Công nghệ PCB - Điện thoại di động RF RF Ban PCB Bố trí và kinh nghiệm định tuyến Tóm tắt

Thiết kế bảng tần số vô tuyến (RF) thường được mô tả là một "nghệ thuật đen" vì về mặt lý thuyết vẫn còn nhiều điều không chắc chắn, nhưng quan điểm này chỉ đúng một phần. Ngoài ra còn có nhiều quy luật có thể được tuân theo và không nên bỏ qua trong thiết kế của bảng mạch RF.

Tuy nhiên, trong thiết kế thực tế, kỹ năng thực sự thực tế 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, vì vậy tất cả đều có tác động lớn đến EMC và EMI của điện thoại. Tóm tắt các điều kiện phải được đáp ứng khi thiết kế bố cục RF:

1.1 Tách bộ khuếch đại tần số vô tuyến công suất cao (HPA) và bộ khuếch đại tiếng ồn thấp (LNA) càng xa càng tốt. Nói một cách đơn giản, giữ 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, xem xét các giới hạn cao nhất của quá trình thiết kế dây. Tại thời điểm này, có thể cần phải thiết kế một PCB bốn đến sáu lớp để chúng hoạt động luân phiên thay vì đồng thời. Các mạch công suất cao đôi khi bao gồm bộ đệm RF và bộ dao động điều khiển áp suất (VCO). Đảm bảo rằng khu vực công suất cao của PCB có ít nhất một miếng đất đầy đủ, tốt nhất là không có lỗ. Đương nhiên, càng nhiều 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 các vấn đề như bố trí thành phần, định hướng và che chắn; Các phân vùng điện có thể tiếp tục được chia thành các phân vùng được sử dụng để phân phối điện, định tuyến RF, các mạch và tín hiệu nhạy cảm và nối đất.

1.2.1 Chúng tôi thảo luận về phân vùng vật lý. Bố trí phần tử là chìa khóa để đạt được thiết kế RF tốt. Kỹ thuật hiệu quả nhất là bắt đầu bằng cách 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 mạch công suất cao và mạch công suất thấp càng nhiều càng tốt.

Phương pháp xếp chồng bảng mạch hiệu quả nhất là bố trí mặt phẳng mặt đất chính (mặt đất chính) trên lớp thứ hai bên dưới lớp bề mặt và định tuyến càng nhiều dây RF trên lớp bề mặt càng tốt. Giảm thiểu kích thước của các lỗ trên đường dẫn RF không chỉ làm giảm cảm biến đường đi mà còn làm giảm các mối hàn ảo 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 giai đoạn thường đủ để cô lập nhiều vùng RF với nhau, nhưng bộ song công, bộ trộn và bộ khuếch đại/bộ trộn tần số trung bình luôn có nhiều RF/IF. Các tín hiệu can thiệp lẫn nhau, vì vậy phải cẩn thận để giảm thiểu hiệu ứng này.

1.2.2 Các dấu vết tần số vô tuyến và trung bình nên được cắt ngang càng nhiều càng tốt và nối đất giữa chúng càng nhiều càng tốt. Đường dẫn RF chính xác là rất quan trọng đối với hiệu suất của toàn bộ bảng PCB, đó là lý do tại sao bố trí thành phần thường chiếm phần lớn thời gian trong thiết kế bảng PCB điện thoại di động. Trong thiết kế bảng mạch PCB điện thoại di động, thông thường mạch khuếch đại tiếng ồn thấp có thể được đặt ở một bên của bảng mạch PCB, bộ khuếch đại công suất cao ở phía bên kia và cuối cùng được kết nối bằng bộ song công với đầu RF và xử lý băng cơ sở ở cùng một bên. Trên ăng-ten ở cuối thiết bị. Một số thủ thuật là cần thiết để đảm bảo rằng các lỗ thông qua không truyền 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 bảng PCB, tác động bất lợi của lỗ thông qua có thể được giảm thiểu. Đôi khi không thể đảm bảo sự cô lập đầy đủ giữa nhiều khối mạch. Trong trường hợp này, cần phải xem xét việc sử dụng lá chắn kim loại để che chắn năng lượng RF trong khu vực RF. Tấm chắn kim loại phải được hàn trên mặt đất và phải được bảo quản cùng với các bộ phận. Khoảng cách thích hợp, do đó cần chiếm không gian bảng mạch PCB quý giá. Điều quan trọng là phải đảm bảo tính toàn vẹn của lá chắn càng nhiều càng tốt. Các đường tín hiệu kỹ thuật số đi vào lá chắn kim loại nên đi càng xa càng tốt đến lớp bên trong, lớp PCB bên dưới lớp dây tốt nhất là lớp nối. 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 càng nhiều mặt đất xung quanh khoảng trống càng tốt và mặt đất trên các lớp khác nhau có thể được kết nối với nhau bằng 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 có mạch tuyến tính tích hợp rất nhạy cảm với tiếng ồn điện. Thông thường, mỗi chip cần sử dụng tối đa bốn tụ điện và một cuộn cảm cách ly để đảm bảo tất cả tiếng ồn công suất 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 áp dụng cho việc tách nguồn điện ở phía cuộn cảm này. Một số chip đòi hỏi nhiều nguồn điện để hoạt động, vì vậy bạn có thể cần hai đến ba bộ tụ điện và cuộn cảm để tách riêng. Các cuộn cảm hiếm khi song song với nhau, vì điều này tạo thành một máy biến áp rỗng và gây nhiễu lẫn nhau. Tín hiệu, vì vậy khoảng cách giữa chúng phải bằng chiều cao của ít nhất một trong các thiết bị hoặc được sắp xếp theo góc vuông để giảm thiểu cảm giác tương hỗ của chúng.

