PCB Tecnico - Riepilogo dell'esperienza del layout del PWB RF del telefono cellulare e del cablaggio

Con l'avvento di un giro di dispositivi Bluetooth, telefoni cellulari e era 3G e 4G, gli ingegneri prestano sempre più attenzione alle competenze di progettazione dei circuiti RF. Il design del circuito a radiofrequenza (RF) è spesso descritto come una "arte nera" perché ci sono ancora molte incertezze in teoria, ma questa visione è solo parzialmente corretta. La progettazione del circuito stampato RF ha anche molte linee guida che possono essere seguite e regole che non dovrebbero essere ignorate.

Tuttavia, nella progettazione pratica, la vera competenza pratica è come compromettere queste linee guida e regole quando non possono essere attuate con precisione a causa di vari vincoli di progettazione. Naturalmente, ci sono molti argomenti importanti di progettazione RF che meritano di essere discussi, tra cui l'impedenza e la corrispondenza dell'impedenza, i materiali di strato isolante e i laminati, la lunghezza d'onda e l'onda in piedi, quindi questi hanno un grande impatto sulla EMC e EMI dei telefoni cellulari. Il seguente riassume le condizioni che devono essere soddisfatte durante la progettazione del layout RF del PCB del telefono cellulare:

1.1 isolare il più possibile l'amplificatore RF ad alta potenza (HPA) e l'amplificatore a basso rumore (LNA). In breve, tenere il circuito di trasmissione RF ad alta potenza lontano dal circuito di ricezione RF a bassa potenza. Il telefono cellulare ha molte funzioni e molti componenti, ma lo spazio PCB è piccolo. Allo stesso tempo, considerando il limite più alto del processo di progettazione del cablaggio, tutti questi requisiti per le competenze di progettazione sono relativamente elevati. In questo momento, potrebbe essere necessario progettare da quattro a sei strati di PCB per farli funzionare alternativamente piuttosto che contemporaneamente. I circuiti ad alta potenza possono talvolta includere buffer RF e oscillatori a tensione controllata (VCO). Assicurarsi che ci sia almeno un intero pezzo di terra nell'area ad alta potenza sul PCB. È meglio che non ci siano vias su di esso. Naturalmente, più fogli di rame, meglio è. I segnali analogici sensibili dovrebbero essere il più lontano possibile dai segnali digitali ad alta velocità e dai segnali RF.

1.2 La zonizzazione di progettazione può essere divisa in zonizzazione fisica e zonizzazione elettrica. La zonizzazione fisica coinvolge principalmente la disposizione, l'orientamento e la schermatura dei componenti; Le partizioni elettriche possono essere ulteriormente divise in partizioni di distribuzione di energia, cablaggio RF, circuiti e segnali sensibili, messa a terra, ecc.

1.2.1 discutiamo del partizionamento fisico. Il layout dei componenti è la chiave per un eccellente design RF. La tecnologia più efficace è prima di fissare i componenti sul percorso RF e regolare il suo orientamento per ridurre al minimo la lunghezza del percorso RF, tenere l'ingresso lontano dall'uscita e separare il circuito ad alta potenza e il circuito a bassa potenza per quanto possibile.

Il metodo di impilamento della scheda di circuito più efficace è quello di organizzare la terra principale (terra principale) sul secondo strato sotto lo strato superficiale e camminare la linea RF sullo strato superficiale il più possibile. Minimizzare la dimensione della via sul percorso RF può non solo ridurre l'induttanza del percorso, ma anche ridurre i falsi giunti di saldatura sul terreno principale e ridurre la possibilità di perdita di energia RF in altre aree del laminato. Nello spazio fisico, i circuiti lineari come gli amplificatori multistadio sono di solito sufficienti per isolare più regioni RF l'una dall'altra, ma i duplexer, i mixer e se gli amplificatori / mixer hanno sempre più RF / se i segnali interferiscono l'uno con l'altro, quindi questo effetto deve essere attentamente minimizzato.

