Scheda PCB RF layout per riduce i signali spuri richiede a creatività di l'ingegnere RF.Mantene queste ottu regule in mente ùn solu aiutà à accelerà u tempu di u mercatu, ma ancu aumentà a prevedibilità di u vostru schedariu di travagliu.


Regola 1: I via di terra deve esse situatu à l'interruttore di u pianu di riferimentu in terra
Tutti i currenti chì passanu à traversu a linea stradale anu uguale ritornu.Ci sò parechje strategie d'accoppiamentu, ma u flussu di ritornu generalmente scorri attraversu piani di terra adiacenti o terreni posti in parallelu cù e linee di signale.Cumu a strata di riferimentu cuntinueghja, tuttu l'accoppiamentu hè limitatu à a linea di trasmissione è tuttu funziona perfettamente.In ogni casu, se l'itinerariu di u signale hè cambiatu da a capa superiore à a capa interna o di fondu, u flussu di ritornu deve ancu avè una strada.


A figura 1 hè un esempiu.Immediatamente sottu à u currente di linea di signale di u livellu superiore hè u flussu di ritornu.Quandu si trasferisce à a capa di fondu, u reflow passa per vias vicinu.In ogni casu, s'ellu ùn ci hè micca vias per reflow vicinu, u reflow passa per u terrenu dispunibule più vicinu via.Distanzi più grandi creanu loops currenti, furmendu induttori.Se questu offset di u percorsu attuale indesevule passa per attraversà una altra linea, l'interferenza serà più severa.Stu loop attuale hè in realtà equivalente à furmà una antenna!

Ottu regule per aiutà à riduce i parassiti di u circuitu RF PCB

Figura 1: U currente di signale scorri da i pins di u dispositivu attraversu vias à i strati più bassi.U reflow hè sottu à u signale prima di esse furzatu à a via più vicina per cambià à una strata di riferimentu sfarente

U riferimentu in terra hè a megliu strategia, ma i linii d'alta veloce ponu à volte esse posti nantu à strati interni.Pone piani di riferimentu in terra sopra è sottu hè assai difficiuli, è i pruduttori di semiconductor ponu esse pin-constrained è ponu e linee elettriche vicinu à e linee d'alta veloce.Se u currente di riferimentu deve esse cambiatu trà strati o reti chì ùn sò micca accoppiati DC, i condensatori di decoupling deve esse posti vicinu à u puntu di commutazione.



Regola 2: Cunnette u pad di u dispusitivu à a terra di a capa superiore
Parechji dispusitivi utilizanu un pad di terra termale in u fondu di u pacchettu di u dispusitivu.Nant'à i dispositi RF, questi sò tipicamente terreni elettrici, è i punti di pad adiacenti anu una serie di via di terra.U pad di u dispusitivu pò esse cunnessu direttamente à u pin di terra è cunnessu à qualsiasi pour di cobre à traversu a terra di a capa superiore.Se ci sò parechje strade, u flussu di ritornu hè spartutu proporzionale à l'impedenza di a strada.A cunnessione di terra attraversu u pad hà una strada d'impedenza più corta è più bassa chì a terra di pin.


Una bona cunnessione elettrica trà u bordu è i pads di u dispusitivu hè critica.Durante l'assemblea, vias senza riempimentu in una scheda di circuitu via array pò ancu caccià a pasta di saldatura da u dispusitivu, lascendu vacu.Riempite i buchi hè un bonu modu per mantene a saldatura in u locu.Durante a valutazione, apre ancu a capa di maschera di saldatura per verificà chì ùn ci hè micca una maschera di saldatura nantu à a terra sottu à u dispusitivu, postu chì a maschera di saldatura pò alzà u dispositivu o pruvucà a vacillazione.

Regola 3: Nisuna Layer Layer Gap

Ci sò vias in tuttu u perimetru di u dispusitivu.I reti di putenza sò sbulicati per u disaccoppiamentu lucale è dopu à u pianu di u putere, spessu furnisce parechje via per minimizzà l'induttanza è migliurà a capacità di trasportu di corrente, mentre chì l'autobus di cuntrollu pò esse falà à u pianu internu.Tuttu sta descomposizione finisce per esse cumplettamente clamped vicinu à u dispusitivu.


