Công nghệ vi sóng - Một số điểm chính của thiết kế bảng mạch RF

Mặc dù có nhiều sự không chắc chắn về mặt lý thuyết trong việc thiết kế bảng RF, nhưng vẫn có nhiều quy tắc để tuân theo trong thiết kế bảng RF. Tuy nhiên, trong các thiết kế cụ thể, cách thực sự hữu ích là làm thế nào để tạo ra một giải pháp thỏa hiệp cho chúng khi quy tắc này không thể thực hiện được do các hạn chế khác nhau. Bài viết này sẽ tập trung vào các vấn đề khác nhau liên quan đến thiết kế phân vùng bảng mạch RF. 01 loại micropore Các mạch có đặc tính khác nhau trên bảng mạch tần số cao phải được tách ra, nhưng nếu chúng không được kết nối trong điều kiện tốt nhất để tạo ra tín hiệu nhiễu thì phải sử dụng micropore. Thông thường, đường kính của microblading là 0,05mm~0,22mm. Loại siêu lỗ này thường được chia thành ba loại, đó là lỗ mù, lỗ Bury và lỗ thông qua. Các lỗ chôn nằm trên các lớp bề mặt trên và dưới của bảng mạch in. Chúng có độ sâu nhất định và được sử dụng để kết nối giữa các đường bề mặt và các đường bên trong thấp hơn. Độ sâu của lỗ thường không vượt quá một tỷ lệ nhất định (đường kính). Các lỗ chôn đề cập đến các lỗ kết nối nằm ở lớp bên trong của bảng mạch in và không dễ dàng mở rộng đến bề mặt của bảng mạch PCB. Hai loại lỗ chính nằm ở lớp bên trong của bảng mạch PCB và quá trình hình thành lỗ chôn được sử dụng trước khi cán. Trong suốt quá trình tạo ra các lỗ thông qua, chúng sẽ tiếp tục chồng chéo và làm nhiều công việc với các lớp bên trong. Loại thứ ba được gọi là DTH. Lỗ này đi qua tất cả các bảng mạch PCB và có thể được sử dụng để hoàn thành kết nối nội bộ hoặc như một lỗ định vị chính xác để liên kết các yếu tố.02 Chọn phương pháp phân cách Cố gắng bảo vệ bộ khuếch đại RF công suất cao (HPA) và bộ khuếch đại tiếng ồn thấp (LNA) khi thiết kế bảng RF. Nói một cách đơn giản, hãy để các mạch phát RF công suất cao loại bỏ các mạch nhận tiếng ồn thấp. Điều này có thể dễ dàng được đảm bảo nếu có nhiều không gian trong nhà trên PCB. Tuy nhiên, khi có nhiều bộ phận, không gian trong nhà để sản xuất PCB sẽ không lớn và do đó không thể thực hiện được. Chúng có thể được đặt ở hai bên của bảng mạch PCB hoặc để chúng thay thế công việc khác. Đôi khi các mạch công suất cao cũng có thể bao gồm bộ đệm RF và bộ dao động điều khiển áp suất (VCO). Phân vùng thiết kế có thể được chia thành phân vùng vật lý và phân vùng điện. Chìa khóa để phân vùng vật lý nằm ở cách bố trí hợp lý, định hướng và che chắn các thành phần; Phân vùng thiết bị điện có thể được chia thành phân phối điện, định tuyến tần số vô tuyến, tín hiệu mạch và dữ liệu nhạy cảm hơn và các thành phần được bố trí hợp lý cho phân vùng vật lý 03 của thiết bị nối đất là rất quan trọng để hoàn thành thiết kế RF tuyệt vời. Kỹ thuật hiệu quả nhất là trước tiên cố định các thành phần nằm trên đường dẫn tương đối của RF và điều chỉnh hướng của chúng để giảm thiểu chiều dài của đường dẫn tương đối của