmalarından kaçınmanın temel fikri, yüksek frekans sinyallerinin elektromagnetik alanın araştırmalarını küçültmek, bunun adı kısa konuşma (Crosstalk). Yüksek hızlı sinyal ve analog sinyal arasındaki mesafeyi arttırabilirsiniz, ya da analog sinyalinin yanında yeryüzü koruyucu/çekici izlerini ekleyebilirsiniz. Ayrıca dijital topraktan analog topraklara dikkat et.

2. Yüksek hızlı PCB tasarım şematiklerini tasarladığında impedance eşleşmesini nasıl düşüneceğiz?

Yüksek hızlı PCB devrelerini tasarladığında, impedance eşleşmesi tasarım elementlerinden biridir. İmpadans değeri yüzeysel katı (mikrostrip) veya iç katı (strip/çift strip çizgi) üzerinde yürüyen, referans katından (güç katı veya yeryüzü katından) uzaktan (elektrik katı), fırlatma genişliği, PCB materyaliyle, etkileyecek. İkisi de izlerin özellikle impedans değerini etkileyecek. Bu demek oluyor ki, impedans değeri sadece sürüklemeden sonra kararlanabilir. Genelde, simülasyon yazılımı devre modelinin sınırlığı veya kullanılan matematiksel algoritmi yüzünden kesici impedans ile birkaç sürücü koşullarını hesaplamaz. Bu zamanlar sadece bazı terminatörler (sonlandırma) gibi seri dirençliği, şematik diagram ında rezerve edilebilir. İzlerin impedansı sonuçlarının etkisini azaltın. Sorunun gerçek çözümü, uçarken imkansız durmadan kaçırmak.

3. Hızlı PCB tasarımında tasarımcı EMC ve EMI kurallarını hangi tarafı düşünmeli?

Genelde, EMI/EMC tasarımı hem ışık edilmiş hem yönlendirilmiş yöntemleri aynı zamanda düşünmeli. Eski kısmı yüksek frekans kısmına ait (<30MHz) ve son kısmı düşük frekans kısmıdır (<30MHz). Bu yüzden yüksek frekanslara dikkat veremezsiniz ve düşük frekansların parçasını görmezsiniz. İyi bir EMI/EMC tasarımı aygıtı, PCB stack düzenlemesini, önemli bağlantı metodu, aygıt seçimi, etc. ile ilgilenmelidir. Eğer önce daha iyi bir anlaşma yoksa, sonra çözülecek. Çalışma yarısıyla iki kat sonuç yapar ve maliyeti artırar. Örneğin, saat jeneratörünün yeri dış bağlantıya yakın olmamalı. Yüksek hızlı sinyaller mümkün olduğunca iç katına gitmeli. Görüntülerini azaltmak için referans katının sürekliliğine dikkat edin. Aygıt tarafından basıldığı sinyalin düşük hızı yüksekliğini azaltmak için en küçük olmalı. Frekans komponentleri, çözümleme/geçme kapasitesini seçtiğinde, frekans cevabının güç uça ğında sesi azaltmak için gerekçelerinin uyumlu olup olmadığına dikkat edin. Ayrıca, radyasyon azaltmak için yüksek frekans sinyallerinin dönüşü yoluna dikkat et. Yüksek frekans sesinin menzilini kontrol etmek için yer bölünebilirsiniz. Sonunda, PCB ve ev arasındaki şesis alanını düzgün seçin.

4. PCB tahtasını nasıl seçmeli?

PCB kurulun seçimi tasarım taleplerini ve kütle üretimi ve maliyeti arasında bir denge olmalı. Tasarım ihtiyaçları elektrik ve mekanik parçaları da dahil ediyor. Genelde bu materyal problemi çok hızlı PCB tahtalarını tasarladığında daha önemlidir (GHz'den daha büyük frekans). Örneğin, genelde kullanılan FR-4 materyali, birkaç GHz'in frekansında dielektrik kaybı sinyal düzenlemesine büyük bir etkisi olacak ve uygun olabilir. Elektrik hakkında dikkat edin, dizayn frekansiyona uygun olup olmadığına dikkat edin.

