บอร์ด RF PCB เค้าโครงเพื่อลดสัญญาณปลอมต้องใช้ความคิดสร้างสรรค์ของวิศวกร RFการคำนึงถึงกฎทั้ง 8 ข้อนี้ไม่เพียงแต่จะช่วยเร่งเวลาในการออกสู่ตลาดเท่านั้น แต่ยังเพิ่มความสามารถในการคาดการณ์ตารางการทำงานของคุณอีกด้วย


กฎข้อที่ 1: จุดแวะกราวด์ควรอยู่ที่สวิตช์ระนาบอ้างอิงกราวด์
กระแสทั้งหมดที่ไหลผ่านเส้นทางมีผลตอบแทนเท่ากันมีกลยุทธ์การต่อพ่วงหลายแบบ แต่การไหลย้อนกลับมักจะไหลผ่านระนาบพื้นที่อยู่ติดกันหรือบริเวณที่วางขนานกับสายสัญญาณเมื่อชั้นอ้างอิงดำเนินต่อไป การต่อพ่วงทั้งหมดจะถูกจำกัดไว้ที่สายส่งเท่านั้น และทุกอย่างก็ทำงานได้ดีอย่างสมบูรณ์อย่างไรก็ตาม หากเส้นทางสัญญาณถูกเปลี่ยนจากเลเยอร์บนสุดเป็นเลเยอร์ในหรือล่างสุด การไหลกลับจะต้องได้รับเส้นทางด้วย


รูปที่ 1 เป็นตัวอย่างด้านล่างของกระแสสายสัญญาณระดับบนสุดทันทีคือกระแสไหลกลับเมื่อถ่ายโอนไปยังชั้นล่างสุด การรีโฟลว์จะผ่านจุดแวะใกล้เคียงอย่างไรก็ตาม หากไม่มีจุดแวะสำหรับการรีโฟลว์ในบริเวณใกล้เคียง การรีโฟลว์จะผ่านกราวด์ที่มีอยู่ที่ใกล้ที่สุดระยะทางที่มากขึ้นจะสร้างลูปปัจจุบัน เป็นตัวเหนี่ยวนำหากออฟเซ็ตเส้นทางปัจจุบันที่ไม่ต้องการนี้เกิดข้ามอีกเส้นหนึ่ง การรบกวนจะรุนแรงขึ้นวงปัจจุบันนี้เทียบเท่ากับการสร้างเสาอากาศ!

กฎแปดข้อที่จะช่วยให้คุณลดปรสิตวงจร RF PCB

รูปที่ 1: กระแสสัญญาณไหลจากพินอุปกรณ์ผ่านจุดแวะไปยังชั้นล่างการรีโฟลว์อยู่ภายใต้สัญญาณก่อนที่จะถูกบังคับให้ผ่านที่ใกล้ที่สุดเพื่อเปลี่ยนเป็นเลเยอร์อ้างอิงอื่น

การอ้างอิงภาคพื้นดินเป็นกลยุทธ์ที่ดีที่สุด แต่บางครั้งเส้นความเร็วสูงสามารถวางบนเลเยอร์ภายในได้การวางระนาบอ้างอิงภาคพื้นดินด้านบนและด้านล่างเป็นเรื่องยากมาก และผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์อาจถูกจำกัดด้วยพินและวางสายไฟไว้ใกล้กับสายความเร็วสูงหากจำเป็นต้องสลับกระแสอ้างอิงระหว่างเลเยอร์หรือตาข่ายที่ไม่ได้ต่อเข้ากับ DC ควรวางตัวเก็บประจุแบบแยกส่วนไว้ถัดจากจุดสวิตช์



กฎข้อที่ 2: เชื่อมต่อแป้นอุปกรณ์กับพื้นชั้นบนสุด
อุปกรณ์จำนวนมากใช้แผ่นกันความร้อนที่ด้านล่างของแพ็คเกจอุปกรณ์บนอุปกรณ์ RF โดยทั่วไปแล้วสิ่งเหล่านี้คือกราวด์ไฟฟ้า และจุดแพดที่อยู่ติดกันมีอาร์เรย์ของจุดต่อกราวด์แผ่นอุปกรณ์สามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับพินกราวด์และเชื่อมต่อกับทองแดงที่เทผ่านกราวด์ชั้นบนสุดหากมีหลายเส้นทาง การไหลย้อนกลับจะถูกแบ่งตามสัดส่วนของอิมพีแดนซ์ของเส้นทางการเชื่อมต่อกราวด์ผ่านแผ่นรองมีเส้นทางอิมพีแดนซ์ที่สั้นกว่าและต่ำกว่าพินกราวด์


