Công nghệ PCB - Làm thế nào để thiết lập thông qua lỗ trên PCB?

Tôi không thể tìm thấy lời giải thích tại sao mọi người muốn đặt càng nhiều lỗ càng tốt (~50) dọc theo dấu vết đồng (hoặc bất cứ nơi nào trên PCB) truyền tín hiệu RF tần số cao (100 MHz đến GHz).

Trong trường hợp của tôi, bảng mạch của tôi có hai mặt phẳng nối đất (đổ) ở cả hai bên. Trực giác của tôi là bằng cách nào đó, thông qua các lỗ, bạn có thể tạo ra một mặt đất lẫn nhau giữa hai mặt phẳng nối đất để không có tín hiệu truyền từ mặt phẳng nối đất trên cùng xuống mặt đất dọc theo cạnh của PCB.

Đó là bởi vì ngoại vi của PCB hoạt động như một vòng lặp của dòng rò rỉ RF. Để giảm thiểu các mạch cảm ứng hiện tại, một "phím tắt" phải được cung cấp để hai mặt phẳng có thể tiếp xúc trực tiếp? Tôi nói đúng chứ?

Nó liên quan đến trở kháng. Đối với tín hiệu tần số cao, nếu bạn phải đi một quãng đường dài từ một miếng đồng GND này sang một miếng đồng GND khác, nó sẽ trải qua trở kháng cao và do đó có thể tạo ra điện áp. Nói cách khác, đối với tần số cao, GND không thực sự là GND trừ khi có đường dẫn ngắn. Vì vậy, đôi khi bạn cần thêm lỗ để khâu các sợi đồng GND khác nhau lại với nhau.

Tôi nghĩ câu trả lời hàng đầu là quá khó đối với tôi. Tôi có công việc và gia đình. Ý tưởng cơ bản là nếu dòng điện trở lại phải đi qua một con đường dài hoặc bỏ qua một cái gì đó, một cảm ứng được tạo ra, và ngay cả khi điện trở DC của con đường thấp, trở kháng của con đường sẽ cao ở tần số cao.

Bạn thực sự đang nói về hai điều rất khác nhau. Một trong số đó là bằng cách khâu, một mô hình giống như lưới xuyên lỗ. Bạn có thể thấy hai mặt phẳng nối liền với nhau.

Cái còn lại là thông qua một hàng rào, một loại vượt qua bao quanh hoàn toàn dấu vết RF ở tất cả các bên, ngoại trừ các đầu có thể kết thúc ở ăng-ten, v.v.

Bây giờ trên bất kỳ PCB nào, cho dù nó mang tín hiệu DC hoặc 5GHz, mặt phẳng mặt đất có thể được ghép lại với nhau bằng một số loại mô hình truyền thống (trong phạm vi hợp lý, bạn có thể ghép theo ý thích của bạn). Nó đảm bảo rằng bất kỳ hòn đảo đồng nào có thể bị bỏ qua thực sự được nối đất (điều này xảy ra ở nơi tốt nhất của chúng tôi), mọi thứ đều có đường nối đất ngắn nhất có thể và mặt đất thường được giữ nguyên.

Bây giờ, mặt đất ở tần số cao không phải là một khái niệm đặc biệt hữu ích. Ngay cả ở DC, có những dòng chảy ngược đất chảy qua mặt phẳng mặt đất, trong khi đồng có một chút điện trở. Mặt đất chỉ là một ảo tưởng, và không có tấm đồng ma thuật nào có cùng tiềm năng ở mọi điểm. Tiếp đất chỉ đơn giản có nghĩa là chúng tôi cố gắng duy trì gần với cùng một tiềm năng với mức độ thành công khác nhau và chọn tiềm năng đó làm điện áp tham chiếu 0V cho phần còn lại của mạch.

Tuy nhiên, ngay sau khi bất kỳ dòng điện nào bắt đầu chảy, nó sẽ tạo ra điện áp trên dòng điện chạy qua đồng, có thể phân tán dòng điện hoặc làm cho mặt đất của chúng ta "bật trở lại", tùy thuộc vào phần nào của PCB bạn đang xem xét, và... Không có gì thực sự có cùng tiềm năng. Kể cả mặt đất. May được coi là một "thực hành tốt nhất" và đảm bảo rằng mặt đất được kết nối chặt chẽ hơn về điện áp và tiềm năng giữa một phần mặt đất và một phần khác bằng cách chi phí thấp.

Như họ nói, bạn sẽ không bao giờ có quá nhiều chân nối đất. Nó cũng thích hợp cho đất qua lỗ.

