Fabbricazione PCB di precisione, PCB ad alta frequenza, PCB ad alta velocità, PCB standard, PCB multistrato e assemblaggio PCB.
La fabbrica di servizi personalizzati PCB e PCBA più affidabile.
Blog PCB
Riassunto dell'esperienza del layout e del cablaggio della scheda PCB RF del telefono cellulare
Blog PCB
Riassunto dell'esperienza del layout e del cablaggio della scheda PCB RF del telefono cellulare

Riassunto dell'esperienza del layout e del cablaggio della scheda PCB RF del telefono cellulare

2022-01-19
View:176
Author:pcb

Radiofrequenza (RF) printed circuit boards Il design è spesso descritto come "arte nera" a causa della sua incertezza teorica, ma questa visione è solo parzialmente vera, e ci sono molte linee guida per la progettazione del circuito RF che può e non dovrebbe essere seguita regola trascurata. Tuttavia, quando si tratta di progettazione effettiva, Il vero trucco è come compromettere queste linee guida e leggi quando non possono essere attuate con precisione a causa di vari vincoli progettuali. Naturalmente,ci sono molti importanti argomenti di progettazione RF vale la pena discutere, compresa la corrispondenza di impedenza e impedenza, materiali isolanti e laminati, lunghezza d'onda e onde standing, Quindi questi hanno un grande impatto sulla EMC ed EMI dei telefoni cellulari. Le condizioni che devono essere soddisfatte durante la progettazione di un layout RF sono riassunte:

Scheda PCB

1. L'amplificatore RF ad alta potenza (HPA) e l'amplificatore a basso rumore (LNA) dovrebbero essere separati
Per isolare il più possibile l'amplificatore RF ad alta potenza (HPA) e l'amplificatore a basso rumore (LNA), basta mettere il circuito di trasmissione RF ad alta potenza lontano dal circuito di ricezione RF a bassa potenza. I telefoni cellulari hanno molte funzioni e molti componenti, ma il Scheda Lo spazio PCB è piccolo e considerando le limitazioni del processo di progettazione del cablaggio, tutti questi richiedono competenze di progettazione relativamente elevate. In questo momento, può essere necessario progettare da quattro a sei strati Scheda PCB, e lasciare che lavorino alternativamente invece di lavorare allo stesso tempo. I circuiti ad alta potenza possono talvolta includere buffer RF e oscillatori a tensione controllata (VCO). Assicurarsi che ci sia almeno un intero terreno nell'area ad alta potenza sul PCB senza vias. Naturalmente, più rame, meglio è. I segnali analogici sensibili devono essere tenuti il più lontano possibile dai segnali digitali e RF ad alta velocità.

2. Partizione fisica, partizio elettrico
Le partizioni di progettazione possono essere scomposte in partizioni fisiche ed elettriche. Le partizioni fisiche riguardano principalmente problemi come il posizionamento dei componenti, l'orientamento e la schermatura; Le partizioni elettriche possono continuare ad essere scomposte in partizioni per la distribuzione di energia, Tracce RF, circuiti e segnali sensibili e messa a terra.

2.1 Discutiamo il partizionamento fisico.
Il posizionamento dei componenti è la chiave per implementare una progettazione RF. Una tecnica efficace è quella di fissare prima i componenti situati sul percorso RF e regolare il loro orientamento per ridurre al minimo la lunghezza del percorso RF, tenere l'ingresso lontano dall'uscita, e separare i componenti per quanto possibile. circuiti di alimentazione e circuiti di bassa potenza. Un metodo efficace di impilamento del bordo è quello di organizzare il piano di terra principale (terra principale) sul secondo strato sotto lo strato superficiale ed eseguire le linee RF sullo strato superficiale il più possibile. Ridurre la dimensione della via sul percorso RF non solo riduce l'induttanza del percorso, ma riduce anche i giunti di saldatura fantasma sul terreno principale e riduce la possibilità di perdite di energia RF in altre aree all'interno della pila. Nello spazio fisico, circuiti lineari come amplificatori multistadio sono di solito sufficienti per isolare più zone RF l'una dall'altra, ma duplex, mixer e amplificatori / mixer IF hanno sempre più RF / IF I segnali interferiscono tra loro, quindi bisogna fare attenzione per ridurre al minimo questo effetto.