การเชื่อมต่อไฟฟ้าที่ดีระหว่างบอร์ดและแผ่นรองอุปกรณ์เป็นสิ่งสำคัญในระหว่างการประกอบ จุดแวะที่ไม่ได้บรรจุในแผงวงจรผ่านอาร์เรย์สามารถดึงเอาแท่งประสานออกจากอุปกรณ์ได้ ทำให้เกิดช่องว่างการอุดรูเป็นวิธีที่ดีในการบัดกรีให้เข้าที่ในระหว่างการประเมิน ให้เปิดเลเยอร์หน้ากากประสานเพื่อตรวจสอบว่าไม่มีหน้ากากประสานบนพื้นกระดานด้านล่างอุปกรณ์ เนื่องจากหน้ากากประสานอาจยกอุปกรณ์หรือทำให้อุปกรณ์โยกเยกได้

กฎข้อที่ 3: ไม่มีช่องว่างชั้นอ้างอิง

มีจุดผ่านรอบปริมณฑลของอุปกรณ์โครงข่ายไฟฟ้าถูกแยกย่อยเพื่อแยกส่วนเฉพาะที่แล้วลงไปยังระนาบกำลัง ซึ่งมักจะให้จุดแวะหลายทางเพื่อลดค่าความเหนี่ยวนำและปรับปรุงความสามารถในการรองรับกระแสไฟฟ้า ในขณะที่บัสควบคุมสามารถลงไปยังระนาบด้านในได้การสลายตัวทั้งหมดนี้จบลงด้วยการหนีบไว้ใกล้กับอุปกรณ์


จุดแวะแต่ละจุดเหล่านี้สร้างเขตการยกเว้นบนระนาบพื้นด้านในที่ใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของทางผ่านเอง ทำให้มีระยะห่างจากการผลิตเขตการยกเว้นเหล่านี้อาจทำให้เส้นทางกลับหยุดชะงักได้ง่ายสถานการณ์ที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นคือข้อเท็จจริงที่ว่าจุดแวะบางแห่งอยู่ใกล้กันและสร้างร่องลึกระนาบพื้นซึ่งมองไม่เห็นในมุมมอง CAD ระดับบนสุดรูปที่ 2 ช่องว่างในระนาบพื้นสำหรับจุดผ่านระนาบไฟฟ้าสองจุดสามารถสร้างพื้นที่ป้องกันที่ทับซ้อนกันและสร้างการหยุดชะงักบนเส้นทางกลับการไหลซ้ำสามารถเบี่ยงเบนไปเพื่อหลีกเลี่ยงพื้นที่ต้องห้ามของระนาบพื้นเท่านั้น ซึ่งส่งผลให้เกิดปัญหาเส้นทางการเหนี่ยวนำการปล่อยก๊าซทั่วไป

กฎแปดข้อที่จะช่วยให้คุณลดปรสิตวงจร RF PCB

รูปที่ 2: พื้นที่หลบหลีกของระนาบพื้นรอบๆ จุดแวะพักอาจทับซ้อนกัน บังคับให้กระแสไหลย้อนกลับออกจากเส้นทางสัญญาณแม้ว่าจะไม่มีการทับซ้อนกัน แต่โซนห้ามเข้าจะสร้างความไม่ต่อเนื่องของความต้านทานหนูกัดในระนาบพื้น

แม้แต่จุดแวะสายดินที่ "เป็นมิตร" ก็ยังนำแผ่นโลหะที่เกี่ยวข้องไปยังขนาดขั้นต่ำที่ การผลิตแผ่นวงจรพิมพ์ กระบวนการ.Vias ใกล้กับร่องรอยสัญญาณมากสามารถสัมผัสกับการกัดเซาะราวกับว่าช่องว่างระดับบนสุดถูกหนูกัดรูปที่ 2 เป็นแผนผังของหนูกัด