RF. Và làm cho đầu vào RF loại bỏ đầu ra RF, cố gắng loại bỏ các mạch công suất cao và mạch tiếng ồn thấp. Phương pháp xếp chồng bảng mạch hiệu quả nhất là phân phối thiết bị nối đất chính trên lớp thứ hai bên dưới bề mặt và cố gắng đặt dây RF trên bề mặt. Giảm thiểu kích thước quá lỗ trên đường dẫn tương đối của RF không chỉ làm giảm độ tự cảm của đường dẫn tương đối mà còn làm giảm các điểm hàn rỗng trên mặt phẳng mặt đất chính và giảm cơ hội rò rỉ động năng RF sang các khu vực khác trong ngăn xếp. Trong không gian vật lý trong nhà, các mạch tuyến tính như bộ khuếch đại đa giai đoạn thường có thể che chắn một số vùng RF với nhau, nhưng bộ song công, bộ trộn và bộ khuếch đại tần số cao luôn có một số tín hiệu dữ liệu RF/IF với nhau. Tác động, vì vậy phải cẩn thận để giảm thiểu nguy cơ này. Hệ thống dây RF và IF phải được cắt ngang càng nhiều càng tốt và tổng diện tích của các đơn vị nối đất phải được tách biệt càng nhiều càng tốt giữa chúng. Đường dẫn tương đối RF chính xác là rất quan trọng đối với các đặc tính của toàn bộ bảng PCB, đó là lý do tại sao bố trí hợp lý của các thành phần thường chiếm phần lớn thời gian trong thiết kế bảng PCB điện thoại di động. Trên bảng PCB điện thoại di động, bạn thường có thể đặt mạch khuếch đại tiếng ồn thấp ở một bên của bảng bảo vệ PCB, bộ khuếch đại công suất cao ở phía bên kia và cuối cùng có nghĩa là bộ song công kết nối chúng với ăng-ten không dây RF trên cùng một bề mặt. Một đầu của CPU và đầu kia của CPU baseband. Điều này đòi hỏi một số phương pháp để đảm bảo rằng động năng RF không dễ dàng có nghĩa là thông qua các lỗ được truyền từ một bên của tấm sang bên kia. Kỹ thuật phổ biến là áp dụng các lỗ chôn trên cả hai mặt. Điều này có thể có nghĩa là các lỗ chôn được phân bổ đến các khu vực mà PCB hai mặt không bị ảnh hưởng bởi RF để giảm thiểu tác hại của việc quá tải.

04 Lá chắn kim loại Đôi khi, không có khả năng duy trì đủ sự khác biệt giữa một số chuỗi khối mạch. Trong trường hợp này, cần phải xem xét việc sử dụng lá chắn kim loại để che chắn động năng bức xạ tần số trong vùng RF, nhưng lá chắn kim loại cũng bị lỗi. Các biện pháp đối phó, ví dụ: chi phí sản xuất và lắp đặt rất cao. Lá chắn kim loại với thiết kế bên ngoài không đều không đảm bảo độ chính xác cao trong quá trình sản xuất. Tấm chắn kim loại vuông hoặc vuông cũng hạn chế bố trí hợp lý của các bộ phận; Lá chắn kim loại không có lợi cho việc thay thế các thành phần và chuyển động của các lỗi thông thường; Do lá chắn kim loại, nắp phải được hàn vào mặt đường và phải ở một khoảng cách thích hợp từ các thành phần, không gian trong nhà có giá trị của bảng PCB phải được chiếm dụng. Điều quan trọng là phải đảm bảo càng nhiều chi tiết càng tốt về lá chắn kim loại. Do đó, các dây nguồn kỹ thuật số lớn đi vào lá chắn kim loại nên được định tuyến ở các lớp bên trong càng nhiều càng tốt, tốt nhất là đặt lớp tiếp theo của lớp định tuyến