1.2.2 l'instradamento della RF e, se necessario, attraversare il più possibile ed essere separati per quanto possibile da un pezzo di terra. Il percorso RF corretto è molto importante per le prestazioni dell'intero PCB, motivo per cui il layout dei componenti di solito rappresenta la maggior parte del tempo nella progettazione del PCB del telefono cellulare. Nella progettazione del PCB del telefono cellulare, di solito è possibile posizionare il circuito dell'amplificatore a basso rumore su un lato del PCB e l'amplificatore ad alta potenza dall'altro lato e infine collegarli all'antenna all'estremità RF e all'estremità del processore della banda base sullo stesso lato attraverso il duplexer. Alcune abilità sono necessarie per garantire che i fori passanti non trasferiscano energia RF da un lato all'altro della scheda. La tecnologia comune è quella di utilizzare fori ciechi su entrambi i lati. L'effetto negativo del foro passante può essere minimizzato disponendo il foro passante nell'area in cui entrambi i lati del PCB sono liberi da interferenze RF. A volte è impossibile garantire un isolamento sufficiente tra più blocchi di circuito. In questo caso, si deve considerare di utilizzare scudo metallico per schermare l'energia RF nell'area RF. Lo scudo metallico deve essere saldato al suolo e mantenere una distanza adeguata dai componenti. Pertanto, ha bisogno di occupare spazio PCB prezioso. È molto importante garantire l'integrità dello scudo il più possibile. La linea di segnale digitale che entra nello scudo metallico dovrebbe passare il più possibile attraverso lo strato interno e lo strato PCB sotto lo strato di cablaggio è lo strato. La linea di segnale RF può uscire dal piccolo divario nella parte inferiore dello scudo metallico e dallo strato di cablaggio nella fessura di terra, ma più terreno dovrebbe essere distribuito intorno alla fessura il più possibile e il terreno su diversi strati può essere collegato insieme attraverso vie multiple.

1.2.3 Anche il disaccoppiamento corretto ed efficace della potenza dei chip è molto importante. Molti chip RF integrati con linee lineari sono molto sensibili al rumore dell'alimentazione elettrica. Di solito, ogni chip ha bisogno di un massimo di quattro condensatori e di un induttore di isolamento per garantire che tutto il rumore dell'alimentazione sia filtrato. Un circuito integrato o un amplificatore spesso ha un'uscita a scarico aperto, 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 anche per il disaccoppiamento dell'alimentazione elettrica all'estremità dell'induttore. Alcuni chip hanno bisogno di più alimentatori per funzionare, quindi potrebbero essere necessari due o tre set di condensatori e induttori per disaccoppiarli rispettivamente. Gli induttori sono raramente vicini tra loro in parallelo, perché formerà un trasformatore a nucleo vuoto e indurrà segnali di interferenza l'uno all'altro, quindi la distanza tra di loro dovrebbe essere almeno uguale all'altezza di uno dei dispositivi, o disposti ad angoli retti per minimizzare l'induttanza reciproca.

