לוח RF PCB פריסה להפחתת אותות מזויפים דורשת את היצירתיות של מהנדס ה-RF.שמירה על שמונת הכללים הללו לא רק תעזור להאיץ את זמן היציאה לשוק, אלא גם תגביר את יכולת הניבוי של לוח הזמנים של העבודה שלך.


כלל 1: חיבורי קרקע צריכים להיות ממוקמים במתג מישור הייחוס לקרקע
לכל הזרמים הזורמים דרך הקו המנותב יש תמורה שווה.ישנן אסטרטגיות צימוד רבות, אך זרימת החזרה זורמת בדרך כלל דרך מטוסי קרקע סמוכים או קרקעות הממוקמות במקביל לקווי האות.ככל ששכבת ההתייחסות נמשכת, כל הצימוד מוגבל לקו ההולכה והכל עובד בסדר גמור.עם זאת, אם ניתוב האות מועבר מהשכבה העליונה לשכבה הפנימית או התחתונה, הזרם החוזר חייב לקבל גם נתיב.


איור 1 הוא דוגמה.מיד מתחת לזרם קו האות ברמה העליונה נמצאת זרימת החזרה.כאשר הוא עובר לשכבה התחתונה, הזרימה החוזרת עוברת דרך דרך סמוכה.עם זאת, אם אין צינורות לזרימה חוזרת בקרבת מקום, הזרימה חוזרת עוברת דרך דרך הקרקע הזמינה הקרובה ביותר.מרחקים גדולים יותר יוצרים לולאות זרם, היוצרות משרנים.אם קיזוז נתיב זרם לא רצוי זה יחצה קו אחר, ההפרעה תהיה חמורה יותר.לולאת זרם זו שווה למעשה ליצירת אנטנה!

שמונה כללים שיעזרו לך להפחית טפילים במעגלי RF PCB

איור 1: זרם האות זורם מסיכות המכשיר דרך דרך אל השכבות הנמוכות יותר.הזרימה מחדש נמצאת תחת האות לפני שהוא נאלץ לדרך הקרובה ביותר כדי לעבור לשכבת התייחסות אחרת

התייחסות לקרקע היא האסטרטגיה הטובה ביותר, אך לעיתים ניתן למקם קווים מהירים על שכבות פנימיות.הצבת מטוסי ייחוס קרקע מעל ומתחת היא קשה מאוד, ויצרני מוליכים למחצה עשויים להיות מוגבלים בפינים ולהציב קווי מתח ליד קווים מהירים.אם יש צורך להחליף את זרם הייחוס בין שכבות או רשתות שאינן משולבות DC, יש למקם קבלי ניתוק ליד נקודת המיתוג.



כלל 2: חבר את כרית המכשיר לקרקע השכבה העליונה
מכשירים רבים משתמשים בכרית הארקה תרמית בתחתית אריזת המכשיר.בהתקני RF, אלו בדרך כלל הארקות חשמליות, ולנקודות משטח סמוכות יש מערך של חיבורי הארקה.ניתן לחבר את כרית המכשיר ישירות לפין ההארקה ולחבר לכל יציקת נחושת דרך הארקת השכבה העליונה.אם יש מספר נתיבים, זרימת החזרה מפוצלת באופן פרופורציונלי לעכבת הנתיב.לחיבור הארקה דרך הרפידה יש ​​מסלול עכבה קצר ונמוך יותר מהארקת הפינים.


חיבור חשמלי טוב בין הלוח לרפידות המכשיר הוא קריטי.במהלך ההרכבה, חיבורים לא מלאים במערך דרך מעגלים יכולים גם להוציא משחת הלחמה מהמכשיר, ולהשאיר חללים.מילוי חורים הוא דרך טובה לשמור על הלחמה במקום.במהלך ההערכה, פתחו גם את שכבת מסכת ההלחמה כדי לוודא שאין מסכת הלחמה על קרקע הלוח מתחת למכשיר, מכיוון שמסיכת ההלחמה עלולה להרים את המכשיר או לגרום לו להתנדנד.

כלל 3: אין פער שכבת ייחוס

יש חיבורים בכל היקף המכשיר.רשתות החשמל מפורקות לצורך ניתוק מקומי ולאחר מכן יורדות למישור הכוח, ולעתים קרובות מספקות חיבורים מרובים כדי למזער את השראות ולשפר את יכולת נשיאת הזרם, בעוד שאפיק הבקרה יכול להיות למטה למישור הפנימי.כל הפירוק הזה בסופו של דבר מהודק במלואו ליד המכשיר.


