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Plan de conception de la fiabilité du tableau PCB du téléphone mobile
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Plan de conception de la fiabilité du tableau PCB du téléphone mobile

2022-03-30
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Author:pcb

RF PCB board En raison de l'incertitude théorique, le design est souvent décrit comme « l'art noir »., Mais c'est en partie vrai.. Il existe de nombreuses règles à suivre et à ne pas négliger dans la conception des panneaux RF.. Cependant,, Dans la conception réelle, La technique la plus utile consiste à faire des compromis entre ces principes et ces lois lorsqu'ils ne peuvent être mis en oeuvre avec précision en raison de diverses contraintes de conception.. Bien sûr., Il existe de nombreux sujets importants de conception RF qui méritent d'être discutés., Y compris l'impédance et l'appariement de l'impédance, Matériaux isolants et stratifiés, Longueur d'onde et ondes stationnaires, Par conséquent, ceux - ci ont un impact important sur l'EMC et l'EMI des téléphones mobiles.

PCB board

1.. Isolate high power RF amplifier (HPA) and low noise amplifier (LNA) as far as possible. En bref, Éloignez le circuit de transmission RF de haute puissance du circuit de réception RF de faible puissance. Plus de fonctionnalités mobiles, Beaucoup de composants, Mais... PCB board Il y a peu d'espace., Processus de conception tenant compte des contraintes de câblage, Toutes ces exigences en matière de compétences en conception sont relativement élevées. En ce moment., Vous devrez peut - être concevoir quatre ou six couches de PCB pour travailler alternativement, Pas en même temps.. High power circuits may also sometimes include RF Tampon and voltage controlled oscillators (VCO). S'assurer qu'il n'y a pas de trous dans au moins une couche complète de la zone de haute puissance du PCB. Bien sûr., Plus il y a de cuirs, mieux c'est.. Les signaux analogiques sensibles doivent être aussi éloignés que possible des signaux numériques à grande vitesse et des signaux RF..

2....... La zone de conception peut être divisée en zone physique et en zone électrique.. Le zonage physique concerne principalement la disposition des composants, Orientation et blindage, Attendez.. Les zones électriques peuvent continuer à se décomposer en zones de distribution, Câblage RF, Circuits et signaux sensibles, Mise à la terre.
2.1. Nous discutons des partitions physiques. La disposition des composants est la clé de la conception RF. Une méthode efficace consiste d'abord à fixer le composant sur la trajectoire RF et à l'orienter, réduisant ainsi la longueur de la trajectoire RF à l'entrée loin de la sortie et séparant autant que possible les circuits de haute et de faible puissance.. An efficient way to stack circuit boards is to place the main ground floor (the main ground) on the second layer below the surface, Utiliser autant de lignes RF que possible sur la surface. La réduction de la taille du trou de passage dans la trajectoire RF réduit non seulement l'inductance de la trajectoire, Il réduit également les possibilités de fuite d'énergie virtuelle et RF sur le sol principal vers d'autres zones du stratifié.. Dans l'espace physique, Les circuits linéaires, tels que les amplificateurs à plusieurs étages, sont généralement suffisants pour isoler plusieurs zones RF les unes des autres., Mais duplexer, Mélangeur, Et amplificateur if/Le mélangeur a toujours plusieurs RF/Signaux interférents si, Il faut donc veiller à réduire cet effet à:.

2.2. Les radiofréquences et les fréquences intermédiaires doivent se croiser autant que possible., Et les séparer autant que possible. Une trajectoire RF correcte est importante pour la performance globale des PCB, C'est pourquoi la disposition des composants prend généralement la plus grande partie du temps de conception des PCB mobiles.. Conception de PCB pour téléphones mobiles, Normalement, vous pouvez placer un circuit d'amplificateur à faible bruit d'un côté du PCB et un amplificateur à haute puissance de l'autre côté, Et finalement les connecter aux antennes RF et à bande de base du même côté via un seau. Quelques conseils sont nécessaires pour s'assurer que le trou droit ne transfère pas l'énergie RF d'un côté de la carte de circuit à l'autre, Une technique courante consiste à utiliser des trous aveugles des deux côtés.. Il est possible de réduire au minimum les effets néfastes des trous de passage en plaçant des trous de passage dans des zones sans interférence RF des deux côtés du PCB.. Parfois, il n'est pas possible d'assurer une séparation adéquate entre plusieurs blocs, Dans ce cas, un blindage métallique doit être envisagé pour protéger l'énergie RF dans la région RF.. Le blindage métallique doit être monté au sol à une distance raisonnable des composants., Il prend donc un espace précieux pour les PCB. Il est important d'assurer l'intégrité du bouclier autant que possible.. La ligne de signal numérique entrant dans le bouclier métallique doit traverser la couche intérieure autant que possible., Et PCB board Sous la couche de câblage se trouve la formation. Les lignes de signalisation RF peuvent être acheminées à partir de la couche de câblage avec de petites ouvertures et des ouvertures au bas du bouclier métallique., Mais placez un peu de terre autour de l'ouverture autant que possible, La mise à la terre sur différentes couches peut être reliée par plusieurs trous.