1.2.4 Il principio della zonizzazione elettrica è sostanzialmente lo stesso di quello della zonizzazione fisica, ma include anche altri fattori. Alcune parti del telefono cellulare adottano diverse tensioni di lavoro e sono controllate dal software per prolungare la durata della batteria. Ciò significa che il telefono deve funzionare più alimentatori, il che porta più problemi all'isolamento. L'alimentatore viene solitamente introdotto dal connettore e immediatamente disaccoppiato per filtrare qualsiasi rumore dall'esterno del circuito stampato, e poi distribuito dopo essere passato attraverso un gruppo di interruttori o regolatori. La corrente DC della maggior parte dei circuiti sul PCB del telefono cellulare è piuttosto piccola, quindi la larghezza di routing di solito non è un problema. Tuttavia, una linea di corrente più ampia possibile deve essere instradata separatamente per l'alimentazione dell'amplificatore ad alta potenza per ridurre al minimo la caduta di tensione di trasmissione. Per evitare troppe perdite di corrente, è necessario utilizzare più vie per trasferire corrente da uno strato all'altro. Inoltre, se non può essere completamente disaccoppiato all'estremità del perno di alimentazione dell'amplificatore ad alta potenza, il rumore ad alta potenza si irradia su tutta la scheda e porterà tutti i tipi di problemi. La messa a terra di un amplificatore ad alta potenza è molto importante ed è spesso necessario progettare uno scudo metallico per esso. Nella maggior parte dei casi, è anche fondamentale assicurarsi che l'uscita RF sia lontana dall'ingresso RF. Questo vale anche per amplificatori, buffer e filtri. Nel peggiore dei casi, se le uscite di amplificatori e buffer vengono alimentate ai loro ingressi con fase e ampiezza adeguate, possono produrre oscillazioni auto-eccitate. Nel migliore dei casi, saranno in grado di operare stabilmente a qualsiasi temperatura e tensione. Infatti, possono diventare instabili e aggiungere segnali di rumore e intermodulazione al segnale RF. Se la linea di segnale RF deve essere avvolta dall'ingresso all'uscita del filtro, può danneggiare gravemente le caratteristiche di banda passante del filtro. Per isolare bene l'ingresso e l'uscita, un cerchio di terra deve essere disposto intorno al filtro e quindi un pezzo di terra deve essere disposto nella zona inferiore del filtro e collegato con la terra principale intorno al filtro. È anche un buon modo per mantenere la linea di segnale che deve passare attraverso il filtro il più lontano possibile dal perno del filtro.

Inoltre, la messa a terra di tutte le parti sull'intera scheda dovrebbe essere molto attenta, altrimenti verrà introdotto un canale di accoppiamento. A volte è possibile selezionare linee di segnale RF singole o bilanciate. Anche qui si applicano i principi di interferenza incrociata e EMC / EMI. Le linee di segnale RF di bilanciamento possono ridurre il rumore e le interferenze incrociate se sono instradate correttamente, ma la loro impedenza è solitamente relativamente alta e può essere difficile mantenere una larghezza di linea ragionevole per ottenere una sorgente di segnale corrispondente all'impedenza, all'instradamento e al carico. Il buffer può essere utilizzato per migliorare l'effetto di isolamento perché può dividere lo stesso segnale in due parti e guidare circuiti diversi. In particolare, l'oscillatore locale potrebbe aver bisogno di un buffer per azionare più mixer. Quando il mixer raggiunge lo stato di isolamento della modalità comune alla frequenza RF, non funzionerà correttamente. Il buffer può ben isolare i cambiamenti di impedenza a frequenze diverse, in modo che i circuiti non interferiscano tra loro. Buffer sono molto utili per il design. Possono seguire da vicino il circuito da guidare, in modo che la linea di uscita ad alta potenza sia molto breve. Poiché il livello del segnale di ingresso dei buffer è relativamente basso, non è facile causare interferenze ad altri circuiti sulla scheda. Gli oscillatori controllati a tensione (VCO) possono convertire la tensione di cambiamento in frequenza di cambiamento, che viene utilizzato per la commutazione del canale ad alta velocità, ma anche convertire il rumore di traccia sulla tensione di controllo in piccolo cambiamento di frequenza, che aggiunge rumore al segnale RF.

