RF PCB plate izkārtojums, lai samazinātu viltus signālus, prasa RF inženiera radošumu.Šo astoņu noteikumu paturēšana prātā ne tikai palīdzēs paātrināt laiku, kas nonāk tirgū, bet arī palielinās jūsu darba grafika paredzamību.


1. noteikums: zemējuma caurumiem jāatrodas pie zemes atskaites plaknes slēdža
Visām strāvām, kas plūst caur virzīto līniju, ir vienāda atdeve.Ir daudzas savienošanas stratēģijas, taču atgriešanās plūsma parasti plūst caur blakus esošajām zemes plaknēm vai zemēm, kas novietotas paralēli signāla līnijām.Tā kā atsauces slānis turpinās, visi savienojumi ir ierobežoti ar pārvades līniju, un viss darbojas lieliski.Tomēr, ja signāla maršrutēšana tiek pārslēgta no augšējā slāņa uz iekšējo vai apakšējo slāni, arī atgriešanās plūsmai ir jāiegūst ceļš.


1. attēlā ir piemērs.Tūlīt zem augstākā līmeņa signāla līnijas strāvas ir atgriešanās plūsma.Kad tas tiek pārnests uz apakšējo slāni, pārplūde notiek caur blakus esošajiem caurumiem.Tomēr, ja tuvumā nav cauruļu atkārtotai plūsmai, pārplūde notiek caur tuvāko pieejamo zemes caurumu.Lielāki attālumi rada strāvas cilpas, veidojot induktorus.Ja šī nevēlamā strāvas ceļa nobīde šķērsos citu līniju, traucējumi būs nopietnāki.Šī strāvas cilpa faktiski ir līdzvērtīga antenas veidošanai!

Astoņi noteikumi, kas palīdzēs samazināt RF PCB ķēžu parazītus

1. attēls. Signāla strāva plūst no ierīces tapām caur caurumiem uz zemākajiem slāņiem.Atkārtota plūsma atrodas zem signāla, pirms tā tiek piespiesta uz tuvāko caurumu, lai pārslēgtos uz citu atsauces slāni

Atsauces uz zemi ir labākā stratēģija, taču ātrgaitas līnijas dažkārt var novietot iekšējos slāņos.Zemes atskaites plakņu novietošana virs un zemāk ir ļoti sarežģīta, un pusvadītāju ražotāji var būt ierobežoti un izvietot elektropārvades līnijas blakus ātrgaitas līnijām.Ja atsauces strāva ir jāpārslēdz starp slāņiem vai tīkliem, kas nav savienoti ar līdzstrāvu, blakus pārslēgšanas punktam jānovieto atdalīšanas kondensatori.



2. noteikums: savienojiet ierīces paliktni ar augšējā slāņa zemējumu
Daudzas ierīces izmanto termisko zemējuma paliktni ierīces iepakojuma apakšā.RF ierīcēs tie parasti ir elektriskie zemējumi, un blakus esošajiem spilventiņu punktiem ir virkne zemējuma cauruļu.Ierīces paliktni var tieši savienot ar zemējuma tapu un savienot ar jebkuru vara ieliet caur augšējo zemējuma slāni.Ja ir vairāki ceļi, atgriešanās plūsma tiek sadalīta proporcionāli ceļa pretestībai.Zemējuma savienojumam caur paliktni ir īsāks un zemāks pretestības ceļš nekā tapas zemei.


Labs elektriskais savienojums starp plati un ierīces paliktņiem ir ļoti svarīgs.Montāžas laikā neaizpildītie caurumi shēmas plates caur masīvu var arī izvilkt lodēšanas pastu no ierīces, atstājot tukšumus.Caurumu aizpildīšana ir labs veids, kā noturēt lodēšanu vietā.Novērtēšanas laikā atveriet arī lodēšanas maskas slāni, lai pārbaudītu, vai uz dēļa zemes zem ierīces nav lodēšanas maskas, jo lodēšanas maska ​​var pacelt ierīci vai izraisīt tās šūpošanos.

3. noteikums: nav atsauces slāņa spraugas

Visā ierīces perimetrā ir caurumi.Strāvas tīkli tiek sadalīti lokālai atsaistīšanai un pēc tam uz jaudas plakni, bieži nodrošinot vairākus caurumus, lai samazinātu induktivitāti un uzlabotu strāvas pārvades kapacitāti, savukārt vadības kopne var būt uz leju līdz iekšējai plaknei.Visa šī sadalīšanās galu galā tiek pilnībā nostiprināta ierīces tuvumā.


