Công nghệ PCB - Điện thoại di động RF PCB bố trí dây kinh nghiệm Tóm tắt

Với sự xuất hiện của một loạt các thiết bị Bluetooth, điện thoại di động và kỷ nguyên 3G và 4G, các kỹ sư đang ngày càng chú ý đến các kỹ thuật thiết kế của mạch tần số vô tuyến. Thiết kế bảng tần số vô tuyến (RF) thường được mô tả là "nghệ thuật đen" vì về mặt lý thuyết vẫn còn nhiều điều không chắc chắn, nhưng quan điểm này chỉ đúng một phần. Thiết kế bảng RF cũng có nhiều hướng dẫn có thể được tuân theo và các quy tắc không nên bỏ qua.

Tuy nhiên, trong thiết kế thực tế, kỹ năng thực tế thực sự là làm thế nào để thỏa hiệp các nguyên tắc và quy tắc này khi chúng không thể được thực hiện chính xác do các ràng buộc thiết kế khác nhau. Tất nhiên, có rất nhiều chủ đề thiết kế RF quan trọng để thảo luận, bao gồm kết hợp trở kháng và trở kháng, vật liệu cách nhiệt và laminate, bước sóng và sóng đứng, tất cả đều có tác động lớn đến EMC và EMI của điện thoại. Dưới đây là tóm tắt các điều kiện phải được đáp ứng khi thiết kế bố cục RF PCB của điện thoại di động:

Cách ly bộ khuếch đại tần số vô tuyến công suất cao (HPA) và bộ khuếch đại tiếng ồn thấp (LNA) càng nhiều càng tốt. Tóm lại, giữ cho mạch phát RF công suất cao tránh xa mạch thu RF công suất thấp. Điện thoại có rất nhiều tính năng và thành phần, nhưng có rất ít không gian PCB. Đồng thời, tất cả những điều này đòi hỏi kỹ năng thiết kế tương đối cao, có tính đến những hạn chế cao nhất của quy trình thiết kế dây. Tại thời điểm này, có thể cần phải thiết kế bốn đến sáu lớp PCB để chúng hoạt động luân phiên thay vì đồng thời. Các mạch công suất cao đôi khi cũng có thể bao gồm bộ đệm RF và bộ dao động điều khiển áp suất (VCO). Hãy chắc chắn rằng có ít nhất một miếng đầy đủ của pad trong khu vực năng lượng cao trên PCB. Tốt nhất là không có lỗ trên đó. Tất nhiên, càng nhiều miếng đồng càng tốt. Tín hiệu analog nhạy cảm nên được giữ càng xa tín hiệu kỹ thuật số tốc độ cao và tín hiệu tần số vô tuyến càng tốt.

1.2 Phân vùng thiết kế có thể được chia thành phân vùng vật lý và phân vùng điện. Phân vùng vật lý chủ yếu liên quan đến việc bố trí, định hướng và che chắn các thành phần; Phân vùng điện có thể được chia thành phân vùng phân phối, phân vùng dây RF, phân vùng mạch và tín hiệu nhạy cảm, phân vùng nối đất, v.v.

1.2.1 Phân vùng vật lý Bố trí phần tử là chìa khóa để đạt được thiết kế RF vượt trội. Kỹ thuật hiệu quả nhất là trước tiên cố định các thành phần trên đường dẫn RF và điều chỉnh hướng của chúng để giảm thiểu chiều dài của đường dẫn RF, giữ đầu vào ra khỏi đầu ra và tách các mạch công suất cao và thấp nhất có thể.

Phương pháp xếp chồng bảng mạch hiệu quả nhất là bố trí mặt đất chính (mặt đất chính) ở lớp thứ hai bên dưới lớp bề mặt và đi bộ càng nhiều đường RF trên lớp bề mặt càng tốt. Giảm thiểu kích thước quá lỗ trên đường dẫn RF không chỉ làm giảm độ tự cảm của đường đi mà còn làm giảm các điểm hàn giả trên mặt đất chính và giảm cơ hội rò rỉ năng lượng RF đến các khu vực khác trong laminate. Trong không gian vật lý, các mạch tuyến tính như bộ khuếch đại đa cấp thường đủ để cô lập nhiều vùng RF với nhau, nhưng các bộ song công, bộ trộn và bộ khuếch đại/bộ trộn luôn có nhiều tín hiệu RF/if can thiệp lẫn nhau, vì vậy hiệu ứng này phải được giảm thiểu cẩn thận.