1.2.5 Per evitare un aumento del rumore, occorre considerare i seguenti aspetti: in primo luogo, la larghezza di banda prevista della linea di controllo può variare da DC a 2 MHz ed è quasi impossibile eliminare tale rumore a banda larga attraverso il filtraggio; In secondo luogo, la linea di controllo VCO è solitamente parte di un ciclo di feedback che controlla la frequenza. Può introdurre rumore in molti luoghi. Pertanto, la linea di controllo VCO deve essere gestita con molta attenzione. Assicurarsi che il terreno sotto il cablaggio RF sia solido e che tutti i componenti siano saldamente collegati alla terra principale e isolati da altri cavi che possono causare rumore. Inoltre, per garantire che l'alimentazione del VCO sia stata completamente disaccoppiata, perché l'uscita RF del VCO è spesso un livello relativamente alto, il segnale di uscita VCO è facile da interferire con altri circuiti, quindi è necessario prestare particolare attenzione al VCO. Infatti, VCO è spesso posizionato alla fine dell'area RF, e a volte ha bisogno di 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 breve, il circuito risonante è un circuito risonante parallelo con diodi capacitivi, che aiuta a impostare la frequenza di funzionamento VCO e modulare la voce o i dati al segnale RF. I principi di progettazione di tutti i VCO si applicano anche ai circuiti risonanti. Poiché il circuito risonante contiene un numero considerevole di componenti, un'ampia area di distribuzione sulla scheda e di solito funziona ad alta frequenza RF, il circuito risonante è solitamente molto sensibile al rumore. I segnali sono solitamente disposti sui pin adiacenti del chip, ma questi pin di segnale devono cooperare con induttori e condensatori relativamente grandi per funzionare, il che a sua volta richiede che le posizioni di questi induttori e condensatori devono essere vicine e collegate di nuovo a un ciclo di controllo sensibile al rumore. Non è facile farlo.

L'amplificatore di controllo automatico del guadagno (AGC) è anche un problema facile. Ci sarà un amplificatore AGC sia nei circuiti di trasmissione che di ricezione. Gli amplificatori AGC di solito possono filtrare efficacemente il rumore. Tuttavia, poiché i telefoni cellulari hanno la capacità di affrontare il rapido cambiamento della potenza del segnale trasmesso e ricevuto, i circuiti AGC devono avere una larghezza di banda abbastanza ampia, il che rende facile per gli amplificatori AGC in alcuni circuiti chiave introdurre rumore. La progettazione del circuito AGC deve essere conforme alla buona tecnologia di progettazione del circuito analogico, che è correlata al corto pin di ingresso dell'amplificatore operativo e al breve percorso di feedback, entrambi devono essere lontani dalla RF, se o dall'instradamento del segnale digitale ad alta velocità. Allo stesso modo, una buona messa a terra è anche essenziale e l'alimentazione del chip deve essere ben disaccoppiata. Se è necessario prendere una lunga linea all'ingresso o all'uscita, è meglio prenderla all'uscita. Di solito, l'impedenza dell'uscita è molto più bassa e non è facile indurre rumore. Generalmente, più alto è il livello del segnale, più facile è introdurre rumore in altri circuiti. In tutti i progetti PCB, è un principio generale tenere i circuiti digitali lontani dai circuiti analogici per quanto possibile, che è applicabile anche alla progettazione PCB RF. La terra analogica comune e la terra utilizzati per schermare e separare le linee di segnale sono di solito ugualmente importanti. Pertanto, nella fase iniziale della progettazione, un'attenta pianificazione, un layout completo dei componenti e una stima accurata del layout * sono molto importanti. Analogamente, le linee RF dovrebbero essere tenute lontane dalle linee analogiche e da alcuni segnali digitali chiave. Tutti i cavi RF, i pad e i componenti dovrebbero essere riempiti con rame di messa a terra il più possibile e connettersi con la terra principale il più possibile. Se il routing RF deve passare attraverso la linea del segnale, provare a posare uno strato di terra collegato alla terra principale lungo il routing RF. Se è impossibile, assicurarsi che siano incrociati, che può ridurre al minimo l'accoppiamento capacitivo. Allo stesso tempo, distribuire più terreno intorno a ogni linea RF il più possibile e collegarli al terreno principale. Inoltre, ridurre al minimo la distanza tra percorsi RF paralleli può ridurre al minimo l'accoppiamento induttivo. L'effetto di isolamento è migliore quando una piastra solida di messa a terra intera è posizionata direttamente sul primo strato sotto lo strato superficiale, anche se altri metodi funzionano anche quando si progetta con cura. Su ogni strato di scheda PCB, posare il più terreno possibile e collegarli al terreno principale. Posizionare il routing il più vicino possibile per aumentare il numero di plot nel livello interno del segnale e nel livello di distribuzione dell'energia, e regolare il routing in modo appropriato in modo da poter organizzare il collegamento a terra via ai plot isolati sulla superficie. La generazione di terra libera su strati PCB dovrebbe essere evitata perché raccoglieranno o inietteranno rumore come una piccola antenna. Nella maggior parte dei casi, se non riesci a collegarli al luogo principale, è meglio rimuoverli.