เนื่องจากเขตการยกเว้นถูกสร้างขึ้นโดยอัตโนมัติโดยซอฟต์แวร์ CAD และมักจะใช้จุดแวะบนแผงระบบ จึงมักจะมีการหยุดชะงักของเส้นทางย้อนกลับในระหว่างกระบวนการเค้าโครงในช่วงแรกๆติดตามแต่ละบรรทัดความเร็วสูงระหว่างการประเมินเลย์เอาต์และตรวจสอบชั้น reflow ที่เกี่ยวข้องเพื่อหลีกเลี่ยงการขัดจังหวะเป็นความคิดที่ดีที่จะวางจุดแวะทั้งหมดที่สามารถสร้างการรบกวนระนาบพื้นในพื้นที่ใดๆ ที่ใกล้กับช่องว่างบนพื้นดินระดับบนสุด

กฎข้อที่ 4: เก็บดิฟเฟอเรนเชียลของเส้นดิฟเฟอเรนเชียล
เส้นทางย้อนกลับมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพของสายสัญญาณ และควรพิจารณาว่าเป็นส่วนหนึ่งของเส้นทางสัญญาณในขณะเดียวกัน ดิฟเฟอเรนเชียลคู่มักจะไม่เชื่อมต่อกันแน่น และการไหลกลับอาจไหลผ่านชั้นที่อยู่ติดกันผลตอบแทนทั้งสองจะต้องกำหนดเส้นทางผ่านเส้นทางไฟฟ้าที่เท่ากัน


ข้อจำกัดในการออกแบบความใกล้เคียงและการแบ่งปันทำให้การไหลย้อนกลับอยู่บนเลเยอร์เดียวกัน แม้ว่าเส้นสองเส้นของคู่ดิฟเฟอเรนเชียลจะไม่เชื่อมต่อกันแน่นเพื่อให้สัญญาณปลอมอยู่ในระดับต่ำ จำเป็นต้องมีการจับคู่ที่ดีกว่าโครงสร้างที่วางแผนไว้ เช่น ช่องเจาะสำหรับระนาบพื้นใต้ส่วนประกอบต่าง ๆ ควรมีความสมมาตรในทำนองเดียวกัน ความยาวที่ตรงกันสามารถสร้างปัญหาเกี่ยวกับรอยหยักในร่องรอยของสัญญาณได้Reflow ไม่ก่อให้เกิดปัญหาเป็นคลื่นความยาวที่ตรงกันของเส้นดิฟเฟอเรนเชียลเส้นหนึ่งควรสะท้อนให้เห็นในเส้นดิฟเฟอเรนเชียลอื่นๆ

กฎข้อที่ 5: ไม่มีนาฬิกาหรือสายควบคุมใกล้กับสายสัญญาณ RF
บางครั้งนาฬิกาและสายควบคุมอาจถูกมองว่าเป็นเพื่อนบ้านที่ไม่มีนัยสำคัญ เนื่องจากพวกมันทำงานที่ความเร็วต่ำ แม้กระทั่งใกล้กับ DCอย่างไรก็ตาม ลักษณะการสลับของมันเกือบจะเป็นคลื่นสี่เหลี่ยม ทำให้เกิดโทนเสียงเฉพาะที่ความถี่ฮาร์มอนิกคี่ความถี่พื้นฐานของพลังงานที่ปล่อยออกมาของคลื่นสี่เหลี่ยมนั้นไม่สำคัญ แต่ขอบที่แหลมของมันสามารถทำได้ในการออกแบบระบบดิจิตอล ความถี่มุมสามารถประมาณฮาร์มอนิกความถี่สูงสุดที่ต้องพิจารณาวิธีการคำนวณคือ: Fknee=0.5/Tr โดยที่ Tr คือเวลาที่เพิ่มขึ้นโปรดทราบว่าเป็นเวลาที่เพิ่มขึ้น ไม่ใช่ความถี่ของสัญญาณอย่างไรก็ตาม คลื่นสี่เหลี่ยมที่มีขอบแหลมยังมีฮาร์มอนิกคี่ที่มีลำดับสูงกว่าที่แข็งแกร่งซึ่งอาจลดลงที่ความถี่ที่ไม่ถูกต้องและจับคู่กับสาย RF เท่านั้น ซึ่งเป็นการละเมิดข้อกำหนดของหน้ากากส่งสัญญาณที่เข้มงวด