1.2.2 Việc định tuyến tần số vô tuyến và tần số trung bình phải được giao nhau càng nhiều càng tốt và được ngăn cách bằng một mảnh đất nếu có thể. Đường dẫn RF chính xác rất quan trọng đối với hiệu suất của toàn bộ PCB, đó là lý do tại sao bố trí thành phần thường chiếm phần lớn thời gian trong thiết kế PCB của điện thoại di động. Trong thiết kế PCB điện thoại di động, thường có thể đặt mạch khuếch đại tiếng ồn thấp ở một bên của PCB, bộ khuếch đại công suất cao ở phía bên kia và cuối cùng kết nối thông qua bộ song công với ăng-ten ở đầu RF và đầu bộ xử lý băng cơ sở ở cùng một bên. Một số kỹ năng cần thiết để đảm bảo rằng thông qua lỗ không chuyển năng lượng RF từ một bên của tấm sang bên kia. Một kỹ thuật phổ biến là sử dụng các lỗ mù ở cả hai bên. Bằng cách sắp xếp các lỗ thông qua trong một khu vực không có nhiễu RF ở cả hai bên của PCB, tác động bất lợi của việc vượt qua lỗ có thể được giảm thiểu. Đôi khi không thể đảm bảo sự cô lập đầy đủ giữa nhiều khối mạch. Trong trường hợp này, việc sử dụng lá chắn kim loại phải được xem xét để che chắn năng lượng RF trong khu vực RF. Tấm chắn kim loại phải được hàn trên mặt đất và giữ khoảng cách thích hợp với các thành phần. Do đó, nó cần phải chiếm không gian PCB có giá trị. Điều quan trọng là phải đảm bảo tính toàn vẹn của vỏ bọc càng nhiều càng tốt. Các đường tín hiệu kỹ thuật số đi vào lá chắn kim loại phải đi qua lớp bên trong càng nhiều càng tốt, lớp PCB bên dưới lớp dây là lớp này. Các đường tín hiệu RF có thể được dẫn ra từ các khoảng trống nhỏ ở dưới cùng của lá chắn kim loại và các lớp dây tại các khoảng trống mặt đất, nhưng chúng nên được phân phối xung quanh các khoảng trống càng nhiều càng tốt, và mặt đất trên các lớp khác nhau có thể được kết nối với nhau thông qua nhiều lỗ quá mức.

1.2.3 Việc tách rời công suất chip thích hợp và hiệu quả cũng rất quan trọng. Nhiều chip RF tích hợp với các đường dây tuyến tính rất nhạy cảm với tiếng ồn nguồn. Thông thường, mỗi chip cần tối đa bốn tụ điện và một cuộn cảm cách ly để đảm bảo tất cả tiếng ồn nguồn được lọc ra. Mạch tích hợp hoặc bộ khuếch đại thường có đầu ra rò rỉ mở, do đó cần cuộn cảm kéo lên để cung cấp tải RF trở kháng cao và nguồn DC trở kháng thấp. Nguyên tắc tương tự cũng áp dụng cho việc tách nguồn điện ở đầu cuộn cảm. Một số chip đòi hỏi nhiều nguồn điện để hoạt động, vì vậy có thể cần hai đến ba bộ tụ điện và cuộn cảm để tách riêng. Các cuộn cảm hiếm khi được kết nối song song với nhau, vì nó tạo thành một máy biến áp rỗng và cảm nhận tín hiệu nhiễu lẫn nhau, do đó khoảng cách giữa chúng phải bằng chiều cao của ít nhất một trong các thiết bị hoặc được sắp xếp theo các góc vuông để giảm thiểu cảm biến lẫn nhau.

