Placă PCB RF layout-ul pentru a reduce semnalele false necesită creativitatea inginerului RF.Menținerea acestor opt reguli nu numai că va ajuta la accelerarea timpului de lansare pe piață, ci și la creșterea predictibilității programului dvs. de lucru.


Regula 1: Căile de împământare ar trebui să fie amplasate la comutatorul planului de referință de masă
Toți curenții care curg prin linia direcționată au revenire egală.Există multe strategii de cuplare, dar fluxul de retur curge de obicei prin planuri de masă adiacente sau terenuri plasate în paralel cu liniile de semnal.Pe măsură ce stratul de referință continuă, toată cuplarea este limitată la linia de transmisie și totul funcționează perfect.Cu toate acestea, dacă rutarea semnalului este comutată de la stratul superior la stratul interior sau cel inferior, fluxul de retur trebuie să primească și o cale.


Figura 1 este un exemplu.Imediat sub curentul liniei de semnal de nivel superior este fluxul de retur.Când se transferă în stratul inferior, refluxul trece prin canalele din apropiere.Cu toate acestea, dacă în apropiere nu există canale pentru reflux, refluxul trece prin cea mai apropiată cale disponibilă.Distanțele mai mari creează bucle de curent, formând inductori.Dacă acest decalaj nedorit al căii de curent se întâmplă să traverseze o altă linie, interferența va fi mai severă.Această buclă de curent este de fapt echivalent cu formarea unei antene!

Opt reguli pentru a vă ajuta să reduceți paraziții circuitelor PCB RF

Figura 1: Curentul de semnal curge de la pinii dispozitivului prin canale către straturile inferioare.Reflow este sub semnal înainte de a fi forțat la cea mai apropiată via pentru a trece la un alt strat de referință

Referințarea la sol este cea mai bună strategie, dar liniile de mare viteză pot fi uneori plasate pe straturi interne.Plasarea planurilor de referință la sol deasupra și dedesubt este foarte dificilă, iar producătorii de semiconductori pot fi constrânși de pin și plasează liniile de alimentare lângă liniile de mare viteză.Dacă curentul de referință trebuie comutat între straturi sau rețele care nu sunt cuplate în curent continuu, condensatorii de decuplare trebuie plasați lângă punctul de comutare.



Regula 2: Conectați suportul dispozitivului la pământul din stratul superior
Multe dispozitive folosesc un suport termic de împământare pe partea de jos a pachetului dispozitivului.Pe dispozitivele RF, acestea sunt în mod obișnuit împământare electrică, iar punctele pad adiacente au o serie de căi de împământare.Placa dispozitivului poate fi conectată direct la pinul de împământare și conectată la orice turnare de cupru prin stratul superior de masă.Dacă există mai multe căi, fluxul de retur este împărțit proporțional cu impedanța căii.Conexiunea la masă prin placaj are o cale de impedanță mai scurtă și mai mică decât masa pinului.


O conexiune electrică bună între placă și plăcuțele dispozitivului este critică.În timpul asamblarii, canalele neumplute dintr-o placă de circuit prin matrice pot, de asemenea, să scoată pasta de lipit din dispozitiv, lăsând goluri.Umplerea prin găuri este o modalitate bună de a menține lipirea pe loc.În timpul evaluării, deschideți, de asemenea, stratul de mască de lipit pentru a verifica dacă nu există mască de lipit pe placa de sub dispozitiv, deoarece masca de lipit poate ridica dispozitivul sau îl poate face să se clătinească.

Regula 3: Fără decalaj al stratului de referință

Există canale pe tot perimetrul dispozitivului.Rețelele de alimentare sunt defalcate pentru decuplarea locală și apoi până la planul de putere, oferind adesea mai multe căi pentru a minimiza inductanța și pentru a îmbunătăți capacitatea de purtare a curentului, în timp ce magistrala de control poate fi coborâtă în planul interior.Toată această descompunere ajunge să fie complet prinsă lângă dispozitiv.


Fiecare dintre aceste traverse creează o zonă de excludere pe planul de masă interior, care este mai mare decât diametrul traversei în sine, oferind spațiu liber de fabricație.Aceste zone de excludere pot provoca cu ușurință întreruperi în calea de întoarcere.O complicație suplimentară a situației este faptul că unele canale sunt aproape una de alta și formează șanțuri plane de sol care sunt invizibile pentru vizualizarea CAD de nivel superior.Figura 2. Golurile din planul de sol pentru două căi de cale electrică pot crea suprapuneri de suprapunere și pot crea întreruperi pe calea de întoarcere.Refluxul poate fi deviat doar pentru a ocoli zona interzisă a planului de masă, rezultând problema comună a căii de inducție a emisiilor.

