Teknologi Microwave - Beberapa titik kunci desain papan sirkuit frekuensi radio

Walaupun terdapat banyak ketidakpastian teori dalam rancangan papan sirkuit frekuensi radio (RF), masih ada banyak peraturan yang boleh diikuti dalam rancangan papan sirkuit RF. Bagaimanapun, dalam rancangan khusus, kaedah yang sebenar dan berguna adalah apabila peraturan ini tidak boleh dilaksanakan disebabkan perbezaan, bagaimana untuk mengembangkan penyelesaian kompromi untuk mereka. Artikel ini akan fokus pada pelbagai masalah berkaitan dengan rekaan sekatan papan sirkuit RF. . 01 Jenis viasCircuits with different characteristics on high-frequency circuit boards must be separated, but if they are not connected under the best conditions that cause interference signals, microvias must be used. Secara umum, diameter mikro-vias adalah 0.05mm~0.22mm. Vias seperti ini secara umum dibahagi ke tiga kategori, iaitu blindvia, buryvia dan melalui. Lubang terkubur ditempatkan pada lapisan permukaan atas dan rendah papan sirkuit cetak. Mereka mempunyai kedalaman tertentu untuk sambungan antara laluan permukaan dan laluan dalaman bawah. Kedalaman lubang biasanya tidak melebihi nisbah tertentu (diameter). Lubang terkubur merujuk lubang sambungan yang terletak dalam lapisan dalaman papan sirkuit cetak, yang tidak mudah untuk dilahirkan ke permukaan papan sirkuit PCB. Dua jenis lubang utama ditempatkan dalam lapisan dalam papan sirkuit PCB, dan proses pembentukan lubang terkubur digunakan sebelum laminasi. Selama seluruh proses menghasilkan lubang melalui, mereka akan terus meliputi dan melakukan pekerjaan yang baik dari pelbagai lapisan dalaman. Jenis ketiga dipanggil lubang terkubur. Jenis lubang ini menyeberangi semua papan sirkuit PCB dan boleh digunakan untuk menyelesaikan sambungan dalaman atau sebagai lubang kedudukan ketepatan untuk sambungan komponen.02 Pilih metode sekatan Bila merancang papan sirkuit RF, cuba untuk melindungi peningkat RF kuasa tinggi (HPA) dan peningkat bunyi rendah (LNA). Biarkan sirkuit transmisi RF kuasa tinggi menghapuskan sirkuit penerimaan kebisingan rendah. Jika terdapat banyak ruang dalam pada PCB, ini boleh mudah dijamin. Namun, apabila terdapat banyak bahagian dan komponen, ruang dalam penghasilan PCB tidak akan besar, jadi ia tidak boleh dilakukan. Boleh meletakkannya di kedua-dua sisi papan PCB, atau biarkan mereka menggantikan kerja, daripada kerja lain. Kadang-kadang litar kuasa tinggi juga boleh termasuk penimbal RF dan oscilator kawal-tegangan (VCO). Sekatan rancangan boleh dibahagi menjadi sekatan fizikal dan sekatan elektrik. Kekunci bagi sekatan fizik melibatkan bentangan, orientasi dan perlindungan komponen yang masuk akal; sekatan peralatan elektrik boleh dibahagi menjadi distribusi kuasa, kawalan RF, sirkuit dan isyarat data yang lebih sensitif, dan peranti grounding.03 sekatan fizikalA reasonable layout of components is important to complete a excellent RF design. Teknik yang paling berkesan adalah untuk memperbaiki komponen yang terletak pada laluan relatif RF dahulu dan menyesuaikan arah mereka untuk minimumkan panjang laluan relatif RF. Dan membuat input RF untuk menghapuskan output RF, dan cuba untuk menghapuskan sirkuit kuasa tinggi dan sirkuit bunyi rendah. Kaedah pengumpulan papan sirkuit yang paling efektif adalah untuk mengedarkan peranti pendaratan utama pada lapisan kedua di bawah permukaan, dan cuba untuk meletakkan garis RF pada permukaan. Mengurangkan saiz melalui laluan relatif RF tidak hanya boleh mengurangkan induktan laluan relatif, tetapi juga mengurangkan kongsi tentera kosong pada pesawat tanah utama, dan mengurangkan peluang tenaga kinetik RF bocor ke kawasan lain dalam tumpukan. Dalam ruang dalaman fizikal, litar linear seperti penambah-tahap berbilang secara umum boleh melindungi beberapa zon RF dari satu sama lain, tetapi penambah, campuran, dan penambah-frekuensi tinggi sentiasa mempunyai beberapa isyarat data RF/IF bersama-sama. Impak, jadi perlu berhati-hati untuk mengurangi bahaya ini. Kawalan RF dan IF sepatutnya diseberangi sebanyak yang mungkin, dan kawasan keseluruhan peranti pendaratan sepatutnya dipisahkan sebanyak yang mungkin diantaranya. Laluan relatif RF yang tepat sangat kritikal kepada ciri-ciri seluruh papan PCB, itulah sebabnya bentangan yang masuk akal komponen secara umum untuk kebanyakan masa dalam rancangan papan PCB telefon bimbit. Pada papan PCB telefon bimbit, umumnya mungkin untuk meletakkan sirkuit penyampai bunyi rendah di satu sisi papan pengawal PCB, dan penyampai kuasa tinggi di sisi lain, dan akhirnya bermakna bahawa duplekser menyambungkannya dengan antena tanpa wayar RF di permukaan yang sama. Satu akhir CPU dan akhir lain CPU band dasar. Ini memerlukan beberapa kaedah untuk memastikan bahawa tenaga kinetik RF tidak mudah bermakna vias, yang dihantar dari satu sisi papan ke sisi lain. Teknik biasa adalah untuk menggunakan kunci terkubur di kedua-dua sisi. Ia boleh bermakna bahawa vial yang terkubur ditentukan kepada kawasan di mana PCB dua-sisi tidak diserang oleh RF, untuk mengurangi kesan berbahaya vial.

