RF PCB kártya A hamis jelek csökkentését célzó elrendezés az RF mérnök kreativitását igényli.Ennek a nyolc szabálynak a szem előtt tartása nemcsak felgyorsítja a piacra kerülést, hanem növeli a munkabeosztás kiszámíthatóságát is.


1. szabály: A földelési átmenőket a föld referenciasík kapcsolójánál kell elhelyezni
Az irányított vezetéken átfolyó összes áramnak egyenlő a visszatérése.Számos csatolási stratégia létezik, de a visszatérő áramlás általában a szomszédos alapsíkon vagy a jelvezetékekkel párhuzamosan elhelyezett földeken keresztül folyik.Ahogy a referenciaréteg folytatódik, minden csatolás a távvezetékre korlátozódik, és minden tökéletesen működik.Ha azonban a jeltovábbítást a felső rétegről a belső vagy alsó rétegre kapcsoljuk, a visszatérő áramlásnak is utat kell kapnia.


Az 1. ábra egy példa.Közvetlenül a legfelső szintű jelvezeték árama alatt van a visszatérő áramlás.Amikor átkerül az alsó rétegre, az újraáramlás a közeli átmeneteken megy keresztül.Ha azonban a közelben nincsenek átfolyások az újraáramláshoz, a visszaáramlás a legközelebbi rendelkezésre álló földi átmenőn keresztül megy.A nagyobb távolságok áramhurkokat hoznak létre, amelyek induktorokat képeznek.Ha ez a nem kívánt áramút-eltolás egy másik vonalat keresztez, az interferencia súlyosabb lesz.Ez az áramhurok tulajdonképpen egy antenna kialakításának felel meg!

Nyolc szabály, amely segít csökkenteni az RF PCB áramkörök parazitáit

1. ábra: A jeláram az eszköz érintkezőitől az átmenőnyílásokon keresztül az alsó rétegek felé áramlik.Az újraáramlás a jel alatt van, mielőtt a legközelebbi átmenetre kényszerítené, hogy másik referenciarétegre váltson

A talajreferencia a legjobb stratégia, de a nagy sebességű vonalak néha belső rétegekre helyezhetők.A földi referenciasíkokat felül és alá nagyon nehéz elhelyezni, és a félvezetőgyártók tűk korlátai lehetnek, és az elektromos vezetékeket a nagy sebességű vonalak mellé helyezhetik.Ha a referenciaáramot olyan rétegek vagy hálózatok között kell átkapcsolni, amelyek nem egyenáramúak, akkor a leválasztó kondenzátorokat a kapcsolási pont mellett kell elhelyezni.



2. szabály: Csatlakoztassa az eszközpadot a felső réteg földeléséhez
Sok készülék termikus földelő alátétet használ az eszközcsomag alján.Az RF-eszközökön ezek általában elektromos földelések, és a szomszédos pad-pontok földelési átmenetekkel rendelkeznek.Az eszköz alátét közvetlenül a földelő érintkezőhöz csatlakoztatható, és bármilyen rézkiöntőhöz csatlakoztatható a felső réteg földjén keresztül.Ha több út van, a visszatérő áramlás az út impedanciájával arányosan felosztásra kerül.A betéten keresztüli földcsatlakozás rövidebb és alacsonyabb impedanciájú, mint a csap teste.


Kritikus a jó elektromos kapcsolat a tábla és az eszközpárnák között.Az összeszerelés során az áramköri lap kitöltetlen átmenőnyílásai is kiszívhatják a forrasztópasztát az eszközből, így üregek maradnak.A lyukak kitöltése jó módja annak, hogy a forrasztás a helyén maradjon.Az értékelés során nyissa ki a forrasztómaszk réteget is, hogy ellenőrizze, nincs-e forrasztómaszk az eszköz alatti tábla földjén, mivel a forrasztómaszk felemelheti az eszközt, vagy megingást okozhat.

3. szabály: Nincs referenciaréteg-rés

Az eszköz teljes kerületén keresztül vannak csatornák.A táphálózatokat lebontják a helyi leválasztáshoz, majd le a tápsíkra, gyakran több átvezetést biztosítva az induktivitás minimalizálása és az áramátviteli kapacitás javítása érdekében, míg a vezérlőbusz a belső síkig nyúlhat le.Mindez a bomlás végül teljesen beszorul az eszköz közelében.


Ezen átmenetek mindegyike egy kizárási zónát hoz létre a belső alapsíkon, amely nagyobb, mint magának az átmérőnek az átmérője, így gyártási távolságot biztosít.Ezek a kizárási zónák könnyen megszakításokat okozhatnak a visszatérési úton.Tovább bonyolítja a helyzetet, hogy egyes via-ok közel vannak egymáshoz, és olyan alapsík-árkokat képeznek, amelyek a legfelső szintű CAD-nézet számára láthatatlanok.2. ábra: A két tápsík átmenő alapsík üregei átfedő területeket hozhatnak létre, és megszakításokat okozhatnak a visszatérő úton.A visszaáramlást csak az alaplap tiltott területének megkerülésére lehet elterelni, ami a közös emissziós indukciós út problémáját eredményezi.