Opt reguli pentru a vă ajuta să reduceți paraziții circuitelor PCB RF

Figura 2: Zonele de reținere ale planurilor de masă din jurul căilor se pot suprapune, forțând fluxul de retur să se îndepărteze de calea semnalului.Chiar dacă nu există suprapunere, zona interzisă creează o discontinuitate a impedanței mușcăturii de șobolan în planul de masă

Chiar și căile de pământ „prietenoase” aduc plăcuțele metalice asociate la dimensiunile minime cerute de fabricarea plăcilor de circuite imprimate proces.Căile foarte apropiate de urmele semnalului pot experimenta eroziune ca și cum golul de la nivelul superior al solului ar fi fost mușcat de un șobolan.Figura 2 este o diagramă schematică a unei mușcături de șobolan.


Deoarece zona de excludere este generată automat de software-ul CAD, iar vias-urile sunt frecvent utilizate pe placa de sistem, aproape întotdeauna vor exista unele întreruperi în calea de întoarcere în timpul procesului de layout inițial.Urmăriți fiecare linie de mare viteză în timpul evaluării aspectului și verificați straturile de reflux asociate pentru a evita întreruperi.Este o idee bună să plasați toate viale care pot crea interferențe în planul de masă în orice zonă mai aproape de golul de sol de la nivelul superior.

Regula 4: Păstrați liniile diferențiale diferențiale
Calea de întoarcere este esențială pentru performanța liniei de semnal și ar trebui să fie considerată parte a căii de semnal.În același timp, perechile diferențiale nu sunt de obicei cuplate strâns, iar fluxul de retur poate curge prin straturile adiacente.Ambele retur trebuie să fie direcționate pe căi electrice egale.


Constrângerile de proiectare de proximitate și partajare mențin fluxul de retur pe același strat chiar și atunci când cele două linii ale perechii diferențiale nu sunt strâns cuplate.Pentru a menține cu adevărat semnalele false scăzute, este necesară o potrivire mai bună.Orice structuri planificate, cum ar fi decupaje pentru planuri de masă sub componente diferențiale, ar trebui să fie simetrice.De asemenea, lungimile de potrivire pot crea probleme cu squiggles în urmele semnalului.Reflow nu cauzează probleme ondulate.Potrivirea lungimii unei linii diferențiale ar trebui să fie reflectată în celelalte linii diferențiale.

Regula 5: Nu există linii de ceas sau de control lângă liniile de semnal RF
Liniile de ceas și de control pot fi uneori văzute ca vecine nesemnificative, deoarece funcționează la viteze mici, chiar și aproape de DC.Cu toate acestea, caracteristicile sale de comutare sunt aproape pătrate, producând tonuri unice la frecvențe armonice ciudate.Frecvența fundamentală a energiei emitente a undei pătrate nu contează, dar marginile sale ascuțite pot.În proiectarea sistemului digital, frecvența colțului poate estima cea mai mare armonică de frecvență care trebuie luată în considerare.Metoda de calcul este: Fknee=0,5/Tr, unde Tr este timpul de ridicare.Rețineți că este timpul de creștere, nu frecvența semnalului.Cu toate acestea, undele pătrate cu muchii ascuțite au, de asemenea, armonici impare puternice de ordin superior, care pot scădea doar la o frecvență greșită și se pot cupla pe linia RF, încălcând cerințele stricte ale măștii de transmisie.


Liniile de ceas și de control ar trebui să fie izolate de liniile de semnal RF printr-un plan de masă intern sau turnare la sol la nivel superior.Dacă izolarea la sol nu poate fi utilizată, urmele trebuie dirijate astfel încât să se traverseze în unghi drept.Deoarece liniile de flux magnetic emise de ceas sau liniile de control vor forma contururi de coloană radiantă în jurul curenților liniilor interferente, acestea nu vor genera curenți în liniile receptorului.Încetinirea timpului de creștere nu numai că reduce frecvența colțului, dar ajută și la reducerea interferențelor cauzate de interferenți, dar ceasul sau liniile de control pot acționa și ca linii de recepție.Linia receptorului acționează în continuare ca o conductă pentru semnale false în dispozitiv.