כל אחד מהמעברים הללו יוצר אזור אי הכללה במישור ההארקה הפנימי שגדול מקוטר המעבר עצמו, ומספק מרווח ייצור.אזורי אי הכללה אלה יכולים בקלות לגרום להפרעות בנתיב החזרה.עוד יותר מסבך את המצב היא העובדה שחלק מה-vias קרובים זה לזה ויוצרים תעלות מישור קרקע שאינן נראות לתצוגת CAD ברמה העליונה.איור 2. חללים במישור ההארקה עבור שני מישורי כוח יכולים ליצור אזורי שמירה חופפים וליצור הפרעות בנתיב החזרה.ניתן להסיט את הזרימה החוזרת רק כדי לעקוף את האזור האסור של מישור ההארקה, וכתוצאה מכך הבעיה הנפוצה בנתיב השראת הפליטה.

שמונה כללים שיעזרו לך להפחית טפילים במעגלי RF PCB

איור 2: אזורי ההרחקה של מטוסי הקרקע מסביב למעברים עשויים לחפוף, ולהכריח את זרימת החזרה להתרחק מנתיב האות.גם אם אין חפיפה, אזור אסור ליציאה יוצר אי רציפות עכבת נשיכת חולדה במישור ההארקה

אפילו דרך קרקע "ידידותית" מביאה את רפידות המתכת הקשורות למימדים המינימליים הנדרשים על ידי ייצור מעגלים מודפסים תהליך.ויאס קרוב מאוד לעקבות האות יכול לחוות שחיקה כאילו חלל הקרקע ברמה העליונה ננשך על ידי חולדה.איור 2 הוא תרשים סכמטי של נשיכת חולדה.


מכיוון שאזור ההחרגה נוצר אוטומטית על ידי תוכנת ה-CAD, ומשתמשים ב-vias לעתים קרובות בלוח המערכת, כמעט תמיד יהיו הפרעות בנתיב חזרה במהלך תהליך הפריסה המוקדם.עקבו אחר כל קו במהירות גבוהה במהלך הערכת פריסה ובדוק את שכבות הזרימה מחדש המשויכות כדי למנוע הפרעות.זה רעיון טוב למקם את כל המעברים שיכולים ליצור הפרעות במישור ההארקה בכל אזור הקרוב יותר לריק הקרקע ברמה העליונה.

כלל 4: שמור על דיפרנציאל קווים
נתיב החזרה הוא קריטי לביצועי קו האות ויש לראות בו חלק מנתיב האות.יחד עם זאת, זוגות דיפרנציאליים בדרך כלל אינם מחוברים בחוזקה, וזרימה חוזרת עשויה לזרום דרך שכבות סמוכות.שתי ההחזרות חייבות להיות מנותבות בשבילים חשמליים שווים.


אילוצי עיצוב של קרבה ושיתוף שומרים על זרימת החזרה באותה שכבה גם כאשר שני הקווים של צמד הדיפרנציאליים אינם מחוברים בחוזקה.כדי לשמור את האותות המזויפים נמוכים באמת, נדרשת התאמה טובה יותר.כל מבנים מתוכננים כגון גזרות עבור מטוסי קרקע מתחת לרכיבים דיפרנציאליים צריכים להיות סימטריים.כמו כן, התאמת אורכים עלולה ליצור בעיות עם פיתולים בעקבות האות.זרימה חוזרת אינה גורמת לבעיות גליות.התאמת האורך של קו דיפרנציאלי אחד צריכה לבוא לידי ביטוי בקווי ההפרש האחרים.

כלל 5: אין שעון או קווי בקרה ליד קווי אות RF
לעיתים ניתן לראות בקווי שעון ובקרה כשכנים חסרי משמעות מכיוון שהם פועלים במהירויות נמוכות, אפילו קרוב ל-DC.עם זאת, מאפייני המיתוג שלו הם כמעט גל ריבועי, ומייצרים צלילים ייחודיים בתדרים הרמוניים מוזרים.התדר הבסיסי של האנרגיה הפולטת של הגל הריבועי אינו משנה, אבל הקצוות החדים שלו יכולים.בתכנון מערכת דיגיטלית, התדר הפינתי יכול להעריך את ההרמונית התדר הגבוהה ביותר שיש לקחת בחשבון.שיטת החישוב היא: Fknee=0.5/Tr, כאשר Tr הוא זמן העלייה.שימו לב שזהו זמן העלייה, לא תדר האות.עם זאת, לגלים מרובעים בעלי קצוות חדים יש גם הרמוניות מוזרות חזקות מסדר גבוה שעלולות לרדת רק בתדר הלא נכון ולהתצמד לקו ה-RF, תוך הפרה של דרישות מסיכת שידור קפדניות.


יש לבודד את קווי השעון והבקרה מקווי אות RF על ידי מישור הארקה פנימי או יציקת קרקע ברמה העליונה.אם לא ניתן להשתמש בבידוד קרקע, יש לנתב את העקבות כך שיצלבו בזוויות ישרות.מכיוון שקווי השטף המגנטי הנפלטים על ידי השעון או קווי הבקרה ייצרו קווי מתאר עמודים מקרינים סביב הזרמים של קווי המפריעים, הם לא ייצרו זרמים בקווי המקלט.האטת זמן העלייה לא רק מפחיתה את תדר הפינה אלא גם מסייעת בהפחתת הפרעות ממפריעים, אבל השעון או קווי הבקרה יכולים לשמש גם כקווי מקלט.קו המקלט עדיין פועל כצינור לאותות מזויפים לתוך המכשיר.

