RF PCB plošča postavitev za zmanjšanje lažnih signalov zahteva ustvarjalnost RF inženirja.Upoštevanje teh osmih pravil vam ne bo le pomagalo pospešiti vstopa na trg, temveč bo tudi povečalo predvidljivost vašega delovnega urnika.


Pravilo 1: Ozemljitveni prehodi morajo biti nameščeni na stikalu referenčne ravnine ozemljitve
Vsi tokovi, ki tečejo skozi speljan vod, imajo enak povratek.Obstaja veliko strategij spajanja, vendar povratni tok običajno teče skozi sosednje ozemljitvene ravnine ali ozemljitve, ki so postavljene vzporedno s signalnimi linijami.Ko se referenčna plast nadaljuje, je vsa povezava omejena na prenosni vod in vse deluje popolnoma v redu.Če pa je usmerjanje signala preklopljeno z zgornje plasti na notranjo ali spodnjo plast, mora tudi povratni tok dobiti pot.


Slika 1 je primer.Takoj pod tokom najvišje signalne linije je povratni tok.Ko se prenese na spodnjo plast, gre reflow skozi bližnje prehode.Če pa v bližini ni odprtin za reflow, gre reflow skozi najbližjo razpoložljivo ozemljitev.Večje razdalje ustvarjajo tokovne zanke, ki tvorijo induktorje.Če se zgodi, da ta nezaželen odmik tokovne poti prečka drugo črto, bo motnja resnejša.Ta tokovna zanka je dejansko enakovredna oblikovanju antene!

Osem pravil, ki vam bodo pomagala zmanjšati parazite v RF PCB vezju

Slika 1: Signalni tok teče od nožic naprave skozi prehode do nižjih plasti.Reflow je pod signalom, preden je prisiljen do najbližjega prehoda za spremembo na drugo referenčno plast

Sklicevanje na tla je najboljša strategija, vendar je mogoče hitre proge včasih postaviti na notranje plasti.Postavitev ozemljitvenih referenčnih ravnin zgoraj in spodaj je zelo težka, proizvajalci polprevodnikov pa so lahko omejeni z zatiči in postavljajo daljnovode poleg vodov za visoke hitrosti.Če je treba referenčni tok preklapljati med plastmi ali mrežami, ki niso sklopljene z enosmernim tokom, je treba poleg preklopne točke namestiti ločilne kondenzatorje.



2. pravilo: Povežite ploščo naprave s tlemi zgornje plasti
Številne naprave uporabljajo termalno ozemljitveno blazinico na dnu embalaže naprave.Pri napravah RF so to običajno električne ozemljitve, sosednje točke blazinic pa imajo niz ozemljitvenih prehodov.Blazinico naprave lahko priključite neposredno na ozemljitveni zatič in povežete s katerim koli bakrenim izlivom skozi ozemljitev zgornje plasti.Če obstaja več poti, se povratni tok razdeli sorazmerno z impedanco poti.Ozemljitvena povezava skozi ploščico ima krajšo in nižjo impedanco kot ozemljitev nožice.


Dobra električna povezava med ploščo in ploščicami naprave je kritična.Med sestavljanjem lahko nezapolnjene odprtine v veznem nizu prav tako izvlečejo spajkalno pasto iz naprave in pustijo praznine.Polnjenje skozi luknje je dober način, da spajkanje ostane na mestu.Med ocenjevanjem odprite tudi plast spajkalne maske, da preverite, ali na tleh plošče pod napravo ni spajkalne maske, saj lahko spajkalna maska ​​dvigne napravo ali povzroči nihanje.

3. pravilo: brez vrzeli v referenčni plasti

Po celotnem obodu naprave so prehodi.Napajalna omrežja so razčlenjena za lokalno ločitev in nato navzdol do napajalne ravnine, kar pogosto zagotavlja več prehodov za zmanjšanje induktivnosti in izboljšanje tokovne zmogljivosti, medtem ko je krmilno vodilo lahko navzdol do notranje ravnine.Vsa ta razgradnja je na koncu popolnoma vpeta blizu naprave.