1.2.4 Các nguyên tắc của phân vùng điện về cơ bản giống như phân vùng vật lý, nhưng cũng bao gồm một số yếu tố khác. Một số bộ phận của điện thoại có điện áp hoạt động khác nhau và được điều khiển bởi phần mềm để kéo dài tuổi thọ của pin. Điều này có nghĩa là điện thoại cần chạy nhiều nguồn điện, gây ra nhiều vấn đề hơn cho việc cách ly. Nguồn điện thường được đưa vào từ đầu nối và tách ra ngay lập tức để lọc bất kỳ tiếng ồn nào từ bên ngoài bảng và sau đó được phân phối sau khi đi qua một bộ công tắc hoặc bộ điều chỉnh. Hầu hết các mạch trên điện thoại di động PCB có dòng điện DC nhỏ, vì vậy chiều rộng dây thường không phải là vấn đề. Tuy nhiên, đối với nguồn cung cấp cho bộ khuếch đại công suất cao, các dây dòng điện lớn rộng nhất có thể phải được định tuyến riêng để giảm thiểu sự sụt giảm điện áp truyền tải. Để tránh mất quá nhiều dòng điện, cần phải sử dụng nhiều lỗ để truyền dòng điện từ lớp này sang lớp khác. Ngoài ra, nếu không thể tách rời hoàn toàn ở đầu chân nguồn của bộ khuếch đại công suất cao, tiếng ồn công suất cao sẽ tỏa ra toàn bộ bảng và gây ra nhiều vấn đề khác nhau. Việc nối đất của bộ khuếch đại công suất cao là rất quan trọng và thường cần thiết kế lá chắn kim loại cho chúng. Trong hầu hết các trường hợp, điều quan trọng là phải đảm bảo đầu ra RF cách xa đầu vào RF. Điều này cũng áp dụng cho bộ khuếch đại, bộ đệm và bộ lọc. Trong trường hợp xấu nhất, bộ khuếch đại và bộ đệm có thể tạo ra dao động tự kích thích nếu đầu ra của chúng được phản hồi lại đầu vào của chúng ở pha và biên độ thích hợp. Tốt nhất, chúng sẽ có thể hoạt động ổn định ở mọi nhiệt độ và điện áp. Trên thực tế, chúng có thể trở nên không ổn định và thêm tín hiệu nhiễu và điều chế lẫn nhau vào tín hiệu RF. Nếu đường tín hiệu RF phải được cuộn lại từ đầu vào của bộ lọc đến đầu ra, điều này có thể làm hỏng đáng kể các đặc tính băng thông của bộ lọc. Để cô lập tốt đầu vào và đầu ra, một vòng nối đất phải được bố trí xung quanh bộ lọc, sau đó là một mảnh nối đất ở khu vực thấp hơn của bộ lọc và kết nối với mặt đất chính xung quanh bộ lọc. Đây cũng là một cách tuyệt vời để giữ cho các đường tín hiệu cần đi qua bộ lọc càng xa chân bộ lọc càng tốt.

Ngoài ra, việc nối đất của tất cả các bộ phận trên toàn bộ bảng phải được thực hiện rất cẩn thận, nếu không các kênh ghép nối sẽ được giới thiệu. Đôi khi có thể chọn đường tín hiệu RF đơn hoặc cân bằng. Các nguyên tắc của nhiễu chéo và EMC/EMI cũng áp dụng cho điều này. Cân bằng các đường tín hiệu RF có thể làm giảm nhiễu và nhiễu chéo nếu được định tuyến chính xác, nhưng chúng thường có trở kháng tương đối cao và có thể khó duy trì độ rộng đường hợp lý để có được nguồn tín hiệu phù hợp với trở kháng, định tuyến và tải. Bộ đệm có thể được sử dụng để tăng hiệu quả cách ly vì nó có thể chia tín hiệu giống nhau thành hai phần và điều khiển các mạch khác nhau. Đặc biệt, bộ dao động cục bộ có thể cần bộ đệm để điều khiển nhiều bộ trộn. Khi bộ trộn đạt đến trạng thái cô lập chế độ chung ở tần số RF, nó sẽ không hoạt động bình thường. Bộ đệm có thể cô lập tốt sự thay đổi trở kháng ở các tần số khác nhau để các mạch không can thiệp với nhau. Buffer rất hữu ích cho thiết kế. Chúng có thể đi theo mạch được điều khiển chặt chẽ, vì vậy các đường đầu ra công suất cao rất ngắn. Vì bộ đệm có mức tín hiệu đầu vào tương đối thấp, chúng không dễ gây nhiễu cho các mạch khác trên bảng. Bộ dao động điều khiển bằng điện áp (VCO) có thể chuyển đổi điện áp thay đổi thành tần số thay đổi để chuyển đổi kênh tốc độ cao, nhưng chúng cũng có thể chuyển đổi tiếng ồn theo dõi trên điện áp điều khiển thành thay đổi tần số nhỏ, làm tăng tiếng ồn cho tín hiệu RF.

