точная сборка PCB, высокочастотная PCB, высокоскоростная PCB, стандартная PCB, многослойная PCB и PCBA.
Самая надежная фабрика по обслуживанию печатных плат и печатных плат.
PCB Блог
печатных плат для уменьшения связи сигналов во время проектирования радиочастоты
PCB Блог
печатных плат для уменьшения связи сигналов во время проектирования радиочастоты

печатных плат для уменьшения связи сигналов во время проектирования радиочастоты

2022-07-18
View:84
Author:печатных плат

Радиочастота (RF) печатных плат из - за теоретической неопределенности дизайн обычно описывается как "черное искусство", Но эта точка зрения лишь частично Верна, У конструкции радиочастотных схем есть много руководящих принципов, которые можно и не следует соблюдать и игнорировать. Однако, при проектировании, истинный фокус заключается в том, как примирить эти нормы и законы в тех случаях, когда они не могут быть точно осуществлены из - за различных проектных ограничений. Конечно, есть много важных тем для проектирования радиочастот, которые заслуживают обсуждения, согласование импедансов и сопротивлений, изоляционный материал и слоистая плита, длина волны и стоячая волна, но в настоящем документе основное внимание будет уделено вопросам, связанным с проектированием разделов радиочастотной пластины. современный дизайн мобильного телефона позволяет интегрировать все, это невыгодно для проектирования радиочастотных панелей. В этой отрасли сейчас очень сильна конкуренция, каждый ищет способ совмещения нескольких функций с размером и стоимостью. имитация, цифровой, радиочастотные схемы плотно упакованы вместе, лишь очень мало пространства для разделения соответствующих проблемных областей, количество слоев, как правило, уменьшается по соображениям стоимости. Удивительно, что многоцелевой чип может быть интегрирован в несколько функций на очень небольшом чипе, зажимы, связывающие внешний мир, расположены так тесно, что радиочастота, если, имитация, близок цифровой сигнал, но обычно они не связаны с электричеством. распределение может быть кошмаром для конструктора, использование различных частей схемы по мере необходимости, использовать программируемые переключатели, чтобы продлить срок службы батареи. это значит, что для вашего мобильного телефона может потребоваться 5 или 6 рабочих источников.

печатных плат

концепция расположения радиочастот

при проектировании схемы радиочастот необходимо отдавать приоритет нескольким общим принципам: изолировать, насколько это возможно, высокомощные радиочастотные усилители (HPA) от малошумящих усилителей (LNA), короче говоря, изолировать высокомощные эмиссионные схемы от низкомощных каналов приема радиочастот. если у вас много физических пространств в печатных плат, вы можете сделать это легко, но обычно это невозможно из - за того, что у печатных плат много компонентов и меньше пространства. Вы можете положить их на обе стороны печатных плат, или позволить им работать поочередно, а не одновременно. схемы высокой мощности могут также иногда включать радиочастотный буфер и генератор управления напряжением (VCO). Убедитесь, что по крайней мере одно полное заземление в зоне высокой мощности печатных плат без отверстий. Конечно, чем больше меди, тем лучше. Позднее мы обсудим вопрос о том, как, по мере необходимости, нарушить этот конструкционный принцип и как избежать возникающих в результате этого проблем. важное значение имеет также развязка чипов и источников энергии, и на более позднем этапе будут обсуждены пути реализации этого принципа. вывод радиочастот обычно должен быть удален от ввода радиочастот, и мы подробно обсудим его позже. чувствительные Аналоговые сигналы должны быть как можно дальше от высокоскоростных цифровых и радиочастотных сигналов.


Как насчет раздела?

проектная секция может быть разделена на физический и электрораздел. раздел физики посвящен главным образом установке, направлению и экранированию компонентов; электрические секции могут по - прежнему подразделяться на распределительные секции, Секции слежения за радиочастотой, Секции чувствительных цепей и сигналов и Секции заземления. Сначала мы обсудим вопрос о разделе физики. размещение элементов является ключом к реализации проектирования радиочастот. Эффективная технология состоит в том, чтобы сначала фиксировать компоненты, расположенные на пути к радиочастоте, и корректировать их направление для сведения к минимуму длины пути радиочастот, чтобы вход был удален от вывода и, по возможности, отделил компоненты. цепь мощности и цепь низкой мощности. эффективный способ укладки платы состоит в том, чтобы поместить главный примыкающий пласт (главный пласт) на второй этаж под поверхностью и, насколько это возможно, осуществлять радиочастотные линии на поверхности. уменьшение размеров отверстий на пути к радиочастоте не только снижает индуктивность траектории, но и уменьшает вероятность попадания радиочастотной энергии в другие районы стека. В физическом пространстве такие линейные схемы, как Многоступенчатые усилители, как правило, достаточны для разделения нескольких диапазонов радиочастот, однако дуплексы, Смесители и сигналы могут нарушать друг друга, если усилители / Смесители всегда имеют несколько радиочастот / промежуточных частот, и поэтому необходимо принять меры к тому, чтобы это воздействие было сведено к минимуму. каналы записи радиочастот и промежуточных частот должны быть как можно более пересекаемыми и, насколько это возможно, должны быть заземлены между ними. правильная радиочастотная проводка очень важна для характеристики всей печатной платы, поэтому размещение элементов в дизайне печатной платы для мобильного телефона обычно занимает большую часть времени. на сотовых телефонах PCB, как правило, можно установить низкошумовые усилители на одной стороне PCB, высокомощные усилители на другой стороне и, наконец, подключить их к одной и той же позиции с помощью дуплекса на антенне устройства. для обеспечения того, чтобы прямой проход через отверстие не перенес радиочастотную энергию с одной стороны платы на другую, обычно используется слепое отверстие с обеих сторон. воздействие сквозных отверстий может быть сведено к минимуму путем размещения прямых проходных отверстий в зонах, свободных от радиопомех по обе стороны печатных плат.


