Tin tức về PCB - Làm thế nào hệ thống RF và điện tử có thể sống hoà hợp trên cùng một PCB?

Làm thế nào mà hệ thống RF và điện tử có thể sống hòa hợp với nhau được? PCB?
Thiết bị tần số vô tuyến một-chip rất dễ dàng cho việc sử dụng trong lĩnh vực liên lạc không dây trong một khoảng cách nhất định.. Một kết nối liên kết không dây hoàn toàn có thể được hình thành bằng cách sử dụng một máy thu nhỏ và một ăng-ten thích hợp, kết hợp với thiết bị thu phát tín hiệu.. Chúng có thể được hợp nhất bảng mạch và được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như hệ thống truyền thông video và âm thanh điện tử., Hệ thống điều khiển từ xa không dây, Hệ thống nhận dữ liệu không dây, mạng không dây, và hệ thống an ninh không dây.

1 Potential contradictions between digital circuits and analog circuits

If the analog circuit (RF) and the digital circuit (microcontroller) work separately, họ có thể làm tốt, nhưng một khi hai cái được đặt lên cùng một bảng mạch và làm việc cùng nguồn điện, to àn bộ hệ thống có thể không ổn định . This is mainly because the digital signal frequently swings between the ground and the positive power supply (3V in size), và thời gian rất ngắn, thường ở cấp n. Do độ lớn hơn và thời gian chuyển đổi nhỏ hơn, những tín hiệu kỹ thuật số này chứa một số lượng lớn các thành phần tần số cao độc lập với tần số chuyển đổi. Trong phần tương tự, Tín hiệu được truyền từ dây cấu trúc ăng-ten đến bộ phận nhận của thiết bị không dây thông thường ít hơn cả l-206;. Do đó, the difference between the digital signal and the radio frequency signal will reach 10-6 (120dB). Rõ, nếu tín hiệu điện tử và tín hiệu tần số radio không thể phân chia tốt, tín hiệu tần số yếu có thể bị phá hủy.. Theo cách này, Áp suất hoạt động của thiết bị không dây sẽ xấu đi hoặc thậm chí thất bại hoàn to àn..

2 Các vấn đề chung của hệ thống RF và điện tử trên cùng PCB.

Không có cách ly các đường dây nhạy cảm và đường tín hiệu ồn ào là một vấn đề phổ biến.. Như đã đề cập, Tín hiệu kỹ thuật số có chấn động cao và chứa một số lượng lớn các điều hoà tần cao.. Nếu tín hiệu điện tử nối với Bảng PCB is adjacent to the sensitive analog signal, có thể kết hợp được các hỗn hợp.. The most sensitive nodes of RF devices are usually the loop filter circuit of the phase-locked loop (PLL), the external voltage-controlled oscillator (VCO) inductor, Tín hiệu tham khảo pha lê và thiết bị ăng-ten.. Những bộ phận này phải được điều khiển cẩn thận..

(1) Âm thanh cung cấp điện

Bởi vì tín hiệu nhập/xuất có một cái lắc chữ V, nên thường thì hệ thống điện được chấp nhận cho tiếng ồn cung cấp năng lượng (ít hơn 50mV). Hệ thống tương tự rất nhạy cảm với tiếng ồn cung cấp điện, đặc biệt với điện chập điện và các điều hòa tần cao. Do đó, dây điện trên máy điều khiển PCB chứa đường dây RF (hay các đường dây tương tự) phải cẩn thận hơn dây điện trên bảng mạch điện thường, và không nên có dây điện tự động. Tuy nhiên, phải lưu ý rằng cỗ máy điện tử (hay các mạch điện số khác) sẽ đột nhiên hút hầu hết dòng điện trong một khoảng thời gian ngắn trong mỗi vòng xoay đồng hồ nội bộ. Vì những thiết biểu tướng hiện được tạo ra với công nghệ CMYK. Do đó, giả sử một con tàu điện chạy với tần số đồng hồ nội bộ của 1MHz, nó sẽ rút điện (xung) từ nguồn cung cấp năng lượng tại tần số này. Nếu không có sự tách cắt nguồn điện thích hợp, nó sẽ gây ra một trục trặc điện thế hệ trên đường dây điện. Nếu những cái vòng điện thế này đạt tới các chốt nguồn cung cấp năng lượng của bộ phận RF của mạch, chúng có thể gây thất bại trong các trường hợp nghiêm trọng. Do đó, cần phải đảm bảo rằng dây điện tương tự bị tách khỏi vùng mạch điện số.