1.2.5 Để đảm bảo tiếng ồn không tăng, cần phải xem xét các khía cạnh sau: Thứ nhất, băng thông dự kiến của đường điều khiển có thể nằm trong khoảng từ DC đến 2MHz, loại bỏ tiếng ồn băng thông rộng này bằng bộ lọc gần như không thể; Thứ hai, đường điều khiển VCO thường là một phần của vòng phản hồi để kiểm soát tần số. Nó có thể gây ra tiếng ồn ở nhiều nơi. Do đó, các đường dây điều khiển VCO phải được xử lý rất cẩn thận. Đảm bảo rằng mặt đất bên dưới dây RF được gắn chắc chắn và tất cả các thành phần được gắn chắc chắn vào mặt đất chính và được cách ly khỏi các dây khác có thể gây ra tiếng ồn. Ngoài ra, để đảm bảo nguồn điện của VCO đã được tách rời hoàn toàn, vì đầu ra RF của VCO có xu hướng ở mức tương đối cao, tín hiệu đầu ra của VCO có thể dễ dàng can thiệp vào các mạch khác, do đó phải đặc biệt chú ý đến VCO. Trên thực tế, VCO thường được đặt ở cuối khu vực RF và đôi khi nó cần một tấm chắn kim loại. Mạch cộng hưởng (một cho máy phát và một cho máy thu) có liên quan đến VCO, nhưng nó cũng có những đặc điểm riêng. Tóm lại, mạch cộng hưởng là mạch cộng hưởng song song với điốt điện dung, giúp thiết lập tần số hoạt động của VCO và điều chỉnh giọng nói hoặc dữ liệu thành tín hiệu RF. Nguyên tắc thiết kế của tất cả các VCO cũng áp dụng cho các mạch cộng hưởng. Bởi vì mạch cộng hưởng chứa khá nhiều thành phần, có một khu vực phân phối rộng trên bảng và thường hoạt động ở tần số RF cao, mạch cộng hưởng thường rất nhạy cảm với tiếng ồn. Các tín hiệu thường được bố trí trên các chân liền kề của chip, nhưng các chân tín hiệu này cần phải cộng tác với các cuộn cảm và tụ điện tương đối lớn để hoạt động, do đó yêu cầu vị trí của các cuộn cảm này phải gần nhau và được kết nối trở lại vòng điều khiển nhạy cảm với tiếng ồn. Sẽ không dễ dàng gì đâu.

Bộ khuếch đại điều khiển tăng tự động (AGC) cũng là một vấn đề dễ dàng. Sẽ có bộ khuếch đại AGC trong cả mạch phát và mạch nhận. Bộ khuếch đại AGC thường có thể lọc tiếng ồn một cách hiệu quả. Tuy nhiên, vì điện thoại di động có khả năng xử lý những thay đổi nhanh chóng về cường độ tín hiệu truyền và nhận, mạch AGC cần phải có băng thông khá rộng, cho phép bộ khuếch đại AGC trong một số mạch quan trọng dễ dàng gây nhiễu. Mạch AGC phải được thiết kế phù hợp với công nghệ thiết kế mạch tương tự tốt, liên quan đến các chân đầu vào ngắn và đường phản hồi ngắn của bộ khuếch đại hoạt động, cả hai đều phải được định tuyến cách xa các tín hiệu kỹ thuật số tần số vô tuyến, trung bình hoặc tốc độ cao. Tương tự, nối đất tốt cũng không thể thiếu, nguồn điện của chip phải tách rời rất tốt. Nếu cần phải vẽ một đường dài ở đầu vào hoặc đầu ra, tốt nhất là vẽ ở đầu ra. Thông thường, đầu ra có trở kháng thấp hơn nhiều và không dễ gây ra tiếng ồn. Thông thường, mức tín hiệu càng cao, bạn càng dễ dàng đưa tiếng ồn vào các mạch khác. Trong tất cả các thiết kế PCB, đó là một nguyên tắc chung để giữ mạch kỹ thuật số càng xa mạch analog càng tốt và điều này cũng áp dụng cho thiết kế PCB RF. Việc nối đất mô phỏng chung và nối đất được sử dụng để che chắn và tách các đường tín hiệu thường quan trọng như nhau. Do đó, điều quan trọng là phải lập kế hoạch cẩn thận, bố trí thành phần toàn diện và bố trí kỹ lưỡng * ước tính trong giai đoạn đầu của thiết kế. Tương tự, các đường RF nên tránh xa các đường analog và một số tín hiệu kỹ thuật số quan trọng. Tất cả các dây RF, pad và cụm phải được lấp đầy bằng đồng mặt đất càng nhiều càng tốt và được kết nối với mặt đất chính càng tốt. Nếu định tuyến RF phải đi qua đường tín hiệu, hãy thử đặt một lớp nối đất dọc theo định tuyến RF kết nối với mặt đất chính. Nếu điều đó là không thể, hãy chắc chắn rằng họ vượt qua để giảm thiểu khớp nối điện dung. Đồng thời, phân phối càng nhiều mặt đất xung quanh mỗi đường RF càng tốt và kết nối chúng với mặt đất chính. Ngoài ra, việc giảm thiểu khoảng cách giữa các tuyến RF song song có thể giảm thiểu khớp nối tự cảm. Sự cô lập hoạt động tốt nhất khi toàn bộ sàn nối rắn được đặt trực tiếp trên lớp đầu tiên bên dưới lớp bề mặt, mặc dù các phương pháp khác cũng có thể được sử dụng khi thiết kế kín đáo. Trên mỗi lớp của bảng mạch PCB, đặt càng nhiều mặt đất càng tốt và kết nối nó với mặt đất chính. Định vị hệ thống dây điện càng gần càng tốt để tăng số lượng lô trong lớp tín hiệu và phân phối bên trong và điều chỉnh hệ thống dây điện một cách thích hợp để các kết nối nối đất có thể được bố trí qua các lỗ trên bề mặt. Nên tránh tạo ra các kết nối đất tự do trên lớp PCB, vì chúng có thể nhặt hoặc tiêm tiếng ồn giống như ăng-ten nhỏ. Trong hầu hết các trường hợp, nếu bạn không thể kết nối chúng với vị trí chính, bạn nên loại bỏ chúng.