иногда невозможно обеспечить полную сегрегацию между несколькими блоками цепи, и в этом случае необходимо рассмотреть вопрос о металлическом экране для защиты радиочастотной энергии в диапазоне радиочастот, однако существуют проблемы с металлическим экраном, такие, как его собственные издержки и стоимость сборки; неровная форма металлических экранов в процессе производства трудно обеспечить высокую точность, прямоугольный или квадратный металлический экран ограничивает компоновку деталей; металлическая защита не способствует замене и локализации компонентов; Поскольку металлическая защита должна быть сварена на поверхность и должна поддерживаться на должном расстоянии от сборки, чтобы занять ценное пространство печатных плат - панелей. Важно обеспечить, насколько это возможно, целостность маски. цифровая сигнальная линия, входящая в металлический экран, должна быть как можно глубже вглубь внутреннего слоя, под слоем прокладки PCB - пластины, соединяющие пласты. радиочастотная сигнальная линия может быть выведена из небольшого зазора и заземления в нижней части металлической маски, но должна быть как можно более широко распространена вокруг зазора, заземление на различных слоях может быть соединено несколькими проходными отверстиями. Несмотря на эти проблемы, металлические экраны весьма эффективны и, как правило, являются решением проблемы изоляции ключевых схем. Кроме того, важное значение имеет надлежащее и эффективное развязывание электроснабжения чипа. Многие радиочастотные чипы с интегральными линейными схемами очень чувствительны к шуму питания, как правило, каждый чип требует не более четырех конденсаторов и одного изолирующего индуктивного элемента для обеспечения того, чтобы все электрические шумы были фильтрованы).


значения конденсаторов обычно определяются их саморезонансной частотой и низкой индуктивностью выводов, а также соответствующим значением С4. значения С3 и С2 относительно высоки из - за их собственной индуктивности пяток, и поэтому радиочастотный эффект развязки является небольшим, но лучше подходит для сигналов шумов низкой частоты фильтра. индуктор L1 предотвращает связь радиосигналов с линии электропитания в кристалл. Помните, что все записывающие дорожки представляют собой потенциальную антенну, которая может принимать и посылать радиочастотные сигналы, и необходимо изолировать индуктивные радиочастотные сигналы от ключевых линий. физическое расположение этих развязок обычно также имеет решающее значение. принцип расположения этих важных компонентов заключается в том, что C4 должна быть как можно ближе к выводам IC и приземляться, C3 должна быть близка к C4, C2 должна быть близка к C3, а пятка IC должна быть близка к C4. заземляющие зажимы этих элементов (особенно С4), как правило, соединяются с Заземляющими штырями чипа через следующий соединительный пласт. перекос элементов в соединительный пласт должен быть как можно ближе к паяльному диску элемента PCB. слепые отверстия на паяльном диске используются для снижения индуктивности соединительных проводов, а электрическая индукция приближается к C1. тот же принцип применим и к отключению питания на стороне этого индуктора. Некоторые чипы нуждаются в нескольких источниках питания для работы, поэтому вам может потребоваться две - три группы конденсаторов и индукторов для их развязки, и если у них нет достаточного пространства вокруг чипа, то это может вызвать некоторые проблемы. Помните, что индукторы редко соединяются друг с другом, так как это образует пустотелый трансформатор и генерирует сигналы помех, поэтому расстояние между ними должно быть по крайней мере таким же, как высота одного из этих устройств, или прямоугольным, чтобы уменьшить их взаимность.


