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Technique RF
Conception de circuits PCB à haute fréquence
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Conception de circuits PCB à haute fréquence

Conception de circuits PCB à haute fréquence

2021-08-09
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Author:pcb factory

High-frequency PCB circuit design engineersalso attach great importance to the parameter of intermodulation distortion (IMD). In passive circuits (such as antennas, cables and connectors), La distorsion d'intermodulation peut également exister, that is, passive intermodulation (PIM). Quite simply, PIM peut causer des interférences, La non - linéarité dans les circuits passifs conduit à la production de PIM. Usually the transmitted signal is composed of the fundamental wave and its harmonic components. Lorsque deux signaux adjacents ou plus sont transmis simultanément, the non-linearity in the circuit will cause different signal harmonics to mix and generate additional spurious signals. Ces signaux parasites peuvent entraver ou interférer avec la réception des signaux requis par le récepteur..


Les produits PIM mal conçus pour les circuits à haute fréquence peuvent être causés par de nombreux facteurs, y compris l'amplitude et la fréquence des signaux multiples transmis, la structure des lignes de transmission des circuits, ainsi que la densité de courant et le niveau de puissance dans l'application. Lorsqu'il y a plusieurs signaux, ils sont généralement décrits par les fréquences fondamentales F1 et F2. La fréquence du signal PIM est générée par différents harmoniques du signal de fréquence fondamentale.


Circuits imprimés à haute fréquence


It can be clearly seen that the frequency of the receiving channel is very close to the frequency of the transmitting channel, Et est susceptible d'être affecté par des produits PIM élevés. The amplitude of the signal produced by PIM depends largely on the power level of the original signal. En même temps, it should be noted that this example only shows two signals and their second and third harmonics; if there are more fundamental signals and higher signal amplitudes, Plus d'harmoniques impliquées dans le processus de mélange, Les produits PIM deviendront plus complexes.


Effets des métaux sur le PIM


The production of PIM is usually attributed to the quality of metal-to-metal contacts in wireless base stations and other communication systems (such as coaxial connector interfaces). Dans le système, such as the transmitter connector interface and other parts, Mauvaise connexion à l'interface du circuit, or the metal-to-metal inconsistency caused by dirt or oxidation on the metal surface and other forms of pollution, Conduit à une non - linéarité. When these poorly contacted or contaminated metal-to-metal surfaces are applied with voltages and have high current densities, Leur non - linéarité produira des produits PIM dans le circuit.


Une étude approfondie des matériaux des circuits a montré que le PIM est davantage causé par la conception des circuits, des composants ou des systèmes que par les propriétés des matériaux des circuits eux - mêmes, telles que les constantes diélectriques et les pertes diélectriques. Cependant, le choix d'un matériau de circuit approprié aide à maintenir un niveau de PIM plus bas, et la clé pour réduire le PIM est la surface métallique dans la conception. Le PIM d'une carte de circuit ayant une surface lisse en feuille de cuivre et une interface diélectrique en cuivre est inférieur à celui d'une carte de circuit ayant une surface rugueuse en feuille de cuivre. En raison de cette propriété matérielle, les concepteurs à la recherche d'antennes à faible PIM pour les circuits imprimés (PCB) peuvent choisir des stratifiés avec une rugosité minimale de la surface du cuivre à l'interface cuivre - substrat.


Select RO4534™ circuit board from Rogers Baud. Effectuer quelques expériences PIM. Ro4350B is a low-PIM, Niveau de l'antenne, high-frequency circuit laminate, Faible facteur de perte 0.0027 at 10GHz, La valeur DK est 3.4±0.08. In order to explore the role of circuit materials in high-frequency PIM performance, Trois types différents de circuits Microstrip ont été conçus sur le même stratifié de circuit ro4534mm afin de comparer l'influence des différences de structure de circuit sur les performances PIM sur le même matériau..


Les trois types de circuits sont les lignes de transmission Microstrip, les filtres à bande passante à couplage de bord (BPF) et les filtres à faible impédance par paliers (LPF). Les trois circuits ont des densités de courant différentes et des performances PIM différentes. Le PIM minimal d'une ligne de transmission Microstrip ayant une densité de courant minimale de 4,5 A / M est de - 157 DBC. La densité de courant de la partie de couplage de bord du BPF est jusqu'à 23 A / M. les performances PIM des trois circuits sont les plus faibles à - 128 DBC. Entre les deux, la performance PIM du LPF (12 A / M) avec une densité de courant comprise entre la ligne de transmission Microstrip et le BPF se situe également entre les deux autres circuits, soit - 143 DBC.


Les circuits fabriqués à partir d'un même ensemble de matériaux de circuits imprimés présentent de telles différences de performance PIM, ce qui indique que les circuits sont la cause des différences PIM et non le matériau. La différence de structure du circuit entraîne une différence de densité de courant et d'influence sur la linéarité du circuit, ce qui entraîne une différence de performance du PIM. Par exemple, le circuit le plus simple, la ligne de transmission Microstrip, a la densité de courant la plus faible et la meilleure performance PIM. Essentiellement, les circuits capables d'obtenir des caractéristiques linéaires ont d'excellentes performances PIM, tout comme les circuits à faible linéarité ont de mauvaises performances PIM même lorsqu'ils utilisent le même matériau de circuit.


Bien que le PIM ne soit pas un attribut fondamental des matériaux de circuit, Rogers Corp. A étudié et analysé le rendement du PIM des matériaux de circuit de classe antenne pendant une période considérable (17 ans). Au cours de cette période, une vaste base de données de résultats d'essais peut nous aider à mieux comprendre les circuits et les matériaux eux - mêmes fabriqués à partir de ces matériaux, ainsi que l'impact de ces matériaux et de la puissance du signal et de la densité de courant sur la performance PIM des PCB, aidant ainsi Nos clients à développer des antennes PCB à faible PIM et d'autres conceptions de circuits passifs. Comme un filtre. Par conséquent, les matériaux de classe antenne de Rogers, tels que les stratifiés ro4534mm, peuvent fournir des performances PIM uniformes et prévisibles dans la gamme de fréquences à large bande, ce qui permet de concevoir diverses structures de circuits ayant la linéarité la plus élevée.


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