1.3 Trong thiết kế PCB điện thoại di động, cần chú ý đến các khía cạnh sau:

1.3.1 Xử lý dây điện và dây mặt đất

Ngay cả khi hệ thống dây điện trong toàn bộ bo mạch PCB được hoàn thành tốt, sự can thiệp do thiếu cân nhắc về nguồn điện và dây mặt đất có thể làm giảm hiệu suất của sản phẩm và đôi khi thậm chí ảnh hưởng đến tỷ lệ thành công của sản phẩm. Do đó, hệ thống dây điện và dây nối đất cần được thực hiện nghiêm túc, giảm thiểu nhiễu tiếng ồn do dây điện và dây nối đất tạo ra để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Mọi kỹ sư làm việc trong lĩnh vực thiết kế điện tử đều hiểu nguyên nhân gây ra tiếng ồn giữa dây mặt đất và dây điện. Bây giờ chỉ mô tả giảm tiếng ồn ức chế:

(1) Việc tăng điện dung ghép nối giữa nguồn điện và dây mặt đất được biết đến rộng rãi.

(2) Chiều rộng của dây nguồn và dây mặt đất nên được mở rộng càng nhiều càng tốt, tốt nhất là dây mặt đất rộng hơn chiều rộng của dây nguồn, mối quan hệ của chúng là: dây mặt đất>dây nguồn>dây tín hiệu. Nói chung, chiều rộng dây tín hiệu là 0,2~0,3mm, chiều rộng mỏng nhất có thể đạt 0,05~0,07mm, và dây nguồn là 1,2~2,5mm. Đối với PCB của mạch kỹ thuật số, có thể sử dụng dây mặt đất rộng để hình thành mạch, tức là hình thành mạng lưới mặt đất (nối đất của mạch analog không thể được sử dụng theo cách này)

(3) Sử dụng một khu vực rộng lớn của các lớp đồng làm dây nối đất và kết nối những nơi không được sử dụng trên bảng in với mặt đất làm dây nối đất. Bạn cũng có thể làm thành bảng nhiều tầng, nguồn điện và đường đất lần lượt chiếm dụng một tầng.

1.3.2 Xử lý nối đất chung cho mạch kỹ thuật số và mạch analog

Ngày nay, nhiều PCB không còn là các mạch chức năng đơn lẻ (kỹ thuật số hoặc analog) mà bao gồm một hỗn hợp của các mạch kỹ thuật số và analog. Do đó, cần phải xem xét sự can thiệp lẫn nhau giữa chúng, đặc biệt là đối với các đường mặt đất. Tần số của mạch kỹ thuật số cao và độ nhạy của mạch analog mạnh. Đối với đường tín hiệu, đường tín hiệu tần số cao càng xa các thiết bị mạch analog nhạy cảm càng tốt. Đối với dây nối đất, toàn bộ PCB chỉ có một nút ra bên ngoài, vì vậy các vấn đề về nối đất công cộng kỹ thuật số và analog phải được xử lý bên trong PCB. Trong thực tế, mặt đất kỹ thuật số và mặt đất tương tự trong bảng là riêng biệt, chúng không được kết nối với nhau và chỉ ở giao diện của PCB với thế giới bên ngoài (như phích cắm, v.v.). Có một mạch ngắn giữa mặt đất kỹ thuật số và mặt đất tương tự. Lưu ý rằng chỉ có một điểm kết nối. Một số không phổ biến trên PCB, tùy thuộc vào thiết kế hệ thống.

