RF PCB ploča raspored za smanjenje lažnih signala zahtijeva kreativnost RF inženjera.Imajući na umu ovih osam pravila, ne samo da će vam pomoći da ubrzate vrijeme izlaska na tržište, već će i povećati predvidljivost vašeg radnog rasporeda.


Pravilo 1: Prelaz za uzemljenje treba da se nalazi na prekidaču referentne ravni uzemljenja
Sve struje koje teku kroz vođeni vod imaju jednak povrat.Postoji mnogo strategija spajanja, ali povratni tok obično teče kroz susjedne uzemljene ravni ili uzemljenje postavljeno paralelno sa signalnim linijama.Kako se referentni sloj nastavlja, sve sprege su ograničene na dalekovod i sve radi savršeno dobro.Međutim, ako se usmjeravanje signala prebaci s gornjeg sloja na unutrašnji ili donji sloj, povratni tok također mora dobiti putanju.


Slika 1 je primjer.Neposredno ispod signalne linije najvišeg nivoa je povratni tok.Kada se pređe na donji sloj, reflow prolazi kroz obližnje otvore.Međutim, ako u blizini nema prelaza za reflow, reflow ide kroz najbliži dostupni uzemljeni prolaz.Veće udaljenosti stvaraju strujne petlje, formirajući induktore.Ako se desi da ovaj neželjeni pomak strujne putanje pređe drugu liniju, smetnje će biti teže.Ova strujna petlja je zapravo ekvivalentna formiranju antene!

Osam pravila koja će vam pomoći da smanjite parazite u RF PCB krugovima

Slika 1: Struja signala teče od pinova uređaja kroz spojeve do nižih slojeva.Reflow je ispod signala prije nego što je prisiljen na najbliži otvor za promjenu na drugi referentni sloj

Referenca tla je najbolja strategija, ali linije velike brzine se ponekad mogu postaviti na unutrašnje slojeve.Postavljanje referentnih ravni uzemljenja iznad i ispod je veoma teško, a proizvođači poluprovodnika mogu biti ograničeni na pinove i postavljati električne vodove pored vodova velike brzine.Ako referentnu struju treba prebaciti između slojeva ili mreža koje nisu spregnute istosmjernom strujom, kondenzatori za razdvajanje trebaju biti postavljeni pored točke prebacivanja.



Pravilo 2: Povežite podlogu uređaja na uzemljenje gornjeg sloja
Mnogi uređaji koriste termalni jastučić za uzemljenje na dnu paketa uređaja.Na RF uređajima, to su obično električne uzemljenja, a susjedne tačke podloge imaju niz uzemljenja.Podloga uređaja može se spojiti direktno na pin za uzemljenje i spojiti na bilo koju sivu bakra kroz gornji sloj uzemljenja.Ako postoji više putanja, povratni tok se dijeli proporcionalno impedansi putanje.Veza uzemljenja kroz jastučić ima kraću i nižu impedanciju od uzemljenja pina.


Dobra električna veza između ploče i jastučića uređaja je kritična.Tokom montaže, nepopunjeni spojevi na ploči preko niza također mogu izvući pastu za lemljenje iz uređaja, ostavljajući praznine.Popunjavanje rupa je dobar način da zadržite lemljenje na mjestu.Tokom evaluacije, također otvorite sloj maske za lemljenje kako biste provjerili da nema maske za lemljenje na zemlji ispod uređaja, jer maska ​​za lemljenje može podići uređaj ili uzrokovati ljuljanje.

Pravilo 3: Nema jaza referentnog sloja

Postoje vias po cijelom perimetru uređaja.Mreže napajanja se rastavljaju radi lokalnog razdvajanja, a zatim se spuštaju na ravan napajanja, često obezbjeđujući višestruke prelaze da bi se minimizirala induktivnost i poboljšao kapacitet nošenja struje, dok se kontrolna magistrala može spustiti do unutrašnje ravni.Sva ova dekompozicija završava potpuno stegnuta u blizini uređaja.