Katrs no šiem caurumiem iekšējā iezemējuma plaknē rada izslēgšanas zonu, kas ir lielāka par paša cauruma diametru, nodrošinot ražošanas attālumu.Šīs izslēgšanas zonas var viegli izraisīt atgriešanās ceļa pārtraukumus.Situāciju vēl vairāk sarežģī fakts, ka daži caurumi atrodas tuvu viens otram un veido zemes plaknes tranšejas, kas nav redzamas augstākā līmeņa CAD skatā.2. attēls. Iezemējuma plaknes tukšumi diviem jaudas plaknes caurumiem var radīt pārklāšanās zonas un radīt pārtraukumus atgriešanās ceļā.Pārplūdi var novirzīt tikai, lai apietu iezemētās plates aizliegto zonu, kā rezultātā rodas kopējā emisijas indukcijas ceļa problēma.

Astoņi noteikumi, kas palīdzēs samazināt RF PCB ķēžu parazītus

2. attēls. Iezemētās plaknes apgabali ap caurlaidēm var pārklāties, liekot atgriešanās plūsmai prom no signāla ceļa.Pat ja nav pārklāšanās, aizliegtā zona rada žurku koduma pretestības pārtraukumu iezemētā plaknē

Pat "draudzīgas" zemes caurumi nodrošina saistītos metāla paliktņus līdz minimālajiem izmēriem, ko pieprasa iespiedshēmas plates ražošana process.Ceļos, kas ir ļoti tuvu signālu pēdām, var rasties erozija tā, it kā augšējā līmeņa zemes tukšumu būtu sakodusi žurka.2. attēlā ir shematiska žurkas koduma diagramma.


Tā kā izslēgšanas zonu automātiski ģenerē CAD programmatūra un sistēmas platē bieži tiek izmantotas caurlaides, agrīnā izkārtojuma procesā gandrīz vienmēr būs daži atgriešanās ceļa pārtraukumi.Izkārtojuma novērtēšanas laikā izsekojiet katrai ātrgaitas līnijai un pārbaudiet saistītos pārplūdes slāņus, lai izvairītos no pārtraukumiem.Ieteicams novietot visus caurumus, kas var radīt zemes plaknes traucējumus, jebkurā vietā tuvāk augstākā līmeņa zemes tukšumam.

4. noteikums: saglabājiet diferenciālās līnijas
Atgriešanās ceļš ir ļoti svarīgs signāla līnijas veiktspējai, un tas ir jāuzskata par signāla ceļa daļu.Tajā pašā laikā diferenciālie pāri parasti nav cieši savienoti, un atgriešanās plūsma var plūst caur blakus esošajiem slāņiem.Abas atgriešanas ir jānovirza pa vienādiem elektriskajiem ceļiem.


Tuvuma un koplietošanas dizaina ierobežojumi nodrošina atgriešanās plūsmu tajā pašā slānī pat tad, ja abas diferenciālā pāra līnijas nav cieši savienotas.Lai patiesi samazinātu viltus signālus, ir nepieciešama labāka atbilstība.Visām plānotajām konstrukcijām, piemēram, iezemējuma plakņu izgriezumiem zem diferenciālajiem komponentiem, jābūt simetriskām.Tāpat garumu saskaņošana var radīt problēmas ar skavām signāla trasēs.Reflow nerada viļņotas problēmas.Vienas diferenciāllīnijas garuma atbilstība jāatspoguļo pārējās diferenciāllīnijās.

5. noteikums: RF signāla līniju tuvumā nav pulksteņa vai vadības līniju
Pulksteņa un vadības līnijas dažreiz var uzskatīt par nenozīmīgiem kaimiņiem, jo ​​tās darbojas ar mazu ātrumu, pat tuvu līdzstrāvai.Tomēr tā pārslēgšanas raksturlielumi ir gandrīz kvadrātveida viļņi, kas rada unikālus toņus nepāra harmoniskā frekvencē.Kvadrātviļņu izstarojošās enerģijas pamatfrekvencei nav nozīmes, bet tā asajām malām var.Digitālās sistēmas projektēšanā stūra frekvence var novērtēt augstākās frekvences harmoniku, kas jāņem vērā.Aprēķina metode ir: Fknee=0,5/Tr, kur Tr ir pieauguma laiks.Ņemiet vērā, ka tas ir pieauguma laiks, nevis signāla frekvence.Tomēr asām malām kvadrātveida viļņiem ir arī spēcīgas augstākas kārtas nepāra harmonikas, kas var nokrist tikai nepareizā frekvencē un savienoties ar RF līniju, pārkāpjot stingras pārraides maskas prasības.


Pulksteņa un vadības līnijas ir jāizolē no RF signāla līnijām ar iekšēju iezemējumu vai augstākā līmeņa iezemējumu.Ja zemes izolāciju nevar izmantot, pēdas jānovieto tā, lai tās krustotos taisnā leņķī.Tā kā pulksteņa vai vadības līniju izstarotās magnētiskās plūsmas līnijas veidos izstarojošas kolonnas kontūras ap traucējošo līniju strāvām, tās neģenerēs strāvas uztvērēja līnijās.Palēnināt kāpuma laiku ne tikai samazina stūra frekvenci, bet arī palīdz samazināt traucētāju radītos traucējumus, bet pulkstenis vai vadības līnijas var darboties arī kā uztvērēja līnijas.Uztvērēja līnija joprojām darbojas kā vads viltotiem signāliem ierīcē.