04 Perisai Metal Kadang-kadang, ia tidak mungkin untuk menyimpan perbezaan yang cukup di antara beberapa rantai blok sirkuit. Dalam situasi seperti ini, perlu mempertimbangkan penggunaan perisai logam untuk melindungi tenaga kinetik radiasi frekuensi di kawasan RF, tetapi perisai logam juga cacat. Jawapan, seperti: biaya penghasilan dan biaya pemasangan adalah tinggi. Penutup perisai logam dengan rancangan penampilan yang tidak sah tidak dapat memastikan ketepatan tinggi semasa produksi. Penutup logam persegi atau persegi juga mengharamkan bentangan komponen yang masuk akal; penutup perisai logam tidak baik untuk penggantian komponen dan pergerakan kesalahan umum; kerana perisai logam penutup mesti dilewatkan ke permukaan jalan, dan mesti menjaga jarak yang tepat dari komponen, jadi ia mesti memegang ruang dalaman berharga papan PCB. Ia sangat penting untuk memastikan perincian perisai logam sebanyak mungkin. Oleh itu, garis kuasa digital yang besar memasuki perisai logam sepatutnya dijalurkan sejauh mungkin dalam lapisan dalaman, dan lebih baik untuk menetapkan lapisan berikutnya lapisan laluan isyarat data ke struktur berdasar. Garis kuasa RF boleh dijalurkan dari ruang kecil di bawah perisai logam dan lapisan kabel pada pembukaan peranti pendaratan, tetapi periferi pembukaan patut dikelilingi oleh kawasan keseluruhan banyak peranti pendaratan sebanyak yang mungkin. Peranti grounding pada lapisan isyarat data yang berbeza boleh dijalankan. Ia bermakna bahawa beberapa botol telah terhubung bersama-sama. Walaupun kelemahan di atas, perisai logam masih sangat masuk akal dan sering merupakan satu-satunya penyelesaian untuk melindungi sirkuit penting.05 Sirkuit penyahpautan kuasa Banyak ICs terpasang RF yang menggabungkan laluan linear sangat sensitif kepada bunyi bekalan kuasa. Secara umum, setiap IC terintegrasi mesti memilih sehingga empat kondensator dan induktor perlindungan untuk menapis semua bunyi bekalan kuasa. Nilai kondensator minimum biasanya berada dalam resonansi siri kondensator sendiri dan induktansi pin, dan nilai C4 dipilih sesuai. Nilai C3 dan C2 relatif besar disebabkan korelasi induktan pin mereka sendiri, dan kesan sebenar pemisahan RF lebih teruk, tetapi mereka lebih sesuai untuk menapis keluar isyarat data bunyi frekuensi rendah. Penghapusan RF dilakukan oleh induktor L1, yang menghalang isyarat data RF daripada disambung ke IC terintegrasi dari plug kuasa. Kerana semua kawat adalah antena tanpa wayar yang boleh menerima dan menghantar isyarat data RF, perlu melindungi isyarat RF dari sirkuit dan komponen kunci. Lokasi fizikal komponen penyahpautan tersebut secara umum juga penting. Piawai bentangan yang masuk akal bagi banyak komponen kunci ini ialah: C4 mesti hampir pin IC dan peranti pendaratan sebanyak mungkin, C3 mesti hampir C4, C2 mesti hampir C3, dan kabel sambungan antara pin IC dan C4 mesti hampir sebanyak mungkin. Penghujung peranti pendaratan (terutama C4) sepatutnya bermakna struktur pendaratan pertama di bawah permukaan disambung dengan kaki peranti pendaratan ic yang terintegrasi. Melalui lubang yang menyambung komponen dan struktur tanah seharusnya sebanyak mungkin dengan lapisan tentera komponen pada papan PCB. Lebih baik menggunakan lubang terkubur pada lapisan solder untuk minimumkan induktan garis sambungan elektrod. Induktansi L1 sepatutnya dekat dengan C1.Papan sirkuit atau amplifikator terintegrasi sering mempunyai output sambungan kolektor (opencollector), jadi induktor pullup (pullup inductor) diperlukan untuk menunjukkan muatan RF impedance karakteristik tinggi dan bekalan kuasa DC yang stabil impedance karakteristik rendah, piawai yang sama juga berlaku untuk memutuskan hujung kuasa induktor ini. Beberapa ICs terpasang mesti mempunyai beberapa bekalan kuasa sebelum mereka boleh bekerja, jadi dua atau tiga set kondensator dan induktor akan diperlukan untuk menyambungkannya. Jika tidak cukup ruang dalaman disekitar IC terpasang, kesan sebenar pemisahan akan teruk. Secara khususnya, perlu dikatakan bahawa terdapat sangat sedikit induktan yang selari satu sama lain. Oleh kerana ini akan menghasilkan pengubah inti udara dan menyebabkan gangguan elektromagnetik dengan induksi magnetik bersama, jarak antara mereka mesti sekurang-kurangnya sama dengan tinggi dan lebar salah satu daripada mereka. Nisbah, atau perintah pada sudut lapisan untuk minimumkan induktannya.