Ognunu di sti vias crea una zona d'esclusione nantu à u pianu di terra internu chì hè più grande di u diametru di u via stessu, chì furnisce l'autorizazione di fabricazione.Queste zoni d'esclusione ponu facilmente causà interruzzioni in a strada di ritornu.In più cumplicà a situazione hè u fattu chì certi vias sò vicinu à l'altri è formanu trinchera di u pianu di terra chì sò invisibili à a vista CAD di u livellu superiore.Figura 2. I vuoti di u pianu di terra per dui vias di u pianu di u putere pò creà superpositu mantene e spazii è creanu interruzioni nantu à a strada di ritornu.U riflussu pò esse sviatu solu per svià l'area pruibita di u pianu di terra, risultatu in u prublema di a strada di induzione di emissioni cumuni.

Ottu regule per aiutà à riduce i parassiti di u circuitu RF PCB

Figura 2: I zoni di mantene fora di i piani di terra intornu à i vias ponu sovrappone, furzendu u flussu di ritornu luntanu da u percorsu di u signale.Ancu s'ellu ùn ci hè micca sovrapposizione, a zona di no-go crea una discontinuità di impedenza di morsa di rat in u pianu di terra.

Ancu vias terra "amichevule" portanu i pads di metalli assuciati à e dimensioni minimu richiesti da u fabricazione di circuiti stampati prucessu.Vias assai vicinu à tracce signali pò spirimintari erusioni comu s'è u viotu di terra-livellu altu era statu muzzicatu da un ratu.A figura 2 hè un diagramma schematicu di una morsa di ratu.


Siccomu a zona d'esclusione hè generata automaticamente da u software CAD, è i vias sò spessu usati nantu à a scheda di sistema, ci saranu quasi sempre alcune interruzioni di u caminu di ritornu durante u prucessu di layout iniziale.Traccia ogni linea à alta velocità durante a valutazione di u layout è verificate i strati di riflussu assuciati per evità interruzioni.Hè una bona idea di mette tutti i vias chì ponu creà interferenza di u pianu di terra in ogni zona più vicinu à u vacu di terra di u livellu superiore.

Regola 4: Mantene e Linee Differential Differential
U percorsu di ritornu hè criticu per u rendiment di a linea di signale è deve esse cunsideratu parte di u percorsu di u signale.À u listessu tempu, i pariglii differenziali ùn sò generalmente micca stretti accoppiati, è u flussu di ritornu pò scorri à traversu strati adiacenti.I dui ritorni devenu esse diretti per via elettriche uguali.


A vicinanza è e restrizioni di cuncepimentu di spartera mantenenu u flussu di ritornu nantu à a stessa strata ancu quandu e duie linee di a coppia differenziale ùn sò micca strettamente accoppiate.Per mantene veramente i segnali spuri bassu, hè necessariu una migliore corrispondenza.Ogni struttura pianificata cum'è cutouts per i piani di terra sottu cumpunenti differenziali deve esse simmetrica.In listessu modu, e lunghezze currispondenti ponu creà prublemi cù squiggles in e tracce di signale.Reflow ùn causa micca prublemi ondulati.A corrispondenza di lunghezza di una linea differenziale deve esse riflessa in l'altri linii differenziali.

Regola 5: Nisun clock o linee di cuntrollu vicinu à e linee di signale RF
E linee di clock è di cuntrollu pò volte esse vistu cum'è vicini insignificanti perchè operanu à bassa velocità, ancu vicinu à DC.Tuttavia, e so caratteristiche di commutazione sò quasi d'onda quadra, chì producenu toni unichi à frequenze armoniche strane.A freccia fundamentale di l'energia di emissione di l'onda quadrata ùn importa micca, ma i so bordi affilati ponu.In u disignu di u sistema digitale, a frequenza di u cantonu pò estimà l'armonica di frequenza più alta chì deve esse cunsiderata.U metudu di calculu hè: Fknee = 0,5/Tr, induve Tr hè u tempu di crescita.Nota chì hè u tempu di crescita, micca a frequenza di u signale.Tuttavia, l'onde quadrate taglienti anu ancu forti armoniche strane d'ordine più altu chì ponu scendere solu à a frequenza sbagliata è accoppiate à a linea RF, violendu i stretti requisiti di maschera di trasmissione.


E linee di clock è di cuntrollu duveranu esse isolate da e linee di signale RF da un pianu di terra internu o un terrenu à livellu superiore.Se l'isolamentu di a terra ùn pò micca esse usatu, i tracce devenu esse instradati per ch'elli crucianu in anguli dritti.Perchè e linee di flussu magneticu emesse da u clock o linee di cuntrollu formanu contorni di colonna radianti intornu à i currenti di e linee interferenti, ùn generaranu micca currenti in e linee di ricevitore.A rallentazione di u tempu di crescita ùn solu riduce a frequenza di u cantonu, ma aiuta ancu à riduce l'interferenza da l'interferenti, ma l'orologio o e linee di cuntrollu ponu ancu agisce cum'è linee di ricevitore.A linea di u receptore agisce sempre cum'è un conductu per i signali spuri in u dispusitivu.

