RF PCB Kurulu sahte sinyalleri azaltmak için düzen, RF mühendisinin yaratıcılığını gerektirir.Bu sekiz kuralı akılda tutmak, yalnızca pazara sürüm süresini hızlandırmakla kalmaz, aynı zamanda çalışma programınızın öngörülebilirliğini de artırır.


Kural 1: Zemin geçişleri, zemin referans düzlem anahtarında bulunmalıdır.
Yönlendirilmiş hattan akan tüm akımlar eşit geri dönüşe sahiptir.Birçok bağlantı stratejisi vardır, ancak dönüş akışı genellikle bitişik zemin düzlemleri veya sinyal hatlarına paralel yerleştirilmiş zeminler boyunca akar.Referans katmanı devam ederken, tüm bağlantılar iletim hattı ile sınırlıdır ve her şey mükemmel bir şekilde çalışır.Bununla birlikte, sinyal yönlendirmesi üst katmandan iç veya alt katmana değiştirilirse, geri dönüş akışının da bir yolu olması gerekir.


Şekil 1 bir örnektir.Üst seviye sinyal hattı akımının hemen altında dönüş akışı bulunur.Alt katmana aktarıldığında, yeniden akış yakındaki yollardan geçer.Bununla birlikte, yakınlarda yeniden akış için bir yol yoksa, yeniden akış en yakın mevcut yer yolundan geçer.Daha büyük mesafeler, indüktörler oluşturan akım döngüleri oluşturur.Bu istenmeyen akım yolu ofseti başka bir çizgiyi geçerse, girişim daha ciddi olacaktır.Bu akım döngüsü aslında bir anten oluşturmaya eşdeğerdir!

RF PCB Devre Parazitlerini Azaltmanıza Yardımcı Olacak Sekiz Kural

Şekil 1: Sinyal akımı, cihaz pinlerinden viyalardan alt katmanlara akar.Yeniden akış, farklı bir referans katmanına geçmek için en yakın via'ya zorlanmadan önce sinyalin altındadır.

Yer referanslaması en iyi stratejidir, ancak yüksek hızlı hatlar bazen dahili katmanlara yerleştirilebilir.Zemin referans düzlemlerini yukarıya ve aşağıya yerleştirmek çok zordur ve yarı iletken üreticileri pin kısıtlı olabilir ve elektrik hatlarını yüksek hızlı hatların yanına yerleştirebilir.Referans akımın DC kuplajlı olmayan katmanlar veya ağlar arasında anahtarlanması gerekiyorsa, anahtarlama noktasının yanına dekuplaj kondansatörleri yerleştirilmelidir.



Kural 2: Cihaz pedini üst katman zeminine bağlayın
Birçok cihaz, cihaz paketinin alt kısmında bir termal topraklama yastığı kullanır.RF cihazlarında bunlar tipik olarak elektriksel topraklamalardır ve bitişik ped noktalarında bir dizi toprak yolu bulunur.Cihaz pedi doğrudan topraklama pimine bağlanabilir ve üst katman toprağından geçen herhangi bir bakır dökümüne bağlanabilir.Birden fazla yol varsa, dönüş akışı yol empedansı ile orantılı olarak bölünür.Altlıktan geçen toprak bağlantısı, pim toprağından daha kısa ve daha düşük bir empedans yoluna sahiptir.


Kart ve cihaz pedleri arasında iyi bir elektrik bağlantısı kritik öneme sahiptir.Montaj sırasında, dizi yoluyla bir devre kartındaki doldurulmamış yollar da cihazdan lehim pastası çekerek boşluklar bırakabilir.Delikleri doldurmak, lehimlemeyi yerinde tutmanın iyi bir yoludur.Değerlendirme sırasında, lehim maskesi cihazı kaldırabileceğinden veya sallanmasına neden olabileceğinden, cihazın altındaki pano zemininde lehim maskesi olmadığını doğrulamak için lehim maskesi katmanını da açın.

Kural 3: Referans Katman Boşluğu Yok

Cihazın çevresi boyunca geçişler var.Güç ağları, yerel dekuplaj için ve daha sonra güç düzlemine bölünerek, genellikle endüktansı en aza indirmek ve akım taşıma kapasitesini iyileştirmek için birden fazla yol sağlarken, kontrol veriyolu iç düzleme inebilir.Tüm bu ayrışma, cihazın yakınında tamamen kenetlenir.


Bu yolların her biri, iç zemin düzleminde, yolun kendi çapından daha büyük bir dışlama bölgesi oluşturarak üretim boşluğu sağlar.Bu dışlama bölgeleri, dönüş yolunda kolayca kesintilere neden olabilir.Durumu daha da karmaşık hale getiren, bazı viyadların birbirine yakın olması ve üst düzey CAD görünümünde görülemeyen yer düzlemi hendekleri oluşturmasıdır.Şekil 2. İki güç uçağı geçişi için yer düzlemi boşlukları, örtüşen uzak tutma alanları oluşturabilir ve dönüş yolunda kesintilere neden olabilir.Yeniden akış, yalnızca yer düzleminin yasak alanını baypas etmek için yönlendirilebilir, bu da ortak emisyon endüksiyon yolu sorununa yol açar.