1.2.4 Các nguyên tắc của phân vùng điện thường giống như phân vùng vật lý, nhưng cũng bao gồm một số yếu tố khác. Một số bộ phận của điện thoại sử dụng điện áp hoạt động khác nhau và được điều khiển bởi phần mềm để kéo dài tuổi thọ 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 được tách ra ngay lập tức để lọc bất kỳ tiếng ồn nào bên ngoài bảng, sau đó được phân phối sau khi đi qua một bộ công tắc hoặc bộ điều chỉnh. Hầu hết các mạch trên bảng PCB của điện thoại di động có dòng điện DC nhỏ, vì vậy chiều rộng dấu vết thường không phải là vấn đề. Tuy nhiên, các dòng điện lớn rộng nhất có thể phải được định tuyến riêng cho nguồn điện của bộ khuếch đại công suất cao để giảm thiểu sự sụt giảm điện áp truyền tải. Để tránh mất quá nhiều dòng điện, cần có nhiều lỗ để truyền dòng điện từ lớp này sang lớp khác. Ngoài ra, nếu không thể tách rời hoàn toàn tại chân nguồn của bộ khuếch đại công suất cao, tiếng ồn công suất cao có thể 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 đảm bảo đầu ra RF tránh xa đầu vào RF. Điều này cũng áp dụng cho bộ khuếch đại, bộ đệm và bộ lọc. Trong trường hợp xấu nhất, nếu đầu ra của bộ khuếch đại và bộ đệm phản hồi lại đầu vào của chúng ở pha và biên độ thích hợp, thì chúng có thể có dao động tự kích thích. Trong trường hợp tốt nhất, chúng sẽ có thể hoạt động ổn định trong mọi điều kiện 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 quay trở lại đầu ra từ đầu vào của bộ lọc, điều này có thể làm hỏng đáng kể các đặc tính băng thông của bộ lọc. Để có được sự cách ly tốt giữa đầu vào và đầu ra, đầu tiên một mặt đất phải được đặt xung quanh bộ lọc, sau đó nó phải được đặt 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 ở những nơi khác nhau trên toàn bộ bảng phải được thực hiện rất cẩn thận, nếu không các kênh ghép nối sẽ được giới thiệu. Đôi khi bạn có thể chọn sử dụng đường tín hiệu RF đơn hoặc cân bằng. Các nguyên tắc của nhiễu chéo và EMC/EMI cũng áp dụng cho điều này. Nếu được định tuyến đúng cách, các đường tín hiệu RF cân bằng có thể làm giảm tiếng ồn và nhiễu chéo, nhưng trở kháng của chúng thường cao và phải duy trì độ rộng đường hợp lý để có được trở kháng phù hợp với nguồn tín hiệu, đường dây và tải. Có thể có một số khó khăn trong việc định tuyến thực tế. Bộ đệm có thể được sử dụng để cải thiện hiệu quả cách ly vì nó có thể chia tín hiệu giống nhau thành hai phần và được sử dụng để điều khiển các mạch khác nhau, đặc biệt là bộ dao động cục bộ có thể cần một 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 các mạch cần được điều khiển, do đó, quỹ đạo đầu ra công suất cao rất ngắn. Vì bộ đệm có mức tín hiệu đầu vào tương đối thấp, chúng không dễ dàng gây nhiễu các tín hiệu khác trên bảng. Mạch điện gây nhiễu. Bộ dao động điều khiển điện áp (VCO) có thể chuyển đổi điện áp thay đổi thành tần số thay đổi. Chức năng này được sử dụng để chuyển đổi kênh tốc độ cao, nhưng chúng cũng chuyển đổi tiếng ồn theo dõi trên điện áp điều khiển thành những thay đổi tần số nhỏ, cho phép tín hiệu RF tăng tiếng ồn.

