other

Намалете RF PCB паразитите

  • 2022-06-20 16:32:57
RF печатна платка оформлението за намаляване на фалшивите сигнали изисква креативността на RF инженера.Спазването на тези осем правила не само ще помогне за ускоряване на пускането на пазара, но и ще увеличи предсказуемостта на вашия работен график.


Правило 1: Заземителните отвори трябва да бъдат разположени на превключвателя на референтната равнина на земята
Всички токове, протичащи през маршрутизираната линия, имат еднаква възвръщаемост.Има много стратегии за свързване, но обратният поток обикновено протича през съседни заземяващи равнини или заземявания, поставени успоредно на сигналните линии.Докато референтният слой продължава, цялото свързване е ограничено до предавателната линия и всичко работи перфектно.Въпреки това, ако маршрутизирането на сигнала се превключи от горния слой към вътрешния или долния слой, обратният поток също трябва да получи път.


Фигура 1 е пример.Непосредствено под тока на сигналната линия от най-високо ниво е обратният поток.Когато се прехвърли към долния слой, преформатирането преминава през близките отвори.Въпреки това, ако наблизо няма отвори за преформатиране, преформатирането преминава през най-близкия наличен заземен отвор.По-големите разстояния създават токови вериги, образувайки индуктори.Ако се случи това нежелано изместване на токовия път да пресече друга линия, смущението ще бъде по-сериозно.Тази токова верига всъщност е еквивалентна на формирането на антена!

Осем правила, които да ви помогнат да намалите паразитите на RF PCB вериги

Фигура 1: Токът на сигнала протича от щифтовете на устройството през отворите към по-ниските слоеве.Преформатирането е под сигнала, преди да бъде принудено към най-близкия отвор, за да се промени към различен референтен слой

Позоваването на земята е най-добрата стратегия, но високоскоростните линии понякога могат да бъдат поставени на вътрешни слоеве.Поставянето на наземни референтни равнини отгоре и отдолу е много трудно и производителите на полупроводници могат да бъдат ограничени от щифтове и да поставят електропроводи до високоскоростни линии.Ако еталонният ток трябва да се превключва между слоеве или мрежи, които не са свързани постоянен ток, разделителните кондензатори трябва да се поставят до точката на превключване.



Правило 2: Свържете подложката на устройството към земята на горния слой
Много устройства използват термична заземяваща подложка на дъното на опаковката на устройството.При радиочестотните устройства това обикновено са електрически заземявания, а съседните точки на подложките имат набор от заземяващи отвори.Подложката на устройството може да се свърже директно към заземяващия щифт и да се свърже към всяко медно изливане през земята на горния слой.Ако има множество пътища, обратният поток се разделя пропорционално на импеданса на пътя.Заземителната връзка през подложката има по-къс и по-нисък път на импеданс от заземяването на щифта.


Добрата електрическа връзка между платката и подложките на устройството е от решаващо значение.По време на сглобяването, незапълнените отвори в платка чрез масив също могат да изтеглят спояваща паста от устройството, оставяйки празнини.Запълването на отвори е добър начин да запазите запояването на място.По време на оценката отворете и слоя маска за запояване, за да се уверите, че няма маска за запояване на земята под устройството, тъй като маската за запояване може да повдигне устройството или да го накара да се клати.



Правило 3: Без празнина в референтния слой

Има отвори по целия периметър на устройството.Захранващите мрежи се разграждат за локално отделяне и след това надолу към равнината на мощността, като често осигуряват множество отворове за минимизиране на индуктивността и подобряване на капацитета за носене на ток, докато управляващата шина може да бъде надолу към вътрешната равнина.Цялото това разлагане в крайна сметка е напълно захванато близо до устройството.


Всеки от тези отвори създава зона на изключване на вътрешната заземена равнина, която е по-голяма от диаметъра на самия отвор, осигурявайки производствено пространство.Тези зони на изключване могат лесно да причинят прекъсвания на обратния път.Допълнително усложняващ ситуацията е фактът, че някои отвори са близо един до друг и образуват канали в равнината на земята, които са невидими за CAD изгледа от най-високо ниво.Фигура 2. Празнините в заземителната равнина за два отвора на равнината на мощността могат да създадат припокриващи се зони за предпазване отвън и да създадат прекъсвания на връщащия път.Преформатирането може да бъде отклонено само за заобикаляне на забранената зона на заземената равнина, което води до проблема с общия път на индукция на емисии.