B5-03=giá trị thông số Ki, (cài 3)

Khi định tuyến các tấm in nhiều lớp, không có nhiều dòng còn lại trong lớp đường tín hiệu. Thêm nhiều lớp tạo ra chất thải, tăng khối lượng công việc sản xuất nhất định và tăng chi phí cho phù hợp. Để giải quyết mâu thuẫn này, hãy xem xét việc nối dây trên các lớp điện (nối đất). Nên xem xét tầng lớp quyền lực trước, sau đó mới xem xét tầng lớp. Bởi vì tốt nhất là duy trì tính toàn vẹn của địa tầng.

1.3.4 Xử lý chân nối dây khu vực rộng

Trong một khu vực rộng lớn của mặt đất (điện), chân của các thành phần phổ biến được kết nối với nó, đòi hỏi phải xem xét tích hợp việc xử lý các chân kết nối. Về tính chất điện, các miếng đệm của chân phụ kiện được kết nối hoàn toàn với bề mặt đồng, nhưng có một số rủi ro bất lợi trong quá trình hàn và lắp ráp các yếu tố như: 1. Hàn đòi hỏi một máy sưởi công suất cao. 2. Dễ gây hàn giả. Do đó, có tính đến hiệu suất điện và nhu cầu xử lý, một tấm lót hình chữ thập, được gọi là tấm cách nhiệt, thường được gọi là tấm cách nhiệt, đã được thực hiện. Bằng cách này, có thể làm giảm đáng kể khả năng tạo ra các điểm hàn giả trong quá trình hàn do tản nhiệt quá mức của phần. Bàn chân nối đất (nối đất) của tấm nhiều lớp được xử lý giống nhau.

1.3.5 Chức năng của hệ thống mạng trong hệ thống dây điện

Trong nhiều hệ thống CAD, định tuyến được xác định dựa trên hệ thống mạng. Mặc dù lưới điện quá dày đặc và đường dẫn tăng lên, các bước quá nhỏ và khối lượng dữ liệu quá lớn trong lĩnh vực bản đồ chắc chắn sẽ đặt ra yêu cầu cao hơn về không gian lưu trữ của thiết bị và ảnh hưởng lớn đến tốc độ hoạt động của thiết bị điện tử máy tính mục tiêu. Một số đường dẫn không hiệu quả, chẳng hạn như bị chiếm bởi các tấm lót cho chân của phần tử hoặc các lỗ gắn và cố định. Lưới quá thưa thớt và quá ít đường dẫn có ảnh hưởng lớn đến tỷ lệ phân phối. Do đó, cần có một hệ thống lưới dày đặc và hợp lý để hỗ trợ hệ thống dây điện. Khoảng cách giữa các thanh chống của các thành viên tiêu chuẩn là 0,1 inch (2,54mm), vì vậy cơ sở của hệ thống lưới thường được đặt ở mức 0,1 inch hoặc nhỏ hơn 0,1 inch, ví dụ: 0,05 inch, 0,025 inch, 0,02 inch, v.v.

1.4 Mẹo và phương pháp thiết kế PCB tần số cao như sau:

1.4.1 Góc 45 ° nên được sử dụng ở góc của đường truyền để giảm tổn thất trở lại

1.4.2 Bảng mạch cách nhiệt hiệu suất cao được kiểm soát chặt chẽ theo cấp phải được áp dụng với giá trị hằng số cách nhiệt. Phương pháp này có lợi cho việc quản lý hiệu quả các trường điện từ giữa vật liệu cách nhiệt và hệ thống dây điện liền kề.

1.4.3 Đặc điểm kỹ thuật thiết kế PCB khắc độ chính xác cao nên được cải thiện. Xem xét việc chỉ định sai số chiều rộng xe buýt+/- 0,0007 inch, quản lý các đường cắt đáy và mặt cắt ngang của hình dạng dây và chỉ định các điều kiện mạ cho tường bên của dây. Quản lý tổng thể các hình dạng hình học của dây (dây dẫn) và bề mặt phủ là rất quan trọng để giải quyết các vấn đề về hiệu ứng da liên quan đến tần số vi sóng và đạt được các thông số kỹ thuật này.

