other

Μειώστε τα παράσιτα PCB RF

  • 2022-06-20 16:32:57
Πλακέτα PCB RF Η διάταξη για τη μείωση των ψευδών σημάτων απαιτεί τη δημιουργικότητα του μηχανικού RF.Η τήρηση αυτών των οκτώ κανόνων όχι μόνο θα βοηθήσει στην επιτάχυνση του χρόνου στην αγορά, αλλά θα αυξήσει επίσης την προβλεψιμότητα του προγράμματος εργασίας σας.


Κανόνας 1: Οι διόδους γείωσης πρέπει να βρίσκονται στο διακόπτη επιπέδου αναφοράς γείωσης
Όλα τα ρεύματα που διαρρέουν τη γραμμή δρομολόγησης έχουν ίση επιστροφή.Υπάρχουν πολλές στρατηγικές σύζευξης, αλλά η ροή επιστροφής συνήθως ρέει μέσω γειτονικών επιπέδων εδάφους ή εδάφους που τοποθετούνται παράλληλα με τις γραμμές σήματος.Καθώς το επίπεδο αναφοράς συνεχίζεται, όλη η σύζευξη περιορίζεται στη γραμμή μεταφοράς και όλα λειτουργούν τέλεια.Ωστόσο, εάν η δρομολόγηση του σήματος αλλάξει από το επάνω στρώμα στο εσωτερικό ή το κάτω στρώμα, η ροή επιστροφής πρέπει επίσης να έχει μια διαδρομή.


Το σχήμα 1 είναι ένα παράδειγμα.Αμέσως κάτω από το ρεύμα της γραμμής σήματος ανώτατου επιπέδου βρίσκεται η ροή επιστροφής.Όταν μεταφέρεται στο κάτω στρώμα, η επαναροή περνά από τις κοντινές διόδους.Ωστόσο, εάν δεν υπάρχουν vias για reflow κοντά, η reflow περνά από το πλησιέστερο διαθέσιμο έδαφος μέσω.Οι μεγαλύτερες αποστάσεις δημιουργούν βρόχους ρεύματος, σχηματίζοντας επαγωγείς.Εάν αυτή η ανεπιθύμητη μετατόπιση διαδρομής ρεύματος συμβεί να διασχίσει μια άλλη γραμμή, η παρεμβολή θα είναι πιο σοβαρή.Αυτός ο βρόχος ρεύματος είναι στην πραγματικότητα ισοδύναμος με το σχηματισμό μιας κεραίας!

Οκτώ κανόνες που θα σας βοηθήσουν να μειώσετε τα παράσιτα του κυκλώματος PCB RF

Σχήμα 1: Το ρεύμα σήματος ρέει από τις ακίδες της συσκευής μέσω των αγωγών προς τα χαμηλότερα στρώματα.Η επαναροή βρίσκεται κάτω από το σήμα πριν εξαναγκαστεί στο πλησιέστερο μέσω για αλλαγή σε διαφορετικό επίπεδο αναφοράς

Η αναφορά εδάφους είναι η καλύτερη στρατηγική, αλλά μερικές φορές οι γραμμές υψηλής ταχύτητας μπορούν να τοποθετηθούν σε εσωτερικά επίπεδα.Η τοποθέτηση επιπέδων αναφοράς εδάφους πάνω και κάτω είναι πολύ δύσκολη και οι κατασκευαστές ημιαγωγών μπορεί να είναι περιορισμένοι με καρφίτσες και να τοποθετούν καλώδια ρεύματος δίπλα σε γραμμές υψηλής ταχύτητας.Εάν το ρεύμα αναφοράς χρειάζεται εναλλαγή μεταξύ στρώσεων ή διχτυών που δεν είναι συζευγμένα με συνεχές ρεύμα, οι πυκνωτές αποσύνδεσης θα πρέπει να τοποθετηθούν δίπλα στο σημείο μεταγωγής.



Κανόνας 2: Συνδέστε το μαξιλαράκι της συσκευής στο ανώτερο στρώμα γείωσης
Πολλές συσκευές χρησιμοποιούν μαξιλαράκι θερμικής γείωσης στο κάτω μέρος της συσκευασίας της συσκευής.Στις συσκευές ραδιοσυχνοτήτων, αυτές είναι συνήθως ηλεκτρικές γειώσεις και τα γειτονικά σημεία του μαξιλαριού έχουν μια σειρά από αγωγούς γείωσης.Το μαξιλαράκι της συσκευής μπορεί να συνδεθεί απευθείας στον πείρο γείωσης και να συνδεθεί με οποιαδήποτε έκχυση χαλκού μέσω του άνω στρώματος γείωσης.Εάν υπάρχουν πολλαπλές διαδρομές, η ροή επιστροφής χωρίζεται ανάλογα με την σύνθετη αντίσταση διαδρομής.Η σύνδεση γείωσης μέσω του μαξιλαριού έχει μικρότερη και χαμηλότερη διαδρομή σύνθετης αντίστασης από τη γείωση των πείρων.