2.2Le tracce RF e IF dovrebbero essere incrociate il più possibile, e un terreno dovrebbe essere distanziato tra di loro il più possibile.

Il corretto percorso RF è molto importante per le prestazioni dell'intero PCB, che è il motivo per cui il posizionamento dei componenti di solito occupa la maggior parte del tempo nella progettazione del PCB del telefono cellulare. Nella progettazione del telefono cellulare Scheda PCB, il circuito dell'amplificatore a basso rumore può essere solitamente posizionato su un lato del Scheda PCB, e l'amplificatore ad alta potenza può essere posizionato dall'altro lato, e sono infine collegati all'estremità RF e all'elaborazione della banda base sullo stesso lato attraverso un duplexer. sull'antenna del dispositivo. Alcuni trucchi sono necessari per garantire che i vias dritti non trasferiscano l'energia RF da un lato all'altro della scheda e una tecnica comune è quella di utilizzare vias ciechi su entrambi i lati. Gli effetti negativi delle vie diritte possono essere ridotti al minimo disponendo le vie diritte in aree in cui entrambi i lati del PCB sono liberi da interferenze RF. A volte non è possibile garantire un isolamento sufficiente tra più blocchi di circuito, nel qual caso è necessario considerare l'utilizzo di uno scudo metallico per schermare l'energia RF nell'area RF. Lo scudo metallico deve essere saldato al suolo e deve essere tenuto lontano dai componenti. una distanza adeguata, thus taking up valuable Scheda PCB space. È molto importante garantire l'integrità del coperchio di protezione il più possibile. Le linee di segnale digitali che entrano nella copertura di schermatura metallica dovrebbero andare allo strato interno il più possibile, e il PCB Scheda sotto lo strato di cablaggio è lo strato di terra. La linea di segnale RF può uscire dal piccolo divario nella parte inferiore dello scudo metallico e lo strato di cablaggio nella fessura di terra, ma più terreno possibile dovrebbe essere distribuito intorno al divario, e il terreno su diversi strati può essere collegato insieme attraverso più vie .

2.3Un corretto ed efficace disaccoppiamento della potenza del chip è anche molto importante.

Molti chip RF con linee lineari integrate sono molto sensibili al rumore dell'alimentazione elettrica, in genere richiedono fino a quattro condensatori e un induttore di isolamento per chip per garantire che tutto il rumore dell'alimentazione sia filtrato. Un circuito integrato o un amplificatore spesso ha un'uscita open-drain, quindi è necessario un induttore pull-up per fornire un carico RF ad alta impedenza e un alimentatore DC a bassa impedenza. Lo stesso principio vale per il disaccoppiamento dell'alimentazione su questo lato induttore. Alcuni chip richiedono più alimentatori per funzionare, quindi potresti aver bisogno di due o tre set di condensatori e induttori per disaccoppiarli separatamente, gli induttori sono raramente vicini tra loro in parallelo, in quanto questo creerebbe un trasformatore di nucleo dell'aria e inducerebbe interferenze tra di loro il segnale, Quindi la distanza tra di loro dovrebbe essere almeno l'altezza di uno dei dispositivi, o dovrebbero essere disposti ad angolo retto per ridurre la loro induttanza reciproca.