כלל 6: השתמש בקרקע כדי לבודד קווים מהירים
Microstrips ו-triplines מחוברים לרוב למישורי הארקה סמוכים.כמה קווי שטף עדיין בוקעים אופקית ומסיימים עקבות סמוכים.טון בקו אחד במהירות גבוהה או בזוג דיפרנציאלי מסתיים בעקיבה הבאה, אך זלוף קרקע בשכבת האות יוצר נקודת סיום עכבה נמוכה יותר לקו השטף, ומשחררת עקבות סמוכים מצלילים.

אשכולות של עקבות המנותבים על ידי מכשיר הפצת שעון או סינתיסייזר כדי לשאת את אותו תדר עשויים לרוץ זה לצד זה מכיוון שצליל המפריע כבר קיים על קו המקלט.עם זאת, הקווים המקובצים יתפרסו בסופו של דבר.בעת פיזור, יש לספק הצפת קרקע בין קווי הפיזור והמעברים שבהם הוא מתחיל להתפזר כך שהחזרה המושרה יזרום חזרה לאורך נתיב החזרה הנומינלי.באיור 3, חיבורים בקצוות של איי הקרקע מאפשרים לזרם המושרה לזרום אל מישור הייחוס.המרווח בין צינורות אחרים על זלוף הקרקע לא יעלה על עשירית מאורך הגל כדי להבטיח שהקרקע לא תהפוך למבנה תהודה.

שמונה כללים שיעזרו לך להפחית RF טפילי מעגל PCB

איור 3: דרך קרקע ברמה העליונה שבהן עקבות דיפרנציאליות מפוזרות מספקות נתיבי זרימה לזרימה חוזרת

כלל 7: אין לנתב קווי RF במטוסי כוח רועשים
הטון נכנס למישור הכוח והוא מתפשט לכל עבר.אם צלילים מזויפים נכנסים לספקי כוח, חוצצים, מיקסרים, מנחתים ומתנדים, הם יכולים לווסת את התדר המפריע.באופן דומה, כאשר החשמל מגיע ללוח, הוא עדיין לא התרוקן לחלוטין כדי להניע את מעגלי ה-RF.יש למזער את החשיפה של קווי RF למטוסי חשמל, במיוחד מטוסי חשמל לא מסוננים.


מטוסי כוח גדולים הסמוכים לאדמה יוצרים קבלים משובצים באיכות גבוהה המחלישות אותות טפיליים ומשמשים במערכות תקשורת דיגיטליות ובכמה מערכות RF.גישה נוספת היא להשתמש במטוסי כוח ממוזערים, לפעמים יותר כמו עקבות שומן מאשר שכבות, כך שקל יותר לקווי RF להימנע לחלוטין ממטוסי כוח.שתי הגישות אפשריות, אבל אסור לשלב את המאפיינים הגרועים ביותר של השניים, כלומר להשתמש במטוס כוח קטן ולנתב את קווי ה-RF למעלה.

כלל 8: המשך להתנתק קרוב למכשיר
לא רק שהניתוק מסייע להרחיק רעש מזויף מהמכשיר, הוא גם עוזר למנוע צלילים שנוצרים בתוך המכשיר מחיבור אל מישורי הכוח.ככל שקבלי הניתוק קרובים יותר למעגל העבודה, כך היעילות גבוהה יותר.ניתוק מקומי פחות מופרע על ידי עכבות טפיליות של עקבות לוח מעגלים, ועקבות קצרות יותר תומכות באנטנות קטנות יותר, ומפחיתות פליטות טונאליות לא רצויות.מיקום הקבלים משלב את תדר התהודה העצמית הגבוהה ביותר, בדרך כלל הערך הקטן ביותר, גודל המארז הקטן ביותר, הקרוב ביותר למכשיר, וככל שהקבל גדול יותר, כך רחוק יותר מהמכשיר.בתדרי RF, הקבלים בצד האחורי של הלוח יוצרים השראות טפיליות של הנתיב דרך מחרוזת לאדמה, ומאבדים חלק ניכר מתועלת הנחתת הרעש.

לְסַכֵּם
על ידי הערכת פריסת הלוח, אנו יכולים לגלות מבנים שעלולים לשדר או לקבל צלילי RF מזויפים.עקבו אחר כל קו, זהה במודע את נתיב החזרה שלו, וודאו שהוא יכול לעבור במקביל לקו, ובעיקר בדקו היטב את המעברים.כמו כן, יש לבודד מקורות הפרעות פוטנציאליים מהמקלט.שמירה על כמה כללים פשוטים ואינטואיטיביים להפחתת אותות מזויפים יכולה להאיץ את שחרור המוצר ולהפחית את עלויות ניפוי הבאגים.