Svaki od ovih prolaza stvara zonu isključenja na unutrašnjoj ravni uzemljenja koja je veća od prečnika samog prolaza, obezbeđujući proizvodni zazor.Ove zone isključenja mogu lako uzrokovati prekide u povratnom putu.Situaciju dodatno komplikuje činjenica da su neki prolazi blizu jedan drugom i formiraju rovove u ravnini koji su nevidljivi CAD prikazu najvišeg nivoa.Slika 2. Praznine u uzemljenoj ravni za dva prolaza u ravni snage mogu stvoriti preklapajuća područja zaštite i stvoriti prekide na povratnoj putanji.Reflow se može preusmjeriti samo da bi se zaobišlo zabranjeno područje uzemljenja, što rezultira zajedničkim problemom indukcije emisije.

Osam pravila koja će vam pomoći da smanjite parazite u RF PCB krugovima

Slika 2: Područja zaštite uzemljenja oko otvora mogu se preklapati, prisiljavajući povratni tok dalje od putanje signala.Čak i ako nema preklapanja, zabranjena zona stvara diskontinuitet impedancije ugriza pacova u ravni zemlje

Čak i "prijateljski" spojevi za uzemljenje dovode odgovarajuće metalne jastučiće do minimalnih dimenzija koje zahtijevaju proizvodnja štampanih ploča proces.Viasi koji su vrlo blizu signalnih tragova mogu doživjeti eroziju kao da je prazninu na najvišem nivou zemlje odgrizao štakor.Slika 2 je šematski dijagram ujeda pacova.


Budući da je zona isključenja automatski generisana od strane CAD softvera i da se na matičnoj ploči često koriste spojevi, skoro uvek će biti nekih prekida povratne putanje tokom procesa ranog rasporeda.Pratite svaku liniju velike brzine tokom evaluacije rasporeda i provjerite povezane slojeve ponovnog toka kako biste izbjegli prekide.Dobra je ideja postaviti sve priključke koji mogu stvoriti smetnje u zemljinoj ravni u bilo kojoj oblasti bliže uzemljenoj praznini najvišeg nivoa.

Pravilo 4: Održavajte diferencijalne linije diferencijalnim
Povratni put je kritičan za performanse signalne linije i treba ga smatrati dijelom putanje signala.U isto vrijeme, diferencijalni parovi obično nisu čvrsto povezani, a povratni tok može teći kroz susjedne slojeve.Oba povratka moraju biti usmjerena jednakim električnim putevima.


Ograničenja dizajna blizine i dijeljenja zadržavaju povratni tok na istom sloju čak i kada dvije linije diferencijalnog para nisu čvrsto povezane.Da bi lažni signali zaista bili niski, potrebno je bolje uparivanje.Sve planirane strukture kao što su izrezi za uzemljene ravnine ispod diferencijalnih komponenti trebaju biti simetrične.Isto tako, uparivanje dužina može stvoriti probleme sa zvižducima u tragovima signala.Reflow ne uzrokuje valovite probleme.Podudaranje dužine jedne diferencijalne linije treba se odraziti na druge diferencijalne linije.

Pravilo 5: Nema satnih ili kontrolnih linija u blizini RF signalnih linija
Sat i kontrolne linije se ponekad mogu smatrati beznačajnim susjedima jer rade pri malim brzinama, čak i blizu istosmjerne.Međutim, njegove karakteristike preklapanja su gotovo pravokutne, proizvodeći jedinstvene tonove na neparnim harmonijskim frekvencijama.Osnovna frekvencija energije pravokutnog vala nije bitna, ali njegove oštre ivice mogu.U dizajnu digitalnog sistema, ugaona frekvencija može proceniti najvišu frekvenciju harmonika koji se mora uzeti u obzir.Metoda proračuna je: Fknee=0,5/Tr, gdje je Tr vrijeme porasta.Imajte na umu da je to vrijeme porasta, a ne frekvencija signala.Međutim, kvadratni valovi oštrih rubova također imaju jake neparne harmonike višeg reda koji mogu pasti samo na pogrešnoj frekvenciji i spojiti se na RF liniju, kršeći stroge zahtjeve za masku za prijenos.


Sat i kontrolne linije treba da budu izolovane od RF signalnih linija internom uzemljenjem ili uzemljenjem najvišeg nivoa.Ako se izolacija tla ne može koristiti, tragove treba usmjeriti tako da se križaju pod pravim uglom.Budući da će linije magnetskog fluksa koje emituju sat ili kontrolne linije formirati konture zračećih stubova oko struja interferentnih vodova, one neće stvarati struje u linijama prijemnika.Usporavanje vremena porasta ne samo da smanjuje frekvenciju ugla, već i pomaže u smanjenju smetnji od smetnji, ali sat ili kontrolne linije mogu također djelovati kao linije prijemnika.Linija prijemnika i dalje služi kao kanal za lažne signale u uređaj.

