Tecnología de PCB - Tecnología para reducir el efecto de radiofrecuencia en la interconexión de PCB

La interconexión de los sistemas de placas de circuito incluye:

Chip a tablero

Interconexión de PCB

PCB y componentes externos

En el diseño de radiofrecuencia, las características electromagnéticas de los puntos de interconexión son uno de los principales problemas que enfrenta el diseño de ingeniería.

Este artículo presenta diversas tecnologías para los tres diseños de interconexión mencionados anteriormente, incluyendo métodos de instalación de dispositivos, aislamiento de cableado, medidas para reducir la inducción de alambre, etc. actualmente hay indicios de que la frecuencia del diseño de placas de circuito impreso es cada vez mayor. A medida que aumenta la velocidad de los datos, el ancho de banda necesario para la transmisión de datos también aumenta el límite superior de la frecuencia de la señal a 1 GHz o incluso más. Aunque esta tecnología de señal de alta frecuencia va mucho más allá de la tecnología de ondas milimétricas (30 ghz), también involucra la tecnología de radiofrecuencia y microondas de gama baja.

Los métodos de diseño de ingeniería de radiofrecuencia deben ser capaces de manejar efectos electromagnéticos más fuertes que generalmente se producen en bandas de frecuencia más alta. Estos campos magnéticos inducen señales en líneas de señal adyacentes o en líneas de pcb, provocando comentarios desagradables (interferencia y ruido total) y pueden dañar el rendimiento del sistema. La pérdida de eco se debe principalmente al desajuste de resistencia, que tiene el mismo impacto en la señal que el ruido y la interferencia aditivos.

Las pérdidas de alto rendimiento tienen dos efectos negativos:

La señal reflejada en la fuente de señal aumentará el ruido del sistema, lo que dificultará que el receptor distinga el ruido de la señal;

Cualquier señal reflejada reducirá básicamente la calidad de la señal, ya que la forma de la señal de entrada ha cambiado.

Aunque el sistema digital solo procesa señales 1 y 0 y tiene una muy buena tolerancia a fallas, los armónicos generados cuando los pulsos de alta velocidad suben pueden causar que cuanto mayor sea la frecuencia, más débil será la señal.

Aunque la tecnología de corrección de errores hacia adelante puede eliminar algunos efectos negativos, parte del ancho de banda del sistema se utiliza para transmitir datos de manera redundante, lo que resulta en una disminución del rendimiento del sistema.

Una mejor solución es que el efecto radiofrecuencia ayude en lugar de debilitar la integridad de la señal. Se recomienda que la pérdida total de eco del sistema digital en la frecuencia más alta (generalmente puntos de datos peores) sea de - 25 db, lo que equivale a un vswr de 1,1.

El objetivo del diseño de PCB es un costo más pequeño, más rápido y más bajo. Para los PCB de radiofrecuencia, las señales de alta velocidad a veces limitan la miniaturización del diseño de los pcb.

Los principales métodos para resolver el problema de la conversación cruzada son gestionar el plano de tierra, el espacio entre los cables y reducir la inducción del cable.

El principal método para reducir la pérdida de eco es la coincidencia de resistencia. El método incluye la gestión efectiva del material aislante y el aislamiento de las líneas de señal activas y las líneas de tierra, especialmente entre las líneas de señal y el suelo con Estados de Transición.

Debido a que el punto de interconexión es el eslabón más débil de la cadena de circuitos, en el diseño de radiofrecuencia, la propiedad electromagnética del punto de interconexión es el principal problema que enfrenta el diseño de ingeniería. Cada punto de interconexión debe ser investigado y los problemas existentes deben resolverse. La interconexión del sistema de placas de circuito incluye tres tipos de interconexión: la interconexión del chip a la placa de circuito, la interconexión dentro de la placa de circuito y la entrada / salida de señal entre el PCB y el dispositivo externo.

I. interconexión entre chips y placas de PCB

Pentium IV y chips de alta velocidad que contienen un gran número de puntos de interconexión de entrada / salida ya están en el mercado. En lo que respecta al chip en sí, su rendimiento es confiable y la tasa de procesamiento ha sido capaz de alcanzar 1 ghz. El principal problema de la interconexión entre chips y PCB es la alta densidad de interconexión, lo que hará que la estructura básica de los materiales de PCB se convierta en un factor que limita el crecimiento de la densidad de interconexión. Una solución común es utilizar un transmisor inalámbrico local dentro del chip para transmitir datos a placas de circuito adyacentes. Independientemente de si este esquema es efectivo o no, los participantes tienen claro que en aplicaciones de alta frecuencia, la tecnología de diseño IC está muy por delante de la tecnología de diseño de pcb.