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, vì vậy các đường điều khiển VCO phải được xử lý rất cẩn thận. Đảm bảo rằng mặt đất bên dưới dấu vết RF là chắc chắn và tất cả các thành phần được gắn chặt với mặt đất chính và được cách ly khỏi các dấu vết khác có thể gây ra tiếng ồn. Ngoài ra, cần đảm bảo rằng nguồn điện của VCO đã được tách rời hoàn toàn. Vì đầu ra RF của VCO thường ở mức tương đối cao, tín hiệu đầu ra VCO có thể dễ dàng bị nhiễu với các mạch khác và 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. Nói một cách đơn giản, mạch cộng hưởng là một 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. Tất cả các nguyên tắc thiết kế VCO cũng áp dụng cho 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 rất 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 hoạt động với các cuộn cảm và tụ điện tương đối lớn, do đó đòi hỏi các cuộn cảm này phải ở rất gần với tụ điện 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 nơi dễ xảy ra các vấn đề và sẽ có bộ khuếch đại AGC cho cả mạch phát và mạch thu. Bộ khuếch đại AGC thường có thể lọc tiếng ồn một cách hiệu quả, nhưng vì điện thoại di động có khả năng xử lý những thay đổi nhanh chóng về cường độ tín hiệu gửi và nhận, mạch AGC cần có băng thông khá rộng, giúp dễ dàng giới thiệu tiếng ồn bộ khuếch đại AGC trên một số mạch quan trọng. Thiết kế mạch AGC phải phù hợp với các kỹ thuật thiết kế mạch tương tự tốt liên quan đến các chân đầu vào của bộ khuếch đại hoạt động ngắn và các đường dẫn phản hồi ngắn, cả hai đều phải tránh xa các dấu vết tín hiệu kỹ thuật số RF, IF hoặc tốc độ cao. Tương tự, nối đất tốt cũng không thể thiếu, nguồn điện của chip phải tách rời rất tốt. Nếu cần chạy dây dài ở đầu vào hoặc đầu ra, tốt nhất là chạy 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 phổ biến để giữ mạch kỹ thuật số càng xa mạch analog càng tốt, và điều này cũng áp dụng cho thiết kế RFPCB. 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, lập kế hoạch cẩn thận, bố trí thành phần có chủ ý và bố trí kỹ lưỡng * đánh giá tất cả đều rất quan trọng trong giai đoạn đầu của thiết kế. RF cũng nên sử dụng các phương pháp tương tự để giữ đường dây tránh xa đường dây tương tự và một số tín hiệu kỹ thuật số rất quan trọng. Tất cả các dấu vết RF, pad và cụm phải được lấp đầy bằng đồng mặt đất càng nhiều càng tốt và được gắn vào mặt đất chính càng tốt. Nếu dấu vết RF phải đi qua đường tín hiệu, hãy thử định tuyến một lớp dọc theo dấu vết RF giữa chúng để nối đất với mặt đất chính. Nếu điều đó là không thể, hãy chắc chắn rằng họ đang vượt qua. Điều này giảm thiểu sự kết hợp điện dung. Trong khi đó, đặt càng nhiều mặt đất càng tốt xung quanh mỗi dấu vết RF và kết nối chúng với mặt đất chính. Ngoài ra, việc giảm thiểu khoảng cách giữa các dấu vết RF song song có thể giảm thiểu khớp nối cảm ứng. Cách ly hoạt động tốt nhất khi mặt phẳng mặt đất rắn được đặt trực tiếp vào lớp đầu tiên bên dưới bề mặt, mặc dù các phương pháp thiết kế kín đáo khác cũng sẽ hoạt động. Trên mỗi lớp của bảng mạch PCB, đặt càng nhiều mặt đất càng tốt và kết nối chúng với mặt đất chính. Đặt các dấu vết càng gần càng tốt để tăng số lượng bản vẽ cho các lớp tín hiệu và phân phối bên trong và điều chỉnh chúng một cách thích hợp để các lỗ nối đất có thể được bố trí cho các bản vẽ cách ly trên bề mặt. Nên tránh tiếp đất tự do trên các lớp khác nhau của PCB vì chúng có thể nhận hoặc tiêm tiếng ồn giống như ăng-ten nhỏ. Trong hầu hết các trường hợp, nếu bạn không thể kết nối chúng với đất chính, thì tốt nhất bạn nên loại bỏ chúng.