2.4 I principi del partizionamento elettrico sono generalmente gli stessi del partizionamento fisico, ma ci sono altri fattori coinvolti.
Alcune parti del telefono funzionano a tensioni diverse e sono controllate dal software per prolungare la durata della batteria. Ciò significa che il telefono deve funzionare su più fonti di alimentazione, che crea più problemi con l'isolamento. L'alimentazione viene solitamente immessa sul connettore e viene immediatamente disaccoppiata per filtrare qualsiasi rumore dall'esterno della scheda prima di essere distribuita attraverso una serie di interruttori o regolatori di tensione. La maggior parte dei circuiti sui PCB del telefono cellulare hanno correnti DC abbastanza piccole, so trace width is usually not an issue, tuttavia, per l'alimentazione dell'amplificatore ad alta potenza deve essere eseguita una traccia separata ad alta corrente il più ampia possibile per ridurre al minimo la caduta di tensione di trasmissione. Per evitare troppe perdite di corrente, Sono necessarie più vie per passare la corrente da uno strato all'altro. Inoltre, se l'amplificatore ad alta potenza non è sufficientemente disaccoppiato ai suoi pin di alimentazione, Il rumore ad alta potenza si irradia su tutta la scheda e causerà vari problemi. La messa a terra degli amplificatori ad alta potenza è critica e spesso richiede uno scudo metallico. Nella maggior parte dei casi,è anche fondamentale assicurarsi che l'uscita RF sia tenuta lontano dall'ingresso RF. Ciò vale anche per gli amplificatori, buffer e filtri. Nel maggiore dei casi, amplificatori e buffer hanno il potenziale di auto-oscillare se le loro uscite vengono alimentate ai loro ingressi con la fase e l'ampiezza adeguate. In ogni caso, lavoreranno stabilmente in qualsiasi condizione di temperatura e tensione. Infatti, possono diventare instabili e aggiungere segnali di rumore e intermodulazione al segnale RF. Se le linee di segnale RF devono essere ricollegate dall'ingresso del filtro all'uscita, questo può danneggiare gravemente le caratteristiche di passaggio del filtro. Per ottenere un buon isolamento tra ingresso e uscita, in primo luogo, un terreno deve essere posizionato intorno al filtro e, in secondo luogo, un terreno deve essere posizionato nella zona inferiore del filtro e collegato al terreno principale intorno al filtro. È anche una buona idea mantenere le linee di segnale che devono passare attraverso il filtro il più lontano possibile dai pin del filtro. Anche, Fai attenzione con la messa a terra ovunque sulla tavola, oppure introdurrai un canale di accoppiamento. A volte è possibile scegliere linee di segnale RF monoterminale o bilanciate, e qui si applicano gli stessi principi in materia di interferenza incrociata e EMC/EMI. Le linee di segnale RF bilanciate possono ridurre il rumore e le interferenze incrociate se sono instradate correttamente, ma la loro impedenza è solitamente elevata e una larghezza di linea ragionevole dovrebbe essere mantenuta per ottenere un'impedenza che corrisponda alla sorgente, alla traccia e al carico. Il cablaggio efficace può Ci saranno alcune difficoltà. Un buffer può essere utilizzato per migliorare l'isolamento perché può dividere lo stesso segnale in due parti e usarlo per guidare circuiti diversi, soprattutto se lo LO può avere bisogno di un buffer per guidare più mixer. Quando il mixer raggiunge l'isolamento in modalità comune alle frequenze RF, non funziona correttamente. I buffer sono bravi ad isolare i cambiamenti di impedenza a frequenze diverse in modo che i circuiti non interferiscano tra loro. I buffer sono un grande aiuto nella progettazione, possono essere posizionati subito dopo il circuito che deve essere guidato, in modo che le tracce di uscita ad alta potenza siano molto brevi, perché il livello del segnale in ingresso del buffer è relativamente basso, quindi non è facile essere influenzati da altri circuiti sulla scheda. circuito che provoca interferenze. Gli oscillatori controllati di tensione (VCO) convert changing voltages to changing frequency, una funzione utilizzata per la commutazione di canale ad alta velocità, ma convert anche piccole quantità di rumore sulla tensione di controllo in piccole variazioni di frequenza, che danno segnali RF aggiungono rumore.