1.3 nella progettazione del PCB del telefono cellulare, grande attenzione dovrebbe essere prestata ai seguenti aspetti

1.3.1 trattamento dell'alimentazione e del filo di terra

Anche se il cablaggio dell'intera scheda PCB è ben completato, l'interferenza causata dalla considerazione imprudente dell'alimentazione e del cavo a terra degraderà le prestazioni del prodotto e a volte influirà persino sul tasso di successo del prodotto. Pertanto, il cablaggio dell'elettricità e del filo di terra dovrebbe essere preso sul serio per ridurre al minimo le interferenze rumorose generate dall'elettricità e dal filo di terra, in modo da garantire la qualità dei prodotti. Ogni ingegnere impegnato nella progettazione di prodotti elettronici comprende le cause del rumore tra il filo di terra e la linea elettrica. Ora viene descritta solo una riduzione della soppressione del rumore:

(1) È ben noto aggiungere la capacità di accoppiamento tra l'alimentatore e il cavo a terra.

(2) La larghezza dell'alimentazione elettrica e del cavo di massa deve essere ampliata il più possibile, preferibilmente il cavo di massa è più ampio della larghezza della linea elettrica e la loro relazione è: filo di terra > linea elettrica > linea di segnale. Generalmente, la larghezza della linea del segnale è 0,2 ~ 0,3mm, la larghezza più sottile può raggiungere 0,05 ~ 0,07mm e la linea elettrica è 1,2 ~ 2,5mm. Per il PCB del circuito digitale, un ampio cavo di terra può essere utilizzato per formare un circuito, cioè per formare una griglia di terra (la terra del circuito analogico non può essere utilizzata in questo modo)

(3) Utilizzare una grande area di strato di rame come filo di terra e collegare i posti inutilizzati sulla scheda stampata con la terra come filo di terra. Oppure può essere trasformato in una scheda a più strati, e l'alimentatore e il cavo di terra occupano rispettivamente un piano.

1.3.2 elaborazione a terra comune di circuiti digitali e analogici

Oggi, molti PCB non sono più circuiti funzionali singoli (circuiti digitali o analogici), ma sono composti da una miscela di circuiti digitali e circuiti analogici. Pertanto, è necessario considerare l'interferenza reciproca tra di loro, in particolare 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 è lontana per quanto possibile dai dispositivi sensibili del circuito analogico. Per il filo di terra, l'intero PCB ha un solo nodo all'esterno, quindi il problema del terreno comune digitale e analogico deve essere gestito all'interno del PCB. Infatti, la terra digitale e la terra analogica all'interno della scheda sono separati e non sono collegati tra loro, solo all'interfaccia tra PCB e il mondo esterno (come spina, ecc.). C'è un cortocircuito tra terra digitale e terra analogica. Si prega di notare che c'è un solo punto di collegamento. Alcuni non sono comuni sul PCB, che è determinato dal design del sistema.