1.3 Khi thiết kế bảng PCB điện thoại di động, cần đặc biệt 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, nhiễu do sự cân nhắc không đúng 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 mặt đất phải được thực hiện nghiêm túc và giảm thiểu nhiễu tiếng ồn do dây điện và dây mặt đất tạo ra để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Mọi kỹ sư làm việc trong thiết kế điện tử đều hiểu nguyên nhân gây ra tiếng ồn giữa dây mặt đất và dây nguồn, và bây giờ chỉ giới thiệu về việc giảm tiếng ồn:

(1) Việc thêm tụ điện tách rời giữa nguồn điện và mặt đất được biết đến rộng rãi.

(2) Mở rộng chiều rộng của dây nguồn và dây mặt đất càng nhiều càng tốt, tốt nhất là dây mặt đất rộng hơn dây nguồn, mối quan hệ của chúng là: dây mặt đất>dây nguồn>dây tín hiệu, thông thường chiều rộng của dây tín hiệu là: 0,2½ 0,3mm, chiều rộng mỏng nhất có thể đạt 0,05½ 0,07mm và dây nguồn là 1,2½ 0,5mm. Đối với PCB của mạch kỹ thuật số, có thể sử dụng dây nối đất rộng để tạo thành vòng lặp, tức là tạo thành lưới nối đất để sử dụng (mặt đất của mạch analog không thể được sử dụng theo cách này)

(3) Sử dụng một khu vực rộng lớn của lớp đồng làm dây nối đất, kết nối những nơi không được sử dụng trên bảng mạch in làm dây nối đất. Hoặc có thể làm thành nhiều tấm, dây nguồn và dây đất chiếm một tầng.

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

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, khi đi dây, cần phải xem xét sự can thiệp lẫn nhau giữa chúng, đặc biệt là nhiễu đối với dây 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 nên tránh xa các thiết bị mạch analog nhạy cảm càng xa càng tốt. Đối với dây nối đất, toàn bộ PCB chỉ có một nút với thế giới bên ngoài, vì vậy vấn đề nối đất công cộng kỹ thuật số và analog phải được xử lý bên trong PCB, và nối đất kỹ thuật số và nối đất analog trong bảng thực sự tách biệt, chúng không được kết nối với nhau, nhưng ở giao diện kết nối PCB với thế giới bên ngoài (như phích cắm, v.v.). Có một kết nối ngắn mạch giữa mặt đất kỹ thuật số và mặt đất tương tự. Lưu ý rằng chỉ có một điểm kết nối. Ngoài ra còn có mặt đất không công cộng trên PCB, được xác định bởi thiết kế hệ thống.

B5-03=giá trị thông số Ki, (cài 3)

Trong hệ thống dây điện bảng in nhiều lớp, vì không có nhiều dây dẫn không được đặt trong lớp dây tín hiệu, thêm nhiều lớp sẽ gây lãng phí và tăng khối lượng công việc sản xuất nhất định, chi phí cũng sẽ tăng tương ứng. Để giải quyết mâu thuẫn này, hãy xem xét việc định tuyến dây điện trong lớp điện (nối đất). Lớp nguồn điện nên được xem xét đầu tiên và lớp tiếp theo. 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. Việc xử lý các chân kết nối đòi hỏi phải xem xét toàn diện. Về tính chất điện, tốt nhất là gắn miếng đệm của chân thành phần vào bề mặt đồng. Có một số rủi ro tiềm ẩn không mong muốn trong quá trình hàn và lắp ráp các bộ phận như: 1. Hàn đòi hỏi một máy sưởi công suất cao. 2. Dễ dàng tạo ra hàn giả. Do đó, các tính chất điện và các yêu cầu quy trình được thực hiện thành các miếng đệm chéo, được gọi là tấm cách nhiệt, thường được gọi là miếng đệm nhiệt (thermal), do đó có thể làm giảm đáng kể khả năng tạo ra các điểm hàn ảo trong quá trình hàn do nhiệt mặt cắt quá mức. Việc xử lý các nhánh nguồn (mặt đất) của các tấm nhiều lớp là như nhau.

