RF PCB Board Ang layout upang mabawasan ang mga huwad na signal ay nangangailangan ng pagkamalikhain ng RF engineer.Ang pag-iingat sa walong panuntunang ito sa isip ay hindi lamang makakatulong na mapabilis ang oras-sa-market, ngunit mapataas din ang predictability ng iyong iskedyul ng trabaho.


Panuntunan 1: Ang ground vias ay dapat na matatagpuan sa ground reference plane switch
Ang lahat ng mga alon na dumadaloy sa rutang linya ay may pantay na pagbalik.Mayroong maraming mga diskarte sa pagsasama, ngunit ang daloy ng pagbabalik ay karaniwang dumadaloy sa mga katabing ground plane o ground na inilagay na kahanay sa mga linya ng signal.Habang nagpapatuloy ang reference layer, ang lahat ng coupling ay limitado sa transmission line at lahat ay gumagana nang maayos.Gayunpaman, kung ang pagruruta ng signal ay inilipat mula sa tuktok na layer patungo sa panloob o ilalim na layer, ang daloy ng pagbalik ay dapat ding makakuha ng isang landas.


Ang Figure 1 ay isang halimbawa.Kaagad sa ibaba ng pinakamataas na antas ng kasalukuyang linya ng signal ay ang daloy ng pagbabalik.Kapag lumipat ito sa ilalim na layer, ang reflow ay dumadaan sa malapit na vias.Gayunpaman, kung walang vias para sa reflow sa malapit, ang reflow ay dadaan sa pinakamalapit na available na ground via.Ang mas malalaking distansya ay lumilikha ng kasalukuyang mga loop, na bumubuo ng mga inductors.Kung ang hindi ginustong kasalukuyang path offset na ito ay mangyayari na tumawid sa isa pang linya, ang interference ay magiging mas matindi.Ang kasalukuyang loop na ito ay aktwal na katumbas ng pagbuo ng isang antena!

Walong Panuntunan na Makakatulong sa Iyong Bawasan ang RF PCB Circuit Parasitics

Figure 1: Ang kasalukuyang signal ay dumadaloy mula sa mga pin ng device sa pamamagitan ng vias hanggang sa mas mababang mga layer.Ang reflow ay nasa ilalim ng signal bago mapilitan sa pinakamalapit na via upang lumipat sa ibang reference na layer

Ang ground reference ay ang pinakamahusay na diskarte, ngunit ang mga high-speed na linya ay minsan ay maaaring ilagay sa mga panloob na layer.Ang paglalagay ng ground reference planes sa itaas at sa ibaba ay napakahirap, at ang mga tagagawa ng semiconductor ay maaaring pin-constrained at ilagay ang mga linya ng kuryente sa tabi ng mga high-speed na linya.Kung ang kasalukuyang reference ay kailangang ilipat sa pagitan ng mga layer o lambat na hindi DC coupled, ang mga decoupling capacitor ay dapat ilagay sa tabi ng switch point.



Panuntunan 2: Ikonekta ang device pad sa tuktok na layer ng lupa
Maraming device ang gumagamit ng thermal ground pad sa ilalim ng package ng device.Sa mga RF device, ang mga ito ay karaniwang mga electrical ground, at ang mga katabing pad point ay may hanay ng ground vias.Ang device pad ay maaaring direktang ikonekta sa ground pin at konektado sa anumang tansong ibuhos sa tuktok na layer ng lupa.Kung mayroong maraming mga landas, ang daloy ng pagbabalik ay nahati nang proporsyonal sa impedance ng landas.Ang koneksyon sa lupa sa pamamagitan ng pad ay may mas maikli at mas mababang impedance path kaysa sa pin ground.


Ang isang mahusay na koneksyon sa kuryente sa pagitan ng board at ng mga pad ng aparato ay kritikal.Sa panahon ng pagpupulong, ang hindi napunan na vias sa isang circuit board sa pamamagitan ng array ay maaari ding maglabas ng solder paste mula sa device, na nag-iiwan ng mga voids.Ang pagpuno sa mga butas ay isang magandang paraan upang mapanatili ang paghihinang sa lugar.Sa panahon ng pagsusuri, buksan din ang solder mask layer upang i-verify na walang solder mask sa board ground sa ibaba ng device, dahil maaaring iangat ng solder mask ang device o maging sanhi ng pag-urong nito.