1.3.3 la linea del segnale è disposta sullo strato elettrico (terra)

Quando si cablano schede stampate multistrato, non ci sono molte linee rimaste nello strato della linea del segnale. L'aggiunta di più strati causerà sprechi, aumenterà un certo carico di lavoro per la produzione e aumenterà i costi di conseguenza. Per risolvere questa contraddizione, il cablaggio sullo strato elettrico (terra) può essere considerato. Lo strato di potenza deve essere considerato per primo, seguito dallo strato. Perché è meglio preservare l'integrità della formazione.

1.3.4 trattamento delle gambe di collegamento in conduttori di grande area

Nella messa a terra su larga superficie (elettricità), le gambe dei componenti comuni sono collegate con loro e il trattamento delle gambe di collegamento deve essere considerato in modo completo. In termini di prestazioni elettriche, il pad di incollaggio delle gambe del componente è completamente collegato alla superficie del rame, ma ci sono alcuni pericoli nascosti avversi nella saldatura e nell'assemblaggio dei componenti, come: 1. la saldatura richiede un riscaldatore ad alta potenza. 2. È facile causare falsi giunti di saldatura. Pertanto, tenendo conto delle prestazioni elettriche e delle esigenze di processo, viene realizzato un cuscinetto crocifisso, che è chiamato scudo termico e comunemente noto come termico. In questo modo, la possibilità di falsi giunti di saldatura a causa di eccessiva dissipazione del calore della sezione durante la saldatura può essere notevolmente ridotta. Il trattamento della gamba di messa a terra (messa a terra) della scheda multistrato è lo stesso.

1.3.5 funzione del sistema di rete nel cablaggio

In molti sistemi CAD, il routing viene determinato in base al sistema di rete. Anche se la griglia è troppo densa e il percorso è aumentato, il passo è troppo piccolo e la quantità di dati nel campo mappa è troppo grande, che inevitabilmente avrà requisiti più elevati per lo spazio di archiviazione dell'attrezzatura e avrà anche un grande impatto sulla velocità di funzionamento dei prodotti elettronici del computer oggetto. Alcuni percorsi non sono validi, come quelli occupati dal tampone della gamba componente o dal foro di montaggio e dal foro di fissaggio. Le reti troppo scarse e i percorsi troppo pochi hanno un grande impatto sul tasso di distribuzione. Pertanto, dovrebbe esistere un sistema di griglia denso e ragionevole per supportare il cablaggio. La distanza tra le gambe dei componenti standard è di 0,1 pollice (2,54 mm), quindi la base del sistema di griglia è generalmente impostata come 0,1 pollice (2,54 mm) o un multiplo integrale inferiore a 0,1 pollice, come 0,05 pollice, 0,025 pollice, 0,02 pollice, ecc.

1.4 le competenze e i metodi di progettazione PCB ad alta frequenza sono i seguenti:

1.4.1 deve essere adottato un angolo di 45° per l'angolo della linea di trasmissione per ridurre la perdita di ritorno

1.4.2 scheda di circuito isolata ad alte prestazioni con valore costante di isolamento strettamente controllato dal livello deve essere adottato. Questo metodo è favorevole alla gestione efficace del campo elettromagnetico tra il materiale isolante e il cablaggio adiacente.

1.4.3 Le specifiche di progettazione del PCB per l'incisione ad alta precisione devono essere migliorate. Considera di specificare un errore di larghezza totale della linea di + / - 0,0007 pollici, gestire il sottostrato e la sezione trasversale delle forme di cablaggio e specificare le condizioni di placcatura dei lati del cablaggio. La gestione complessiva della geometria del cablaggio (filo) e della superficie del rivestimento è molto importante per risolvere il problema dell'effetto della pelle relativo alla frequenza delle microonde e realizzare queste specifiche.

1.4.4 il cavo sporgente ha induttanza del rubinetto e i componenti con cavi devono essere evitati. In ambienti ad alta frequenza, i componenti di montaggio superficiale sono preferiti.

