other

Reduser RF PCB-parasitter

  • 2022-06-20 16:32:57
RF PCB-kort layout for å redusere falske signaler krever kreativiteten til RF-ingeniøren.Å ha disse åtte reglene i bakhodet vil ikke bare bidra til å fremskynde tiden til markedet, men også øke forutsigbarheten til arbeidsplanen din.


Regel 1: Jordvias skal være plassert ved jordreferanseplanbryteren
Alle strømmer som går gjennom den rutete linjen har lik retur.Det er mange koblingsstrategier, men returstrømmen flyter vanligvis gjennom tilstøtende jordplan eller jorder plassert parallelt med signallinjer.Når referanselaget fortsetter, er all kobling begrenset til overføringslinjen og alt fungerer helt fint.Men hvis signalføringen byttes fra toppsjiktet til indre eller bunnlag, må returstrømmen også få en vei.


Figur 1 er et eksempel.Umiddelbart under signallinjestrømmen på toppnivå er returstrømmen.Når den overføres til bunnlaget, går reflowen gjennom nærliggende vias.Men hvis det ikke er noen vias for reflow i nærheten, går reflowen gjennom nærmeste tilgjengelige bakkevia.Større avstander skaper strømsløyfer og danner induktorer.Hvis denne uønskede strømbaneforskyvningen tilfeldigvis krysser en annen linje, vil interferensen bli mer alvorlig.Denne strømsløyfen tilsvarer faktisk å danne en antenne!

Åtte regler for å hjelpe deg med å redusere RF PCB-kretsparasitter

Figur 1: Signalstrøm flyter fra enhetens pinner gjennom vias til nedre lag.Reflow er under signalet før den tvinges til nærmeste via for å bytte til et annet referanselag

Bakkereferanse er den beste strategien, men høyhastighetslinjer kan noen ganger plasseres på interne lag.Plassering av bakkereferanseplan over og under er svært vanskelig, og halvlederprodusenter kan være pin-begrenset og plassere kraftlinjer ved siden av høyhastighetslinjer.Hvis referansestrømmen må byttes mellom lag eller nett som ikke er DC-koblet, bør avkoblingskondensatorer plasseres ved siden av koblingspunktet.



Regel 2: Koble enhetsputen til det øverste lagets jord
Mange enheter bruker en termisk jordingspute på bunnen av enhetspakken.På RF-enheter er dette vanligvis elektrisk jording, og tilstøtende putepunkter har en rekke jordingsvias.Enhetsputen kan kobles direkte til jordingsstiften og kobles til en hvilken som helst kobberstrøm gjennom topplagets jord.Hvis det er flere baner, deles returstrømmen proporsjonalt med baneimpedansen.Jordforbindelsen gjennom puten har en kortere og lavere impedansbane enn stiftjorden.


En god elektrisk forbindelse mellom brettet og enhetens puter er kritisk.Under montering kan ufylte viaer i et kretskort via array også trekke ut loddepasta fra enheten og etterlate tomrom.Å fylle gjennom hull er en god måte å holde lodding på plass.Under evalueringen åpner du også loddemaskelaget for å verifisere at det ikke er noen loddemaske på bordbakken under enheten, da loddemasken kan løfte enheten eller få den til å vingle.



Regel 3: Ingen referanselaggap

Det er vias over hele enhetens omkrets.Strømnettene brytes ned for lokal frakobling og deretter ned til kraftplanet, og gir ofte flere viaer for å minimere induktansen og forbedre strømbærende kapasitet, mens kontrollbussen kan være nede i det indre planet.All denne nedbrytningen ender opp med å bli helt fastklemt nær enheten.


Hver av disse viaene skaper en utelukkelsessone på det indre jordplanet som er større enn diameteren til selve viasen, og gir produksjonsklaring.Disse utelukkelsessonene kan lett forårsake avbrudd i returveien.Ytterligere kompliserer situasjonen er det faktum at noen vias er nær hverandre og danner bakkeplangrøfter som er usynlige for CAD-visningen på toppnivå.Figur 2. Tomrom i jordplanet for to kraftplanvias kan skape overlappende holdeområder og skape avbrudd på returbanen.Reflowen kan bare avledes for å omgå det forbudte området av jordplanet, noe som resulterer i det vanlige emisjonsinduksjonsbaneproblemet.