Vsak od teh prehodov ustvari izključitveno območje na notranji ozemljitveni ravnini, ki je večje od premera samega prehoda, kar zagotavlja proizvodni prostor.Ta izključitvena območja lahko zlahka povzročijo prekinitve povratne poti.Situacijo dodatno zaplete dejstvo, da so nekateri prehodi blizu drug drugega in tvorijo vdolbine, ki so nevidne za pogled CAD na najvišji ravni.Slika 2. Praznine v ozemljitveni ravnini za dva prehoda na močnostni ravnini lahko ustvarijo prekrivajoča se območja preprečevanja in ustvarijo prekinitve na povratni poti.Reflow se lahko preusmeri le tako, da se obide prepovedano območje ozemljitvene plošče, kar ima za posledico problem skupne indukcijske poti emisije.

Osem pravil, ki vam bodo pomagala zmanjšati parazite v RF PCB vezju

Slika 2: Preprečena območja ozemljitvenih plošč okoli prehodov se lahko prekrivajo, zaradi česar se povratni tok oddalji od signalne poti.Tudi če ni prekrivanja, prepovedano območje ustvari prekinitev impedance ugriza podgane v ozemljitveni ravnini

Tudi "prijazne" ozemljitvene odprtine pripeljejo pripadajoče kovinske ploščice do minimalnih dimenzij, ki jih zahteva izdelava tiskanih vezij postopek.Prehodi, ki so zelo blizu signalnih sledi, lahko doživijo erozijo, kot da bi praznino na najvišji ravni tal odgriznila podgana.Slika 2 je shematski diagram ugriza podgane.


Ker izključitveno območje samodejno ustvari programska oprema CAD in se prehodi pogosto uporabljajo na sistemski plošči, bo skoraj vedno nekaj prekinitev povratne poti med postopkom zgodnje postavitve.Sledite vsaki hitri liniji med ocenjevanjem postavitve in preverite povezane plasti preoblikovanja, da se izognete motnjam.Dobro je, da postavite vse prehode, ki lahko povzročijo motnje na ozemljitveni ravnini, na katero koli območje bližje praznini na najvišji ravni tal.

Pravilo 4: Diferencialne linije naj bodo diferencialne
Povratna pot je kritična za delovanje signalne linije in jo je treba obravnavati kot del signalne poti.Hkrati diferencialni pari običajno niso tesno povezani in povratni tok lahko teče skozi sosednje plasti.Oba povratka morata biti speljana po enakih električnih poteh.


Omejitve zasnove bližine in skupne rabe ohranjajo povratni tok na isti plasti, tudi če dve liniji diferencialnega para nista tesno sklopljeni.Da bi bili lažni signali resnično nizki, je potrebno boljše ujemanje.Vse načrtovane strukture, kot so izrezi za ozemljitvene ravnine pod diferencialnimi komponentami, morajo biti simetrične.Podobno lahko ujemanje dolžin povzroči težave z vijugami v sledovih signala.Reflow ne povzroča valovitih težav.Ujemanje dolžine ene diferencialne linije se mora odražati v drugih diferencialnih linijah.

Pravilo 5: Nobene ure ali kontrolnih linij v bližini RF signalnih linij
Ura in krmilne linije se lahko včasih obravnavajo kot nepomembna soseda, ker delujejo pri nizkih hitrostih, celo blizu DC.Vendar pa so njegove preklopne značilnosti skoraj pravokotne, ki proizvajajo edinstvene tone na lihih harmoničnih frekvencah.Osnovna frekvenca energije, ki oddaja pravokotni val, ni pomembna, njeni ostri robovi pa so lahko.Pri načrtovanju digitalnega sistema lahko kotna frekvenca oceni najvišjo frekvenčno harmoniko, ki jo je treba upoštevati.Metoda izračuna je: Fknee=0,5/Tr, kjer je Tr čas vzpona.Upoštevajte, da gre za čas vzpona in ne za frekvenco signala.Vendar pa imajo kvadratni valovi z ostrimi robovi tudi močne lihe harmonike višjega reda, ki lahko padejo le pri napačni frekvenci in se povežejo z RF linijo, kar je v nasprotju s strogimi zahtevami za masko prenosa.


Ura in krmilni vodi morajo biti izolirani od RF signalnih vodov z notranjo ozemljitveno ploščo ali z ozemljitvijo na najvišji ravni.Če ni mogoče uporabiti izolacije tal, je treba sledi napeljati tako, da se križajo pod pravim kotom.Ker bodo črte magnetnega pretoka, ki jih oddajajo ura ali krmilne linije, oblikovale obrise sevalnih stolpcev okoli tokov motečih linij, ne bodo ustvarjale tokov v sprejemnih linijah.Upočasnitev časa vzpona ne le zmanjša kotne frekvence, ampak tudi pomaga zmanjšati motnje motečih, vendar lahko ura ali krmilne linije delujejo tudi kot sprejemne linije.Sprejemna linija še vedno deluje kot prevodnik za lažne signale v napravo.

