برد PCB RF طرح بندی برای کاهش سیگنال های جعلی نیاز به خلاقیت مهندس RF دارد.رعایت این هشت قانون نه تنها به سرعت زمان رسیدن به بازار کمک می کند، بلکه قابلیت پیش بینی برنامه کاری شما را نیز افزایش می دهد.


قانون 1: ویزهای زمینی باید در سوئیچ صفحه مرجع زمین قرار گیرند
تمام جریان هایی که از طریق خط مسیریابی می گذرند دارای بازگشت مساوی هستند.استراتژی های کوپلینگ زیادی وجود دارد، اما جریان برگشت معمولاً از طریق صفحات زمینی مجاور یا زمین هایی که به موازات خطوط سیگنال قرار می گیرند جریان می یابد.همانطور که لایه مرجع ادامه می یابد، تمام کوپلینگ ها به خط انتقال محدود می شود و همه چیز به خوبی کار می کند.با این حال، اگر مسیریابی سیگنال از لایه بالایی به لایه داخلی یا پایینی سوئیچ شود، جریان برگشت نیز باید یک مسیر داشته باشد.


شکل 1 یک نمونه است.بلافاصله زیر جریان خط سیگنال سطح بالا جریان برگشتی است.هنگامی که به لایه زیرین منتقل می شود، جریان مجدد از طریق راه های مجاور عبور می کند.با این حال، اگر هیچ مسیری برای جریان مجدد در این نزدیکی وجود نداشته باشد، جریان مجدد از نزدیکترین زمین موجود عبور می کند.فواصل بیشتر باعث ایجاد حلقه های جریان می شود که سلف ها را تشکیل می دهند.اگر این آفست مسیر جریان ناخواسته از خط دیگری عبور کند، تداخل شدیدتر خواهد بود.این حلقه جریان در واقع معادل تشکیل آنتن است!

هشت قانون برای کمک به کاهش انگل مدار PCB RF

شکل 1: جریان سیگنال از پین های دستگاه از طریق Vias به لایه های زیرین جریان می یابد.جریان مجدد در زیر سیگنال قرار دارد قبل از اینکه از طریق وادار به تغییر به یک لایه مرجع دیگر به نزدیکترین نقطه شود

ارجاع زمینی بهترین استراتژی است، اما گاهی اوقات می توان خطوط پرسرعت را روی لایه های داخلی قرار داد.قرار دادن صفحات مرجع زمین در بالا و پایین بسیار دشوار است و تولید کنندگان نیمه هادی ممکن است با پین محدود شده و خطوط برق را در کنار خطوط پرسرعت قرار دهند.اگر جریان مرجع باید بین لایه‌ها یا شبکه‌هایی که DC کوپل نشده‌اند سوئیچ شود، خازن‌های جداکننده باید در کنار نقطه سوئیچ قرار گیرند.



قانون 2: پد دستگاه را به زمین لایه بالایی وصل کنید
بسیاری از دستگاه ها از یک پد زمین حرارتی در پایین بسته دستگاه استفاده می کنند.در دستگاه‌های RF، اینها معمولاً زمین‌های الکتریکی هستند و نقاط پد مجاور دارای مجموعه‌ای از مسیرهای زمین هستند.پد دستگاه را می توان مستقیماً به پین ​​زمین متصل کرد و از طریق زمین لایه بالایی به هر ریز مسی متصل شد.اگر چندین مسیر وجود داشته باشد، جریان برگشتی متناسب با امپدانس مسیر تقسیم می شود.اتصال زمین از طریق پد دارای مسیر امپدانس کوتاه تر و کمتری نسبت به زمین پین است.


اتصال الکتریکی خوب بین برد و پدهای دستگاه بسیار مهم است.در حین مونتاژ، گذرگاه‌های پر نشده در برد مدار از طریق آرایه نیز می‌توانند خمیر لحیم را از دستگاه بیرون بکشند و حفره‌هایی باقی بگذارند.پر کردن سوراخ ها راه خوبی برای حفظ لحیم کاری است.در حین ارزیابی، لایه ماسک لحیم کاری را نیز باز کنید تا مطمئن شوید که ماسک لحیم کاری روی زمین تخته زیر دستگاه وجود ندارد، زیرا ممکن است ماسک لحیم کاری دستگاه را بلند کند یا باعث تکان خوردن آن شود.