2.5

Per evitare l'aggiunta di rumore occorre tener conto dei seguenti aspetti:

In primo luogo, la larghezza di banda desiderata della linea di controllo può variare da DC a 2MHz, e il filtraggio per rimuovere il rumore in una banda così ampia è quasi impossibile; In secondo luogo, la linea di controllo VCO è solo parte di un ciclo di feedback che controlla la frequenza, che in molti casi è possibile introdurre ovunque, quindi le linee di controllo VCO devono essere gestite con grande cura. Assicurarsi che il terreno sotto le tracce RF sia solido e che tutti i componenti siano saldamente collegati al terreno principale e isolati da altre tracce che possono introdurre rumore. Inoltre, assicurarsi che l'alimentazione del VCO sia adeguatamente disaccoppiata, poiche l'uscita RF del VCO tende ad essere un livello relativo alto, il segnale di uscita VCO può facilmente interferire con altri circuiti, quindi particolare attenzione deve essere prestata al VCO. Infatti il VCO è spesso posizionato alla fine dell'area RF, e talvolta richiede uno scudo metallico. Il circuito risonante (uno per il trasmettitore e l'altro per il ricevitore) è legato al VCO, ma ha anche le sue caratteristiche. In poche parole, un circuito risonante è un circuito risonante parallelo con un diodo capacitivo che aiuta a impostare la frequenza di funzionamento VCO e modulare il discorso o i dati su un segnale RF. Tutti i principi di progettazione VCO si applicano ugualmente ai circuiti risonanti. I circuiti risonanti sono spesso molto sensibili al rumore a causa del loro numero considerevole di componenti, ampia distribuzione sul bordo, e tipicamente operano ad una frequenza RF molto elevata. I segnali sono solitamente disposti su perni adiacenti del chip, ma questi perni di segnale devono funzionare con induttori e condensatori relativamente grandi, il che a sua volta richiede che questi induttori e condensatori siano posizionati vicino tra loro e collegati di nuovo su un circuito di controllo sensibile al rumore. Non è facile farlo. L'amplificatore AGC (Automatic gain control) è anche un posto problematico, e ci sarà un amplificatore AGC sia nei circuiti di trasmissione che di ricezione. Gli amplificatori AGC sono solitamente efficaci nel filtrare il rumore, ma grazie alla capacità dei telefoni cellulari di gestione rapidi cambi nella potenza del segnale trasmesso e ricevuto, i circuiti AGC sono tenuti ad avere una larghezza di banda abbastanza larga, che rende facile introdurre amplificatori AGC su alcuni circuiti critici. Le buone tecniche di progettazione dei circuiti analogici devono essere seguite quando si progettano linee AGC, e questo ha a che fare con pin di ingresso ampli op molto brevi e percorsi di feedback molto brevi, entrambi devono essere tenuti lontani da tracce di segnale digitale RF, IF o ad alta velocità.


Inoltre, una buona messa a terra è essenziale, e l'alimentazione del chip deve essere ben disaccoppiata. Se si deve eseguire un cavo lungo all'ingresso o all'uscita, è all'uscita, che di solito ha un'impedenza molto inferiore ed è meno incline al rumore induttivo. Di solo più alto è il livello del segnale, più facile è introdurre rumore in altri circuiti. In tutta la progettazione PCB, è un principio generale tenere i circuiti digitali lontani dai circuiti analogici il più possibile e si applica anche alla progettazione PCB RF. Il terreno analogico comune è spesso importante quanto il terreno utilizzato per schermare e separare le linee di segnale, così attenta pianificazione, posizionamento ponderato dei componenti e stima accurata del posizionamento* sono tutti importanti nelle prime fasi di progettazione. Allo stesso modo, RF dovrebbe essere tenuto lontano da linee analogiche e alcuni segnali digitali molto critici. Tutte le tracce RF, pad e componenti devono essere riempiti con rame macinato il più possibile, e collegati al terreno principale il più possibile. Se le tracce RF devono passare attraverso le linee di segnale, cercare di instradare uno strato di terra collegato al terreno principale lungo le tracce RF tra di loro. Se non possibile, Assicurazioni che siano incrociati per ridurre al minimo l'alloggio capacitivo, e quanto più terreno possibile intorno a ciascuna traccia RF, e colleghi al terreno principale. Inoltre, Ridurre la distanza tra traccia RF parallelo può ridurre l'alloggio induttivo. Un solido piano di terra monolitico posto direttamente sotto lo strato superficiale, l'effetto di isolamento, anche se un po' attento design funzionano anche altre pratiche. Su ogni strato del Scheda PCB, posare più terreni possibili e collegarli al terreno principale. Posizionare le tracce il più vicino possibile per aumentare il numero di pad sui livelli interni del segnale e della distribuzione di energia, e regolare le tracce in modo da poter instradare vie di collegamento a terra a pad isolati sulla superficie. I terreni liberi su vari strati del PCB devono essere evitati in quanto possono raccogliere o iniziare rumore come una piccola antenna. Nella maggior parte dei casi, se non riesci a colleghi al terreno principale, poi li rimuovi.