Panuntunan 3: Walang Reference Layer Gap

May mga vias sa buong perimeter ng device.Ang mga power net ay pinaghiwa-hiwalay para sa lokal na decoupling at pagkatapos ay pababa sa power plane, kadalasang nagbibigay ng maraming vias upang mabawasan ang inductance at mapabuti ang kasalukuyang-carrying capacity, habang ang control bus ay maaaring pababa sa panloob na eroplano.Ang lahat ng agnas na ito ay ganap na na-clamp malapit sa device.


Ang bawat isa sa mga vias na ito ay lumilikha ng isang exclusion zone sa inner ground plane na mas malaki kaysa sa diameter ng via mismo, na nagbibigay ng manufacturing clearance.Ang mga exclusion zone na ito ay madaling magdulot ng mga pagkaantala sa pabalik na landas.Ang karagdagang nagpapalubha sa sitwasyon ay ang katotohanan na ang ilang vias ay malapit sa isa't isa at bumubuo ng mga ground plane trenches na hindi nakikita ng pinakamataas na antas ng CAD view.Figure 2. Ang mga ground plane voids para sa dalawang power plane vias ay maaaring lumikha ng magkakapatong na keep out na mga lugar at lumikha ng mga pagkaantala sa pabalik na landas.Ang reflow ay maaari lamang ilihis upang i-bypass ang ipinagbabawal na lugar ng ground plane, na nagreresulta sa karaniwang problema sa emission induction path.

Walong Panuntunan na Makakatulong sa Iyong Bawasan ang RF PCB Circuit Parasitics

Figure 2: Maaaring mag-overlap ang mga keep-out na lugar ng mga ground plane sa paligid ng vias, na pumipilit sa pagbabalik ng daloy palayo sa signal path.Kahit na walang overlap, ang no-go zone ay lumilikha ng rat-bite impedance discontinuity sa ground plane

Kahit na ang "friendly" ground vias ay dinadala ang nauugnay na mga metal pad sa pinakamababang sukat na kinakailangan ng paggawa ng naka-print na circuit board proseso.Ang Vias na napakalapit sa mga bakas ng signal ay maaaring makaranas ng pagguho na para bang ang pinakamataas na antas ng ground void ay nakagat ng daga.Ang Figure 2 ay isang schematic diagram ng isang kagat ng daga.


Dahil ang zone ng pagbubukod ay awtomatikong nabuo ng CAD software, at ang vias ay madalas na ginagamit sa system board, halos palaging may ilang mga pagkaantala sa pabalik na landas sa panahon ng maagang proseso ng layout.Sundan ang bawat high-speed na linya sa panahon ng pagsusuri ng layout at suriin ang nauugnay na mga reflow layer upang maiwasan ang mga pagkaantala.Magandang ideya na ilagay ang lahat ng vias na maaaring lumikha ng interference sa ground plane sa anumang lugar na mas malapit sa top-level ground void.

Panuntunan 4: Panatilihin ang Differential Lines na Differential
Ang landas ng pagbabalik ay kritikal sa pagganap ng linya ng signal at dapat ituring na bahagi ng landas ng signal.Kasabay nito, ang mga pares ng pagkakaiba ay karaniwang hindi mahigpit na pinagsama, at ang daloy ng pagbalik ay maaaring dumaloy sa mga katabing layer.Ang parehong mga pagbabalik ay dapat na iruruta sa pantay na mga daanan ng kuryente.