RF PCB Devre Parazitlerini Azaltmanıza Yardımcı Olacak Sekiz Kural

Şekil 2: Zemin düzlemlerinin viyadların etrafındaki uzak tutma alanları üst üste gelebilir ve dönüş akışını sinyal yolundan uzaklaştırabilir.Çakışma olmasa bile, yasak bölge yer düzleminde bir fare ısırığı empedansı süreksizliği yaratır.

"Dostu" topraklama yolları bile, ilgili metal pedleri, sistemin gerektirdiği minimum boyutlara getirir. baskılı devre kartı imalatı işlem.Sinyal izlerine çok yakın olan yollarda, sanki üst düzey yer boşluğu bir fare tarafından ısırılmış gibi erozyon yaşayabilir.Şekil 2, bir fare ısırığının şematik bir diyagramıdır.


Hariç tutma bölgesi, CAD yazılımı tarafından otomatik olarak oluşturulduğundan ve sistem kartında geçişler sıklıkla kullanıldığından, erken yerleşim sürecinde neredeyse her zaman bazı dönüş yolu kesintileri olacaktır.Düzen değerlendirmesi sırasında her yüksek hızlı hattı izleyin ve kesintileri önlemek için ilgili yeniden akış katmanlarını kontrol edin.Zemin düzlemi girişimi oluşturabilecek tüm geçişleri, üst seviye zemin boşluğuna daha yakın herhangi bir alana yerleştirmek iyi bir fikirdir.

Kural 4: Diferansiyel Hatları Farklı Tutun
Dönüş yolu, sinyal hattı performansı için kritik öneme sahiptir ve sinyal yolunun bir parçası olarak düşünülmelidir.Aynı zamanda, diferansiyel çiftler genellikle sıkıca bağlı değildir ve geri dönüş akışı bitişik katmanlardan akabilir.Her iki dönüş de eşit elektrik yollarından yönlendirilmelidir.


Yakınlık ve paylaşım tasarım kısıtlamaları, diferansiyel çiftin iki hattı sıkı bir şekilde bağlı olmadığında bile dönüş akışını aynı katmanda tutar.Sahte sinyalleri gerçekten düşük tutmak için daha iyi eşleştirme gereklidir.Diferansiyel bileşenlerin altındaki yer düzlemleri için kesikler gibi planlanmış tüm yapılar simetrik olmalıdır.Aynı şekilde, eşleşen uzunluklar, sinyal izlerinde dalgalı çizgilerle ilgili sorunlar yaratabilir.Reflow dalgalı sorunlara neden olmaz.Bir diferansiyel hattın uzunluk eşleşmesi, diğer diferansiyel hatlara yansıtılmalıdır.

Kural 5: RF sinyal hatlarının yakınında saat veya kontrol hatları yok
Saat ve kontrol hatları, DC'ye yakın olsalar bile düşük hızlarda çalıştıkları için bazen önemsiz komşular olarak görülebilir.Bununla birlikte, anahtarlama özellikleri, tuhaf harmonik frekanslarda benzersiz tonlar üreten neredeyse kare dalgadır.Kare dalganın yaydığı enerjinin temel frekansı önemli değil, ancak keskin kenarları olabilir.Sayısal sistem tasarımında, köşe frekansı dikkate alınması gereken en yüksek frekans harmoniği tahmin edebilir.Hesaplama yöntemi şu şekildedir: Fknee=0.5/Tr, burada Tr yükselme süresidir.Bunun sinyal frekansı değil, yükselme zamanı olduğuna dikkat edin.Bununla birlikte, keskin kenarlı kare dalgalar, yalnızca yanlış frekansta düşebilen ve katı iletim maskesi gereksinimlerini ihlal ederek RF hattına bağlanabilen güçlü, yüksek dereceli tek harmoniklere de sahiptir.


Saat ve kontrol hatları, dahili bir zemin düzlemi veya üst düzey zemin dökümü ile RF sinyal hatlarından izole edilmelidir.Zemin izolasyonu kullanılamıyorsa izler dik açıda kesişecek şekilde yönlendirilmelidir.Saat veya kontrol çizgileri tarafından yayılan manyetik akı çizgileri, girişim çizgilerinin akımları etrafında yayılan sütun konturları oluşturacağından, alıcı hatlarda akım üretmeyeceklerdir.Yükselme süresini yavaşlatmak yalnızca köşe frekansını azaltmakla kalmaz, aynı zamanda parazitlerden kaynaklanan paraziti de azaltır, ancak saat veya kontrol hatları da alıcı hatları olarak işlev görebilir.Alıcı hattı, cihaza sahte sinyaller için hala bir kanal görevi görüyor.