3. Nella progettazione del telefono cellulare Scheda PCB, dovrebbe prestare attenzione a diversi aspetti
3.1Gestione dell'alimentazione elettrica e del cavo di massa

Anche se il cablaggio in tutta la Scheda PCB è ben completato, le interferenze causate dalla mancanza di ponderata considerazione dell'alimentazione elettrica e del filo di terra ridurranno le prestazioni del prodotto, e talvolta anche influenzare il tasso di successo del prodotto. Pertanto, il cablaggio dei cavi di alimentazione e di terra dovrebbe essere preso sul serio, e l'interferenza acustica generata dai cavi di alimentazione e di massa dovrebbe essere minimizzata per garantire la qualità dei prodotti. Per ogni ingegnere impegnato nella progettazione di prodotti elettronici,la ragione del rumore tra il cavo di terra e la linea elettrica è compresa, e ora solo la riduzione del rumore è espressa:

(1) È ben noto che un condensatore di disaccoppiamento è aggiunto tra l'alimentazione elettrica e il cavo di massa.

(2) Cercare di allargare la larghezza dell'alimentazione elettrica e del cavo di massa il più possibile. Il cavo di massa è più largo del cavo di alimentazione elettrica. 0.05ï½ 0.07mm, the power cord is 1.2ï½ 2.5mm. Per il Scheda PCB del circuito digitale, un ampio filo di terra può essere utilizzato per formare un anello, Cioè, una rete di terra può essere utilizzata (la terra del circuito analogico non può essere utilizzata in questo modo)

(3) Utilizzare uno strato di rame di grande area come filo di terra e collegare i luoghi inutilizzati sul bordo stampato al terreno come filo di terra. O fare una scheda multistrato, power supply, Il filo di terra occupa ciascuno uno strato.

3.2Elaborazione comune a terra di circuiti digitali e circuiti analogici

Ora ci sono molti PCB Scheda che non sono più un singolo circuito di funzione (circuito digitale o analogico), ma sono composti da una miscela di circuiti digitali e analogici. Pertanto, è necessario considerare l'interferenza reciproca tra loro durante il cablaggio, soprattutto l'interferenza acustica sul filo di terra. La frequenza del circuito digitale è alta e la sensibilità del circuito analogico è forte. Per la linea di segnale, la linea di segnale ad alta frequenza dovrebbe essere tenuta lontana per quanto possibile dai dispositivi sensibili del circuito analogico. Per la linea di terra, l'intera Scheda PCB ha un solo nodo al mondo esterno. Pertanto, Il problema del terreno comune digitale e analogico deve essere affrontato all'interno del Scheda PCB, mentre la terra digitale e la terra analogica sono effettivamente separati all'interno della scheda, e non sono collegati tra loro, solo all'interfaccia tra la Scheda PCB e il mondo esterno (come le spine). Aspetta). Il terreno digitale è un po 'corto alla terra analogica, notare che c'è solo un punto di connessione. Ci sono anche diversi motivi sul PCB Scheda, che sono determinati dal design del sistema.