принцип электрораздела обычно идентичен физическому разделу, но включает и другие факторы. Некоторые части современных мобильных телефонов работают под разным напряжением и управляются программным обеспечением, чтобы продлить срок службы батареи. Это означает, что мобильный телефон должен работать с несколькими источниками энергии, что создает дополнительные проблемы с изоляцией. питание, как правило, вводится из соединителя и перед распределением через набор переключателей или регуляторов напряжения отключается сразу, чтобы фильтровать любой шум снаружи платы. Большинство схем в мобильном телефоне имеют относительно малый ток постоянного тока, поэтому ширина траектории обычно не является проблемой, однако необходимо запустить как можно более широкую отдельную траекторию высокого тока, чтобы усилитель высокой мощности питался, чтобы снизить напряжение передачи до минимума. чтобы избежать чрезмерных потерь тока, необходимо несколько перерывов для переноса тока с одного слоя на другой. Кроме того, если усилитель высокой мощности не будет полностью развязан на выводе его питания, шум высокой мощности будет излучаться на всю схему и вызывать проблемы. заземление высокомощных усилителей имеет важное значение, и обычно требуется металлическая защита. В большинстве случаев важно также обеспечить, чтобы выходы на Радиочастоту не выходили за рамки ввода радиочастот. Это касается также усилителей, буферов и фильтров. В худшем случае, если выход усилителя и буфера возвращается к входу с соответствующей фазой и амплитудой, то усилители и буферы могут генерировать собственные колебания. В любом случае они будут работать стабильно при любой температуре и напряжении. На самом деле они могут стать нестабильными, добавляя шум и модулирующие сигналы в радиосигналы.


Если линия радиосигналов должна переходить от входной петли фильтра к выходу, то это может серьезно повредить полосе пропускания фильтра. для того чтобы обеспечить хорошую сегрегацию между входом и выходом, необходимо, во - первых, установить заземление вокруг фильтра, во - вторых, заземлить в нижней части фильтра и подключиться к главному заземлению вокруг фильтра. Было бы также полезно, если бы сигнальная линия, проходящая через фильтр, была как можно дальше от выпадающего элемента фильтра. Кроме того, любое место на платы должно быть осторожно заземлено, иначе вы можете незаметно ввести канал связи, который вам не нужен. Этот подход к приземлению подробно изложен на диаграмме 3. иногда можно выбрать однополюсную или сбалансированную линию радиочастот, к которой применимы те же принципы, что и к интерференции и EMC / EMI. При правильной проводке сбалансированная радиочастотная сигнальная линия может уменьшить шум и перекрестные помехи, но их сопротивление, как правило, очень высокое, и должна сохранять разумную ширину линии, чтобы получить сопротивление, соответствующее источнику, траектории и нагрузке. реальная связь может быть затруднена. буфер может быть использован для повышения степени изоляции, так как он может разделять один и тот же сигнал на две части и использовать его для привода различных схем, особенно когда для этого колебания может потребоваться буфер, чтобы управлять несколькими микшерами. микшер не сможет работать нормально, если он будет изолирован от общей моды на частоте радиочастот. амортизатор может хорошо изолировать колебания импедансов на различных частотах, чтобы схемы не мешали друг другу. амортизаторы очень полезны при проектировании, они могут располагаться после контура, требующего привода, и поэтому траектория выхода большой мощности очень коротка, так как уровень входных сигналов в буфере относительно низок, поэтому они не могут быть подвержены воздействию других схем на пластину. цепь, вызывающая помехи. Существует также много очень чувствительных линий связи и линий контроля, которые требуют особого внимания, но которые выходят за рамки настоящего документа, и поэтому их краткое обсуждение здесь не будет подробно описано.


электрофоры, управляемые давлением (VCO), преобразуют переменные напряжения в частоту, которая используется для переключения высокоскоростных каналов, но они также преобразуют небольшие шумы, удерживающие напряжение, в микроскопические колебания частоты, что увеличивает шумы радиосигналов. обычно, после этого вы не можете удалять шум из выходного радиочастотного сигнала. Так где же трудности? Во - первых, ожидаемая ширина полосы частот контрольной линии может варьироваться от DC до 2MHz, и маловероятно, что в столь широком диапазоне частот будут производиться фильтры для устранения шума; Во - вторых, схема управления генератор под давлением обычно является частью цепи обратной связи для управления частотой, и во многих случаях шум может быть везде, поэтому необходимо осторожно обрабатывать линии управления генератор под давлением. обеспечивать надежное заземление под радиочастотным записывающим каналом, все компоненты прочно связаны с основным заземлением и изолированы от других каналов регистрации, которые могут вводить шум. Кроме того, необходимо обеспечить, чтобы электропитание трансформаторов, управляемых напряжением, было полностью отключено, поскольку выход радиочастот в управляемых напряжением генераторах, как правило, находится на относительно высоком уровне, а выходной сигнал генератор, управляемый напряжением, может легко прерывать другие цепи, и поэтому необходимо уделять особое внимание электрофорам, управляемым давлением. На самом деле, управляемые напряжением генераторы обычно размещаются в конце радиочастотной области и иногда требуют металлической защиты.