Một ứng dụng quan trọng khác của overhole là hiệu suất nhiệt. Quá lỗ chắc chắn tốt hơn nhiều so với FR4 như một chất dẫn nhiệt rất tốt. Bất cứ khi nào quá lỗ được sử dụng cho hiệu suất nhiệt, bạn thường thấy chúng được đóng gói hợp lý nhất có thể, được bao phủ bởi một tấm đồng bị cháy khi bảng được cấp nguồn. Ngay cả với các yêu cầu khiêm tốn hơn, hầu như luôn luôn thích có PCB chặt chẽ hơn và ít khớp nối nhiệt hơn. Nếu nhiệt độ trên PCB giống nhau hơn, thì mọi thứ trôi theo nhiệt độ (gần như mọi thứ trên bảng) sẽ trôi cùng nhau.

Bây giờ, với bảng tần số vô tuyến, mọi thứ đã khác. Nói cách khác, dòng điện trở lại không còn gây rắc rối cho máy bay mặt đất. Ở tần số thấp, dòng điện vòng lặp mặt đất của chúng tôi khuếch tán một chút và đạt được tiềm năng thấp nhất thông qua con đường hình học ngắn nhất (những thứ làm cho mặt đất của chúng tôi, chẳng hạn như mặt đất của nguồn điện, pin).

Ở tần số đồng nhất và trung bình, dòng chảy ngược đất được điều khiển bởi thành phần phản kháng của trở kháng. Điện trở (phần ảo) của trở kháng là thước đo của trở kháng. Điều này là do các yếu tố khác nhau trong mạch lưu trữ năng lượng với tốc độ nhất định. So với thành phần điện trở (thực tế), thành phần điện trở (thực tế) chỉ đơn giản là trở kháng do tiêu thụ năng lượng. Một tỷ lệ nhất định.

Điện trở có liên quan đến tần số vì năng lượng được lưu trữ không chỉ biến mất mà còn quay trở lại mạch điện, và tốc độ mà một vật thể dao động sẽ quyết định thời gian nó được lưu trữ (và do đó cần bao nhiêu năng lượng) trước khi nó đạt đến lần phát hành swing tiếp theo.

Điện trở luôn được gây ra bởi hai loại năng lượng được lưu trữ trong điện trường hoặc từ trường. Điện dung và cảm ứng chỉ đơn giản là thước đo khả năng lưu trữ năng lượng trong điện trường hoặc từ trường. Bây giờ mọi thứ bắt đầu tốt hơn, phải không?

Dòng điện sẽ đi theo con đường trở kháng tối thiểu. Khi tần số tăng lên, dòng điện trở lại của chúng ta cần giảm thiểu điện cảm và điện dung hình thành giữa dòng điện dương và dòng điện trở lại mặt đất. Nó hy vọng sẽ giảm thiểu lượng năng lượng được lưu trữ trong cơ thể ký sinh trùng.

Dòng điện mặt đất của chúng tôi sẽ chảy càng nhiều càng tốt trực tiếp dưới đường đi của dòng điện ban đầu.

Như bạn có thể thấy, 100MHz không quan tâm đến con đường nối đất ngắn đẹp mà chúng tôi cung cấp. Trong thực tế, nó hoàn toàn bỏ qua chúng.

Đó là lý do tại sao khâu và hàng rào qua lỗ trên bảng RF hoàn toàn khác với các lỗ và hàng rào nối đất hoặc duy trì tiềm năng nối đất tốt. Vâng, cuối cùng tôi cũng trả lời câu hỏi của bạn!

Sóng điện từ dưới phạm vi 300 GHz, mà chúng ta thường gọi là sóng vô tuyến, là kết quả của sự gia tốc của các tàu sân bay tích điện. Sóng điện từ được phát ra bất cứ khi nào bất kỳ tàu sân bay tích điện nào được tăng tốc. Vì một số hiện tượng vật lý nghiêm trọng nằm ngoài phạm vi này, nó sẽ chứa một chút năng lượng, động lượng và động lượng góc, và bức xạ sẽ chỉ giữ chúng. Tất nhiên, nó có thể tương tác với các tàu sân bay tích điện ở khoảng cách xa, và động lượng, động lượng góc và năng lượng này có thể được chuyển trở lại các tàu sân bay tích điện khác, do đó tăng tốc chúng. Tất nhiên, đây là cơ sở vật lý của tất cả các công nghệ vô tuyến.