Le linee di segnale sono instradate sullo strato elettrico (di terra)

Nel cablaggio di schede stampate multistrato, poiché non ci sono molte linee rimaste nel livello della linea del segnale, aggiungere più strati causerà sprechi e aumenterà il carico di lavoro di produzione, e il costo aumenterà di conseguenza. Per risolvere questa contraddizione, possiamo considerare il cablaggio sullo strato elettrico (terra). Il piano di potenza va considerato per primo, seguito dal piano di terra. Perché l'integrità della formazione è preservata.

3.4 Manipolazione di gambe di collegamento in conduttori di grande area

In un'ampia area di messa a terra (elettricità), le gambe dei componenti comunemente utilizzati sono collegate ad esso e la gestione delle gambe di collegamento deve essere considerata in modo completo. Ci sono alcuni pericoli nascosti nella saldatura e nell'assemblaggio dei componenti, come: "La saldatura richiede riscaldatori ad alta potenza." ¡È facile causare giudizi di salute virtuale. Pertanto, tenendo conto delle prestazioni elettriche e delle esigenze di processo, viene realizzato un pad a forma di croce, che è chiamato scudo termico, comunemente noto come pad termico. Il sesso è notevolmente ridotto. La gamba elettrica (a terra) di una scheda multistrato è trattata allo stesso modo

In un'ampia area di messa a terra (elettricità), le gambe dei componenti comunemente utilizzati sono collegate ad esso e la gestione delle gambe di collegamento deve essere considerata in modo completo. Ci sono alcuni pericoli nascosti nella saldatura e nell'assemblaggio dei componenti, come: "La saldatura richiede riscaldatori ad alta potenza." ¡È facile causare giudizi di salute virtuale. Pertanto, tenendo conto delle prestazioni elettriche e delle esigenze di processo, viene realizzato un pad a forma di croce, che è chiamato scudo termico, comunemente noto come pad termico. Il sesso è notevolmente ridotto. La gamba elettrica (a terra) di una scheda multistrato è trattata allo stesso modo.

3.5Il ruolo del sistema di rete nel cablaggio

In molti sistemi CAD, Il cablaggio è determinato dal sistema di rete. Se la griglia è troppo densa, anche se il numero di canali è aumentato, lo step è troppo piccolo, e la quantità di dati nel campo immagine è troppo grande, che devono avere requisiti più elevati sullo spazio di archiviazione delle apparecchiature, e influenzare anche la velocità di calcolo dei prodotti elettronici informatici. grande influenza. E alcune vie non sono valide, come quelle occupate da cuscinetti di gambe componenti o occupate da fori di montaggio e fori fissi

. Griglie troppo scarse e canali troppo pochi hanno un grande impatto sul tasso di distribuzione. Therefore, ci deve essere un sistema di rete con densità ragionevole per sostenere il cablaggio. La distanza tra le gambe dei componenti standard è di 0,1 pollici (2,54 mm), quindi la base del sistema di griglia è generalmente impostata a 0,1 pollici (2,54 mm) o meno di un multiplo integrale di 0,1 pollici, come: 0,05 pollici, 0,025 pollici, 0,02 pollici ecc.

4. Alta frequenza Scheda PCB competenze e metodi di progettazione

4.1 Utilizzare un angolo di 45 ° per gli angoli della linea di trasmissione per ridurre la perdita di ritorno

4.2 I circuiti isolanti ad alte prestazioni i cui valori costanti di isolamento sono rigorosamente controllati dal livello devono essere adottati. Questo approccio facilita la gestione efficiente dei campi elettromagnetici tra materiali isolanti e cablaggio adiacente.

4.3 È necessario migliorare le specifiche di progettazione del PCB Scheda per l'incisione ad alta precisione. La larghezza della linea è di ++/- 0.0007 pollici, gestendo sottostrati e sezioni trasversali delle forme di cablaggio e specificando le condizioni di cablaggio dei fianchi. La gestione complessiva della geometria del cablaggio (conduttore) e della superficie del rivestimento è importante per affrontare i problemi di effetto cutaneo associati alle frequenze delle microonde e per raggiungere queste specifiche.