Kural 6: Yüksek hızlı hatları izole etmek için toprağı kullanın
Mikro şeritler ve şerit çizgiler çoğunlukla bitişik zemin düzlemlerine bağlanır.Bazı akış çizgileri hala yatay olarak yayılıyor ve bitişik izleri sonlandırıyor.Bir yüksek hızlı hat veya diferansiyel çift üzerindeki bir ton, bir sonraki iz üzerinde sonlanır, ancak sinyal katmanı üzerindeki zemin perfüzyonu, akı hattı için daha düşük empedanslı bir sonlandırma noktası oluşturarak bitişik izleri tonlardan kurtarır.

Aynı frekansı taşımak için bir saat dağıtımı veya sentezleyici cihaz tarafından yönlendirilen iz kümeleri, alıcı hattında parazit tonu zaten mevcut olduğundan, yan yana çalışabilir.Ancak, gruplandırılmış hatlar sonunda yayılacaktır.Dağıtma sırasında, indüklenen geri dönüşün nominal dönüş yolu boyunca geri akması için dağıtma hatları ve dağılmaya başladığı viyadlar arasında zemin taşması sağlanmalıdır.Şekil 3'te, yer adalarının uçlarındaki viyadlar, indüklenen akımın referans düzlemine akmasına izin verir.Zemin perfüzyonu üzerindeki diğer viyalar arasındaki boşluk, zeminin rezonans bir yapıya dönüşmemesini sağlamak için bir dalga boyunun onda birini geçmemelidir.

RF'yi Azaltmanıza Yardımcı Olacak Sekiz Kural PCB Devre Parazitleri

Şekil 3: Farklı izlerin dağıldığı üst düzey zemin geçişleri, dönüş akışı için akış yolları sağlar

Kural 7: RF hatlarını gürültülü güç uçaklarına yönlendirmeyin
Ton güç düzlemine girer ve her yere yayılır.Güç kaynaklarına, tamponlara, mikserlere, zayıflatıcılara ve osilatörlere sahte tonlar girerse, parazit frekansını modüle edebilirler.Benzer şekilde, güç karta ulaştığında, RF devresini çalıştırmak için kart henüz tamamen boşalmamıştır.RF hatlarının güç uçaklarına, özellikle filtrelenmemiş güç uçaklarına maruz kalması en aza indirilmelidir.


Toprağa bitişik büyük güç uçakları, parazitik sinyalleri zayıflatan ve dijital iletişim sistemlerinde ve bazı RF sistemlerinde kullanılan yüksek kaliteli gömülü kapasitörler oluşturur.Başka bir yaklaşım, RF hatlarının güç düzlemlerinden tamamen kaçınmasını kolaylaştırmak için, bazen katmanlardan çok yağ izleri gibi küçültülmüş güç düzlemleri kullanmaktır.Her iki yaklaşım da mümkündür, ancak ikisinin en kötü özellikleri, yani küçük bir güç düzlemi kullanmak ve RF hatlarını üstten yönlendirmek birleştirilmemelidir.

Kural 8: Dekuplajı cihaza yakın tutun
Dekuplaj, cihazdaki sahte gürültüyü uzak tutmaya yardımcı olmakla kalmaz, aynı zamanda cihazın içinde üretilen tonların güç düzlemlerine bağlanmasını ortadan kaldırmaya da yardımcı olur.Ayırma kapasitörleri çalışan devrelere ne kadar yakınsa, verimlilik o kadar yüksek olur.Yerel dekuplaj, devre kartı izlerinin asalak empedanslarından daha az etkilenir ve daha kısa izler, daha küçük antenleri destekleyerek istenmeyen ton emisyonlarını azaltır.Kapasitör yerleşimi, cihaza en yakın olan en yüksek kendi kendine rezonans frekansını, genellikle en küçük değeri, en küçük kasa boyutunu birleştirir ve kapasitör ne kadar büyükse, cihazdan o kadar uzaktadır.RF frekanslarında, kartın arka tarafındaki kapasitörler, telden toprağa giden yolda parazitik endüktanslar oluşturarak gürültü azaltma avantajının çoğunu kaybeder.

özetle
Pano düzenini değerlendirerek, sahte RF tonları gönderebilecek veya alabilecek yapıları keşfedebiliriz.Her çizgiyi takip edin, dönüş yolunu bilinçli olarak belirleyin, hatta paralel ilerlediğinden emin olun ve özellikle geçişleri iyice kontrol edin.Ayrıca, potansiyel parazit kaynaklarını alıcıdan izole edin.Sahte sinyalleri azaltmak için bazı basit ve sezgisel kurallara uyulması, ürünün piyasaya sürülmesini hızlandırabilir ve hata ayıklama maliyetlerini azaltabilir.