ควรแยกสายนาฬิกาและสายควบคุมออกจากสายสัญญาณ RF โดยระนาบกราวด์ภายในหรือการเทกราวด์ระดับบนสุดหากไม่สามารถใช้การแยกพื้นได้ ควรกำหนดเส้นทางร่องรอยให้ตัดกันเป็นมุมฉากเนื่องจากเส้นฟลักซ์แม่เหล็กที่ปล่อยออกมาจากนาฬิกาหรือสายควบคุมจะสร้างรูปร่างของคอลัมน์ที่แผ่ออกมารอบ ๆ กระแสของเส้นรบกวน พวกมันจะไม่สร้างกระแสในเส้นรับสัญญาณการชะลอเวลาที่เพิ่มขึ้นไม่เพียงแต่ลดความถี่ของมุม แต่ยังช่วยลดการรบกวนจากผู้รบกวน แต่สายสัญญาณนาฬิกาหรือสายควบคุมยังสามารถทำหน้าที่เป็นสายรับสัญญาณได้อีกด้วยสายรับสัญญาณยังคงทำหน้าที่เป็นท่อนำสัญญาณปลอมเข้าสู่อุปกรณ์

กฎข้อที่ 6: ใช้พื้นดินเพื่อแยกเส้นความเร็วสูง
ไมโครสตริปและสตริปไลน์ส่วนใหญ่จะเชื่อมต่อกับระนาบพื้นที่อยู่ติดกันเส้นฟลักซ์บางเส้นยังคงไหลออกมาในแนวนอนและยุติร่องรอยที่อยู่ติดกันโทนเสียงบนสายความเร็วสูงหรือคู่ดิฟเฟอเรนเชียลเส้นหนึ่งจะสิ้นสุดในการติดตามถัดไป แต่การแพร่กระจายของกราวด์บนชั้นสัญญาณจะสร้างจุดสิ้นสุดของอิมพีแดนซ์ที่ต่ำกว่าสำหรับสายฟลักซ์ ทำให้ร่องรอยที่อยู่ติดกันออกจากโทนเสียง

กลุ่มของร่องรอยที่กำหนดเส้นทางโดยอุปกรณ์กระจายสัญญาณนาฬิกาหรือซินธิไซเซอร์เพื่อให้มีความถี่เดียวกันอาจวิ่งติดกัน เนื่องจากสัญญาณรบกวนมีอยู่ในสายรับสัญญาณแล้วอย่างไรก็ตาม ในที่สุดเส้นที่จัดกลุ่มจะกระจายออกไปเมื่อทำการกระจาย ควรจัดให้มีน้ำท่วมดินระหว่างเส้นกระจายและจุดผ่านที่ซึ่งมันเริ่มกระจายเพื่อให้การย้อนกลับที่เหนี่ยวนำไหลย้อนกลับตามเส้นทางกลับที่ระบุในรูปที่ 3 จุดแวะที่ส่วนปลายของเกาะบนพื้นดินยอมให้กระแสเหนี่ยวนำไหลไปยังระนาบอ้างอิงระยะห่างระหว่างจุดแวะอื่นๆ บนการกระจายตัวของกราวด์ไม่ควรเกินหนึ่งในสิบของความยาวคลื่น เพื่อให้แน่ใจว่าพื้นจะไม่กลายเป็นโครงสร้างเรโซแนนซ์

กฎแปดข้อที่จะช่วยให้คุณลด RF ปรสิตวงจร PCB

รูปที่ 3: จุดแวะบนดินระดับบนสุดซึ่งรอยแยกต่าง ๆ กระจายอยู่จะเป็นเส้นทางการไหลสำหรับการไหลกลับ