Осем правила, които да ви помогнат да намалите паразитите на RF PCB вериги


Фигура 2: Защитените зони на заземяващите равнини около отворите може да се припокриват, принуждавайки обратния поток да се отдалечава от пътя на сигнала.Дори и да няма припокриване, забранената зона създава прекъсване на импеданса на ухапване от плъх в заземителната равнина

Дори "приятелските" заземени отвори довеждат свързаните метални подложки до минималните размери, изисквани от производство на печатни платки процес.Входовете, които са много близо до сигналните следи, могат да претърпят ерозия, сякаш празнината на земята на най-високо ниво е била отхапана от плъх.Фигура 2 е схематична диаграма на ухапване от плъх.


Тъй като изключващата зона се генерира автоматично от CAD софтуера и отворите често се използват на системната платка, почти винаги ще има някои прекъсвания на обратния път по време на ранния процес на оформление.Проследете всяка високоскоростна линия по време на оценката на оформлението и проверете свързаните слоеве за преформатиране, за да избегнете прекъсвания.Добра идея е да поставите всички отвори, които могат да създадат смущения в земната равнина, във всяка област, по-близо до празното пространство на най-високото ниво.



Правило 4: Поддържайте диференциалните линии
Връщащият път е от решаващо значение за работата на сигналната линия и трябва да се счита за част от пътя на сигнала.В същото време диференциалните двойки обикновено не са плътно свързани и обратният поток може да тече през съседни слоеве.И двете връщания трябва да бъдат насочени през равни електрически пътища.


Ограниченията на дизайна за близост и споделяне поддържат обратния поток на същия слой, дори когато двете линии на диференциалната двойка не са тясно свързани.За да се поддържат наистина ниски фалшивите сигнали, е необходимо по-добро съвпадение.Всички планирани структури като изрези за земни равнини под диференциални компоненти трябва да бъдат симетрични.По същия начин съвпадащите дължини могат да създадат проблеми с изкривяване в следите на сигнала.Reflow не причинява вълнообразни проблеми.Съвпадението на дължината на една диференциална линия трябва да бъде отразено в другите диференциални линии.



Правило 5: Без часовник или контролни линии в близост до RF сигнални линии
Часовникът и контролните линии понякога могат да се разглеждат като незначителни съседи, защото работят при ниски скорости, дори близки до DC.Неговите превключващи характеристики обаче са почти квадратни вълни, произвеждащи уникални тонове на нечетни хармонични честоти.Основната честота на енергията, излъчвана от правоъгълната вълна, няма значение, но острите й ръбове могат.При проектирането на цифрова система ъгловата честота може да оцени най-високия честотен хармоник, който трябва да се вземе предвид.Методът на изчисление е: Fknee=0,5/Tr, където Tr е времето на нарастване.Имайте предвид, че това е времето на нарастване, а не честотата на сигнала.Въпреки това квадратните вълни с остри ръбове също имат силни нечетни хармоници от по-висок порядък, които могат да паднат само при грешна честота и да се свържат към RF линията, нарушавайки строгите изисквания за маска за предаване.


Линиите на часовника и контрола трябва да бъдат изолирани от линиите на радиочестотния сигнал чрез вътрешна заземителна равнина или заземяване от най-високо ниво.Ако не може да се използва изолация на земята, следите трябва да бъдат насочени така, че да се пресичат под прав ъгъл.Тъй като линиите на магнитния поток, излъчвани от часовника или контролните линии, ще образуват контури на излъчваща колона около токовете на смущаващите линии, те няма да генерират токове в линиите на приемника.Забавянето на времето за нарастване не само намалява ъгловата честота, но също така помага за намаляване на смущенията от смущаващите, но часовниковите или контролните линии могат също да действат като приемни линии.Приемната линия все още действа като проводник за фалшиви сигнали в устройството.