Μια καλή ηλεκτρική σύνδεση μεταξύ της πλακέτας και των μαξιλαριών της συσκευής είναι κρίσιμη.Κατά τη συναρμολόγηση, οι μη γεμάτες αυλακώσεις σε μια πλακέτα κυκλώματος μέσω συστοιχίας μπορούν επίσης να αφαιρέσουν την πάστα συγκόλλησης από τη συσκευή, αφήνοντας κενά.Το γέμισμα των οπών είναι ένας καλός τρόπος για να διατηρήσετε τη συγκόλληση στη θέση του.Κατά την αξιολόγηση, ανοίξτε επίσης το στρώμα μάσκας συγκόλλησης για να βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχει μάσκα συγκόλλησης στο έδαφος της πλακέτας κάτω από τη συσκευή, καθώς η μάσκα συγκόλλησης μπορεί να σηκώσει τη συσκευή ή να προκαλέσει ταλάντωση.



Κανόνας 3: Χωρίς κενό επιπέδου αναφοράς

Υπάρχουν vias σε όλη την περίμετρο της συσκευής.Τα δίκτυα ισχύος διασπώνται για τοπική αποσύνδεση και στη συνέχεια προς τα κάτω στο επίπεδο ισχύος, παρέχοντας συχνά πολλαπλές διόδους για την ελαχιστοποίηση της επαγωγής και τη βελτίωση της ικανότητας μεταφοράς ρεύματος, ενώ ο δίαυλος ελέγχου μπορεί να είναι κάτω στο εσωτερικό επίπεδο.Όλη αυτή η αποσύνθεση καταλήγει να σφίγγεται πλήρως κοντά στη συσκευή.


Κάθε μία από αυτές τις διόδους δημιουργεί μια ζώνη αποκλεισμού στο εσωτερικό επίπεδο γείωσης, η οποία είναι μεγαλύτερη από τη διάμετρο της ίδιας της διόδου, παρέχοντας κατασκευαστική απόσταση.Αυτές οι ζώνες αποκλεισμού μπορούν εύκολα να προκαλέσουν διακοπές στη διαδρομή επιστροφής.Περαιτέρω περιπλέκοντας την κατάσταση είναι το γεγονός ότι ορισμένες διόδους είναι κοντά η μία στην άλλη και σχηματίζουν τάφρους επιπέδου εδάφους που είναι αόρατες στην προβολή CAD ανώτατου επιπέδου.Σχήμα 2. Τα κενά επιπέδου γείωσης για δύο διόδους επιπέδων ισχύος μπορούν να δημιουργήσουν επικαλυπτόμενες περιοχές διατήρησης και να δημιουργήσουν διακοπές στη διαδρομή επιστροφής.Η επαναροή μπορεί να εκτραπεί μόνο για να παρακαμφθεί η απαγορευμένη περιοχή του επιπέδου γείωσης, με αποτέλεσμα το πρόβλημα της κοινής διαδρομής επαγωγής εκπομπών.

Οκτώ κανόνες που θα σας βοηθήσουν να μειώσετε τα παράσιτα του κυκλώματος PCB RF


Σχήμα 2: Οι περιοχές διατήρησης των επιπέδων γείωσης γύρω από τις διόδους μπορεί να επικαλύπτονται, αναγκάζοντας τη ροή επιστροφής να απομακρυνθεί από τη διαδρομή σήματος.Ακόμα κι αν δεν υπάρχει επικάλυψη, η απαγορευμένη ζώνη δημιουργεί μια ασυνέχεια σύνθετης αντίστασης δαγκώματος αρουραίου στο επίπεδο γείωσης

Ακόμη και οι «φιλικές» γείωσης φέρνουν τα σχετικά μεταλλικά τακάκια στις ελάχιστες διαστάσεις που απαιτούνται από το κατασκευή πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος επεξεργάζομαι, διαδικασία.Οι διόδους πολύ κοντά στα ίχνη σήματος μπορεί να παρουσιάσουν διάβρωση σαν το κενό του εδάφους ανώτατου επιπέδου να είχε δαγκωθεί από αρουραίο.Το Σχήμα 2 είναι ένα σχηματικό διάγραμμα ενός δαγκώματος αρουραίου.


