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Technologie PCB
Méthodes de base pour réduire l'effet RF dans la conception de l'interconnexion des PCB
Technologie PCB
Méthodes de base pour réduire l'effet RF dans la conception de l'interconnexion des PCB

Méthodes de base pour réduire l'effet RF dans la conception de l'interconnexion des PCB

2021-08-21
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Author:IPCB

The interconnection of the Circuits imprimés Le système comprend trois types d'interconnexions entre la puce et l'ordinateur Circuits imprimés, the interconnection withIn PCB board, Et PCB et équipements externes. In the Conception RF, Les caractéristiques électromagnétiques des points d'interconnexion sont l'un des principaux problèmes de conception technique.. This article introduces the various techniques of the above-mentioned three types of interconnection Conception. Le contenu concerne la méthode d'installation de l'équipement, wiring isolation and measures to reduce lead inductance. Une minute..


At present, Il semble que la fréquence d'impression Circuits imprimés design is getting higher and higher. Avec l'augmentation du taux de données, the bandwidth required for data transmission also promotes the upper limit of the signal frequency to 1GHz or even higher. Although this high-frequency signal technology is far beyond the range of millimeter wave technology (3.0GHz), it does also involve RF and low-end microwave technology.


Les méthodes de conception de l'ingénierie des radiofréquences doivent être capables de traiter les effets électromagnétiques forts qui se produisent généralement dans les bandes de fréquences plus élevées. Ces champs électromagnétiques produisent des signaux sur les lignes de signalisation adjacentes ou sur les lignes de PCB, ce qui entraîne des échanges désagréables (interférence et bruit total) et peut nuire aux performances du système. La perte de retour est principalement causée par l'inadéquation de l'impédance et a le même effet sur le signal que le bruit et l'interférence additifs.


La perte de rendement élevé a deux effets négatifs: 1. Le signal réfléchi à la source du signal augmentera le bruit du système, ce qui rendra plus difficile pour le récepteur de distinguer le bruit du signal. 2. Tout signal réfléchi diminuera considérablement la qualité du signal en raison du changement de forme du signal d'entrée.


Bien que le système numérique ne traite que les signaux 1 et 0 et qu'il ait une bonne tolérance aux défauts, les harmoniques générées par l'augmentation des impulsions à grande vitesse conduisent à des fréquences plus élevées et à des signaux plus faibles. Bien que la correction des erreurs vers l'avant puisse éliminer certains effets négatifs, une partie de la largeur de bande du système est utilisée pour transmettre des données redondantes, ce qui entraîne une dégradation des performances du système. Une meilleure solution consiste à faire en sorte que les effets RF contribuent à l'intégrité du signal plutôt qu'à la réduire. Il est recommandé que la perte totale de retour du système numérique à la fréquence la plus élevée (généralement le point de données le plus faible) soit de - 25 DB, ce qui équivaut à 1,1 VSWR.


Objectifs Conception des PCB is smaller, Plus rapide et moins cher. For RFPCB, Les signaux à grande vitesse limitent parfois la miniaturisation de l'équipement Conception des PCB. At present, Le principal moyen de résoudre le problème de crosstalk est de gérer le plan au sol, space between wiring and reduce lead inductance.

((capacité)). La principale méthode de réduction de la perte de retour est l'appariement de l'impédance.. This method includes effective management of insulating materials and isolation of active signal lines and ground lines, En particulier entre la ligne de signal à l'état de transition et la mise à la terre.


Since the interconnection point is the weakest link in the circuit chain, in the Conception RF, the electromagnetic properties at the interconnection point are the main problems faced by the engineering design. Chaque point d'interconnexion doit être étudié pour résoudre les problèmes existants.. The interconnection of the Circuits imprimés Le système comprend trois types d'interconnexions: Circuits imprimés, Interconnexion à l'intérieur des PCB, Et entrée du signal/output between the PCB and external devices.


Un, the interconnection between the chip and the PCB board

Le Pentium IV et les puces à grande vitesse avec un grand nombre de points d'interconnexion I / o sont disponibles. En ce qui concerne la puce elle - même, ses performances sont fiables et la vitesse de traitement a atteint 1 GHz. Lors du récent atelier sur l'interconnexion à GHz (Liste des pilesw.az.ww.com), l'une des choses les plus excitantes a été que les approches pour faire face à l'augmentation du nombre et de la fréquence des entrées / sorties étaient bien connues. Le principal problème d'interconnexion entre les puces et les PCB est la densité d'interconnexion élevée, ce qui fait que la structure de base des matériaux PCB devient un facteur limitant la croissance de la densité d'interconnexion. Une solution innovante a été proposée, à savoir l'utilisation d'émetteurs sans fil locaux à l'intérieur d'une puce pour transmettre des données à une carte de circuit adjacente.