(2) Dây nền bất công

Tấm lòng mạch RF luôn có một lớp đất kết nối với điện cực âm của nguồn điện. Nếu nó không được xử lý đúng cách, có thể xảy ra vài hiện tượng lạ. Với một thiết kế mạch điện số, điều này có thể khó hiểu, bởi vì hầu hết các chức năng mạch số ảo hoạt động hoạt động tốt dù không có máy bay mặt đất. Trong băng tần số RF, ngay cả một sợi dây ngắn cũng giống như một cái máy kéo. Tính năng tự động cho từng mm là khoảng 1NH, và tính tự nhiên của một mạch 10mmPCB ở 434MB là khoảng gần 2669;1699. Nếu lớp dây nền không được sử dụng, hầu hết các dây nền sẽ dài hơn và mạch sẽ không thể đảm bảo các đặc tính thiết kế.

(3) Phóng xạ của ăng-ten với các bộ phận khác

Trong các mạch bao gồm tần số radio và các bộ phận khác, điều này thường bị bỏ qua. Ngoài phần RF, thường có nhiều mạch điện tử khác trên bảng. Ví dụ, nhiều bộ siêu pin đều có bộ điều chỉnh dữ liệu tương tự (ADC) để đo lượng điện và điện pin hay các thông số khác. Nếu ăng-ten của bộ phát sóng RF được đặt gần PCB (hay trên PCB này), thì tín hiệu tần số cao được phát ra có thể đạt tới nguồn dữ liệu tương tự của ADC. Đừng quên rằng các đường mạch có thể phát ra hay nhận t ín hiệu RF như là ăng-ten. Nếu giai đoạn nhập ADC không được xử lý thích đáng, thì tín hiệu RF có thể tự kích thích trong phần trưng bày của ESD từ ADC, gây ra sự lệch lạc ADC.

Tam Các giải pháp của đường mạch RF và điện tử trên cùng PCB.

Một số phương pháp thiết kế và kết nối thông thường trong hầu hết các ứng dụng RF được liệt kê bên dưới. Tuy nhiên, điều quan trọng hơn là phải tuân theo các hướng dẫn về thiết bị RF trong các ứng dụng thực tế.

Một máy bay mặt đất đáng tin cậy

Khi thiết kế một PCB với các thành phần RF, phải luôn được dùng một máy bay mặt đất đáng tin cậy. Mục đích của nó là thiết lập một điểm tiềm năng 0V hiệu quả trong vòng quay để dễ dàng tách rời mọi thiết bị. Trạm đầu tư chứa nguồn điện phải được nối trực tiếp với máy bay mặt đất này. Do trở ngại thấp của mặt đất, sẽ không có sự kết nối tín hiệu giữa hai nút đã tách ra. Rất quan trọng là độ lớn của nhiều tín hiệu trên bảng có thể khác nhau theo 120dB. Trên một PCB lắp ráp trên bề mặt, mọi dây dẫn tín hiệu đều ở cùng một mặt của bề mặt lắp ráp thành phần, và lớp đất nằm ở mặt đối diện. Máy bay mặt đất lý tưởng bao gồm toàn bộ PCB (trừ bên dưới trụ sở PCB). Nếu dùng một loại PCB có nhiều hơn hai lớp, thì lớp đất sẽ được đặt trên lớp kế tiếp lớp phát tín hiệu (như lớp dưới bề mặt thành phần). Một phương pháp tốt khác là lấp đầy phần trống của lớp dây dẫn tín hiệu bằng máy bay mặt đất. Các máy bay mặt đất phải được nối với máy bay chính bằng nhiều cầu. Phải lưu ý là sự tồn tại của điểm cơ bản sẽ làm thay đổi tính chất tự nhiên gần đó, nên việc chọn giá trị tự nhiên và vị trí của tính tự nhiên phải được cân nhắc cẩn thận.

(2) Tăng cự ly kết nối với máy bay mặt đất

Tất cả các kết nối với mặt đất phải ngắn nhất có thể, và cầu đáp phải được đặt (hoặc rất gần) các miếng đệm thành phần. Đừng bao giờ để hai tín hiệu mặt đất chia sẻ đất. Điều này có thể gây ra trò chuyện chéo giữa hai cái đệm do cản kết nối thông qua.

(3) Cắt ngang RF

Các tụ điện tách rời nên được đặt càng gần các chốt càng tốt, và các tụ điện nên được dùng để tách ra tại mỗi chốt cần tách ra. Sử dụng tụ điện gốm chất lượng cao, loại giá trị cực tốt nhất là "NPRO". "X7R" cũng có thể hoạt động tốt trong hầu hết các ứng dụng. Sự lựa chọn lý tưởng của giá trị tụ điện sẽ làm cho chuỗi cộng hưởng bằng tần số tín hiệu. Ví dụ, ở 434MHz, tụ điện 100pF lắp đặt SMD sẽ hoạt động tốt. Với tần số này, phản ứng điện của tụ điện khoảng 42;169;, và phản ứng tự động của đường cũng nằm trong cùng phạm vi. Các tụ điện chuỗi và vias tạo một bộ lọc lượng tử cho tần số tín hiệu, để nó có thể được tách ra hiệu quả. Ở 868MHz, một tụ điện 33pF là một lựa chọn lý tưởng. Ngoài tụ điện giá trị nhỏ cho việc tách cắt RF, cũng nên đặt một tụ điện giá trị lớn vào đường dây điện để tách ra tần số thấp. Bạn có thể chọn một 2.2\ 206;\ 188;= f gốm hay 10 206; 188;F lượng tiền điện.