Δεδομένου ότι η ζώνη αποκλεισμού δημιουργείται αυτόματα από το λογισμικό CAD και οι vias χρησιμοποιούνται συχνά στην πλακέτα συστήματος, θα υπάρχουν σχεδόν πάντα κάποιες διακοπές της διαδρομής επιστροφής κατά τη διαδικασία της πρώιμης διάταξης.Ανιχνεύστε κάθε γραμμή υψηλής ταχύτητας κατά την αξιολόγηση της διάταξης και ελέγξτε τα σχετικά επίπεδα επαναροής για να αποφύγετε διακοπές.Είναι καλή ιδέα να τοποθετήσετε όλες τις διόδους που μπορούν να δημιουργήσουν παρεμβολές επιπέδου εδάφους σε οποιαδήποτε περιοχή πιο κοντά στο κενό εδάφους ανώτατου επιπέδου.



Κανόνας 4: Διατηρήστε τις διαφορικές γραμμές
Η διαδρομή επιστροφής είναι κρίσιμη για την απόδοση της γραμμής σήματος και θα πρέπει να θεωρείται μέρος της διαδρομής σήματος.Ταυτόχρονα, τα διαφορικά ζεύγη συνήθως δεν συνδέονται στενά και η ροή επιστροφής μπορεί να ρέει μέσω γειτονικών στρωμάτων.Και οι δύο επιστροφές πρέπει να δρομολογούνται μέσω ίσων ηλεκτρικών μονοπατιών.


Οι περιορισμοί σχεδιασμού εγγύτητας και κοινής χρήσης διατηρούν τη ροή επιστροφής στο ίδιο στρώμα ακόμα και όταν οι δύο γραμμές του διαφορικού ζεύγους δεν είναι στενά συνδεδεμένες.Για να διατηρηθούν πραγματικά χαμηλά τα ψευδή σήματα, απαιτείται καλύτερη αντιστοίχιση.Οποιεσδήποτε προγραμματισμένες κατασκευές, όπως εγκοπές για επίπεδα γείωσης κάτω από διαφορικά εξαρτήματα, θα πρέπει να είναι συμμετρικές.Ομοίως, η αντιστοίχιση των μηκών μπορεί να δημιουργήσει προβλήματα με τσιμπήματα στα ίχνη σήματος.Το Reflow δεν προκαλεί κυματιστά προβλήματα.Η αντιστοίχιση μήκους μιας διαφορικής γραμμής πρέπει να αντικατοπτρίζεται στις άλλες διαφορικές γραμμές.



Κανόνας 5: Δεν υπάρχουν γραμμές ρολογιού ή ελέγχου κοντά σε γραμμές σήματος RF
Οι γραμμές ρολογιού και ελέγχου μπορούν μερικές φορές να θεωρηθούν ως ασήμαντοι γείτονες επειδή λειτουργούν σε χαμηλές ταχύτητες, ακόμη και κοντά στο DC.Ωστόσο, τα χαρακτηριστικά μεταγωγής του είναι σχεδόν τετραγωνικά κύμα, παράγοντας μοναδικούς τόνους σε περιττές αρμονικές συχνότητες.Η θεμελιώδης συχνότητα της ενέργειας που εκπέμπει το τετραγωνικό κύμα δεν έχει σημασία, αλλά οι αιχμηρές ακμές του μπορούν.Στο σχεδιασμό ψηφιακού συστήματος, η γωνιακή συχνότητα μπορεί να εκτιμήσει την αρμονική υψηλότερης συχνότητας που πρέπει να ληφθεί υπόψη.Η μέθοδος υπολογισμού είναι: Fknee=0,5/Tr, όπου Tr είναι ο χρόνος ανόδου.Σημειώστε ότι είναι ο χρόνος ανόδου, όχι η συχνότητα του σήματος.Ωστόσο, τα τετράγωνα κύματα με αιχμηρά άκρα έχουν επίσης ισχυρές περιττές αρμονικές υψηλότερης τάξης που μπορεί να πέφτουν μόνο σε λάθος συχνότητα και να συνδεθούν στη γραμμή RF, παραβιάζοντας τις αυστηρές απαιτήσεις μάσκας μετάδοσης.