1.3.5 Vai trò của hệ thống mạng trong hệ thống cáp

Trong nhiều hệ thống CAD, hệ thống cáp được xác định dựa trên hệ thống mạng. Lưới quá dày đặc, đường dẫn tăng lên, nhưng các bước quá nhỏ và khối lượng dữ liệu trường quá lớn. Điều này chắc chắn sẽ đặt ra yêu cầu cao hơn về không gian lưu trữ của thiết bị cũng như tốc độ tính toán của các thiết bị điện tử dựa trên máy tính. Ảnh hưởng rất lớn. Một số đường dẫn không hiệu quả, chẳng hạn như bị chiếm bởi các tấm lót của chân lắp ráp hoặc các lỗ gắn và cố định. Lưới quá thưa thớt và quá ít kênh có ảnh hưởng lớn đến tốc độ phân phối. Do đó, phải có một hệ thống lưới được đặt cách nhau tốt và hợp lý để hỗ trợ hệ thống dây điện. Khoảng cách giữa các chân của các thành phần 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 một số lần nguyên 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 của đường truyền phải là 45 °, 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 Cải thiện đặc điểm kỹ thuật thiết kế PCB liên quan đến khắc chính xác cao. Cần phải xem xét rằng tổng sai số quy định chiều rộng đường dây là+/- 0,007 inch, việc cắt đáy và cắt ngang của hình dạng hệ thống dây điện nên được quản lý và các điều kiện mạ cho các bức tường bên của hệ thống dây điện được quy định. 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, do đó tránh sử dụng các yếu tố có dây dẫn. Trong môi trường tần số cao, tốt nhất là sử dụng các thành phần gắn trên bề mặt.

1.4.5 Đối với tín hiệu quá lỗ, 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 mặt đất phong phú. Sử dụng các lỗ đúc để kết nối các mặt phẳng mặt đất này để ngăn trường điện từ 3D ảnh hưởng đến bảng mạch.

1.4.7 Không sử dụng phương pháp HASL để mạ điện khi lựa chọn quá trình mạ niken hóa học hoặc ngâm vàng. 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 Điện trở có thể ngăn chặn dòng chảy của dán hàn. Tuy nhiên, do sự không chắc chắn về độ dày và tính chất cách nhiệt chưa biết, toàn bộ bề mặt của bảng được bao phủ bởi vật liệu hàn kháng, điều này sẽ dẫn đến sự thay đổi lớn về năng lượng điện từ trong thiết kế microband. Thông thường, một đập hàn được sử dụng như một mặt nạ hàn. Trường điện từ. Trong trường hợp này, chúng tôi quản lý chuyển đổi từ microband sang cáp đồng trục. Trong cáp đồng trục, sự hình thành được đan xen 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 nhất định cần được hiểu, dự đoán và xem xét trong quá trình thiết kế. Tất nhiên, sự không phù hợp này cũng dẫn đến mất mát trở lại và phải được giảm thiểu để tránh nhiễu và nhiễu tín hiệu.

1.5 Thiết kế tương thích điện từ

Khả năng tương thích điện từ đề cập đến khả năng của các thiết bị điện tử để phối hợp và hoạt động hiệu quả trong nhiều môi trường điện từ khác nhau. Mục đích của thiết kế tương thích điện từ là cho phép các thiết bị điện tử ức chế các nhiễu bên ngoài khác nhau, cho phép các thiết bị điện tử hoạt động bình thường trong một môi trường điện từ cụ thể, đồng thời giảm nhiễu điện từ từ chính 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 trên dòng in chủ yếu là do cảm ứng của dòng in, hệ số cảm ứng của dòng in nên được giảm thiểu. Độ tự cảm của dây in tỷ lệ thuận với chiều dài của nó và tỷ lệ nghịch với chiều rộng, vì vậy dây ngắn và chính xác có lợi cho việc ức chế 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, chiều rộng dòng in là khoảng 1,5mm, hoàn toàn có thể đáp ứng các yêu cầu; Đối với mạch tích hợp, chiều rộng của dòng in có thể được lựa chọn từ 0,2mm đến 1,0mm.