Que ce plan fonctionne ou non, the participants are very clear: In terms of high-frequency applications, Technologie de conception de circuits intégrés Conception des PCB technology.

ATL

Deux.,PCB board interconnection

The skills and methods for high-frequency Conception des PCB are as follows:


1. The corner of the transmission line should be 45° to reduce the return loss (Figure 1);

2. Utiliser une carte de circuit isolé à haute performance dont la constante d'isolation est strictement contrôlée en fonction du niveau. Cette méthode permet de gérer efficacement le champ électromagnétique entre le matériau isolant et le câblage adjacent.

3. To improve the Conception des PCB Spécifications relatives à la gravure de haute précision. It is necessary to consider that the total error of the specified line width is +/- 0.0007 inches, Les sous - cotations et les sections transversales des formes de câblage doivent être gérées., and the plating conditions of the wiring side wall should be specified. The overall management of wiring (wire) geometry and coating surface is very important to solve the skin effect problem related to microwave frequency and realize these specifications.

4. Les fils saillants ont une inductance de taraudage, de sorte que l'utilisation d'éléments avec des fils est évitée. Dans les environnements à haute fréquence, il est préférable d'utiliser des assemblages de montage de surface.

5. Pour le passage du signal, avoid using a via processing (pth) process on sensitive boards, Parce que ce processus crée une inductance de plomb à travers le trou. Par exemple:, Lorsque le trou de travers sur la plaque de 20 couches est utilisé pour relier les couches 1 à 3, L'inductance du plomb affecte les couches 4 à 19.

6. Fournir un niveau de sol riche. Utilisez des trous moulés pour connecter ces couches au sol afin d'éviter que le champ électromagnétique 3D n'affecte la carte de circuit.

7. Choisir un procédé de nickelage ou de trempage de l'or sans électrolyse, do not use HASL method for electroplating. This kind of electroplated surface can provide better skin effect for high frequency current (Figure 2). In addition, Ce revêtement à haute soudabilité nécessite moins de fils, which helps reduce environmental pollution.

8. Le film de soudage par résistance peut empêcher le flux de pâte à souder. Cependant, en raison de l'incertitude de l'épaisseur et des propriétés d'isolation, toute la surface de la carte de circuit est recouverte d'un matériau résistant au soudage, ce qui entraînera de grands changements dans l'énergie électromagnétique dans la conception des microstrips. En général, les tôles à souder par résistance sont utilisées comme tôles à souder par résistance.


Si vous ne connaissez pas ces méthodes, you can consult an experienced design engineer who has been engaged in military microwave Circuits imprimés design. You can also discuss with them the price range you can afford. For example, the copper-backed coplanar microstrip design is more economical than the stripline design. Vous pouvez en discuter avec eux pour obtenir de meilleurs conseils. Les bons ingénieurs ne sont peut - être pas habitués aux coûts, but their suggestions are also quite helpful. Maintenant, essayez de former de jeunes ingénieurs qui ne sont pas familiers avec les effets RF et qui n'ont pas l'expérience nécessaire pour les gérer.. Ce sera un travail à long terme.

En outre, d'autres solutions peuvent être adoptées, telles que l'amélioration du type d'ordinateur pour lui permettre de traiter les effets RF.


Three, PCB and external device interconnection

On peut maintenant considérer que nous avons résolu tous les problèmes de gestion des signaux sur les circuits imprimés ainsi que les problèmes d'interconnexion des différents composants. Alors, comment résoudre le problème d'entrée / sortie du signal de la carte de circuit au fil connecté à l'appareil distant? Tromper Electronics, un innovateur de la technologie des câbles coaxiaux, travaille à résoudre ce problème et a réalisé des progrès importants (Figure 3). De plus, regardez le champ électromagnétique illustré à la figure 4. Dans ce cas, nous gérons la transition du Microstrip au câble coaxial. Dans les câbles coaxiaux, la couche de mise à la terre est circulaire et uniformément répartie. Dans le Microstrip, le plan au sol est sous la ligne active. Cela introduit certains effets marginaux qui doivent être compris, prévus et pris en compte dans le processus de conception. Bien entendu, cette inadéquation entraîne également une perte de retour et doit être minimisée afin d'éviter le bruit et l'interférence du signal.


Gestion des problèmes d'impédance interne Circuits imprimés is not a design issue that can be ignored. L'impédance commence à la surface Circuits imprimés, then passes through a solder joint to the connector, Fin finale sur câble coaxial. Since impedance varies with frequency, Plus la fréquence est élevée, the more difficult impedance management is. Le problème de l'utilisation de fréquences plus élevées pour la transmission de signaux à large bande semble être un problème majeur dans la conception..