Οι γραμμές ρολογιού και ελέγχου θα πρέπει να απομονώνονται από τις γραμμές σήματος ραδιοσυχνοτήτων με εσωτερικό επίπεδο γείωσης ή χύσιμο εδάφους ανώτατου επιπέδου.Εάν δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί η απομόνωση εδάφους, τα ίχνη πρέπει να δρομολογούνται έτσι ώστε να διασταυρώνονται σε ορθή γωνία.Επειδή οι γραμμές μαγνητικής ροής που εκπέμπονται από το ρολόι ή τις γραμμές ελέγχου θα σχηματίσουν περιγράμματα στήλης ακτινοβολίας γύρω από τα ρεύματα των γραμμών παρεμβολής, δεν θα δημιουργήσουν ρεύματα στις γραμμές δέκτη.Η επιβράδυνση του χρόνου ανόδου όχι μόνο μειώνει τη συχνότητα των γωνιών, αλλά βοηθά επίσης στη μείωση των παρεμβολών από παρεμβολείς, αλλά το ρολόι ή οι γραμμές ελέγχου μπορούν επίσης να λειτουργήσουν ως γραμμές δέκτη.Η γραμμή δέκτη εξακολουθεί να λειτουργεί ως αγωγός για ψευδή σήματα στη συσκευή.




Κανόνας 6: Χρησιμοποιήστε το έδαφος για να απομονώσετε τις γραμμές υψηλής ταχύτητας
Οι μικροταινίες και οι λωρίδες συνδέονται κυρίως με γειτονικά επίπεδα εδάφους.Ορισμένες γραμμές ροής εξακολουθούν να προέρχονται οριζόντια και να τερματίζουν γειτονικά ίχνη.Ένας τόνος σε μια γραμμή υψηλής ταχύτητας ή ζεύγος διαφορικού τερματίζεται στο επόμενο ίχνος, αλλά η διάχυση εδάφους στο στρώμα σήματος δημιουργεί ένα χαμηλότερο σημείο τερματισμού σύνθετης αντίστασης για τη γραμμή ροής, απελευθερώνοντας τα παρακείμενα ίχνη από τους τόνους.

Συστάδες ιχνών που δρομολογούνται από μια συσκευή διανομής ρολογιού ή συνθεσάιζερ για να φέρουν την ίδια συχνότητα μπορεί να τρέχουν το ένα δίπλα στο άλλο επειδή ο τόνος παρεμβολής υπάρχει ήδη στη γραμμή του δέκτη.Ωστόσο, οι ομαδοποιημένες γραμμές θα εξαπλωθούν τελικά.Κατά τη διασπορά, θα πρέπει να παρέχεται πλημμύρα εδάφους μεταξύ των γραμμών διασποράς και των διόδων όπου αρχίζει να διασκορπίζεται έτσι ώστε η επαγόμενη επιστροφή να ρέει πίσω κατά μήκος της ονομαστικής διαδρομής επιστροφής.Στο Σχήμα 3, οι διόδους στα άκρα των νησίδων γείωσης επιτρέπουν στο επαγόμενο ρεύμα να ρέει στο επίπεδο αναφοράς.Η απόσταση μεταξύ άλλων αγωγών στο έδαφος αιμάτωσης δεν πρέπει να υπερβαίνει το ένα δέκατο του μήκους κύματος για να διασφαλιστεί ότι το έδαφος δεν θα γίνει μια δομή συντονισμού.

Οκτώ κανόνες που θα σας βοηθήσουν να μειώσετε το RF PCB Circuit Parasitics


Εικόνα 3: Οι διόδους εδάφους ανώτατου επιπέδου όπου τα διαφορικά ίχνη είναι διάσπαρτα παρέχουν διαδρομές ροής για ροή επιστροφής




Κανόνας 7: Μην δρομολογείτε γραμμές ραδιοσυχνοτήτων σε θορυβώδη αεροπλάνα
Ο τόνος μπαίνει στο επίπεδο ισχύος και απλώνεται παντού.Εάν εισέλθουν ψευδείς τόνοι σε τροφοδοτικά, buffer, μίκτες, εξασθενητές και ταλαντωτές, μπορούν να διαμορφώσουν τη συχνότητα παρεμβολής.Ομοίως, όταν φτάσει η τροφοδοσία στην πλακέτα, δεν έχει αδειάσει ακόμη εντελώς για να κινηθεί το κύκλωμα RF.Η έκθεση των γραμμών ραδιοσυχνοτήτων σε αεροπλάνα ισχύος, ειδικά μη φιλτραρισμένα αεροπλάνα ισχύος, θα πρέπει να ελαχιστοποιηθεί.