1.4.5 per via di segnale, è necessario evitare l'uso tramite processo di lavorazione (PTH) su scheda sensibile, perché questo processo porterà all'induttanza di piombo a via.

1.4.6 deve essere fornito un piano di terra abbondante. I fori stampati devono essere utilizzati per collegare questi strati di messa a terra per prevenire l'influenza del campo elettromagnetico 3D sulla scheda di circuito.

1.4.7 deve essere selezionato il processo di nichelazione non elettrolitica o di immersione in oro e il metodo HASL non deve essere utilizzato per la galvanizzazione. Questa superficie galvanizzata può fornire un migliore effetto cutaneo per la corrente ad alta frequenza (Fig. 2). Inoltre, questo rivestimento altamente saldabile richiede meno piombi, il che aiuta a ridurre l'inquinamento ambientale.

1.4.8 lo strato di resistenza alla saldatura può impedire il flusso di pasta di saldatura. Tuttavia, a causa dell'incertezza dello spessore e dell'incertezza delle prestazioni di isolamento, l'intera superficie della piastra è coperta con materiale resistente alla saldatura, che porterà a grandi cambiamenti nell'energia elettromagnetica nel design della microstriscia. Generalmente, la diga di saldatura viene utilizzata come strato di resistenza alla saldatura. campo elettromagnetico. In questo caso, gestiamo la conversione da microstriscia a cavo coassiale. Nel cavo coassiale, lo strato di filo di terra è incrociato ad anelli e spaziato uniformemente. In una microstriscia, il piano di terra è sotto la linea attiva. Questo introduce alcuni effetti marginali che devono essere compresi, preveduti e considerati nel design. Naturalmente, questo disaccordo porterà anche alla perdita di ritorno. Questa discrepanza deve essere minimizzata per evitare rumori e interferenze del segnale.

1.5 Progettazione EMC

La compatibilità elettromagnetica si riferisce alla capacità delle apparecchiature elettroniche di lavorare in modo coordinato ed efficace in vari ambienti elettromagnetici. Lo scopo della progettazione EMC è quello di rendere l'apparecchiatura elettronica non solo sopprimere tutti i tipi di interferenze esterne, far funzionare l'apparecchiatura elettronica normalmente nello specifico ambiente elettromagnetico, ma anche ridurre l'interferenza elettromagnetica dell'apparecchiatura elettronica stessa ad altre apparecchiature elettroniche.

1.5.1 selezionare una larghezza ragionevole del conduttore

Poiché l'interferenza di impatto causata dalla corrente transitoria sul filo stampato è causata principalmente dall'induttanza del filo stampato, l'induttanza del filo stampato dovrebbe essere ridotta il più possibile. L'induttanza del filo stampato è direttamente proporzionale alla sua lunghezza e inversamente proporzionale alla sua larghezza. Pertanto, il filo breve e preciso è utile per sopprimere le interferenze. Le linee di segnale dei cavi di orologio, dei driver di fila o dei driver di bus spesso trasportano grandi correnti transitorie e i cavi stampati dovrebbero essere il più brevi possibile. Per circuiti di componenti discreti, quando la larghezza del filo stampato è di circa 1,5 mm, può soddisfare pienamente i requisiti; Per i circuiti integrati, la larghezza dei fili stampati può essere selezionata tra 0,2 ~ 1,0 mm.

1.5.2 Adottare una corretta strategia di cablaggio

L'uso di un routing uguale può ridurre l'induttanza del conduttore, ma l'induttanza reciproca e la capacità distribuita tra i conduttori aumentano. Se il layout lo consente, è meglio utilizzare la struttura di cablaggio di rete ben sagomata. Il metodo specifico è che un lato della scheda stampata è cablato orizzontalmente e l'altro lato è cablato longitudinalmente e quindi collegato con fori metallici ai fori trasversali.