Правило 6: Използвайте земята, за да изолирате високоскоростните линии
Микролентите и лентовите линии са предимно свързани към съседни заземени равнини.Някои линии на потока все още излизат хоризонтално и завършват съседни следи.Тон на една високоскоростна линия или диференциална двойка завършва на следващата следа, но перфузията на земята върху сигналния слой създава точка на прекратяване на по-нисък импеданс за линията на потока, освобождавайки съседни следи от тонове.

Клъстери от следи, насочени от устройство за разпределение на часовника или синтезатор, за да пренасят една и съща честота, могат да се изпълняват един до друг, защото смущаващият тон вече присъства в линията на приемника.Групираните линии обаче в крайна сметка ще се разпръснат.При разпръскване трябва да се осигури наводняване на земята между разпръскващите линии и отворите, където започва да се разпръсква, така че индуцираното връщане да тече обратно по номиналния обратен път.На фигура 3 отворите в краищата на заземените острови позволяват на индуцирания ток да тече върху референтната равнина.Разстоянието между другите отвори на перфузията на земята не трябва да надвишава една десета от дължината на вълната, за да се гарантира, че земята няма да се превърне в резонансна структура.

Осем правила, които ще ви помогнат да намалите радиочестотите Паразити на PCB верига


Фигура 3: Наземни отвори от най-високо ниво, където диференциалните следи са разпръснати, осигуряват пътища на потока за обратния поток




Правило 7: Не насочвайте радиочестотни линии към шумни електрически самолети
Тонът навлиза в силовия план и се разпространява навсякъде.Ако фалшиви тонове навлязат в захранващи устройства, буфери, миксери, атенюатори и осцилатори, те могат да модулират смущаващата честота.По същия начин, когато захранването достигне платката, то все още не е напълно изпразнено, за да задвижи RF веригата.Излагането на радиочестотни линии на силови равнини, особено нефилтрирани силови равнини, трябва да бъде сведено до минимум.


Големите силови равнини в близост до земята създават висококачествени вградени кондензатори, които отслабват паразитните сигнали и се използват в цифрови комуникационни системи и някои RF системи.Друг подход е да се използват минимизирани равнини на захранване, понякога по-скоро подобни на мастни следи, отколкото на слоеве, така че да е по-лесно за RF линиите да избягват напълно равнините на мощността.И двата подхода са възможни, но най-лошите характеристики на двата не трябва да се комбинират, което е да се използва малка мощностна равнина и да се насочат RF линиите отгоре.




Правило 8: Дръжте отделянето близо до устройството
Отделянето не само помага за предотвратяване на фалшивия шум от устройството, но също така помага за елиминирането на тоновете, генерирани вътре в устройството, от свързването към силовите равнини.Колкото по-близо са разделителните кондензатори до работната верига, толкова по-висока е ефективността.Локалното отделяне е по-малко нарушено от паразитните импеданси на следите на печатната платка, а по-късите следи поддържат по-малки антени, намалявайки нежеланите тонални емисии.Разположението на кондензатора съчетава най-високата собствена резонансна честота, обикновено най-малката стойност, най-малкия размер на кутията, най-близо до устройството и колкото по-голям е кондензаторът, толкова по-далеч от устройството.При радиочестотни честоти кондензаторите от задната страна на платката създават паразитни индуктивности на пътя от низ към земя, губейки голяма част от ползата от затихването на шума.




Обобщете
Чрез оценка на оформлението на платката можем да открием структури, които могат да предават или получават фалшиви RF тонове.Проследете всяка линия, съзнателно идентифицирайте нейния обратен път, уверете се, че може да върви успоредно на линията и особено внимателно проверете преходите.Освен това изолирайте потенциалните източници на смущения от приемника.Следването на някои прости и интуитивни правила за намаляване на фалшивите сигнали може да ускори пускането на продукта и да намали разходите за отстраняване на грешки.

Авторско право © 2023 ABIS CIRCUITS CO., LTD.Всички права запазени. Захранване от

Поддържа се IPv6 мрежа

Горна част

Остави съобщение

Остави съобщение

    Ако се интересувате от нашите продукти и искате да научите повече подробности, моля, оставете съобщение тук, ние ще ви отговорим възможно най-скоро.

  • #
  • #
  • #
  • #
    Обновете изображението