Åtte regler for å hjelpe deg med å redusere RF PCB-kretsparasitter


Figur 2: Holde-out-områdene til bakkeplanene rundt viaene kan overlappe, og tvinge returstrømmen bort fra signalbanen.Selv om det ikke er noen overlapping, skaper no-go-sonen en rottebittimpedansdiskontinuitet i jordplanet

Selv "vennlige" jordveier bringer de tilhørende metallputene til minimumsdimensjonene som kreves av produksjon av trykte kretskort prosess.Vias svært nær signalspor kan oppleve erosjon som om tomrommet på øverste nivå hadde blitt bitt av en rotte.Figur 2 er et skjematisk diagram av et rottebitt.


Siden eksklusjonssonen genereres automatisk av CAD-programvaren, og vias brukes ofte på systembordet, vil det nesten alltid være noen returbaneavbrudd under den tidlige layoutprosessen.Spor hver høyhastighetslinje under layoutevaluering og kontroller de tilknyttede reflow-lagene for å unngå avbrudd.Det er en god idé å plassere alle viaer som kan skape bakkeplaninterferens i et hvilket som helst område nærmere bakken på øverste nivå.



Regel 4: Hold differensiallinjer differensial
Returveien er kritisk for signallinjens ytelse og bør betraktes som en del av signalveien.Samtidig er differensialpar vanligvis ikke tett koblet, og returstrøm kan strømme gjennom tilstøtende lag.Begge returene må føres gjennom like elektriske veier.


Nærhet og deling av designbegrensninger holder returstrømmen på samme lag selv når de to linjene i differensialparet ikke er tett koblet.For å virkelig holde falske signaler lave, kreves bedre samsvar.Eventuelle planlagte strukturer som utskjæringer for jordplan under differensialkomponenter bør være symmetriske.Likeledes kan matchende lengder skape problemer med krusninger i signalsporene.Reflow forårsaker ikke bølgeproblemer.Lengdetilpasningen til en differensiallinje skal reflekteres i de andre differensiallinjene.



Regel 5: Ingen klokke eller kontrolllinjer i nærheten av RF-signallinjer
Klokke- og kontrolllinjer kan noen ganger bli sett på som ubetydelige naboer fordi de opererer med lave hastigheter, selv nær DC.Imidlertid er byttekarakteristikkene nesten firkantbølger, og produserer unike toner ved ulike harmoniske frekvenser.Den grunnleggende frekvensen til firkantbølgens utsendende energi spiller ingen rolle, men dens skarpe kanter kan.I digital systemdesign kan hjørnefrekvensen estimere den høyeste frekvensharmoniske som må vurderes.Beregningsmetoden er: Fknee=0,5/Tr, der Tr er stigetiden.Merk at det er stigetiden, ikke signalfrekvensen.Imidlertid har skarpkantede firkantbølger også sterke odde-overtoner av høyere orden som kanskje bare faller ved feil frekvens og kobles til RF-linjen, noe som bryter med strenge krav til overføringsmaske.


Klokke- og kontrolllinjer bør isoleres fra RF-signallinjer ved hjelp av et internt jordplan eller jordstøp på toppnivå.Dersom jordisolering ikke kan benyttes, bør sporene føres slik at de krysser i rette vinkler.Fordi de magnetiske flukslinjene som sendes ut av klokken eller kontrolllinjene vil danne utstrålende kolonnekonturer rundt strømmene til interfererlinjene, vil de ikke generere strømmer i mottakerlinjene.Å bremse stigetiden reduserer ikke bare hjørnefrekvensen, men bidrar også til å redusere interferens fra interferenser, men klokken eller kontrolllinjene kan også fungere som mottakerlinjer.Mottakerlinjen fungerer fortsatt som en kanal for falske signaler inn i enheten.