1.4.4 Các dây dẫn nhô ra có cảm ứng vòi và nên tránh các yếu tố có dây dẫn. Trong môi trường tần số cao, các thành phần gắn trên bề mặt được ưu tiên.

1.4.5 Đối với tín hiệu quá lỗ, cần tránh sử dụng quá trình xử lý quá lỗ (PTH) trên các tấm nhạy cảm, vì quá trình này có thể dẫn đến cảm ứng dây dẫn tại quá lỗ.

1.4.6 Cung cấp đủ đất Các địa tầng này nên được kết nối bằng cách sử dụng các lỗ đúc để ngăn chặn ảnh hưởng của trường điện từ 3D lên bảng.

1.4.7 Quá trình mạ niken hoặc mạ vàng không điện phân nên được lựa chọn và không được mạ bằng phương pháp HASL. Bề mặt mạ này có thể cung cấp hiệu ứng da tốt hơn cho dòng điện tần số cao (Hình 2). Ngoài ra, lớp phủ có thể hàn cao này đòi hỏi ít chì hơn, giúp giảm ô nhiễm môi trường.

1.4.8 Lớp hàn kháng có thể ngăn chặn dòng chảy của dán hàn. Tuy nhiên, do sự không chắc chắn về độ dày và sự không chắc chắn về tính chất cách nhiệt, toàn bộ bề mặt tấm được bao phủ bởi vật liệu hàn kháng, điều này sẽ dẫn đến những thay đổi lớn về năng lượng điện từ trong thiết kế vi dải. Thông thường, một đập hàn được sử dụng như một lớp kháng hàn. Trường điện từ. Trong trường hợp này, chúng tôi quản lý chuyển đổi từ microband sang cáp đồng trục. Trong cáp đồng trục, các lớp hình thành được đan xen vòng và cách nhau đều. Trong microband, mặt phẳng mặt đất nằm bên dưới đường hoạt động. Điều này giới thiệu một số hiệu ứng biên cần được hiểu, dự đoán và xem xét trong thiết kế. Tất nhiên, sự không phù hợp này cũng có thể dẫn đến tổn thất ngược. Sự không phù hợp này phải được giảm thiểu để tránh nhiễu và nhiễu tín hiệu.

1.5 Thiết kế EMC

Khả năng tương thích điện từ đề cập đến khả năng của các thiết bị điện tử để phối hợp hoạt động hiệu quả trong một loạt các môi trường điện từ. EMC được thiết kế để làm cho các thiết bị điện tử không chỉ có thể ức chế tất cả các loại nhiễu bên ngoài, làm cho các thiết bị điện tử hoạt động bình thường trong một môi trường điện từ cụ thể, mà còn làm giảm nhiễu điện từ của các thiết bị điện tử khác.

1.5.1 Chọn chiều rộng dây hợp lý

Vì sự xáo trộn tác động của dòng điện thoáng qua đối với dây in chủ yếu là do độ điện cảm của dây in, hệ số cảm ứng của dây in nên được giảm càng nhiều càng tốt. Điện cảm của dây in tỷ lệ thuận với chiều dài của nó và tỷ lệ nghịch với chiều rộng. Do đó, dây ngắn và chính xác có lợi cho việc ngăn chặn nhiễu. Các dây tín hiệu của đồng hồ dẫn, trình điều khiển hàng hoặc trình điều khiển xe buýt thường mang dòng điện thoáng qua lớn và dây in phải ngắn nhất có thể. Đối với mạch linh kiện tách, yêu cầu có thể được đáp ứng đầy đủ khi chiều rộng dòng in khoảng 1,5mm; Đối với mạch tích hợp, chiều rộng của dây in có thể được lựa chọn giữa 0,2~1,0mm.

1.5.2 Sử dụng chiến lược dây điện phù hợp

Việc sử dụng hệ thống dây điện bằng nhau có thể làm giảm cảm ứng dây dẫn, nhưng khả năng tương tác và phân phối điện dung giữa các dây dẫn sẽ tăng lên. Nếu bố cục cho phép, tốt nhất là sử dụng cấu trúc cáp mạng có hình dạng tốt. Phương pháp cụ thể là định tuyến một bên của tấm in theo chiều ngang và bên kia theo chiều dọc, sau đó kết nối với lỗ kim loại tại lỗ chéo.