قانون 3: بدون شکاف لایه مرجع

در سراسر محیط دستگاه گذرگاه وجود دارد.شبکه‌های قدرت برای جداسازی محلی شکسته می‌شوند و سپس به صفحه قدرت پایین می‌آیند، که اغلب برای به حداقل رساندن اندوکتانس و بهبود ظرفیت حمل جریان، چندین مسیر را فراهم می‌کنند، در حالی که باس کنترل می‌تواند به صفحه داخلی پایین بیاید.تمام این تجزیه به طور کامل در نزدیکی دستگاه بسته می شود.


هر یک از این گذرگاه ها یک منطقه محرومیت در صفحه داخلی زمین ایجاد می کند که بزرگتر از قطر خود ویا است و فاصله تولید را فراهم می کند.این مناطق محروم به راحتی می توانند باعث ایجاد وقفه در مسیر برگشت شوند.پیچیده تر کردن وضعیت این واقعیت است که برخی از گذرگاه ها به یکدیگر نزدیک هستند و ترانشه های سطح زمین را تشکیل می دهند که برای نمای CAD سطح بالا نامرئی هستند.شکل 2. حفره‌های سطح زمین برای دو گذرگاه صفحه قدرت می‌توانند باعث ایجاد نواحی همپوشانی و ایجاد وقفه در مسیر برگشت شوند.جریان مجدد را فقط می توان برای دور زدن ناحیه ممنوعه صفحه زمین منحرف کرد که در نتیجه مشکل مسیر القایی انتشار انتشار ایجاد می شود.

هشت قانون برای کمک به کاهش انگل مدار PCB RF

شکل 2: نواحی نگهدارنده سطوح زمین در اطراف ویاس ها ممکن است همپوشانی داشته باشند و جریان برگشت را از مسیر سیگنال دور کند.حتی اگر هیچ همپوشانی وجود نداشته باشد، منطقه ممنوعه یک ناپیوستگی امپدانس نیش موش را در صفحه زمین ایجاد می کند.

حتی راه های زمینی "دوستانه" لنت های فلزی مرتبط را به حداقل ابعاد مورد نیاز می رساند تولید برد مدار چاپی روند.راه‌های بسیار نزدیک به ردیابی سیگنال می‌توانند فرسایش را تجربه کنند، گویی فضای خالی سطح بالایی زمین توسط موش گاز گرفته شده است.شکل 2 یک نمودار شماتیک از نیش موش است.


از آنجایی که منطقه حذف به طور خودکار توسط نرم افزار CAD تولید می شود و via ها اغلب در برد سیستم استفاده می شوند، تقریباً همیشه برخی از وقفه های مسیر بازگشت در طول فرآیند طرح اولیه وجود خواهد داشت.هر خط پرسرعت را در حین ارزیابی طرح‌بندی ردیابی کنید و لایه‌های جریان مجدد مرتبط را بررسی کنید تا از وقفه جلوگیری شود.این ایده خوبی است که تمام راه‌هایی را که می‌توانند تداخل سطح زمین را ایجاد کنند، در هر منطقه نزدیک به فضای خالی سطح بالا قرار دهید.

قانون 4: خطوط دیفرانسیل را دیفرانسیل نگه دارید
مسیر برگشت برای عملکرد خط سیگنال حیاتی است و باید بخشی از مسیر سیگنال در نظر گرفته شود.در عین حال، جفت های دیفرانسیل معمولاً به طور محکم جفت نمی شوند و جریان برگشتی ممکن است از لایه های مجاور عبور کند.هر دو برگشت باید از طریق مسیرهای الکتریکی مساوی هدایت شوند.