Regel 6: Bruk bakken for å isolere høyhastighetslinjer
Mikrostrips og striplines er for det meste koblet til tilstøtende bakkeplan.Noen flukslinjer kommer fortsatt ut horisontalt og avslutter tilstøtende spor.En tone på en høyhastighetslinje eller differensialpar avsluttes på neste spor, men jordperfusjon på signallaget skaper et lavere impedanstermineringspunkt for flukslinjen, og frigjør tilstøtende spor fra toner.

Klynger av spor rutet av en klokkedistribusjon eller synthesizer-enhet for å bære samme frekvens kan kjøre ved siden av hverandre fordi interferertonen allerede er tilstede på mottakerlinjen.Imidlertid vil de grupperte linjene etter hvert spre seg.Ved spredning bør det tilveiebringes jordoversvømmelse mellom spredningslinjene og viaene der den begynner å spre seg slik at den induserte returen strømmer tilbake langs den nominelle returbanen.I figur 3 lar vias ved endene av jordøyene den induserte strømmen flyte inn på referanseplanet.Avstanden mellom andre vias på bakken perfusjon bør ikke overstige en tidel av en bølgelengde for å sikre at bakken ikke blir en resonansstruktur.

Åtte regler for å hjelpe deg med å redusere RF PCB-kretsparasitter


Figur 3: Jordvias på toppnivå der differensialspor er spredt gir strømningsveier for returstrøm




Regel 7: Ikke rute RF-linjer på støyende kraftfly
Tonen kommer inn i kraftplanet og den sprer seg overalt.Hvis falske toner kommer inn i strømforsyninger, buffere, miksere, attenuatorer og oscillatorer, kan de modulere den forstyrrende frekvensen.På samme måte, når strømmen når kortet, er det ennå ikke helt tømt for å drive RF-kretsene.Eksponering av RF-linjer for kraftplan, spesielt ufiltrerte kraftplan, bør minimeres.


Store kraftplan ved siden av bakken skaper innebygde kondensatorer av høy kvalitet som demper parasittiske signaler og brukes i digitale kommunikasjonssystemer og noen RF-systemer.En annen tilnærming er å bruke minimerte kraftplan, noen ganger mer som fettspor enn lag, slik at det er lettere for RF-linjer å unngå kraftfly helt.Begge tilnærmingene er mulige, men de verste egenskapene til de to må ikke kombineres, som er å bruke et lite kraftfly og rute RF-linjene på toppen.




Regel 8: Fortsett å koble fra i nærheten av enheten
Ikke bare hjelper frakobling med å holde falsk støy ute av enheten, den hjelper også med å eliminere toner som genereres inne i enheten fra å koble seg til strømplanene.Jo nærmere avkoblingskondensatorene er arbeidskretsen, jo høyere effektivitet.Lokal frakobling blir mindre forstyrret av parasittiske impedanser av kretskortspor, og kortere spor støtter mindre antenner, noe som reduserer uønsket toneutslipp.Kondensatorplassering kombinerer den høyeste selvresonansfrekvensen, vanligvis den minste verdien, minste kassestørrelse, nærmest enheten, og jo større kondensatoren er, jo lenger unna enheten.Ved RF-frekvenser skaper kondensatorene på baksiden av kortet parasittiske induktanser av via-streng-til-jord-banen, og mister mye av støydempingsfordelen.




Oppsummer
Ved å evaluere brettoppsettet kan vi oppdage strukturer som kan overføre eller motta falske RF-toner.Spor hver linje, identifiser dens returbane bevisst, sørg for at den kan løpe parallelt med linjen, og sjekk spesielt overgangene grundig.Isoler også potensielle kilder til interferens fra mottakeren.Å følge noen enkle og intuitive regler for å redusere falske signaler kan øke hastigheten på produktutgivelsen og redusere feilsøkingskostnadene.

Copyright © 2023 ABIS CIRCUITS CO., LTD.Alle rettigheter forbeholdt. Power by

IPv6-nettverk støttes

topp

Legg igjen en beskjed

Legg igjen en beskjed

    Hvis du er interessert i produktene våre og vil vite flere detaljer, vennligst legg igjen en melding her, vi vil svare deg så snart vi kan.

  • #
  • #
  • #
  • #
    Oppdater bildet