Μεγάλα επίπεδα ισχύος δίπλα στο έδαφος δημιουργούν υψηλής ποιότητας ενσωματωμένους πυκνωτές που εξασθενούν τα παρασιτικά σήματα και χρησιμοποιούνται σε συστήματα ψηφιακών επικοινωνιών και σε ορισμένα συστήματα ραδιοσυχνοτήτων.Μια άλλη προσέγγιση είναι η χρήση ελαχιστοποιημένων επιπέδων ισχύος, μερικές φορές περισσότερο σαν ίχνη λίπους παρά στρώματα, έτσι ώστε να είναι ευκολότερο για τις γραμμές ραδιοσυχνοτήτων να αποφεύγουν εντελώς τα αεροπλάνα ισχύος.Και οι δύο προσεγγίσεις είναι δυνατές, αλλά τα χειρότερα χαρακτηριστικά από τα δύο δεν πρέπει να συνδυαστούν, που είναι η χρήση ενός μικρού αεροπλάνου ισχύος και η δρομολόγηση των γραμμών RF από πάνω.




Κανόνας 8: Συνεχίστε την αποσύνδεση κοντά στη συσκευή
Η αποσύνδεση όχι μόνο βοηθά στην απομάκρυνση του ψευδούς θορύβου από τη συσκευή, αλλά βοηθά επίσης στην εξάλειψη των τόνων που δημιουργούνται μέσα στη συσκευή από τη σύζευξη στα επίπεδα ισχύος.Όσο πιο κοντά βρίσκονται οι πυκνωτές αποσύνδεσης στο κύκλωμα εργασίας, τόσο μεγαλύτερη είναι η απόδοση.Η τοπική αποσύνδεση διαταράσσεται λιγότερο από τις παρασιτικές σύνθετες αντιστάσεις των ιχνών της πλακέτας κυκλώματος και τα μικρότερα ίχνη υποστηρίζουν μικρότερες κεραίες, μειώνοντας τις ανεπιθύμητες τονικές εκπομπές.Η τοποθέτηση του πυκνωτή συνδυάζει την υψηλότερη αυτοσυντονιζόμενη συχνότητα, συνήθως τη μικρότερη τιμή, το μικρότερο μέγεθος θήκης, πιο κοντά στη συσκευή και όσο μεγαλύτερος είναι ο πυκνωτής, τόσο πιο μακριά από τη συσκευή.Στις συχνότητες ραδιοσυχνοτήτων, οι πυκνωτές στο πίσω μέρος της πλακέτας δημιουργούν παρασιτικές επαγωγές της διαδρομής μέσω χορδής προς γείωση, χάνοντας μεγάλο μέρος του πλεονεκτήματος εξασθένησης του θορύβου.




Συνοψίζω
Αξιολογώντας τη διάταξη του πίνακα, μπορούμε να ανακαλύψουμε δομές που μπορεί να μεταδίδουν ή να λαμβάνουν ψευδείς τόνους RF.Ανιχνεύστε κάθε γραμμή, προσδιορίστε συνειδητά τη διαδρομή επιστροφής της, βεβαιωθείτε ότι μπορεί να τρέχει παράλληλα με τη γραμμή και ειδικά ελέγξτε τις μεταβάσεις διεξοδικά.Επίσης, απομονώστε πιθανές πηγές παρεμβολών από τον δέκτη.Η τήρηση ορισμένων απλών και έξυπνων κανόνων για τη μείωση των ψευδών σημάτων μπορεί να επιταχύνει την κυκλοφορία του προϊόντος και να μειώσει το κόστος εντοπισμού σφαλμάτων.

Πνευματικά δικαιώματα © 2023 ABIS CIRCUTS CO., LTD.Ολα τα δικαιώματα διατηρούνται. Power by

Υποστηρίζεται δίκτυο IPv6

μπλουζα

Αφήστε ένα μήνυμα

Αφήστε ένα μήνυμα

    Εάν ενδιαφέρεστε για τα προϊόντα μας και θέλετε να μάθετε περισσότερες λεπτομέρειες, αφήστε ένα μήνυμα εδώ, θα σας απαντήσουμε το συντομότερο δυνατό.

  • #
  • #
  • #
  • #
    Ανανεώστε την εικόνα