tín hiệu dữ liệu thành cấu trúc nối đất. Dây nguồn RF có thể được định tuyến từ một khoảng trống nhỏ ở dưới cùng của tấm chắn kim loại và từ lớp dây tại lỗ của thiết bị nối đất, nhưng ngoại vi của lỗ mở phải được bao quanh càng nhiều càng tốt bởi tổng diện tích của nhiều thiết bị nối đất. Các thiết bị nối đất trên các lớp tín hiệu dữ liệu khác nhau có thể được định tuyến. Điều này có nghĩa là một số lỗ nối với nhau. Bất chấp những thiếu sót được mô tả ở trên, lá chắn kim loại vẫn rất hợp lý và thường là giải pháp duy nhất để bảo vệ các mạch quan trọng. Nhiều IC tích hợp RF có chứa định tuyến tuyến tính rất nhạy cảm với tiếng ồn của nguồn điện. Thông thường, mỗi IC tích hợp phải chọn tối đa bốn tụ điện và một cuộn cảm bảo vệ để lọc tất cả tiếng ồn nguồn. Giá trị tụ điện tối thiểu thường nằm trong cộng hưởng nối tiếp và cảm ứng pin của tụ điện, và giá trị của C4 được chọn cho phù hợp. Các giá trị của C3 và C2 tương đối lớn do sự tương quan của cảm ứng pin của chúng và tách RF thực sự kém hiệu quả hơn, nhưng chúng phù hợp hơn để lọc các tín hiệu dữ liệu nhiễu tần số thấp. Tách RF được thực hiện bởi cuộn cảm L1, ngăn tín hiệu dữ liệu RF được ghép từ phích cắm điện sang IC tích hợp. Vì tất cả các dây là một ăng-ten không dây tiềm năng có thể nhận và gửi tín hiệu dữ liệu RF, nên cần phải bảo vệ tín hiệu RF khỏi các mạch và thành phần quan trọng. Vị trí vật lý của thành phần tách rời này cũng thường quan trọng. Các tiêu chí bố trí hợp lý cho nhiều thành phần quan trọng này là: C4 phải càng gần chân IC và thiết bị nối đất càng tốt, C3 phải gần C4, C2 phải gần C3 và dây kết nối giữa chân IC và C4 phải càng ngắn càng tốt. Đầu của thiết bị nối đất (đặc biệt là C4) thường đề cập đến chân của thiết bị nối đất mà cấu trúc nối đất đầu tiên bên dưới bề mặt được gắn với IC tích hợp. Quá mức của các yếu tố kết nối và cấu trúc mặt đất phải càng gần lớp hàn của các yếu tố trên bảng PCB càng tốt. Tốt nhất là sử dụng các lỗ chôn trên lớp hàn để giảm thiểu điện cảm của dây kết nối điện cực. Cuộn cảm L1 phải gần C1. Bảng mạch tích hợp hoặc bộ khuếch đại thường có đầu ra liên kết bộ thu (bộ thu mở), do đó cuộn cảm kéo lên (dây dẫn kéo lên) là cần thiết để hiển thị tải RF trở kháng đặc tính cao và nguồn điện ổn định DC trở kháng đặc tính thấp, cùng một tiêu chuẩn. Nó cũng được áp dụng cho tách đầu nguồn của cuộn cảm này. Một số mạch tích hợp phải có một số nguồn điện để hoạt động, vì vậy cần hai đến ba bộ tụ điện và cuộn cảm để tách chúng ra. Nếu không có đủ không gian trong nhà xung quanh IC, thì hiệu quả thực tế của việc tách rời sẽ kém. Đặc biệt, cần lưu ý rằng có rất ít điện cảm song song với nhau. Vì điều này sẽ tạo ra các máy biến áp rỗng và gây nhiễu điện từ thông qua cảm ứng từ tương hỗ, khoảng cách giữa chúng phải bằng chiều cao và chiều rộng của ít nhất một trong số chúng. Tỷ lệ, hoặc thứ tự các góc nghiêng, để giảm thiểu cảm giác lẫn nhau của chúng.