Data PCB - Petunjuk untuk mengurangkan kesan RF dalam rancangan sambungan PCB

Artikel ini akan memperkenalkan berbagai teknik untuk desain tiga jenis sambungan antara cip-ke-papan, sambungan dalam papan PCB, dan PCB dan peranti luaran, termasuk penyelesaian peranti, izolasi wayar, dan tindakan untuk mengurangi induktan lead, dll., untuk membantu desain mengurangi kesan RF dalam desain sambungan papan PCB. Perhubungan sistem papan sirkuit termasuk: cip ke papan sirkuit, persahabatan dalam papan PCB, dan tiga jenis persahabatan antara papan PCB dan peranti luar. Dalam rancangan RF, karakteristik elektromagnetik di titik sambungan adalah salah satu masalah utama yang dihadapi oleh rancangan teknik. Artikel ini memperkenalkan berbagai teknik untuk tiga jenis rancangan sambungan di atas, termasuk kaedah pemasangan peranti, pengasingan wayar, dan tindakan untuk mengurangkan induktansi lead dll. Masa ini terdapat tanda bahawa frekuensi rancangan papan sirkuit cetak semakin meningkat. Bila kadar data terus meningkat, lebar jalur yang diperlukan untuk pemindahan data juga mendorong had atas frekuensi isyarat ke 1 GHz atau lebih tinggi. Teknologi isyarat frekuensi tinggi ini, walaupun jauh melebihi teknologi mmWave (30GHz), melibatkan RF dan teknologi microwave akhir rendah juga. Kaedah rekayasa RF mesti mampu mengendalikan kesan medan elektromagnetik yang lebih kuat yang biasanya berlaku pada frekuensi frekuensi yang lebih tinggi. Medan elektromagnetik ini boleh mengakibatkan isyarat pada garis isyarat sebelah atau jejak papan PCB, menyebabkan salib yang tidak diinginkan (gangguan dan bunyi keseluruhan), dan merusak prestasi sistem. Kehilangan kembalian terutamanya disebabkan oleh ketidaksepadan impedance dan boleh mempunyai kesan yang sama pada isyarat seperti bunyi dan gangguan aditif.

Kehilangan kembalian tinggi mempunyai dua kesan negatif:1) refleksi isyarat kembali ke sumber isyarat akan meningkatkan bunyi sistem, membuat lebih sukar bagi penerima untuk membezakan bunyi dari isyarat; 2) Setiap isyarat terrefleksi pada dasarnya merusak kualiti isyarat kerana bentuk isyarat input berubah. Walaupun sistem digital sangat toleran kesalahan kerana mereka hanya berurusan dengan 1s dan 0s, harmonik yang dijana apabila denyut kelajuan tinggi naik boleh menyebabkan isyarat yang lemah pada frekuensi yang lebih tinggi. Walaupun teknik perbaikan ralat maju boleh menghapuskan beberapa kesan negatif, sebahagian lebar bandwidth sistem digunakan untuk menghantar data yang berlebihan, yang mengakibatkan rendah sistem dikurangi. Solusi yang lebih baik ialah membiarkan kesan RF membantu daripada mengurangi integriti isyarat. Kehilangan total kembalian yang direkomendasikan pada frekuensi sistem digital (biasanya titik data yang buruk) ialah -25dB, yang sama dengan VSWR 1.1. Tujuan rekaan papan PCB adalah untuk menjadi lebih kecil, lebih cepat dan kurang mahal. Untuk papan RFPCB, isyarat kelajuan tinggi kadang-kadang menghapuskan miniaturisasi reka papan PCB. Semasa ini, penyelesaian utama untuk masalah persimpangan adalah pengurusan pesawat tanah, jarak antara jejak dan mengurangkan induktan lead. Cara utama untuk mengurangi kehilangan kembalian adalah melalui pertandingan impedance. Kaedah ini termasuk pengurusan efisien bahan pengisihan dan pengisihan garis isyarat aktif dan garis tanah, terutama antara garis isyarat dan tanah di mana peralihan keadaan berlaku. Kerana titik sambungan adalah pautan yang lemah dalam rantai sirkuit, dalam rancangan RF, ciri-ciri elektromagnetik di titik sambungan adalah masalah utama yang dihadapi oleh rancangan enjin, dan setiap titik sambungan patut diperiksa dan masalah yang ada patut diselesaikan. Perhubungan sistem papan sirkuit mengandungi tiga jenis persatuan, seperti papan sirkuit ke sirkuit, persatuan dalam PCB, dan input/output isyarat antara PCB dan peranti luar.1. Perhubungan antara cip dan papan PCB Pentium IV dan cip kelajuan tinggi dengan bilangan besar titik