Để tăng tốc một tàu sân bay tích điện, nó phải di động. Nói cách khác, chúng ta cần lệnh.

Sự thật đáng sợ ở đây là tất cả những gì dẫn điện là ăng-ten sẽ sớm tỏa ra và thu nhận gần như tất cả các tần số đủ cao để làm cho bước sóng đủ nhỏ để phù hợp với dây dẫn.

Biện pháp phòng thủ thực sự duy nhất của chúng tôi là làm cho tất cả các đường dẫn của chúng tôi quá ngắn để trở thành bộ tản nhiệt hiệu quả ở tần số quan tâm.

Do đó, thực tiễn tốt nhất là chuyển đổi bất kỳ đổ đồng nào trên bảng RF, trong đó khoảng cách lỗ thông qua ít nhất là đảo/10, tức là đảo/10, tần số cao nhất của mục tiêu. Nhỏ nhất. Nếu có thể, bạn thực sự muốn nhắm mục tiêu các hòn đảo/khoảng cách 20 trong lỗ trong chế độ lưới.

Điều này đưa chúng ta đến phần đáng sợ nhất, được cho là động lực chính đằng sau sự kích thích và đi qua hàng rào quan trọng nhất: không có gì được dẫn dắt bởi một người mang điện tích...

...là một loại dẫn sóng điện từ tốt.

Đó là chính xác, những gì chúng ta đang nói về cách điện, điện môi, bao gồm chân không hoặc đẹp PTFE dây cách điện hoặc PCB FR4 laminate của chúng tôi, tất cả đều là dây dẫn cho dòng điện, nhưng không phải là dây dẫn cho sóng điện từ. Chúng là chất dẫn của sóng điện từ. Mặt khác, dây dẫn là chất cách điện của sóng điện từ (một phản xạ có thể là một sự tương tự tốt hơn).

Nếu bạn có truyền hình cáp hoặc Internet, bạn sẽ quen thuộc với cáp đồng trục 75 đảo RG6 hoặc RG59 mang nó và làm cho nó hoạt động. Từ mặt cắt ngang, bạn sẽ thấy vật liệu màu trắng giữa vải che chắn và dây dẫn trung tâm đơn. Đó là một bong bóng điện môi. Tín hiệu truyền dọc theo cáp không được mang bởi dây dẫn đồng, mà bởi bọt trắng. Cáp đồng trục không phải là cáp dẫn điện truyền thống cũ. Cáp đồng trục là ống dẫn sóng.

Khi tần số trở nên đủ cao và bước sóng có kích thước tương tự như chữ ký đồng trên PCB, bạn phải chiến đấu trong một trận chiến kéo dài để gói tất cả các sóng điện từ này lại và di chuyển chúng đến nơi bạn muốn chúng đi, không phải nơi bạn không muốn. Địa điểm Họ sẽ vui vẻ đi qua lõi điện môi ngon của PCB làm từ FR4, tất cả các cách để các bên của bảng, tỏa ra như địa ngục của những con dơi nhỏ.

Hai mặt đất của bạn sẽ là ống dẫn sóng tuyệt vời! Trên đường rời khỏi một bên của bảng mạch, chúng nảy ra giữa chúng và có thể đi thẳng vào thiết bị đo lường RF được sử dụng trong chứng nhận FCC và bạn sẽ thất bại.

Do đó, khoảng cách giữa các lưới mà chúng tôi đặt qua lỗ là chặt chẽ hơn so với bước sóng ngắn nhất mà chúng tôi cần phải lo lắng. Không thấp hơn đảo/10, nhưng tốt hơn đảo/20. Giống như lưới tản nhiệt trên cửa lò vi sóng, những lỗ này được bọc quá chặt để những sóng này không bị rò rỉ.

Đi qua hàng rào cũng vì lý do tương tự, nhưng thường là vì chúng tôi thực sự cố gắng phát ra một số sóng, nhưng chúng tôi muốn giữ chúng trong chai cho đến khi chúng có thể thoát ra bằng một số chức năng ăng ten hoặc bất kỳ cách nào chúng tôi muốn. Trong điều kiện bình thường, hàng rào cũng có thể được sử dụng như bên ngoài của ống dẫn sóng, và nó cũng có thể hoạt động như cáp đồng trục phẳng nếu bạn muốn. Ngoài việc tính toán cẩn thận kích thước lột của microband, khoảng cách cũng rất quan trọng.

Trong mọi trường hợp, câu trả lời cuối cùng cho câu hỏi của bạn là: tất cả các bộ lọc này liên tục lắc lư.