1.5.3 al fine di sopprimere il crosstalk tra i conduttori della scheda stampata, deve essere evitato per quanto possibile il percorso paritario a lunga distanza nella progettazione del cablaggio, la distanza tra i cavi deve essere aperta per quanto possibile e il filo di segnale, il filo di terra e il filo di alimentazione non devono attraversare per quanto possibile. Una linea stampata messa a terra è impostata tra alcune linee di segnale che sono molto sensibili alle interferenze, che possono sopprimere efficacemente il crosstalk.

1.5.4 Al fine di evitare le radiazioni elettromagnetiche generate quando i segnali ad alta frequenza passano attraverso i cavi stampati, prestare attenzione ai seguenti punti durante il cablaggio delle schede a circuiti stampati:

(1) La discontinuità dei fili stampati deve essere ridotta al minimo. Ad esempio, la larghezza dei fili non deve cambiare improvvisamente, gli angoli dei fili devono essere maggiori di 90 gradi e il percorso circolare è vietato.

(2) Il cavo del segnale dell'orologio è più probabile generare interferenze di radiazione elettromagnetica. Durante il routing, deve essere vicino al circuito a terra e il conducente deve essere vicino al connettore.

(3) L'autista deve essere accanto all'autobus da guidare. Per i cavi che escono dal circuito stampato, il driver deve essere vicino al connettore.

(4) Il cablaggio del bus dati deve essere bloccato con un cavo di massa del segnale tra i due fili del segnale. È meglio posizionare il loop di terra accanto al cavo di indirizzo meno importante, perché quest'ultimo porta spesso corrente ad alta frequenza.

(5) Quando i circuiti logici ad alta, media e bassa velocità sono disposti sulla scheda stampata, i dispositivi devono essere disposti secondo la modalità della figura 1.

1.5.5 Soppressione delle interferenze di riflessione

Al fine di sopprimere le interferenze di riflessione al terminale della linea stampata, oltre alle esigenze speciali, la lunghezza della linea stampata deve essere accorciata il più possibile e deve essere adottato un circuito lento. Se necessario, può essere aggiunta una corrispondenza terminale, cioè una resistenza di corrispondenza con lo stesso valore di resistenza può essere aggiunta alla terra e al terminale di alimentazione all'estremità della linea di trasmissione. Secondo l'esperienza, dovrebbero essere adottate misure di abbinamento terminale per circuiti TTL ad alta velocità generale quando la linea stampata è più lunga di 10 cm. Il valore di resistenza della resistenza corrispondente deve essere determinato in base al valore massimo della corrente di azionamento di uscita e della corrente di assorbimento del circuito integrato.

1.5.6 La strategia di cablaggio differenziale della linea di segnale deve essere adottata nella progettazione del circuito stampato

Anche le coppie di segnali differenziali con cablaggio molto stretto saranno strettamente accoppiate tra loro, il che ridurrà le emissioni EMI. Di solito (naturalmente, ci sono alcune eccezioni) i segnali differenziali sono anche segnali ad alta velocità, quindi le regole di progettazione ad alta velocità sono solitamente applicabili alla disposizione dei segnali differenziali, specialmente quando si progettano le linee di segnale delle linee di trasmissione. Ciò significa che dobbiamo progettare attentamente il cablaggio della linea di segnale per garantire che l'impedenza caratteristica della linea di segnale sia continua su tutta la linea di segnale e mantenga una costante. Durante il layout e il cablaggio della coppia differenziale, speriamo che le due linee PCB nella coppia differenziale siano completamente coerenti. Ciò significa che nell'applicazione pratica, dovremmo fare del nostro meglio per garantire che le linee PCB nella coppia di linee differenziali abbiano esattamente la stessa impedenza e la lunghezza del cablaggio sia esattamente la stessa. Le linee differenziali PCB sono solitamente cablate in coppia e la distanza tra di loro rimane costante in qualsiasi posizione lungo la linea. In generale, il layout e l'instradamento delle coppie di linee differenziali sono sempre il più vicino possibile.