1.5.2 Sử dụng chiến lược dây điện phù hợp

Sử dụng hệ thống dây điện bằng nhau có thể làm giảm độ tự cảm của dây, nhưng sự tương tác và phân phối điện dung giữa các dây tăng lên. Nếu bố cục cho phép, tốt nhất là sử dụng cấu trúc dây giống như lưới. Phương pháp cụ thể là định tuyến một mặt của tấm in theo chiều ngang và một mặt khác của tấm in theo chiều ngang. Sau đó kết nối với các lỗ kim loại tại các lỗ chéo.

1.5.3 Để ngăn chặn nhiễu xuyên âm giữa các dây dẫn bảng mạch in, khi thiết kế dây, cố gắng tránh dây đường kính bằng nhau dài và kéo dài khoảng cách giữa các đường dây càng nhiều càng tốt, dây tín hiệu, dây mặt đất và dây nguồn phải càng xa càng tốt. Đừng vượt qua. Thiết lập các đường in nối đất giữa một số đường tín hiệu rất nhạy cảm với nhiễu có thể ngăn chặn 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, cũng cần lưu ý những điều sau đây khi định tuyến bảng mạch in:

(1) Giảm thiểu sự gián đoạn của dây in. Ví dụ, chiều rộng của dây không nên thay đổi đột ngột và góc của dây phải lớn hơn 90 độ để ngăn chặn hệ thống dây tròn.

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

(3) Tài xế xe buýt nên đến gần xe buýt được lái. Đối với những dây rời khỏi bảng mạch in, ổ đĩa nên được đặt bên cạnh đầu nối.

(4) Hệ thống dây của bus dữ liệu nên kẹp một dây nối 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 sắp xếp các mạch logic tốc độ cao, trung bình và tốc độ thấp trên bảng in, thiết bị phải được sắp xếp theo cách được hiển thị trong Hình 1.

1.5.5 Ngăn chặn nhiễu phản xạ

Để hạn chế nhiễu phản xạ xảy ra 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 nên được sử dụng. Kết nối thiết bị đầu cuối có thể được thêm vào khi cần thiết, tức là một điện trở phù hợp với cùng một điện trở được thêm vào cuối của đường truyền để nối đất và thiết bị đầu cuối nguồn. Theo nguyên tắc chung, đối với mạch TTL nói chung nhanh hơn, các biện pháp kết nối thiết bị đầu cuối nên được thực hiện khi chiều dài dòng in vượt quá 10cm. Giá trị điện trở của điện trở phù hợp nên được xác định dựa trên đầu ra của mạch tích hợp hiện tại ổ đĩa và giá trị tối đa của dòng hấp thụ.

1.5.6 Áp dụng chiến lược định tuyến đường tín hiệu khác biệt trong quá trình thiết kế bảng mạch

Các cặp tín hiệu khác biệt với hệ thống dây rất chặt chẽ cũng sẽ được ghép nối chặt chẽ với nhau. Sự kết hợp 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 được áp dụng. Điều này đặc biệt đúng đối với việc định tuyến tín hiệu khác biệt, đặc biệt là khi thiết kế đường tín hiệu cho đường truyền. Điều này có nghĩa là chúng ta phải thiết kế cẩn thận hệ thống dây của đường tín hiệu để đảm bảo rằng trở kháng đặc trưng của đường tín hiệu là liên tục và không đổi dọc theo đường tín hiệu. Trong quá trình bố trí và định tuyến của cặp vi sai, chúng tôi muốn hai dây PCB trong cặp vi sai giống hệt nhau. Điều này có nghĩa là trong các ứng dụng thực tế, cần cố gắng hết sức để đảm bảo rằng các đường PCB trong các cặp vi sai có cùng trở kháng và các dây có cùng chiều dài. Các đường PCB khác biệt thường được định tuyến theo cặp và khoảng cách giữa chúng không thay đổi ở bất kỳ vị trí nào dọc theo đường đối hướng. Trong điều kiện bình thường, các cặp chênh lệch luôn được đặt và định tuyến càng gần càng tốt.