5. EMC ihtiyaçlarına ne kadar mümkün olduğunca fazla pahalı basınç nedeniyle karşılaşacağız?

EMC yüzünden PCB tahtasının arttığı maliyeti genellikle kaldırma etkisini arttırmak için yeryüzü katlarının sayısını arttırmak ve ferit kılığını, boğulmak ve diğer yüksek frekans harmonik baskı aygıtlarını arttırmak için. Ayrıca, genelde diğer kurumların koruması yapısıyla eşleşmesi gerekiyor. Tüm sistemin EMC ihtiyaçlarını geçirmesi için. Bunlar sadece devre tarafından oluşturduğu elektromagnetik radyasyon etkisini azaltmak için birkaç PCB tahta tasarlama tekniklerini sağlıyor.

Sinyal tarafından üretilen yüksek frekans komponentlerini azaltmak için daha yavaş sinyal düşürme hızı olan aygıtları seçmeye çalışın.

Yüksek frekans komponentlerinin yerleştirilmesine dikkat et, dışarıdaki bağlantıya çok yakın değil.

Yüksek hızlı sinyaller, düzenleme katı ve dönüş yoluna dikkat edin, yüksek frekans refleksiyonu ve radyasyonu azaltmak için.

Güç uçağında ve yeryüzü uçağında sesi hafifletmek için her cihazın enerji temizleme pipinlerine yeterli ve uygun kapasiteleri yerleştirin. Kapacitörün frekans tepkisinin ve sıcaklık özelliklerinin tasarım ihtiyaçlarına uygun olup olmadığına özel dikkat edin.

Dışarıdaki bağlantıya yakın toprak yerden düzgün ayrılır ve bağlantıdaki toprak yakın şesis topraklarına bağlanabilir.

Yer koruması/sıkıştırma izleri özel hızlı sinyaller yanında uygun olarak kullanılabilir. Fakat izlerin özellikleri engellediği izlerin etkisine dikkat et.

Güç katı toprak katından 20H azaltır ve H güç katı ve toprak katı arasındaki mesafetidir.

6. 2G üzerindeki yüksek frekans PCB tasarımı, rotasyonu ve düzenlemesinin ne tarafından dikkati çekilmeli?

2G üzerindeki yüksek frekans PCB radyo frekans devrelerinin tasarımına ait ve yüksek hızlı dijital devre tasarımının tartışması alanında değil. Radyo frekansları devresinin düzeni ve rotasyonu şematik ile birlikte düşünmeli çünkü düzeni ve rotasyon dağıtım etkilerini neden ediyor. Ayrıca, radyo frekans devrelerinin tasarımında bazı pasif cihazlar parametreli tanımlar ve özel biçimlenmiş bakra folileri ile gerçekleştirilir. Bu yüzden, EDA araçları parametreli aygıtlar sağlamak ve özel şekilde baker yağmalarını düzenlemek için gerekli. Mentor'un tablosu özel bir RF tasarım modülü var ki bu ihtiyaçları uygulayabilir. Ayrıca, genel RF tasarımı özel RF devre analiz araçlarına ihtiyacı var. Endüstri'deki en ünlü kişi, Mentor'un araçlarıyla iyi bir arayüzü vardır.

7. Test noktalarını eklemek yüksek hızlı sinyallerin kalitesine etkileyecek mi?

Sinyal kalitesine etkileyeceği test noktalarını eklemek ve sinyalin ne kadar hızlı olduğuna bağlı olup olmadığına bağlı. Aslında, ilave test noktalarını (mevcut veya DIP pinlerini test noktaları olarak kullanmayın) çizgisine ekleyebilir veya kısa bir çizgisini çizelebilir. Eski, çizgide küçük bir kapasitör eklemeye eşit, sonuncusu bir ekstra daldır. Bu durumlar ikisi de yüksek hızlı sinyali daha az etkileyecek ve etkinin ölçüsü sinyalin frekans hızına ve sınır hızına bağlı. Etkilerin büyüklüğü simülasyonuyla tanınabilir. İlk olarak, teste noktası daha küçük (elbette teste aracının ihtiyaçlarını yerine getirmek zorunda) dalga daha kısa, daha iyi.