Ang mga hadlang sa kalapitan at pagbabahagi ng disenyo ay nagpapanatili sa daloy ng pagbalik sa parehong layer kahit na ang dalawang linya ng pares ng pagkakaiba ay hindi mahigpit na pinagsama.Para talagang mapanatiling mababa ang mga pekeng signal, kailangan ang mas mahusay na pagtutugma.Anumang nakaplanong mga istraktura tulad ng mga ginupit para sa mga eroplano sa lupa sa ilalim ng mga bahagi ng pagkakaiba ay dapat na simetriko.Gayundin, ang pagtutugma ng mga haba ay maaaring lumikha ng mga problema sa mga squiggles sa mga bakas ng signal.Ang reflow ay hindi nagdudulot ng mga kulot na problema.Ang pagtutugma ng haba ng isang linya ng pagkakaiba ay dapat na maipakita sa iba pang mga linya ng pagkakaiba.

Panuntunan 5: Walang orasan o mga linya ng kontrol na malapit sa mga linya ng signal ng RF
Ang mga linya ng orasan at kontrol ay minsan ay makikita bilang mga hindi gaanong mahalagang kapitbahay dahil gumagana ang mga ito sa mababang bilis, kahit na malapit sa DC.Gayunpaman, ang mga katangian ng paglipat nito ay halos parisukat na alon, na gumagawa ng mga natatanging tono sa kakaibang mga harmonic na frequency.Ang pangunahing dalas ng naglalabas na enerhiya ng parisukat na alon ay hindi mahalaga, ngunit ang matutulis na mga gilid nito ay maaaring.Sa disenyo ng digital system, maaaring tantyahin ng frequency ng sulok ang pinakamataas na frequency harmonic na dapat isaalang-alang.Ang paraan ng pagkalkula ay: Fknee=0.5/Tr, kung saan ang Tr ay ang oras ng pagtaas.Tandaan na ito ang oras ng pagtaas, hindi ang dalas ng signal.Gayunpaman, ang matalas na mga parisukat na alon ay mayroon ding malakas na mas mataas na pagkakasunud-sunod na kakaibang harmonic na maaari lamang bumaba sa maling frequency at magkabit sa linya ng RF, na lumalabag sa mahigpit na mga kinakailangan sa transmission mask.


Ang mga linya ng orasan at kontrol ay dapat na ihiwalay mula sa mga linya ng signal ng RF sa pamamagitan ng panloob na ground plane o top-level ground pour.Kung hindi magagamit ang paghihiwalay sa lupa, ang mga bakas ay dapat na iruta upang tumawid sila sa tamang mga anggulo.Dahil ang mga linya ng magnetic flux na ibinubuga ng orasan o mga linya ng kontrol ay bubuo ng mga radiating na contour ng column sa paligid ng mga agos ng mga linya ng interferer, hindi sila bubuo ng mga alon sa mga linya ng receiver.Ang pagbagal sa oras ng pagtaas ay hindi lamang nakakabawas sa dalas ng sulok ngunit nakakatulong din na mabawasan ang interference mula sa mga interferer, ngunit ang orasan o mga linya ng kontrol ay maaari ding kumilos bilang mga linya ng receiver.Ang linya ng receiver ay gumaganap pa rin bilang isang conduit para sa mga huwad na signal papunta sa device.

Panuntunan 6: Gumamit ng lupa upang ihiwalay ang mga high-speed na linya
Ang mga microstrips at stripline ay kadalasang pinagsama sa mga katabing ground plane.Ang ilang mga linya ng flux ay nagmumula pa rin nang pahalang at nagtatapos sa mga katabing bakas.Ang isang tono sa isang high-speed line o differential pair ay nagtatapos sa susunod na bakas, ngunit ang ground perfusion sa layer ng signal ay lumilikha ng mas mababang impedance termination point para sa flux line, na nagpapalaya sa mga katabing bakas mula sa mga tono.

Ang mga kumpol ng mga bakas na niruruta ng isang pamamahagi ng orasan o aparato ng synthesizer upang magdala ng parehong dalas ay maaaring magkatabi dahil ang tono ng interferer ay nasa linya ng tatanggap.Gayunpaman, ang mga nakagrupong linya ay kakalat sa kalaunan.Kapag nagkakalat, ang pagbaha sa lupa ay dapat ibigay sa pagitan ng mga dispersing na linya at vias kung saan ito nagsisimulang maghiwa-hiwalay upang ang sapilitan na pagbalik ay dumaloy pabalik sa nominal na landas ng pagbabalik.Sa Figure 3, pinahihintulutan ng vias sa mga dulo ng ground island ang induced current na dumaloy papunta sa reference plane.Ang espasyo sa pagitan ng iba pang vias sa ground perfusion ay hindi dapat lumampas sa isang ikasampu ng wavelength upang matiyak na ang lupa ay hindi magiging isang resonant na istraktura.