II. interconexión de placas de PCB

Las habilidades y métodos de diseño de PCB de alta frecuencia son los siguientes:

El ángulo de rotación de la línea de transmisión debe ser de 45 ° para reducir la pérdida de eco;

Se deben utilizar placas de circuito aisladas de alto rendimiento cuyo valor constante de aislamiento se controle estrictamente de acuerdo con el nivel. Este método es propicio para la gestión efectiva de los campos magnéticos y magnéticos entre los materiales aislantes y los cables adyacentes.

Los cables sobresalientes tienen inductores de grifo, por lo que se evitan los componentes con cables. En entornos de alta frecuencia, es mejor utilizar componentes de montaje de superficie.

Para el paso de la señal, evite usar el proceso de procesamiento de paso de agujero (pth) en la placa sensible, ya que este proceso puede causar inductores de alambre en el paso del agujero. Por ejemplo, cuando el agujero en la placa de 20 capas se utiliza para conectar las capas 1 a 3, la inducción del cable puede afectar las capas 4 a 19.

Proporciona una rica superficie plana. Conecte estos planos de tierra con agujeros moldeados para evitar que el campo electromagnético 3D afecte a la placa de circuito.

Para elegir un proceso de chapado en níquel o oro sin electrodomésticos, no use el método hasl para el chapado. Esta superficie galvanizada puede proporcionar un mejor efecto de piel para la corriente de alta frecuencia. Además, este recubrimiento altamente soldable requiere menos cables, lo que ayuda a reducir la contaminación ambiental.

El flujo de bloqueo puede evitar el flujo de pasta de soldadura. Sin embargo, debido a la incertidumbre del grosor y la incógnita de las propiedades de aislamiento, toda la superficie de la placa de Circuito está cubierta con materiales de soldadura resistentes, lo que provocará grandes cambios en la energía electromagnética en el diseño de microstrip. Por lo general, las presas de soldadura se utilizan como máscaras de soldadura.

Mejorar las especificaciones de diseño de PCB relacionadas con el grabado de alta precisión. Hay que tener en cuenta que el error total de especificar el ancho de la línea es de + / - 0007 pulgadas, se debe gestionar el corte inferior y la sección transversal de la forma del cableado, y se deben especificar las condiciones de galvanoplastia de la pared lateral del cableado. La geometría del cableado (alambre) y el manejo general de la superficie recubierta son muy importantes para resolver el problema de los efectos cutáneos relacionados con la frecuencia de microondas y lograr estas especificaciones. Si no está familiarizado con estos métodos, puede consultar a un ingeniero de diseño experimentado que se ha dedicado al diseño de placas de circuito de microondas militares. Por ejemplo, el diseño de MICROSTRIP coplanares de cobre es más económico que el diseño de líneas de banda.

III. interconexión de PCB y equipos externos

¿¿ cómo resolver el problema de entrada / salida de señal desde la placa de circuito hasta el cable que conecta el dispositivo remoto? El innovador de la tecnología de cables concéntricos, trompeter electronics, está trabajando para resolver este problema y ha logrado algunos avances importantes. Además, mira los campos electromagnéticos que se dan en la imagen. en este caso, gestionamos la conversión de MICROSTRIP a cable concéntrico. En los cables concéntricos, la formación de conexión es un anillo entrelazado y espaciado uniformemente. En el microstrip, el plano de tierra se encuentra debajo de la línea activa. Esto introduce ciertos efectos marginales que deben entenderse, predecirse y tenerse en cuenta en el proceso de diseño. Por supuesto, este desajuste también puede causar pérdidas de eco, y este desajuste debe minimizarse para evitar ruido e interferencia de señal.

La gestión del problema de resistencia en el tablero de PCB no es un problema de diseño que se puede ignorar. La resistencia comienza en la superficie de la placa de circuito, luego llega al conector a través del punto de soldadura y finalmente llega al cable concéntrico. Debido a que la resistencia cambia con la frecuencia, cuanto mayor sea la frecuencia, más difícil será la gestión de la resistencia. el uso de frecuencias más altas para transmitir señales en banda ancha parece ser el principal problema en el diseño.