2.3........ Un découplage approprié et efficace de la puissance de la puce est également très important.. De nombreuses puces RF avec circuits linéaires intégrés sont très sensibles au bruit de puissance, En général, jusqu'à quatre condensateurs et un inducteur d'isolement sont nécessaires par puce pour s'assurer que tout le bruit d'alimentation est filtré. Les circuits intégrés ou les amplificateurs ont généralement une sortie ouverte de fuite, Par conséquent, un inducteur de traction est nécessaire pour fournir une charge RF à haute impédance et une alimentation en courant continu à faible impédance.. Le même principe s'applique au découplage de l'alimentation électrique à l'extrémité de l'inducteur.. Certaines puces ont besoin de plus d'énergie pour fonctionner, Par conséquent, vous pourriez avoir besoin de deux ou trois ensembles de condensateurs et d'inducteurs pour les découpler individuellement., Plusieurs inducteurs sont connectés en parallèle, Parce que cela crée un transformateur tubulaire et un signal d'interférence inductive mutuelle, Par conséquent, la distance entre eux doit être au moins égale à la hauteur de l'un des dispositifs., Ou perpendiculaire à l'inductance mutuelle.

2.4........ Le principe du zonage électrique est généralement le même que celui du zonage physique., Mais il y a d'autres facteurs. Certaines parties du téléphone fonctionnent à différentes tensions et sont contrôlées par un logiciel pour prolonger la durée de vie de la batterie. Cela signifie que le téléphone a besoin de plusieurs sources d'énergie, Cela pose d'autres problèmes d'isolement.. L'alimentation électrique est normalement introduite à partir du connecteur, Découplage immédiat pour éliminer tout bruit de l'extérieur de la carte, Il est ensuite distribué par un ensemble de commutateurs ou de régulateurs. La plupart des circuits sur les PCB des téléphones cellulaires ont un courant continu assez faible, Donc la largeur du câblage n'est généralement pas un problème, Cependant,, Une ligne individuelle à courant élevé aussi large que possible doit être utilisée pour alimenter l'amplificateur de haute puissance afin de réduire la tension de transmission à. Pour éviter une perte de courant excessive, Plusieurs trous sont utilisés pour transférer le courant d'une couche à l'autre. En outre, Si le découplage n'est pas suffisant à la broche de puissance de l'amplificateur de haute puissance, Le bruit de haute puissance peut rayonner sur toute la carte de circuit et causer divers problèmes. La mise à la terre des amplificateurs de haute puissance est essentielle et nécessite généralement la conception d'un blindage métallique.. Dans la plupart des cas, Il est également essentiel de s'assurer que la sortie RF est éloignée de l'entrée RF.. Ceci s'applique également aux amplificateurs, buffers, Et filtres. Dans de mauvaises conditions, Si les sorties de l'amplificateur et du tampon sont retournées à l'entrée avec la phase et l'amplitude correctes, elles peuvent produire des oscillations auto - excitées. Dans ce cas,, Ils seront capables de fonctionner de façon stable à n'importe quelle température et tension. En fait,, Ils peuvent devenir instables et ajouter du bruit et des signaux d'intermodulation aux signaux RF. Si la ligne de Signal RF doit être retournée de l'entrée du filtre à la sortie, Cela peut gravement endommager les caractéristiques de bande passante du filtre. Pour une bonne séparation des entrées et des sorties, Un site doit d'abord être placé autour du filtre., Vous devez ensuite placer un champ dans la partie inférieure du filtre, Et connecté au sol principal autour du filtre. C'est également une bonne idée de garder les lignes de signal à travers le filtre aussi loin que possible des broches du filtre.