Pravilo 6: Koristite zemlju za izolaciju brzih vodova
Mikrotrakaste i trakaste trake su uglavnom povezane sa susjednim uzemljenim ravnima.Neke linije toka i dalje emaniraju horizontalno i završavaju susjedne tragove.Ton na jednoj brzoj liniji ili diferencijalnom paru završava se na sljedećem tragu, ali perfuzija tla na sloju signala stvara nižu krajnu tačku impedancije za liniju fluksa, oslobađajući susjedne tragove od tonova.

Grupe tragova koje usmjerava uređaj za distribuciju takta ili sintisajzer za prenos iste frekvencije mogu se odvijati jedan pored drugog jer je ton ometanja već prisutan na liniji prijemnika.Međutim, grupisane linije će se na kraju raširiti.Prilikom raspršivanja, potrebno je osigurati plavljenje tla između disperzijskih vodova i prolaza gdje počinje da se raspršuje tako da inducirani povrat teče natrag duž nominalnog povratnog puta.Na slici 3, spojevi na krajevima uzemljenih ostrva omogućavaju da indukovana struja teče u referentnu ravan.Razmak između ostalih otvora na perfuziji tla ne bi trebao biti veći od jedne desetine valne dužine kako bi se osiguralo da tlo ne postane rezonantna struktura.

Osam pravila koja će vam pomoći da smanjite RF PCB Circuit Parasitics

Slika 3: Najviši uzemljeni spojevi gdje su diferencijalni tragovi raštrkani pružaju puteve protoka za povratni tok

Pravilo 7: Nemojte usmjeravati RF vodove na bučne energetske ravni
Ton ulazi u nivo snage i širi se svuda.Ako lažni tonovi uđu u izvore napajanja, bafere, miksere, atenuatore i oscilatore, oni mogu modulirati frekvenciju smetnji.Isto tako, kada struja stigne do ploče, ona još nije potpuno ispražnjena da bi pokrenula RF kola.Izloženost RF vodova ravnima napajanja, posebno nefiltriranim ravnima napajanja, treba svesti na minimum.


Velike energetske ravni u blizini zemlje stvaraju visokokvalitetne ugrađene kondenzatore koji prigušuju parazitske signale i koriste se u digitalnim komunikacijskim sistemima i nekim RF sistemima.Drugi pristup je korištenje minimiziranih energetskih planova, ponekad više poput masnih tragova nego slojeva, tako da je RF linijama lakše da u potpunosti izbjegnu energetske planove.Oba pristupa su moguća, ali najgore karakteristike ova dva se ne smiju kombinovati, a to je korištenje male ravni snage i usmjeravanje RF vodova na vrhu.

Pravilo 8: Držite odvajanje blizu uređaja
Ne samo da razdvajanje pomaže u sprečavanju lažne buke iz uređaja, već pomaže i u eliminaciji tonova koji se stvaraju unutar uređaja od spajanja na planove napajanja.Što su kondenzatori za razdvajanje bliži radnom kolu, to je veća efikasnost.Lokalno razdvajanje manje je ometano parazitskim impedansama tragova na ploči, a kraći tragovi podržavaju manje antene, smanjujući neželjene tonske emisije.Postavljanje kondenzatora kombinuje najvišu samorezonantnu frekvenciju, obično najmanju vrijednost, najmanju veličinu kućišta, najbliže uređaju, i što je veći kondenzator, to je dalje od uređaja.Na RF frekvencijama, kondenzatori na poleđini ploče stvaraju parazitske induktivnosti na putu od žice do zemlje, gubeći veliki dio prednosti prigušenja buke.

Rezimiraj
Procjenom rasporeda ploče možemo otkriti strukture koje mogu odašiljati ili primati lažne RF tonove.Pratite svaku liniju, svjesno identificirajte njen povratni put, uvjerite se da može ići paralelno s linijom, a posebno temeljito provjerite prijelaze.Takođe, izolujte potencijalne izvore smetnji od prijemnika.Praćenje nekih jednostavnih i intuitivnih pravila za smanjenje lažnih signala može ubrzati izdavanje proizvoda i smanjiti troškove otklanjanja grešaka.