PCB-Technologie - Entwurfsprinzip der Hochfrequenzschaltung und der Hochfrequenzschaltung

PCB Design Prinzipien beinhalten viele Aspekte, einschließlich Grundprinzipien, Interferenzschutz, elektromagnetische Verträglichkeit, Sicherheitsschutz, etc. Insbesondere, the development of high-frequency circuits (especially in Hochfrequenz-Leiterplatte) leads to the lack of relevant concepts in Hochfrequenz-Leiterplatte. Viele Menschen bleiben immer noch auf der Basis "elektrische Prinzipien mit Leitern verbinden, um eine vorbestimmte Rolle zu spielen", und sogar denken, dass "PCB-Design zur Betrachtung der Struktur gehört, Prozess und Verbesserung der Produktionseffizienz". Viele HF-Ingenieure erkennen nicht vollständig, dass diese Verbindung der besondere Fokus der gesamten Konstruktionsarbeit im HF-Design sein sollte, und sie investieren fälschlicherweise ihre Energie in die Auswahl von Hochleistungskomponenten, was zu einem starken Kostenanstieg führt, aber wenig Verbesserung der Leistung.

Insbesondere, Die digitale Schaltung verlässt sich auf ihre starke Anti-Interferenz, Erkennung und Fehlerkorrektur, und kann willkürlich verschiedene intelligente Verbindungen konstruieren, um die normale Funktion der Schaltung sicherzustellen. Eine gewöhnliche digitale Anwendungsschaltung mit hoher Zusatzkonfiguration diverser "normaler" Verbindungen ist offensichtlich eine Maßnahme ohne Produktkonzept. Aber oft im "not worth" Link, aber zu einer Reihe von Produktproblemen führen. Der Grund ist, dass diese Art von funktionaler Verbindung, die es nicht wert ist, Zuverlässigkeitsgarantie aus Sicht der Produktentwicklung zu konstruieren, auf dem Arbeitsmechanismus der digitalen Schaltung selbst basieren sollte, which is only the wrong structure in circuit design (including PCB design), der zu einem instabilen Zustand führt. Diese Art von instabilem Zustand ist eine grundlegende Anwendung unter dem gleichen Konzept wie das ähnliche Problem Hochfrequenz-Leiterplatte.

Hochfrequenz-Leiterplatte

Bei digitalen Schaltungen gibt es drei Aspekte, die ernst genommen werden sollten

(1) Das digitale Signal selbst gehört zum Breitspektrumsignal. Entsprechend den Ergebnissen der Fourier-Funktion enthält es reiche Hochfrequenzkomponenten, so dass die Hochfrequenzkomponenten digitaler Signale vollständig bei der Gestaltung des digitalen IC berücksichtigt werden. Wenn jedoch zusätzlich zum digitalen IC der Signalübergangsbereich innerhalb und zwischen jeder funktionalen Verbindung beliebig ist, wird dies zu einer Reihe von Problemen führen. Besonders bei der gemischten Anwendung von digitalen, analogen und hochfrequenten Schaltungen.

(2) Alle Arten von Zuverlässigkeitsentwurf bei der Anwendung von digitalen Schaltungen beziehen sich auf die Zuverlässigkeitsanforderungen und produkttechnischen Anforderungen von Schaltungen in der praktischen Anwendung, so dass es unmöglich ist, den Schaltungen verschiedene kostenintensive "Garantieteile" hinzuzufügen, die die Anforderungen durch konventionelles Design erfüllen.

(3) Die Arbeitsgeschwindigkeit von digitalen Schaltungen bewegt sich in Richtung Hochfrequenz mit beispielloser Entwicklung (zum Beispiel hat die Hauptfrequenz der CPU 1.7GHz weit über die untere Grenze des Mikrowellenbandes erreicht). Obwohl die Zuverlässigkeitsgarantiefunktion verwandter Geräte ebenfalls synchronisiert ist, basiert sie auf den internen und typischen externen Signaleigenschaften des Geräts.

Für Hochfrequenzschaltungen auf Mikrowellenebene bildet jede entsprechende Stripline auf Leiterplatte eine Mikrostreifenlinie (asymmetrischer Typ) mit der Erdungsplatte. Für Leiterplatten mit mehr als zwei Schichten kann es eine Microstrip-Linie und eine Stripline (symmetrische Microstrip-Übertragungsleitung) bilden. Verschiedene Microstrip-Linien (doppelseitige Leiterplatte) oder Stripline (mehrschichtige Leiterplatte) bilden die Kopplung von Microstrip-Leitungen miteinander und bilden so verschiedene komplexe Vier-Port-Netzwerke und bilden so verschiedene Eigenschaften der Mikrowellen-Level-Leiterplatte.

Es kann gesehen werden, dass die Mikrostreifen-Übertragungsleitungstheorie die Designgrundlage der Mikrowellen-Hochfrequenzschaltung PCB ist.