محدودیت‌های طراحی مجاورت و اشتراک، جریان برگشت را در همان لایه نگه می‌دارد، حتی زمانی که دو خط جفت دیفرانسیل به طور محکم جفت نشده باشند.برای پایین نگه داشتن سیگنال های جعلی، تطابق بهتری لازم است.هر گونه ساختار برنامه ریزی شده مانند بریدگی برای صفحات زمین تحت اجزای دیفرانسیل باید متقارن باشد.به همین ترتیب، تطبیق طول ها می تواند مشکلاتی را با انقباضات در ردیابی سیگنال ایجاد کند.Reflow مشکلات موجی ایجاد نمی کند.تطابق طول یک خط دیفرانسیل باید در خطوط دیفرانسیل دیگر منعکس شود.

قانون 5: هیچ ساعت یا خطوط کنترلی در نزدیکی خطوط سیگنال RF وجود ندارد
خطوط ساعت و کنترل گاهی اوقات می توانند به عنوان همسایه های ناچیز دیده شوند زیرا در سرعت های پایین حتی نزدیک به DC کار می کنند.با این حال، ویژگی های سوئیچینگ آن تقریباً موج مربعی است، که زنگ های منحصر به فردی را در فرکانس های هارمونیک فرد ایجاد می کند.فرکانس اساسی انرژی ساطع کننده موج مربعی مهم نیست، اما لبه های تیز آن می توانند.در طراحی سیستم دیجیتال، فرکانس گوشه می تواند بالاترین هارمونیک فرکانس را که باید در نظر گرفته شود، تخمین بزند.روش محاسبه به این صورت است: Fknee=0.5/Tr که Tr زمان افزایش است.توجه داشته باشید که زمان افزایش است، نه فرکانس سیگنال.با این حال، امواج مربعی لبه تیز همچنین دارای هارمونیک های عجیب و غریب مرتبه بالاتری هستند که ممکن است فقط در فرکانس اشتباه افت کرده و روی خط RF جفت شوند و الزامات سختگیرانه ماسک انتقال را نقض کنند.


خطوط ساعت و کنترل باید از خطوط سیگنال RF توسط یک صفحه زمین داخلی یا ریزش زمین سطح بالا جدا شوند.اگر نمی توان از جداسازی زمین استفاده کرد، ردیابی ها باید به گونه ای هدایت شوند که در زوایای قائم از یکدیگر عبور کنند.از آنجایی که خطوط شار مغناطیسی ساطع شده توسط خطوط ساعت یا کنترل، خطوط ستون تابشی را در اطراف جریان خطوط تداخل ایجاد می کنند، آنها جریانی در خطوط گیرنده ایجاد نمی کنند.کاهش زمان افزایش نه تنها فرکانس گوشه را کاهش می دهد بلکه به کاهش تداخل تداخل کننده ها نیز کمک می کند، اما خطوط ساعت یا کنترل نیز می توانند به عنوان خطوط گیرنده عمل کنند.خط گیرنده همچنان به عنوان مجرای سیگنال های جعلی به دستگاه عمل می کند.

قانون 6: از زمین برای جداسازی خطوط پرسرعت استفاده کنید
میکرو نوارها و خطوط نواری عمدتاً به صفحات زمینی مجاور کوپل می شوند.برخی از خطوط شار همچنان به صورت افقی سرچشمه می گیرند و آثار مجاور را خاتمه می دهند.تون در یک خط پرسرعت یا جفت دیفرانسیل در رد بعدی پایان می یابد، اما پرفیوژن زمین در لایه سیگنال نقطه پایان امپدانس کمتری را برای خط شار ایجاد می کند و آثار مجاور را از زنگ ها آزاد می کند.

دسته‌هایی از ردیابی‌ها که توسط یک توزیع ساعت یا دستگاه سینت سایزر برای حمل فرکانس یکسان هدایت می‌شوند، ممکن است در کنار یکدیگر اجرا شوند، زیرا صدای تداخل‌کننده از قبل در خط گیرنده وجود دارد.با این حال، خطوط گروه بندی شده در نهایت گسترش خواهند یافت.هنگام پراکندگی، سیلاب زمینی باید بین خطوط پراکنده و مسیرهایی که شروع به پراکندگی می کند فراهم شود تا بازگشت القایی در طول مسیر بازگشت اسمی به عقب برگردد.در شکل 3، گذرگاه‌ها در انتهای جزایر زمینی به جریان القایی اجازه می‌دهند تا بر روی صفحه مرجع جریان یابد.فاصله بین راههای دیگر روی پرفیوژن زمین نباید از یک دهم طول موج تجاوز کند تا اطمینان حاصل شود که زمین به ساختار رزونانسی تبدیل نمی شود.