Pravilo 6: Uporabite zemljo za izolacijo prog za visoke hitrosti
Mikrotrakasti in trakasti valovi so večinoma povezani s sosednjimi ozemljitvenimi ravninami.Nekatere črte toka še vedno izvirajo vodoravno in zaključujejo sosednje sledi.Ton na eni liniji visoke hitrosti ali diferencialnem paru se konča na naslednji sledi, vendar perfuzija tal na signalni plasti ustvari nižjo impedanco zaključne točke za linijo pretoka, s čimer osvobodi sosednje sledi tonov.

Grozdi sledi, ki jih usmerja naprava za distribucijo ure ali sintetizator za prenašanje iste frekvence, lahko tečejo drug poleg drugega, ker je motilni ton že prisoten na sprejemni liniji.Vendar se bodo združene črte sčasoma razširile.Pri razpršitvi je treba zagotoviti poplavljanje tal med razpršilnimi vodi in odprtinami, kjer se začne razprševati, tako da inducirani povratek teče nazaj po nominalni povratni poti.Na sliki 3 odprtine na koncih ozemljitvenih otokov omogočajo, da inducirani tok teče na referenčno ravnino.Razmik med drugimi prehodi na perfuziji tal ne sme presegati ene desetine valovne dolžine, da se zagotovi, da tla ne postanejo resonančna struktura.

Osem pravil, ki vam bodo pomagala zmanjšati RF Paraziti PCB vezja

Slika 3: Talne odprtine na najvišji ravni, kjer so diferencialne sledi razpršene, zagotavljajo pretočne poti za povratni tok

7. pravilo: RF linij ne usmerjajte na hrupna napajalna letala
Ton vstopi v ravnino moči in se razširi povsod.Če lažni toni vstopijo v napajalnike, medpomnilnike, mešalnike, dušilnike in oscilatorje, lahko modulirajo frekvenco motenj.Podobno, ko napajanje doseže ploščo, še ni popolnoma izpraznjeno za pogon RF vezja.Izpostavljenost RF linij napajalnim elektrarnam, zlasti nefiltriranim elektrarnam, je treba čim bolj zmanjšati.


Velike močnostne ravnine, ki mejijo na tla, ustvarjajo visokokakovostne vgrajene kondenzatorje, ki oslabijo parazitske signale in se uporabljajo v digitalnih komunikacijskih sistemih in nekaterih RF sistemih.Drug pristop je uporaba minimiziranih ravnin moči, včasih bolj podobnih maščobnim sledom kot slojem, tako da je RF linijam lažje, da se popolnoma izognejo ravninam moči.Oba pristopa sta možna, vendar najslabše lastnosti obeh ne smemo združiti, to je uporaba majhne močnostne ravnine in vodenje RF linij na vrhu.

8. pravilo: Odklop naj bo blizu naprave
Ne le, da ločevanje pomaga preprečevati lažni šum iz naprave, pomaga tudi pri odpravljanju tonov, ki nastanejo v napravi, od spajanja na napajalne ravnine.Bližje ko so ločilni kondenzatorji delovnemu vezju, večja je učinkovitost.Lokalno ločitev manj motijo ​​parazitske impedance sledi vezja, krajše sledi pa podpirajo manjše antene, kar zmanjšuje neželene tonske emisije.Postavitev kondenzatorja združuje najvišjo samoresonančno frekvenco, običajno najmanjšo vrednost, najmanjšo velikost ohišja, najbližje napravi in ​​večji kot je kondenzator, dlje od naprave.Pri RF frekvencah kondenzatorji na hrbtni strani plošče ustvarjajo parazitske induktivnosti na poti med nizom in zemljo, s čimer izgubijo velik del prednosti dušenja hrupa.

Povzemite
Z ocenjevanjem postavitve plošče lahko odkrijemo strukture, ki lahko oddajajo ali sprejemajo lažne RF tone.Sledite vsaki črti, zavestno določite njeno povratno pot, poskrbite, da lahko poteka vzporedno s črto, še posebej pa temeljito preverite prehode.Prav tako izolirajte potencialne vire motenj od sprejemnika.Upoštevanje nekaj preprostih in intuitivnih pravil za zmanjšanje lažnih signalov lahko pospeši izdajo izdelka in zmanjša stroške odpravljanja napak.