sambungan input/output sudah tersedia. Apabila cip itu sendiri berkaitan, prestasinya boleh dipercayai, dan kadar pemprosesan telah dapat mencapai 1GHz. Kegembiraan di Simposium Sambungan Dekat-GHz: Cara untuk menangani nombor dan frekuensi I/O yang semakin meningkat adalah diketahui. Masalah utama dengan sambungan chip-to-PCB adalah bahawa densiti sambungan terlalu tinggi untuk menyebabkan struktur asas bahan PCB menjadi faktor pembatasan untuk pertumbuhan densiti sambungan.2. Sambungan antara dalam kemampuan PCBThe dan kaedah untuk reka papan PCB frekuensi tinggi adalah sebagai berikut:2.1 Sudut garis transmisi sepatutnya 45° untuk mengurangi kehilangan kembali; 2.2 Papan sirkuit pengisihan prestasi tinggi yang nilai konstan pengisihan dikawal secara ketat menurut aras akan diterima. Pendekatan ini memudahkan pengurusan efisien medan elektromagnetik diantara bahan pengisihan dan wayar bersebelahan.2.3 Ia diperlukan untuk meningkatkan spesifikasi reka papan PCB untuk pencetakan tepat. Pertimbangkan menyatakan ralat jumlah +/- 0.0007 inci dalam lebar baris, mengelola potongan bawah dan seksyen salib bentuk wayar, dan menyatakan keadaan penutup dinding sisi wayar. Pengurusan keseluruhan geometri kawat (konduktor) dan permukaan meliputi adalah penting untuk mengatasi masalah kesan kulit yang berkaitan dengan frekuensi gelombang mikro dan untuk mencapai spesifikasi ini. Untuk persekitaran frekuensi tinggi, gunakan komponen lekap permukaan.2.5 Untuk vial isyarat, mengelakkan menggunakan proses melalui pemprosesan (pth) pada papan sensitif kerana proses ini akan menyebabkan induktan utama pada melalui. Contohnya, apabila melalui papan 20 lapisan digunakan untuk menyambung lapisan 1 hingga 3, induktan lead boleh mempengaruhi lapisan 4 hingga 19.2.6 Untuk menyediakan pesawat tanah yang kaya. Via bentuk digunakan untuk menyambungkan pesawat tanah ini untuk mencegah kesan medan elektromagnetik 3D pada papan.2.7 Untuk memilih platting nikel tanpa elektronik atau proses platting emas tenggelam, jangan guna kaedah HASL untuk elektroplating. Permukaan ini menyediakan kesan kulit yang lebih baik untuk arus frekuensi tinggi. Selain itu, penutup yang boleh ditetapkan sangat memerlukan lebih sedikit petunjuk, membantu untuk mengurangi pencemaran persekitaran.2.8 Topeng Solder mencegah aliran pasta solder. Namun, menutupi seluruh permukaan papan dengan bahan topeng solder akan menghasilkan variasi besar dalam tenaga elektromagnetik dalam rancangan microstrip disebabkan ketidakpastian tebal dan ciri-ciri pengisihan yang tidak diketahui. Penegang penyelesaian biasanya digunakan sebagai lapisan topeng askar. Jika anda tidak biasa dengan kaedah ini, berkonsultasi dengan seorang jurutera desain yang mengalami pengalaman yang telah bekerja pada papan sirkuit mikrogelombang tentera. Anda juga boleh membincangkan dengan mereka julat harga yang anda boleh membeli. Contohnya, rancangan microstrip coplanar dengan tembaga di belakang lebih ekonomi daripada rancangan stripline, dan and a boleh membincangkannya dengan mereka untuk nasihat yang lebih baik. jurutera mungkin tidak biasa berfikir tentang biaya, tetapi nasihat mereka boleh cukup membantu. Mencoba melatih jurutera muda yang tidak dikenali dengan kesan RF dan tidak berpengalaman dalam menghadapi kesan RF akan menjadi usaha jangka panjang. Selain itu, penyelesaian lain tersedia, seperti memasang semula komputer dengan kemampuan untuk mengendalikan kesan RF.3. Sambungan antara papan PCB dan peranti luaran Sekarang boleh dianggap bahawa kita telah memecahkan semua isu pengurusan isyarat di papan dan dalam sambungan pelbagai komponen diskret. Jadi bagaimana anda menyelesaikan masalah input/output isyarat dari papan sirkuit ke wayar yang menyambung ke peranti jauh? Dalam kes ini, kita menguruskan transisi antara microstrip dan coax. Dalam kabel koaksial, pesawat tanah saling dirantai dalam cincin dan terpisah secara bersamaan. Dalam microstrip, pesawat tanah adalah bel