Walong Panuntunan na Makakatulong sa Iyong Bawasan ang RF Mga Parasitiko ng PCB Circuit

Figure 3: Ang top-level ground vias kung saan nakakalat ang mga differential traces ay nagbibigay ng mga daanan ng daloy para sa return flow

Panuntunan 7: Huwag iruta ang mga linya ng RF sa maingay na mga power plane
Ang tono ay pumapasok sa power plane at ito ay kumakalat sa lahat ng dako.Kung ang mga pekeng tono ay pumasok sa mga power supply, buffer, mixer, attenuator, at oscillator, maaari nilang baguhin ang nakakasagabal na frequency.Gayundin, kapag ang kapangyarihan ay umabot sa board, ito ay hindi pa ganap na walang laman upang himukin ang RF circuitry.Ang pagkakalantad ng mga linya ng RF sa mga power plane, lalo na ang hindi na-filter na mga power plane, ay dapat mabawasan.


Ang malalaking power plane na katabi ng ground ay lumilikha ng mataas na kalidad na naka-embed na mga capacitor na nagpapahina ng mga parasitic signal at ginagamit sa mga digital communication system at ilang RF system.Ang isa pang diskarte ay ang paggamit ng pinaliit na mga eroplano ng kuryente, kung minsan ay mas katulad ng mga bakas ng taba kaysa sa mga layer, upang mas madali para sa mga linya ng RF na ganap na maiwasan ang mga power plane.Ang parehong mga diskarte ay posible, ngunit ang pinakamasamang katangian ng dalawa ay hindi dapat pagsamahin, na kung saan ay ang paggamit ng isang maliit na power plane at ruta ang mga linya ng RF sa itaas.

Panuntunan 8: Panatilihing mag-decoupling malapit sa device
Hindi lamang nakakatulong ang pag-decoupling na maiwasan ang hindi totoong ingay sa device, nakakatulong din itong alisin ang mga tono na nabuo sa loob ng device mula sa pagkakabit sa mga power plane.Kung mas malapit ang mga decoupling capacitor sa gumaganang circuitry, mas mataas ang kahusayan.Ang lokal na decoupling ay hindi gaanong naaabala ng mga parasitic impedance ng mga bakas ng circuit board, at ang mas maiikling mga bakas ay sumusuporta sa mas maliliit na antenna, na binabawasan ang mga hindi gustong tonal emissions.Pinagsasama ng paglalagay ng capacitor ang pinakamataas na dalas ng self-resonant, kadalasan ang pinakamaliit na halaga, pinakamaliit na laki ng case, pinakamalapit sa device, at mas malaki ang capacitor, mas malayo sa device.Sa mga frequency ng RF, ang mga capacitor sa likurang bahagi ng board ay lumilikha ng mga parasitic inductance ng via string-to-ground path, na nawawala ang malaking benepisyo sa pagpapahina ng ingay.

Ibuod
Sa pamamagitan ng pagsusuri sa layout ng board, matutuklasan namin ang mga istruktura na maaaring magpadala o tumanggap ng mga huwad na tono ng RF.Sundan ang bawat linya, sinasadyang tukuyin ang daanan ng pagbabalik nito, tiyaking maaari itong tumakbo parallel sa linya, at lalo na suriing mabuti ang mga transition.Gayundin, ihiwalay ang mga potensyal na pinagmumulan ng interference mula sa receiver.Ang pagsunod sa ilang simple at intuitive na panuntunan upang bawasan ang mga huwad na signal ay maaaring mapabilis ang paglabas ng produkto at mabawasan ang mga gastos sa pag-debug.