2.5. Assurez - vous que le bruit n'augmente pas, Les aspects suivants doivent être pris en considération:, La bande passante prévue de la ligne de commande peut aller de DC à 2mhz, Et il est presque impossible d'éliminer ce bruit à large bande par filtrage; Deuxième, La ligne de commande VCO fait généralement partie de la boucle de rétroaction qui contrôle la fréquence, Il introduit du bruit dans de nombreux endroits, Par conséquent, les lignes de commande VCO doivent être manipulées avec beaucoup de soin.. Assurez - vous que le plancher RF est sécurisé, que tous les composants sont solidement fixés au plancher principal et isolés des autres fils qui peuvent causer du bruit.. En outre, Pour s'assurer que l'alimentation électrique du VCO est entièrement découplée, Une attention particulière doit être accordée au VCO, car sa sortie RF est souvent à des niveaux relativement élevés et les signaux de sortie du VCO peuvent facilement interférer avec d'autres circuits.. En fait,, Le VCO est habituellement placé à l'extrémité de la zone RF, Parfois, il faut un bouclier métallique.. Resonant circuits (one for the transmitter, the other for the receiver) are related to the VCO, Mais avec ses propres caractéristiques. En bref, Les circuits de résonance sont des circuits de résonance parallèles avec des diodes capacitives qui aident à régler la fréquence de fonctionnement du VCO et à moduler la parole ou les données en signaux RF.. Tous les principes de conception VCO s'appliquent également aux circuits de résonance. Les circuits de résonance sont généralement très sensibles au bruit parce qu'ils contiennent un grand nombre d'éléments, Il a une large zone de distribution sur la carte de circuit et fonctionne généralement à haute fréquence RF. Les signaux sont généralement disposés sur les broches adjacentes de la puce, Mais ces broches doivent être jumelées avec des inducteurs et des condensateurs relativement grands pour fonctionner, Cela exige à son tour que ces inducteurs et condensateurs soient placés à proximité des circuits de commande sensibles au bruit de retour et connectés.. Ce n'est pas facile..

3. Les aspects suivants doivent être pris en considération dans la conception du téléphone mobile: PCB board
3.1 Processing of Alimentation électrique and ground cable
Even if the wiring in Total PCB board Bien joué., Mais l'interférence causée par l'alimentation électrique et les fils au sol n'est pas bien prise en compte, La performance du produit diminuera, Parfois, cela affecte même le succès du produit. Par conséquent, le câblage électrique, Les fils de mise à la terre doivent être pris au sérieux., Bruit électrique, Limite de chute du fil de terre, Pour garantir la qualité du produit. Pour chaque ingénieur engagé dans la conception électronique, De toute évidence, la cause du bruit entre le sol et la ligne électrique est:. Maintenant., the reduced noise suppression is only described as follows:
(1) It is well known that the decoupling capacitor is added between the power supply and ground wire.
(2) as far as possible to widen the width of power supply, Le fil de terre est plus large que le fil d'alimentation, their relationship is: ground wire > power line > signal line, En général, la largeur de la ligne de signal est de 0.2 ~ 0.3 mm, La largeur fine peut atteindre 0.05 ~ 0.07mm, Le cordon d'alimentation est 1.2 ~ 2.5 mm. Celui - ci. PCB board Le circuit numérique peut être constitué d'une large boucle de conducteur au sol, C'est ça., a ground network for use (analog circuit ground cannot be used in this way).
(3) with a large area of copper layer for ground, Lorsqu'une carte de circuit imprimé n'est pas utilisée, elle est mise à la terre comme sol.. Ou en faire un panneau multicouche, power supply, Le fil de mise à la terre occupe une couche chacun.

3.2 Common ground processing of digital circuit and analog circuit
Many PCBS are no longer single-function circuits (digital or analog), C'est un mélange de circuits numériques et analogiques.. Donc,, Lors du câblage, Nous devons considérer les interférences entre eux, En particulier le bruit sur les fils de mise à la terre. Haute fréquence de circuit numérique, haute sensibilité de circuit analogique. Pour les lignes de signalisation, Les lignes de signalisation à haute fréquence doivent être aussi éloignées que possible des circuits analogiques sensibles.. Fil de terre, the whole PCB board Il n'y a qu'un seul noeud avec le monde extérieur, Par conséquent, le problème de la mise à la terre publique numérique et analogique doit être résolu en PCB board. À l'intérieur de la carte de circuit, la mise à la terre numérique et la mise à la terre analogique sont en fait séparées les unes des autres., Seulement si PCB board and the external connection interface (such as plug, Attendez..). Il y a un court - circuit entre le sol numérique et le sol analogique. Notez qu'il n'y a qu'un seul point de connexion. Il y en a d'autres rares. PCB board, Cela dépend de la conception du système.

3.3 Signal Cables Are laid on electrical (ground) layers
In the multi-layer PCB wiring, Parce qu'il n'y a pas de ligne finie restante dans la couche de ligne de signal, L'ajout d'une couche supplémentaire entraînera des déchets et une certaine charge de travail., Augmentation correspondante des coûts, Pour résoudre cette contradiction, you can consider wiring in the electrical (ground) layer. La zone d'alimentation électrique doit être considérée en premier, Le deuxième est la formation. Parce qu'il maintient l'intégrité de la formation.