กฎข้อที่ 7: ห้ามเดินสาย RF บนระนาบไฟฟ้าที่มีเสียงดัง
โทนเข้าสู่ระนาบพลังและกระจายไปทุกที่หากโทนเสียงปลอมเข้าสู่พาวเวอร์ซัพพลาย บัฟเฟอร์ มิกเซอร์ ตัวลดทอน และออสซิลเลเตอร์ พวกมันสามารถปรับความถี่สัญญาณรบกวนได้ในทำนองเดียวกัน เมื่อพลังงานมาถึงบอร์ด พลังงานนั้นยังไม่หมดไปในการขับเคลื่อนวงจร RFควรลดการสัมผัสของสาย RF ไปยังระนาบพลังงาน โดยเฉพาะระนาบพลังงานที่ไม่มีการกรอง


ระนาบพลังงานขนาดใหญ่ที่อยู่ติดกับพื้นดินสร้างตัวเก็บประจุแบบฝังตัวคุณภาพสูงที่ลดทอนสัญญาณปรสิตและใช้ในระบบสื่อสารดิจิทัลและระบบ RF บางระบบอีกวิธีหนึ่งคือการใช้ระนาบพลังงานที่ย่อเล็กสุด บางครั้งเหมือนร่องรอยไขมันมากกว่าชั้น เพื่อให้สาย RF หลีกเลี่ยงระนาบพลังงานได้อย่างสมบูรณ์ทั้งสองวิธีเป็นไปได้ แต่ลักษณะที่แย่ที่สุดของทั้งสองต้องไม่รวมกัน นั่นคือการใช้ระนาบพลังงานขนาดเล็กและเดินสาย RF ด้านบน

กฎข้อที่ 8: ให้แยกส่วนใกล้กับอุปกรณ์
การแยกส่วนไม่เพียงแต่ช่วยป้องกันเสียงรบกวนปลอมออกจากอุปกรณ์เท่านั้น แต่ยังช่วยกำจัดโทนเสียงที่สร้างขึ้นภายในอุปกรณ์จากการประกบเข้ากับระนาบพลังงานยิ่งตัวเก็บประจุแบบแยกส่วนอยู่ใกล้กับวงจรการทำงานมากเท่าใด ประสิทธิภาพก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้นการแยกส่วนเฉพาะที่จะถูกรบกวนน้อยลงจากอิมพีแดนซ์แบบกาฝากของร่องรอยของแผงวงจร และร่องรอยที่สั้นลงจะรองรับเสาอากาศขนาดเล็กลง ซึ่งช่วยลดการปล่อยโทนเสียงที่ไม่ต้องการการจัดวางคาปาซิเตอร์เป็นการรวมความถี่เรโซแนนซ์ในตัวเองสูงสุด โดยปกติจะเป็นค่าที่เล็กที่สุด ขนาดเคสที่เล็กที่สุด ใกล้กับอุปกรณ์มากที่สุด และยิ่งตัวเก็บประจุมีขนาดใหญ่เท่าใด ก็จะยิ่งอยู่ห่างจากอุปกรณ์มากขึ้นเท่านั้นที่ความถี่ RF ตัวเก็บประจุที่ด้านหลังของบอร์ดจะสร้างการเหนี่ยวนำแบบกาฝากของเส้นทางจากสายถึงพื้น ทำให้สูญเสียประโยชน์จากการลดทอนสัญญาณรบกวนไปมาก

สรุป
จากการประเมินโครงร่างบอร์ด เราสามารถค้นพบโครงสร้างที่อาจส่งหรือรับเสียง RF ปลอมติดตามแต่ละเส้น ระบุเส้นทางกลับอย่างมีสติ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสามารถวิ่งขนานไปกับเส้นได้ และโดยเฉพาะตรวจสอบการเปลี่ยนอย่างละเอียดนอกจากนี้ แยกแหล่งที่มาของสัญญาณรบกวนที่อาจเกิดขึ้นจากเครื่องรับการทำตามกฎที่เรียบง่ายและใช้งานง่ายเพื่อลดสัญญาณปลอมสามารถเร่งการเปิดตัวผลิตภัณฑ์และลดค่าใช้จ่ายในการแก้ปัญหา