резонансная схема (одна для эмиттера, другая для приемника) связана с управляемым напряжением генератором, но имеет свои собственные характеристики. Короче говоря, резонансная схема представляет собой параллельную резонансную схему с ёмкостным диодом, которая помогает установить рабочую частоту вибратора, управляемого напряжением, и модулировать голос или данные на радиосигнал. принцип проектирования всех электрофоров под давлением одинаково применим и к резонансным схемам. резонансные схемы, как правило, очень чувствительны к шуму, поскольку их компоненты достаточно многочисленны, широко распространены на платы и обычно работают на очень высоких частотах радиочастот. сигналы обычно размещаются на соседних ножках труб чипа, однако эти ножки должны работать вместе с относительно крупными датчиками и конденсаторами, что, в свою очередь, требует, чтобы эти датчики и конденсаторы были тесно связаны друг с другом и подключены к контурам управления, чувствительным к шуму. Это будет непросто. усилитель с автоматической регулировкой усиления (AGC) также является уязвимым местом, где имеется усилитель AGC как в цепи запуска, так и в приемной цепи. AGC - усилители обычно способны эффективно фильтровать шум, но способность мобильных телефонов быстро менять интенсивность передачи и приёма сигналов требует достаточно широкой полосы пропускания в цепи AGC, что облегчает шумы в некоторых ключевых схемах. при проектировании схем AGC необходимо следовать хорошо разработанной технологии моделирования схем, которая связана с очень коротким вводом выводов операционных усилителей и очень короткими путями обратной связи, которые должны быть отделены от траектории радиочастотных, промежуточных или высокоскоростных цифровых сигналов. Кроме того, хорошее заземление имеет решающее значение, и электроснабжение чипа должно быть хорошо отключено. если вы должны прокладывать длинный провод на входе или выходе, то он находится на выходе, полное сопротивление на выходе обычно гораздо ниже и не так легко возникает индуктивный шум. обычно, чем выше уровень сигнала, тем легче вводить шум в другие схемы. во всех конструкциях печатных плат, где это возможно, использование цифровых схем, удаленных от аналоговых схем, является общим принципом, который также применим к проектированию RF печатных плат. общее имитационное приземление, как правило, не менее важно, чем приземление, используемое для экранирования и разделения сигнальных линий, и проблема заключается в том, что практически каждый раз в этом отношении практически не делается без перспективного и тщательного планирования. Поэтому на ранней стадии проектирования очень важно тщательно спланировать, тщательно спланировать и тщательно разместить компоненты, поскольку непреднамеренные изменения в конструкции могут привести к необходимости реконструкции почти завершенных конструкций. В любом случае, это серьезное последствие небрежности не очень хорошо для вашего личного профессионального роста. Кроме того, держите радиочастотные линии подальше от аналоговых линий и некоторые очень важные цифровые сигналы. Все линии радиочастот, тарелки и компоненты должны быть заполнены, насколько это возможно, заземленной медью и, насколько это возможно, соединены с основным заземлением. Такие микро - проходные отверстия, как хлебные плиты, очень полезны на стадии разработки радиочастотных схем, если вы выберите построить плиту, вы можете бесплатно использовать любое количество проходных отверстий, в противном случае бурение на обычных печатных плат увеличит стоимость разработки, что увеличит затраты на крупномасштабное производство.


Если траектория траэтория радиочастоты должна проходить через сигнальную линию, Попытка соединения проводов радиочастотной линии между ними на основной заземленный пласт. если невозможно, обеспечивать их пересечение для сведения к минимуму емкостной связи, как можно больше заземления вокруг каждой траектории радиочастот, и подключить к главному заземлению. и, уменьшение расстояния между параллельными траекториями радиочастот может уменьшить индуктивную связь. сплошные сплошные пласты, расположенные непосредственно под поверхностью, изолирующий эффект, Несмотря на то, что дизайн был несколько тщательным, другие методы также были эффективными. Я пытаюсь разделить плоскость Земли на куски, чтобы изолировать моделирование, цифровой, радиочастотная линия, Но я никогда не был удовлетворен результатами, потому что всегда есть некоторые высокоскоростные линии сигнализации, пересекающие эти отдельные земли, Это не хорошо.. в панель PCB, укладка максимально возможного числа заземлений и их подключение к главному заземлению. поместить канал регистрации как можно ближе к месту расположения, чтобы увеличить количество паяного диска на внутреннем сигнальном и распределительном слоях, и установите траекторию, чтобы можно было соединять заземляющие провода через отверстие с поверхностным экраном. свободный пол печатных плат их следует избегать, так как они могут подбирать или вводить шум, как маленькая антенна.