6. noteikums: izmantojiet zemi, lai izolētu ātrgaitas līnijas
Mikrosloksnes un slokšņu līnijas galvenokārt ir savienotas ar blakus esošajām zemes plaknēm.Dažas plūsmas līnijas joprojām izplūst horizontāli un pārtrauc blakus esošās pēdas.Tonis vienā ātrgaitas līnijā vai diferenciālā pārī beidzas nākamajā trasē, bet zemes perfūzija signāla slānī rada plūsmas līnijai zemāku pretestības beigu punktu, atbrīvojot blakus esošās pēdas no toņiem.

Pulksteņa sadales vai sintezatora ierīces virzītu pēdu kopas, lai veiktu vienu un to pašu frekvenci, var darboties blakus viena otrai, jo uztvērēja līnijā jau ir traucētāja signāls.Tomēr grupētās līnijas galu galā izkliedēsies.Izkliedējot, starp izkliedēšanas līnijām un caurumiem, kur tas sāk izkliedēties, jānodrošina zemes applūšana, lai inducētā atgriešana plūst atpakaļ pa nominālo atgriešanās ceļu.3. attēlā caurumi zemējuma salu galos ļauj inducētajai strāvai plūst uz atskaites plakni.Attālumam starp citiem caurumiem uz zemes perfūzijas nevajadzētu pārsniegt vienu desmito daļu no viļņa garuma, lai nodrošinātu, ka zeme nekļūst par rezonējošu struktūru.

Astoņi noteikumi, kas palīdzēs samazināt RF PCB ķēdes parazīti

3. attēls. Augšējā līmeņa zemes caurumi, kur diferenciālās pēdas ir izkliedētas, nodrošina plūsmas ceļus atpakaļplūsmai

7. noteikums: nevirziet RF līnijas uz trokšņainām barošanas plaknēm
Tonis nonāk spēka plānā un izplatās visur.Ja barošanas blokos, buferos, maisītājos, vājinātājos un oscilatoros iekļūst viltus toņi, tie var modulēt traucējošo frekvenci.Tāpat, kad jauda sasniedz plati, tā vēl nav pilnībā iztukšota, lai darbinātu RF shēmu.RF līniju pakļaušana barošanas plaknēm, jo ​​īpaši nefiltrētām barošanas plaknēm, ir jāsamazina.


Lielas jaudas plaknes, kas atrodas blakus zemei, rada augstas kvalitātes iegultos kondensatorus, kas vājina parazītiskos signālus un tiek izmantoti digitālajās sakaru sistēmās un dažās RF sistēmās.Vēl viena pieeja ir izmantot samazinātas jaudas plaknes, kas dažkārt vairāk atgādina tauku pēdas, nevis slāņus, lai RF līnijām būtu vieglāk pilnībā izvairīties no jaudas plaknēm.Ir iespējamas abas pieejas, taču nedrīkst apvienot abu sliktākās īpašības, proti, izmantot nelielu jaudas plakni un virzīt RF līnijas uz augšu.

8. noteikums: turpiniet atsaisti ierīces tuvumā
Atdalīšana ne tikai palīdz novērst viltus troksni no ierīces, bet arī palīdz novērst ierīces iekšienē radītos signālus no savienojuma ar jaudas plaknēm.Jo tuvāk darba shēmai ir atdalīšanas kondensatori, jo augstāka ir efektivitāte.Vietējo atsaisti mazāk traucē shēmas plates trašu parazitārās pretestības, un īsākas trases atbalsta mazākas antenas, samazinot nevēlamās tonālās emisijas.Kondensatora izvietojums apvieno visaugstāko pašrezonanses frekvenci, parasti mazāko vērtību, mazāko korpusa izmēru, kas atrodas vistuvāk ierīcei, un jo lielāks kondensators, jo tālāk no ierīces.RF frekvencēs kondensatori plates aizmugurē rada parazitāras induktivitātes ceļā caur virkni uz zemi, zaudējot lielu daļu no trokšņa slāpēšanas priekšrocībām.

Apkopojiet
Novērtējot paneļa izkārtojumu, mēs varam atklāt struktūras, kas var pārraidīt vai saņemt viltus RF signālus.Izsekojiet katrai līnijai, apzināti nosakiet tās atgriešanās ceļu, pārliecinieties, ka tā var darboties paralēli līnijai, un īpaši rūpīgi pārbaudiet pārejas.Tāpat no uztvērēja izolējiet iespējamos traucējumu avotus.Dažu vienkāršu un intuitīvu noteikumu ievērošana, lai samazinātu viltus signālus, var paātrināt produkta izlaišanu un samazināt atkļūdošanas izmaksas.