Für das RF-PCB-Design über 800MHz sollte das PCB-Netzwerkdesign in der Nähe der Antenne vollständig der Microstrip-Theorie folgen (anstatt nur das Microstrip-Konzept als Werkzeug zur Verbesserung der Leistung von Lumped-Parametergeräten zu verwenden). Je höher die Frequenz, desto bedeutsamer ist die leitende Bedeutung der Mikrostreifentheorie.

Für die Lumpenparameter und verteilten Parameter der Schaltung sind die Funktionseigenschaften der verteilten Parameter umso schwächer, je niedriger die Arbeitsfrequenz, desto schwächer sind die verteilten Parameter, aber die verteilten Parameter existieren immer. Es gibt keine klare Abgrenzungslinie, ob der Einfluss verteilter Parameter auf die Schaltungseigenschaften berücksichtigt werden soll. Daher ist die Etablierung eines Mikrostreifenkonzepts auch wichtig für das PCB-Design von Digitalschaltung und relativer Zwischenfrequenzschaltung.

Die Grundlage und das Konzept der Mikrostreifentheorie und das Designkonzept der Mikrowellenebene HF-Schaltung und PCB sind tatsächlich ein Anwendungsaspekt der Mikrowellenleitentheorie. Bei der rf-pcb-Verdrahtung hat jede benachbarte Signalleitung (einschließlich benachbarter in verschiedenen Ebenen) die Eigenschaften, dem Grundprinzip von zwei Linien zu folgen (für die das Folgende klar beschrieben wird).

Obwohl die gemeinsame Mikrowelle-HF-Schaltung mit einer Erdungsplatte auf einer Seite ausgestattet ist, die die Mikrowellensignal-Übertragungsleitung auf ihr dazu neigt, ein komplexes Vier-Port-Netzwerk zu sein, also direkt nach der gekoppelten Mikrostreifentheorie, ist ihre Grundlage immer noch die Zwei-Draht-Theorie. Daher hat die Doppellinientheorie in der Entwurfspraxis eine weitreichendere Leitbedeutung.

Im Allgemeinen hat die Mikrostreifentheorie für Mikrowellenschaltungen eine quantitative Leitbedeutung, die zur spezifischen Anwendung der Zweilinientheorie gehört, während die Zweidrahttheorie eine umfangreichere qualitative Leitbedeutung hat.

Es ist erwähnenswert, dass alle Konzepte, die von der Zweidrahttheorie gegeben werden, oberflächlich gesehen keine Verbindung mit der eigentlichen Entwurfsarbeit zu haben scheinen (insbesondere digitale Schaltungen und niederfrequente Schaltungen), aber sie sind tatsächlich eine Illusion. Die Zwei-Draht-Theorie kann alle konzeptionellen Probleme im elektronischen Schaltungsdesign, insbesondere im PCB-Schaltungsdesign, leiten.

Obwohl die Doppellinientheorie auf der Prämisse der Mikrowellenherd-Hochfrequenzschaltung etabliert ist, ist es nur wegen des Einflusses verteilter Parameter in Hochfrequenzschaltung, dass die leitende Bedeutung besonders prominent ist. In digitalen oder mittleren und niederfrequenten Schaltkreisen können verteilte Parameter ignoriert werden, und das Konzept der Zweidrahttheorie wird unscharf.

Allerdings wird die Unterscheidung zwischen Hochfrequenzschaltung und Niederfrequenzschaltung in der Konstruktionspraxis oft vernachlässigt. Zu welchen allgemeinen digitalen Logik- oder Pulsschaltungen gehören? Offensichtlich können die Niederfrequenz-Schaltung und die mittlere Niederfrequenz-Schaltung mit nichtlinearen Komponenten leicht einige Hochfrequenz-Eigenschaften reflektieren, sobald sich einige empfindliche Bedingungen ändern. Die Hauptfrequenz der CPU hat 1.7GHz erreicht, die weit über die untere Grenze der Mikrowellenfrequenz liegt, aber es ist immer noch eine digitale Schaltung. Aufgrund dieser Unsicherheiten ist das PCB-Design sehr wichtig.

In vielen Fällen können die passiven Komponenten in der Schaltung der Übertragungsleitung oder Mikrostreifenleitung bestimmter Spezifikationen äquivalent sein und durch die Doppelübertragungsleitungstheorie und ihre zugehörigen Parameter beschrieben werden.

Mit einem Wort kann davon ausgegangen werden, dass die Theorie der doppelten Übertragungsleitung auf der Grundlage der Synthese der Eigenschaften aller elektronischen Schaltungen geboren wurde. Daher streng genommen, wenn das Konzept, das in der dualen Übertragungsleitungstheorie verkörpert wird, als das Prinzip in jedem Glied der Entwurfspraxis genommen wird, dann wird die entsprechende Leiterplattenschaltung mit wenigen Problemen konfrontiert sein (unabhängig davon, auf welche Arbeitsbedingungen die Schaltung angewendet wird).