1.5.3 Để ngăn chặn nhiễu xuyên âm giữa các dây dẫn tấm in, trong thiết kế dây cáp nên tránh các dây có đường kính bằng nhau khoảng cách dài nhất có thể, khoảng cách giữa các dây nên được kéo ra càng xa càng tốt, và các dây tín hiệu, dây mặt đất và dây nguồn phải càng xa càng tốt. Thiết lập các đường in nối đất giữa một số đường tín hiệu rất nhạy cảm với nhiễu có thể ức chế nhiễu xuyên âm một cách hiệu quả.

1.5.4 Để tránh phát ra bức xạ điện từ khi tín hiệu tần số cao đi qua đường in, cần lưu ý những điểm sau khi định tuyến bảng mạch in:

(1) Cần giảm thiểu sự gián đoạn của dây in. Ví dụ, chiều rộng của dây không được thay đổi đột ngột và góc của dây phải lớn hơn 90 độ, cấm định tuyến tròn.

(2) Dây dẫn tín hiệu đồng hồ rất có thể tạo ra nhiễu bức xạ điện từ. Khi đi dây, nó phải ở gần mạch nối đất và ổ đĩa phải ở gần đầu nối.

(3) Tài xế xe buýt nên đến gần xe buýt được lái. Đối với các dây dẫn rời khỏi bảng mạch in, ổ đĩa phải ở gần đầu nối.

(4) Hệ thống dây điện của bus dữ liệu phải kẹp một dây mặt đất tín hiệu giữa mỗi hai dây tín hiệu. Tốt nhất là đặt vòng nối đất bên cạnh dây dẫn địa chỉ ít quan trọng nhất, vì dây sau thường mang dòng điện tần số cao.

(5) Khi các mạch logic tốc độ cao, trung bình và tốc độ thấp được bố trí trên bảng in, thiết bị phải được bố trí theo hình 1.

1.5.5 Ức chế nhiễu phản xạ

Để hạn chế nhiễu phản xạ ở đầu cuối của dòng in, ngoài các nhu cầu đặc biệt, chiều dài của dòng in nên được rút ngắn càng nhiều càng tốt và mạch chậm được áp dụng. Nếu cần thiết, khớp thiết bị đầu cuối có thể được tăng lên, nghĩa là, điện trở phù hợp với cùng một giá trị điện trở có thể được tăng lên trên các thiết bị đầu cuối nối đất và nguồn ở cuối đường truyền. Theo nguyên tắc chung, khi chiều dài dòng in lớn hơn 10cm, mạch TTL tốc độ cao nói chung phải thực hiện các biện pháp phù hợp với thiết bị đầu cuối. Giá trị điện trở của điện trở phù hợp phải được xác định dựa trên giá trị tối đa của dòng điều khiển và dòng hấp thụ đầu ra của mạch tích hợp.

1.5.6 Thiết kế bảng mạch nên áp dụng chiến lược định tuyến đường tín hiệu khác biệt

Các cặp tín hiệu khác biệt có dây rất chặt chẽ cũng sẽ được ghép nối chặt chẽ với nhau, điều này sẽ làm giảm phát xạ EMI. Thông thường (tất nhiên có một số ngoại lệ) tín hiệu khác biệt cũng là tín hiệu tốc độ cao, vì vậy các quy tắc thiết kế tốc độ cao thường áp dụng cho bố cục của tín hiệu khác biệt, đặc biệt là khi thiết kế đường tín hiệu của đường truyền. Điều này có nghĩa là chúng ta phải thiết kế hệ thống dây của đường tín hiệu một cách cẩn thận để đảm bảo rằng trở kháng đặc trưng của đường tín hiệu là liên tục trong suốt và không đổi. Trong quá trình bố trí và định tuyến của cặp vi sai, chúng tôi muốn hai dây PCB trong cặp vi sai hoàn toàn phù hợp. Điều này có nghĩa là trong các ứng dụng thực tế, chúng ta nên cố gắng hết sức để đảm bảo rằng các dây PCB trong cặp vi sai có cùng trở kháng và chiều dài dây chính xác như nhau. Các dòng PCB khác biệt thường được định tuyến theo cặp và khoảng cách giữa chúng không thay đổi ở bất kỳ vị trí nào trong dòng. Thông thường, bố cục và định tuyến của cặp chênh lệch luôn gần nhất có thể.