(4) Dây dẫn Ngôi sao cung cấp điện

Dây dẫn Ngôi sao là một kỹ thuật được biết đến trong thiết kế mạch tương tự (như được hiển thị trong hình số 1). Dây dẫn sao cho mỗi mô- đun trên bảng mạch có một đường dây cung cấp năng lượng riêng từ điểm cung cấp điện chung. Trong trường hợp này, dây dẫn sao có nghĩa là bộ phận điện số và bộ phận RF của đường dây nên có nguồn điện riêng, và những đường dây điện này nên được tách ra ở gần bộ phận xung điện ngầm. Đây là một cách hiệu quả để tách nhiễu cung cấp năng lượng ra khỏi phần kỹ thuật số và phần RF. Nếu một mô- đun có nhiễu nghiêm trọng được đặt trên cùng một bảng mạch, một cái kìm (bi nam châm) hay một số kháng cự nhỏ (10\ 206; 169;) có thể được kết nối liên tục giữa dòng điện và mô- đun, và một tụ điện tương đương ít nhất là 10\ 206;* 188;} F phải được dùng cho các mô- đun tách tách ra nguồn điện. Những mô- đun này là trình điều khiển CHúng 232, hoặc Bộ điều chỉnh nguồn điện.

(5) Arrange Bố trí PCB reasonably

Để giảm sự can thiệp từ mô- đun ồn ào và các bộ phận tương tự xung quanh, sự sắp đặt của mỗi mô- đun mạch trên bảng là quan trọng. Luôn giữ các mô- đun nhạy cảm (bộ phận RF và ăng-ten) tránh xa các mô- đun nhiễu (bộ xoay điện và bộ điều khiển RM 232) để tránh nhiễu.

(6) Che chắn tác động của tín hiệu RF trên các bộ phận khác.

Như đã nói, tín hiệu RF sẽ gây nhiễu với các mô- đun xung mạch tương tự nhạy cảm như ADC khi được gửi. Hầu hết các vấn đề xảy ra trong các dây tần số hoạt động thấp (như 27 Hz) và mức năng lượng cao. Đó là một cách thiết kế tốt để kết nối một tụ điện tách cắt RF (1000pF) với điểm nhạy cảm tách ra.

(7) Đặc biệt đối với ăng-ten vòng trên tàu

Có thể lắp ăng-ten PCB. So với ăng ten đánh roi truyền thống, nó không chỉ tiết kiệm khoảng trống và chi phí sản xuất, nhưng cũng ổn định và đáng tin cậy hơn trong cơ chế. Thông thường, Thiết kế ăng-ten vòng được áp dụng với độ rộng băng hẹp tương đối., Giúp ngăn chặn tín hiệu mạnh không mong muốn để không gây trở ngại với máy thu phát.. It should be noted that loop antennas (just like all other antennas) may receive noise capacitively coupled by nearby noise signal lines. Nó sẽ can thiệp vào máy thu và cũng có thể ảnh hưởng tới sự thay đổi của bộ phát.. Do đó, bạn không được đặt các đường dây tín hiệu điện tử gần ăng-ten., và nó được đề nghị giữ không gian xung quanh ăng-ten.. Bất cứ vật thể nào gần ăng-ten sẽ là một phần của mạng âm thanh., which will cause the antenna tuning to deviate from the expected frequency point and reduce the transmission and reception radiation range (distance). Cho mọi kiểu ăng-ten, attention must be paid to the fact that the shell (outer packaging) of the bảng mạch có thể ảnh hưởng tới độ âm thanh ăng-ten.. Cùng một lúc, Cần cẩn thận để gỡ bỏ máy bay mặt đất ở vùng ăng-ten., nếu không ăng-ten không hoạt động được hiệu quả..
(8) Connection of bảng mạch
Nếu là cable is used to connect the RF bảng mạch cho một hệ thống điện tử bên ngoài, Phải dùng dây xoắn đôi. Each signal wire must be twisted with the GND wire (DIN/GND, DOUTComment/GND, CS/GND, TẬP ĐOÀN KHÔNG/GND). Nhớ kết nối RF bảng mạch và chương trình kỹ thuật số bảng mạch với dây GND của sợi cáp xoắn đôi, và độ dài của sợi cáp phải ngắn nhất có thể.. Hệ thống cung cấp năng lượng cho RF. bảng mạch must also be twisted with GND (VDD/GND).