هشت قانون برای کمک به کاهش RF انگل مدار PCB

شکل 3: گذرگاه های سطح بالای زمین که در آن آثار دیفرانسیل پراکنده می شوند، مسیرهای جریان را برای جریان برگشتی فراهم می کنند.

قانون 7: خطوط RF را در هواپیماهای پر سر و صدا هدایت نکنید
لحن وارد صفحه قدرت می شود و همه جا پخش می شود.اگر صداهای کاذب وارد منابع تغذیه، بافرها، میکسرها، تضعیف کننده ها و نوسانگرها شوند، می توانند فرکانس تداخل را تعدیل کنند.به همین ترتیب، هنگامی که برق به برد می رسد، هنوز به طور کامل برای راه اندازی مدار RF تخلیه نشده است.قرار گرفتن خطوط RF در معرض هواپیماهای قدرت، به ویژه هواپیماهای برق بدون فیلتر، باید به حداقل برسد.


هواپیماهای قدرت بزرگ در مجاورت زمین خازن های تعبیه شده با کیفیت بالا ایجاد می کنند که سیگنال های انگلی را تضعیف می کند و در سیستم های ارتباطی دیجیتال و برخی از سیستم های RF استفاده می شود.روش دیگر استفاده از هواپیماهای قدرت حداقل شده است، که گاهی بیشتر شبیه ردپای چربی است تا لایه، به طوری که خطوط RF راحت تر از هواپیماهای قدرت اجتناب کنند.هر دو روش ممکن است، اما بدترین ویژگی این دو را نباید با هم ترکیب کرد، یعنی استفاده از یک هواپیمای کوچک قدرت و مسیریابی خطوط RF در بالا.

قانون 8: جدا شدن را نزدیک دستگاه ادامه دهید
جداسازی نه تنها به جلوگیری از سر و صدای کاذب از دستگاه کمک می کند، بلکه به حذف صداهای تولید شده در داخل دستگاه از اتصال به هواپیماهای برق کمک می کند.هرچه خازن های جداکننده به مدار کار نزدیکتر باشند، راندمان بالاتری دارد.جداسازی محلی کمتر توسط امپدانس‌های انگلی ردپای تخته مدار مختل می‌شود و ردپای کوتاه‌تر از آنتن‌های کوچک‌تر پشتیبانی می‌کند و انتشار ناخواسته تونال را کاهش می‌دهد.محل قرارگیری خازن بالاترین فرکانس خود رزونانس را ترکیب می کند، معمولاً کوچکترین مقدار، کوچکترین اندازه کیس، نزدیکترین به دستگاه، و هر چه خازن بزرگتر باشد، دورتر از دستگاه است.در فرکانس‌های RF، خازن‌های پشت برد، القایی‌های انگلی در مسیر رشته به زمین ایجاد می‌کنند و بخش زیادی از مزایای کاهش نویز را از دست می‌دهند.

خلاصه کنید
با ارزیابی چیدمان برد، می توانیم ساختارهایی را کشف کنیم که ممکن است صداهای RF جعلی را ارسال یا دریافت کنند.هر خط را ردیابی کنید، آگاهانه مسیر بازگشت آن را شناسایی کنید، مطمئن شوید که می تواند به موازات خط اجرا شود، و به خصوص انتقال ها را به طور کامل بررسی کنید.همچنین منابع احتمالی تداخل را از گیرنده جدا کنید.پیروی از برخی قوانین ساده و شهودی برای کاهش سیگنال های جعلی می تواند سرعت انتشار محصول را افزایش داده و هزینه های اشکال زدایی را کاهش دهد.