Regola 6: Aduprate a terra per isolà e linee d'alta veloce
Microstrips è stripline sò soprattuttu accoppiati à piani di terra adiacenti.Alcune linee di flussu emananu sempre orizzontalmente è terminanu tracce adiacenti.Un tonu nantu à una linea d'alta velocità o coppia differenziale finisce nantu à a traccia dopu, ma a perfusione di terra nantu à a capa di signale crea un puntu di terminazione di impedenza più bassa per a linea di flussu, liberando tracce adiacenti da i toni.

Clusters di tracce instradati da una distribuzione di clock o un dispositivu sintetizzatore per portà a listessa freccia pò esse correndu vicinu à l'altru perchè u tonu interferente hè digià presente nantu à a linea di ricevitore.Tuttavia, e linee raggruppate eventualmente si sparghjeranu.Quandu si sparghje, l'inundazioni di a terra deve esse furnita trà e linee di dispersione è vias induve cumencia à sparghje per chì u ritornu indottu torna à u percorsu di ritornu nominale.In a figura 3, vias à l'estremità di l'isuli di terra permettenu à u currente induttu per scorri nantu à u pianu di riferimentu.A spazii trà altri vias nantu à a perfusione di a terra ùn deve micca più di una decima di lunghezza d'onda per assicurà chì a terra ùn diventa micca una struttura risonante.

Ottu regule per aiutà à riduce RF PCB Circuit Parassiti

Figura 3: Via di terra di u livellu superiore induve e tracce differenziali sò spargugliate furnisce i camini di flussu per u flussu di ritornu

Regola 7: Ùn tracciate e linee RF nantu à i piani di putenza rumorosi
U tonu entra in u pianu di putenza è si sparghje in ogni locu.Se i toni spuri entranu in alimentazione, buffer, mixer, attenuators è oscillators, ponu modulà a freccia interferente.In listessu modu, quandu a putenza ghjunghje à u bordu, ùn hè ancu stata completamente sviutata per guidà i circuiti RF.L'esposizione di e linee RF à i piani di putenza, in particulare i piani di putenza senza filtrazione, deve esse minimizzata.


I grandi piani di putenza adiacenti à a terra creanu condensatori incrustati di alta qualità chì attenuate i segnali parassiti è sò usati in sistemi di cumunicazione digitale è certi sistemi RF.Un altru approcciu hè di utilizà piani di putenza minimizati, à volte più simili à tracce di grassu chè strati, per quessa hè più faciule per e linee RF per evità l'aerei di putenza cumplettamente.I dui approcci sò pussibuli, ma i peggiori caratteristiche di i dui ùn deve esse cumminati, chì hè di utilizà un pianu di putenza chjucu è rotta e linee RF in cima.

Regola 8: Mantene u disaccoppiamentu vicinu à u dispusitivu
Non solu u disaccoppiamentu aiuta à mantene u rumore spuriu fora di u dispusitivu, aiuta ancu à eliminà i toni generati in u dispusitivu da l'accoppiamentu à i piani di putenza.U più vicinu sò i condensatori di disaccoppiamentu à i circuiti di travagliu, più altu hè l'efficienza.U disaccoppiamentu lucale hè menu disturbatu da l'impedenza parassita di tracce di circuiti, è tracce più brevi supportanu antenne più chjuche, riducendu l'emissioni tonali indesiderate.A piazzamentu di u condensatore combina a più alta frequenza d'autoresonante, di solitu u valore più chjucu, a dimensione di casu più chjuca, u più vicinu à u dispusitivu, è u più grande u condensatore, u più luntanu da u dispusitivu.À e frequenze RF, i condensatori nantu à a parte posteriore di u bordu creanu inductances parassiti di a via di a stringa à a terra, perdendu assai di u benefiziu di l'attenuazione di u rumore.

Riassume
Evaluendu u layout di u bordu, pudemu scopre strutture chì ponu trasmette o riceve toni RF spuri.Trace ogni linea, identificà conscientemente u so percorsu di ritornu, assicuratevi chì pò curriri parallella à a linea, è soprattuttu verificate e transizioni bè.Inoltre, isolate e fonti potenziali di interferenza da u ricevitore.Dopu qualchì regule simplice è intuitive per riduce i segnali spuri pò accelerà a liberazione di u produttu è riduce i costi di debug.