3.4 Processing of connecting legs in large area conductor
In the large-area grounding (electricity), Les jambes des composants communs sont attachées à eux. L'usinage des jambes de raccordement doit être considéré de manière exhaustive.. En termes de Performances électriques, La plaque de soudure de la jambe de montage est entièrement reliée à la surface en cuivre, Mais il y a quelques problèmes cachés dans le soudage et l'assemblage des composants, such as: 1) the welding needs a high-power heater. 2) Easy to cause virtual solder joints. Donc,, Tenir compte des performances électriques et des exigences du procédé, Faire une soudure transversale, Appelé bouclier thermique, Communément appelé chaleur, Cela réduit considérablement la possibilité de créer des joints de soudure virtuels en raison de la dissipation excessive de chaleur dans les pièces soudées., and the electrical connection (ground) layer leg of the multilayer board is the same.

3.5 Role of network system in cabling
In many CAD systems, Le câblage est déterminé par le système réseau. Grille trop dense, Augmentation du chemin, Mais c'est trop petit., La quantité de données dans le champ graphique est trop grande, Cela entraînera inévitablement des exigences plus élevées en matière de stockage des appareils., Il a également une grande influence sur la vitesse de calcul des produits informatiques et électroniques. Certains chemins ne sont pas valides, Par exemple, ceux occupés par des coussins ou des trous de montage dans les jambes des composants, Trou de réglage, Attendez.. Une grille trop clairsemée et trop peu de chemins ont une grande influence sur le taux de distribution. Donc,, Il doit y avoir un réseau électrique raisonnablement dense pour supporter le câblage. La jambe standard est 0.1 inch (2.54mm) apart, Par conséquent, les systèmes de grille ont généralement une base de 0.1 inch (2.54mm) or integral multiples of less than 0.1 inch (e.g. 0.05 in., 0.025 in., 0.02 in., Attendez..).

4. Techniques et méthodes de HF PCB board design are as follows:
4.1 The transmission line corner shall adopt 45° Angle to reduce return loss
4.2. Des circuits imprimés isolés à haute performance doivent être utilisés et la valeur de réglage de l'isolation doit être strictement contrôlée en fonction du niveau.. Cette méthode est utile pour gérer efficacement le champ électromagnétique entre le matériau isolant et le câblage adjacent..
4.3 PCB board Les spécifications de conception pour la gravure de haute précision doivent être améliorées.. Envisager de spécifier l'erreur de largeur du bus comme+/- 0.0007 in, Gérer la Sous - cotation et la section transversale des formes de câblage et spécifier les conditions de placage des parois latérales du câblage. Overall management of wiring (wire) geometry and coating surfaces is important to address skin effects related to microwave frequencies and to implement these specifications.
4.4 plomb convexe avec inductance du robinet, Évitez d'utiliser des composants en plomb. Dans un environnement à haute fréquence, Utiliser des assemblages de montage de surface.
4.5 pour le signal à travers le trou, L'utilisation de PTH sur les plaques sensibles doit être évitée car cela peut entraîner une inductance du plomb à travers le trou..
4.6. Une formation abondante doit être fournie. Des trous moulés sont utilisés pour relier ces couches de sol afin d'éviter que le champ électromagnétique 3D n'affecte la carte de circuit..
4.7. Choisir un procédé de nickelage non électrolytique ou de nickelage par immersion, Ne pas utiliser la méthode hasl pour l'électrodéposition. This electroplated surface provides a better skin effect for high-frequency currents (Figure 2). En outre, Ce revêtement hautement soudable nécessite moins de fils, Contribuer à réduire la pollution de l'environnement.
4.8. La couche de résistance à la soudure peut empêcher le flux de pâte. Cependant,, En raison de l'incertitude de l'épaisseur et des propriétés d'isolation inconnues, L'utilisation d'un matériau résistant au soudage pour recouvrir toute la surface de la plaque entraînera de grands changements dans l'énergie électromagnétique dans la conception des microstrips.. En général, Barrage de soudure utilisé comme couche de soudure. Champ électromagnétique. Dans ce cas,, Nous gérons le passage du Microstrip au câble coaxial. Câble coaxial, Les couches de sol sont décalées en anneaux et espacées uniformément. Dans le Microstrip, Le sol est sous la ligne active. Cela introduit certains effets marginaux à comprendre, Prévisions, Et à prendre en considération lors de la conception. Bien sûr., Cette inadéquation peut également entraîner des pertes inversées qui doivent être réduites au minimum afin d'éviter le bruit et les interférences du signal. PCB board.