Nyolc szabály, amely segít csökkenteni az RF PCB áramkörök parazitáit

2. ábra: Az alapsíkok kihagyási területei a vias-ok körül átfedhetik egymást, így a visszatérő áramlást el kell távolítani a jelúttól.Még ha nincs is átfedés, a no-go zóna patkányharapás impedancia szakadást hoz létre az alapsíkon

Még a "barátságos" földelt átmenetek is a hozzájuk tartozó fémbetéteket a minimális méretre teszik nyomtatott áramköri lap gyártás folyamat.A jelnyomokhoz nagyon közeli átjárók eróziót tapasztalhatnak, mintha a legfelső szintű talajüreget egy patkány harapta volna le.A 2. ábra egy patkányharapás sematikus diagramja.


Mivel a kizárási zónát a CAD-szoftver automatikusan generálja, és az alaplapon gyakran használnak átmeneteket, a korai elrendezési folyamat során szinte mindig előfordul némi visszaút.Kövesse nyomon az egyes nagysebességű vonalakat az elrendezés kiértékelése során, és ellenőrizze a kapcsolódó áttördelési rétegeket a megszakítások elkerülése érdekében.Célszerű minden olyan átmenetet elhelyezni, amely a talajsík interferenciáját okozhatja, közelebb a legfelső szintű talajüreghez.

4. szabály: A differenciálvonalak differenciálása
A visszatérési út kritikus a jelvonal teljesítménye szempontjából, és a jelút részének kell tekinteni.Ugyanakkor a differenciálpárok általában nincsenek szorosan összekapcsolva, és a visszatérő áramlás átfolyhat a szomszédos rétegeken.Mindkét visszavezetést egyenlő elektromos utakon kell vezetni.


A közelség és a megosztás tervezési korlátai a visszatérő áramlást ugyanazon a rétegen tartják még akkor is, ha a differenciálpár két vonala nincs szorosan összekapcsolva.Ahhoz, hogy valóban alacsonyan tartsuk a hamis jeleket, jobb egyezésre van szükség.Minden tervezett szerkezetnek, például a differenciálelemek alatti alapsíkok kivágásainak szimmetrikusnak kell lenniük.Hasonlóképpen, az illeszkedő hosszúságok problémákat okozhatnak a jelnyomokban lévő görcsökkel.Az újraáramlás nem okoz hullámos problémákat.Az egyik differenciálvonal hosszillesztésének tükröződnie kell a többi differenciálvonalban.

5. szabály: Nincs óra vagy vezérlővonal az RF jelvonalak közelében
Az óra- és vezérlővezetékek néha jelentéktelen szomszédoknak tekinthetők, mert alacsony sebességgel működnek, még az egyenáramhoz közel is.Kapcsolási jellemzői azonban csaknem négyszöghullámúak, egyedi hangokat hozva létre páratlan harmonikus frekvenciákon.A négyszöghullám kibocsátó energiájának alapfrekvenciája nem számít, éles szélei viszont igen.A digitális rendszertervezésben a sarokfrekvencia meg tudja becsülni azt a legmagasabb frekvenciájú harmonikust, amelyet figyelembe kell venni.A számítási módszer a következő: Fknee=0,5/Tr, ahol Tr a felfutási idő.Vegye figyelembe, hogy ez a felfutási idő, nem a jel frekvencia.Az éles szélű négyszöghullámok azonban erős, magasabb rendű páratlan harmonikusokkal is rendelkeznek, amelyek csak rossz frekvencián esnek, és az RF vonalhoz kapcsolódnak, megsértve a szigorú átviteli maszk követelményeit.


Az óra- és vezérlővezetékeket belső alapsíkkal vagy felső szintű földeléssel kell elválasztani az RF jelvezetékektől.Ha a talajszigetelés nem használható, a nyomvonalakat úgy kell elvezetni, hogy azok derékszögben keresztezzék egymást.Mivel az óra vagy a vezérlővonalak által kibocsátott mágneses fluxusvonalak sugárzó oszlopkontúrokat képeznek az interferencia-vonalak áramai körül, nem generálnak áramot a vevővezetékekben.Az emelkedési idő lelassítása nemcsak a sarokfrekvenciát csökkenti, hanem segít az interferenciák okozta interferencia csökkentésében is, de az óra vagy a vezérlővonalak vevővonalként is működhetnek.A vevővezeték továbbra is csatornaként működik a hamis jelek számára az eszközbe.