4.4 C'è un'induttanza del rubinetto sui cavi sporgenti, quindi evitare di utilizzare componenti con piombo. Per ambienti ad alta frequenza, utilizzare componenti per montaggio superficiale.

4.5 Per vie di segnale, evitare di utilizzare il processo via processing (pth) su schede sensibili, in quanto questo processo si tradurrà in induzione di piombo alla via.

4.6 Fornire un piano di terra ricco. I vias stampati sono utilizzati per collegare questi piani di terra per prevenire gli effetti dei campi elettromagnetici 3D sulla scheda.

4.7 Per scegliere la nichelatura elettrolitica o il processo di doratura ad immersione, non utilizzare il metodo HASL per la galvanizzazione. Questa superficie placcata fornisce un migliore effetto cutaneo per correnti ad alta frequenza (Figura 2). Inoltre, questo rivestimento altamente saldabile richiede meno piombo, contribuendo a ridurre l'inquinamento ambientale.

4.8 Maschera di saldatura impedisce il flusso della pasta di saldatura. Tuttavia, coprire l'intera superficie del pannello con materiale della maschera di saldatura comporterà grandi variazioni nell'energia elettromagnetica nella progettazione del microstrip a causa dell'incertezza dello spessore e delle proprietà isolanti sconosciute. La diga di saldatura è generalmente utilizzata come maschera di saldatura. il campo elettrico. In questo caso, gestiamo la transizione tra microtrip e coassiale. In un cavo coassiale, i piani di terra sono intrecciati in un anello e distanziati uniformemente. In microstrip, il piano di terra è al di sotto della linea attiva. Questo introduce alcuni effetti edge che devono essere compresi, previsto e preso in considerazione al momento della progettazione. Naturalmente, questo disallineamento provoca anche la perdita di ritorno, che deve essere ridotta per evitare rumori e interferenze del segnale.


5. Progettazione di compatibilità elettromagnetica

La compatibilità elettromagnetica si riferisce alla capacità delle apparecchiature elettroniche di lavorare armoniosamente ed efficacemente in vari ambienti elettromagnetici. Lo scopo della progettazione di compatibilità elettronica è quello di consentire alle apparecchiature elettroniche di sopprimere varie interferenze esterne, in modo che le apparecchiature elettroniche possano funzionare normalmente in uno specifico ambiente elettromagnetico e allo stesso tempo ridurre le interferenze elettromagnetiche delle apparecchiature elettroniche stesse ad altre apparecchiature elettroniche.

5.1 Scegliere una larghezza ragionevole del filo

Poiché l'interferenza di impulso prodotta dalla corrente transitoria sui fili stampati è causata principalmente dai componenti induttivi dei fili stampati, l'induttanza dei fili stampati dovrebbe essere minimizzata. L'induttanza del filo stampato è proporzionale alla sua lunghezza e inversamente proporzionale alla sua larghezza. Tracce dell'orologio, linee di segnale dei conducenti di fila o degli autisti di autobus spesso trasportano grandi correnti transitorie e le tracce dovrebbero essere mantenute il più breve possibile. Per circuiti componentistici discreti, quando la larghezza del filo stampato è di circa 1.5mm, può soddisfare pienamente i requisiti; Per circuiti integrati, la larghezza del filo stampato può essere selezionata tra 0,2 e 1,0 mm.

5.2 Adottare la corretta strategia di cablaggio

L'utilizzo di cavi uguali può ridurre l'induttanza del filo, ma l'induttanza reciproca e la capacità distribuita tra i fili incrementano. Se il layout lo consente, utilizzare la struttura di cablaggio a rete a griglia. Il metodo specifico è quello di instradare orizzontalmente su un lato della scheda stampata e verticalmente sull'altro lato. I fori trasversali sono collegati da fori metallizzati.