Regula 6: Folosiți pământ pentru a izola liniile de mare viteză
Microbenzile și liniile de bandă sunt în mare parte cuplate la planuri de sol adiacente.Unele linii de flux încă emană orizontal și se termină cu urmele adiacente.Un ton pe o linie de mare viteză sau o pereche diferențială se termină pe următorul traseu, dar perfuzia la sol pe stratul de semnal creează un punct de terminare cu impedanță mai scăzută pentru linia de flux, eliberând urmele adiacente de tonuri.

Grupuri de urme direcționate de un dispozitiv de distribuție a ceasului sau sintetizator pentru a transporta aceeași frecvență pot rula unul lângă celălalt, deoarece tonul de interferență este deja prezent pe linia receptorului.Cu toate acestea, liniile grupate se vor extinde în cele din urmă.La dispersie, inundarea terenului ar trebui să fie prevăzută între liniile de dispersie și căile de cale unde începe să se disperseze, astfel încât returul indus să curgă înapoi de-a lungul căii nominale de întoarcere.În figura 3, vias la capetele insulelor de pământ permit curentului indus să curgă pe planul de referință.Distanța dintre celelalte canale de perfuzie la sol nu trebuie să depășească o zecime de lungime de undă pentru a se asigura că pământul nu devine o structură rezonantă.

Opt reguli pentru a vă ajuta să reduceți RF Paraziți în circuitul PCB

Figura 3: Căile de la sol la nivel superior în care urmele diferențiale sunt împrăștiate oferă căi de curgere pentru fluxul de retur

Regula 7: Nu dirijați liniile RF pe avioane electrice zgomotoase
Tonul intră în planul de putere și se răspândește peste tot.Dacă tonurile false intră în surse de alimentare, tampon, mixere, atenuatoare și oscilatoare, acestea pot modula frecvența de interferență.De asemenea, când puterea ajunge la placă, aceasta nu a fost încă golită complet pentru a conduce circuitele RF.Expunerea liniilor RF la avioanele electrice, în special la avioanele electrice nefiltrate, ar trebui redusă la minimum.


Avioanele mari de putere adiacente la pământ creează condensatoare încorporate de înaltă calitate care atenuează semnalele parazite și sunt utilizate în sistemele de comunicații digitale și unele sisteme RF.O altă abordare este utilizarea planurilor de putere minimizate, uneori mai mult ca urme de grăsime decât straturi, astfel încât liniile RF să fie mai ușor să evite complet avioanele de putere.Ambele abordări sunt posibile, dar nu trebuie combinate cele mai proaste caracteristici ale celor două, și anume utilizarea unui avion mic de putere și direcționarea liniilor RF deasupra.

Regula 8: Păstrați decuplarea aproape de dispozitiv
Decuplarea nu numai că ajută la menținerea zgomotelor incorecte din dispozitiv, dar ajută și la eliminarea tonurilor generate în interiorul dispozitivului de la cuplarea la planurile de alimentare.Cu cât condensatorii de decuplare sunt mai aproape de circuitul de lucru, cu atât eficiența este mai mare.Decuplarea locală este mai puțin perturbată de impedanțele parazite ale urmelor plăcii de circuite, iar urmele mai scurte suportă antene mai mici, reducând emisiile tonale nedorite.Amplasarea condensatorului combină cea mai mare frecvență de autorezonanta, de obicei cea mai mică valoare, cea mai mică dimensiune a carcasei, cea mai apropiată de dispozitiv și cu cât condensatorul este mai mare, cu atât mai departe de dispozitiv.La frecvențele RF, condensatorii de pe partea din spate a plăcii creează inductanțe parazite ale căii de la șir la pământ, pierzând o mare parte din beneficiul de atenuare a zgomotului.

Rezuma
Evaluând aspectul plăcii, putem descoperi structuri care pot transmite sau primi tonuri RF false.Urmăriți fiecare linie, identificați-i în mod conștient calea de întoarcere, asigurați-vă că poate rula paralel cu linia și mai ales verificați cu atenție tranzițiile.De asemenea, izolați sursele potențiale de interferență de la receptor.Respectarea unor reguli simple și intuitive pentru a reduce semnalele false poate accelera lansarea produsului și poate reduce costurile de depanare.