6. szabály: Használjon földet a nagy sebességű vonalak elkülönítésére
A mikroszalagok és szalagvezetékek többnyire szomszédos alapsíkokhoz kapcsolódnak.Egyes fluxusvonalak még mindig vízszintesen áradnak ki, és lezárják a szomszédos nyomokat.Az egyik nagysebességű vonalon vagy differenciálpáron lévő hang a következő nyomvonalon ér véget, de a jelréteg földi perfúziója alacsonyabb impedanciájú végpontot hoz létre a fluxusvonal számára, megszabadítva a szomszédos nyomokat a hangoktól.

Egy órajel-elosztó vagy szintetizátor által irányított, azonos frekvenciát hordozó nyomvonalak egymás mellett futhatnak, mert az interferencia hangja már jelen van a vevővonalon.A csoportosított vonalak azonban végül szétterülnek.Szétszóráskor talajárasztást kell biztosítani a szóróvezetékek és átvezető nyílások között, ahol az szétszóródni kezd, így az indukált visszatérő áramlás a névleges visszatérési út mentén visszafolyik.A 3. ábrán a földszigetek végein lévő átmenőnyílások lehetővé teszik, hogy az indukált áram a referenciasíkra áramoljon.A talajperfúzión lévő többi átmenet közötti távolság nem haladhatja meg a hullámhossz egytizedét, hogy a talaj ne váljon rezonáns szerkezetté.

Nyolc szabály az RF csökkentésében PCB áramköri paraziták

3. ábra: Felső szintű talajátmenetek, ahol a differenciálnyomok szétszórtak, áramlási útvonalakat biztosítanak a visszatérő áramlás számára

7. szabály: Ne irányítsa az RF vonalakat zajos áramsíkra
A hang belép a hatalom síkjába, és mindenhová elterjed.Ha hamis hangok jutnak be a tápegységekbe, pufferekbe, keverőkbe, csillapítókba és oszcillátorokba, akkor modulálhatják a zavaró frekvenciát.Hasonlóképpen, amikor a tápfeszültség eléri a kártyát, az még nem ürült ki teljesen az RF áramkör meghajtásához.A rádiófrekvenciás vezetékek teljesítménysíkoknak való kitettségét, különösen a szűretlen tápsíkot, minimálisra kell csökkenteni.


A földdel szomszédos nagy teljesítménysíkok kiváló minőségű beágyazott kondenzátorokat hoznak létre, amelyek csillapítják a parazita jeleket, és digitális kommunikációs rendszerekben és egyes RF rendszerekben használatosak.Egy másik megközelítés a minimális teljesítménysíkok használata, néha inkább zsírnyomok, mint rétegek, így az RF vonalak könnyebben elkerülhetik a teljesítménysíkokat.Mindkét megközelítés lehetséges, de a kettő legrosszabb jellemzőit nem szabad kombinálni, vagyis egy kis teljesítménysíkot és az RF vonalakat a tetejére vezetni.

8. szabály: Tartsa a szétkapcsolást az eszköz közelében
A szétkapcsolás nem csak abban segít, hogy távol tartsa a hamis zajt az eszköztől, hanem segít kiküszöbölni az eszköz belsejében keletkező hangokat is, hogy ne kapcsolódjanak a teljesítménysíkokhoz.Minél közelebb vannak a leválasztó kondenzátorok a működő áramkörhöz, annál nagyobb a hatásfok.A helyi szétkapcsolást kevésbé zavarják az áramköri lapnyomok parazita impedanciái, a rövidebb nyomvonalak pedig kisebb antennákat támogatnak, csökkentve a nem kívánt hangkibocsátást.A kondenzátor elhelyezése a legmagasabb önrezonancia frekvenciát, általában a legkisebb értéket, a legkisebb házméretet ötvözi a készülékhez legközelebb, és minél nagyobb a kondenzátor, annál távolabb van az eszköztől.RF frekvenciákon a kártya hátoldalán található kondenzátorok parazita induktivitást hoznak létre a húr-föld közötti útvonalon, ami elveszíti a zajcsillapítás előnyeit.

Összesít
A tábla elrendezésének kiértékelésével olyan struktúrákat fedezhetünk fel, amelyek hamis RF hangokat továbbíthatnak vagy fogadhatnak.Kövesse nyomon az egyes vonalakat, tudatosan határozza meg a visszatérési útvonalát, győződjön meg arról, hogy párhuzamosan futhat a vonallal, és különösen ellenőrizze alaposan az átmeneteket.Ezenkívül el kell különíteni a lehetséges interferenciaforrásokat a vevőtől.Néhány egyszerű és intuitív szabály betartása a hamis jelek csökkentésére felgyorsíthatja a termék kiadását és csökkentheti a hibakeresési költségeket.