5.3 Al fine di sopprimere la conversazione incrociata tra i conduttori della scheda stampata, il cablaggio a lunga distanza e uguale dovrebbe essere evitato per quanto possibile durante la progettazione del cablaggio e la distanza tra le linee dovrebbe essere mantenuta il più ampia possibile e la linea di segnale, la linea di terra e la linea di alimentazione non dovrebbero attraversare il più possibile. Impostare una traccia a terra tra alcune linee di segnale che sono molto sensibili alle interferenze può efficacemente sopprimere il crosstalk.

5.4 Al fine di evitare radiazioni elettromagnetiche generate quando segnali ad alta frequenza passano attraverso i fili stampati, occorre prestare attenzione anche ai seguenti punti durante il cablaggio del circuito stampato:

(1) Minimizzare la discontinuità dei conduttori stampati, ad esempio, la larghezza dei conduttori non deve essere bruscamente cambiata, gli angoli dei conduttori dovrebbero essere superiori a 90 gradi, ed è vietato l'instradamento ad anello.

(2) Il cavo del segnale dell'orologio è soggetto a interferenze di radiazione elettromagnetica. Il cablaggio dovrebbe essere vicino al circuito di terra, e il driver deve essere vicino al connettore.

(3) L'autista dell'autobus dovrebbe essere vicino all'autobus che vuole guidare. Per quei cavi che lasciano il circuito stampato, il driver dovrebbe essere proprio accanto al connettore.

(4) Il cablaggio del bus dati dovrebbe sandwich un cavo di terra di segnale tra ogni due fili di segnale. Il ritorno a terra è posizionato proprio accanto ai cavi di indirizzo non importanti, poiché questi ultimi spesso portano correnti ad alta frequenza.

(5) Quando si organizza l'alta velocità, circuiti logici a media velocità e bassa velocità sulla scheda stampata.

5.5

Sopprimere le interferenze di riflessione

Al fine di sopprimere l'interferenza di riflessione che appare alla fine della linea stampata, salvo necessità particolari, la lunghezza della linea stampata dovrebbe essere accorciata il più possibile e dovrebbero essere utilizzati circuiti lenti. Se necessario, può essere aggiunta la corrispondenza del terminale,che è, una resistenza corrispondente con lo stesso valore di resistenza viene aggiunta alla fine della linea di trasmissione al suolo e all'estremità dell'alimentazione elettrica. Secondo l'esperienza, per il circuito TTL generalmente più veloce, le misure di corrispondenza dei terminali dovrebbero essere adottate quando le linee stampate sono più lunghe di 10 cm. Il valore di resistenza della resistenza corrispondente deve essere determinato in base alla corrente di azione in uscita e al valore della corrente di sink del circuito integrato.


6.Utilizzare la strategia di routing differenziale della linea del segnale nel processo di progettazione del circuito stampato

Anche le coppie di segnali differenziali che sono instradate molto vicine l'una all'altra sono strettamente accoppiate l'una all'altra. Questo accoppiamento reciproco riduce le emissioni EMI. Di solito (con alcune eccezioni) i segnali differenziali sono anche segnali ad alta velocità, quindi di solito si applicano le regole di progettazione ad alta velocità. Ciò vale soprattutto per il cablaggio dei segnali differenziali, soprattutto nella progettazione di linee di segnale per linee di trasmissione. Ciò significa che dobbiamo progettare il routing delle linee di segnale con molta attenzione per garantire che l'impedenza caratteristica della linea di segnale sia continua e costante su tutta la linea di segnale. Durante il processo di layout e routing della coppia differenziale, speriamo che i due Scheda PCB lines in the differential pair are exactly the same. Ciò significa che, in practice, Occorre fare ogni sforzo per garantire che le tracce PCB nella coppia differenziale abbiano esattamente la stessa impedenza e che le tracce siano della stessa lunghezza. Differential Scheda PCB Le tracce sono solitamente sempre instradate in coppia, e la distanza tra di loro rimane costante ovunque lungo la direzione della coppia.