Die onderlinge verbinding van die kringbordstelsel bevat chip-to-circuit board, verbindings binne PCB en skakel tussen PCB en eksterne toestelle. In RF -ontwerp is die elektromagnetiese eienskappe by die verbindingspunt een van die belangrikste probleme waarmee ingenieursontwerp te kampe het. Hierdie artikel bevat verskillende tegnieke van die bogenoemde drie tipes onderlinge verbindingsontwerpe, insluitend installeringsmetodes vir toestelle, isolasie van bedrading en maatreëls om loodinduktansie te verminder.

Daar is tekens dat drukplate met toenemende frekwensie ontwerp word. Namate datatempo’s steeds toeneem, stoot die bandwydte wat benodig word vir data -oordrag, ook die seinfrekwensieplafon na 1GHz of hoër. Hierdie hoëfrekwensie-seintegnologie, hoewel dit ver buite die millimetergolftegnologie (30GHz) is, behels wel RF- en lae-end mikrogolftegnologie.

RF -ingenieursontwerpmetodes moet die sterker elektromagnetiese veldeffekte wat tipies by hoër frekwensies opgewek word, kan hanteer. Hierdie elektromagnetiese velde kan seine op aangrensende seinlyne of PCB -lyne veroorsaak, wat ongewenste oorspraak (interferensie en totale geraas) veroorsaak en die stelselprestasie benadeel. Terugverlies word hoofsaaklik veroorsaak deur impedansvergelyking, wat dieselfde effek op die sein het as bykomende geraas en interferensie.

Hoë opbrengsverlies het twee negatiewe gevolge: 1. Die sein wat na die seinbron weerkaats word, verhoog die geraas van die stelsel, wat dit vir die ontvanger moeiliker maak om geraas van sein te onderskei; 2. 2. Enige gereflekteerde sein sal die kwaliteit van die sein in wese verswak omdat die vorm van die insetsein verander.

Alhoewel digitale stelsels baie foutverdraagsaam is omdat dit slegs met 1 en 0 seine te doen het, veroorsaak die harmonieke wat gegenereer word wanneer die pols teen ‘n hoë spoed styg, dat die sein by hoër frekwensies swakker word. Alhoewel die regstelling van voorwaartse foute sommige van die negatiewe gevolge kan uitskakel, word ‘n deel van die stelselbandwydte gebruik om oortollige data oor te dra, wat lei tot agteruitgang van die werkverrigting. ‘N Beter oplossing is om RF -effekte te hê wat die seinintegriteit help eerder as om afbreuk te doen aan die sein. Dit word aanbeveel dat die totale opbrengsverlies by die hoogste frekwensie van ‘n digitale stelsel (gewoonlik ‘n swak datapunt) -25dB is, gelykstaande aan ‘n VSWR van 1.1.

PCB -ontwerp is daarop gemik om kleiner, vinniger en goedkoper te wees. Vir RF PCBS beperk hoëspoedseine soms die miniatuur van PCB-ontwerpe. Op die oomblik is die belangrikste metode om die probleem van kruisbespreking op te los, grondbestuur, afstand tussen bedrading en die vermindering van loodinduktansie. Die belangrikste metode om die opbrengsverlies te verminder, is impedanspassing. Hierdie metode sluit effektiewe bestuur van isolasiemateriaal en isolasie van aktiewe seinlyne en grondlyne in, veral tussen die toestand van die seinlyn en grond.

Omdat die onderlinge verbinding die swakste skakel in die stroomketting is, in RF -ontwerp, is die elektromagnetiese eienskappe van die verbindingspunt die hoofprobleem waarmee ingenieursontwerp gekonfronteer word, moet elke skakelpunt ondersoek word en die bestaande probleme opgelos word. Koppelbordaansluiting sluit in verbinding tussen chip-to-circuit board, PCB-verbinding en sein-invoer/uitset-verbinding tussen PCB en eksterne toestelle.

Interkonneksie tussen chip en printplaat

Die PenTIum IV en hoëspoedskyfies wat ‘n groot aantal in-/uitsetverbindings bevat, is reeds beskikbaar. Wat die chip self betref, is die prestasie daarvan betroubaar, en die verwerkingsnelheid kon 1 GHz bereik. Een van die opwindendste aspekte van die onlangse GHz Interconnect-simposium (www.az.ww. Com) is dat die benaderings tot die hantering van die steeds toenemende volume en frekwensie van I/O bekend is. Die belangrikste probleem van die verbinding tussen chip en PCB is dat die digtheid van die verbinding te hoog is. ‘N Innoverende oplossing is aangebied wat ‘n plaaslike draadlose sender in die chip gebruik om data na ‘n nabygeleë kring te stuur.

Of hierdie oplossing werk of nie, dit was vir die deelnemers duidelik dat IC -ontwerptegnologie PCB -ontwerptegnologie vir hf -toepassings ver vooruit is.

PCB -verbinding

Die tegnieke en metodes vir hf PCB -ontwerp is soos volg:

1. ‘n Hoek van 45 ° moet gebruik word vir die transmissielynhoek om die terugkeerverlies te verminder (FIG. 1);

2 konstante isolasiewaarde volgens die vlak van streng beheerde hoëprestasie-isolerende kring. Hierdie metode is voordelig vir die effektiewe bestuur van elektromagnetiese veld tussen isolerende materiaal en aangrensende bedrading.

3. PCB -ontwerpspesifikasies vir ets met ‘n hoë presisie moet verbeter word. Oorweeg om ‘n totale lynwydtefout van +/- 0.0007 duim te spesifiseer, om die onder- en deursnee van die bedradingvorms te bestuur en die voorwaardes van die bedekking van die sywand te spesifiseer. Algehele bestuur van bedrading (draad) meetkunde en dekoppervlakke is belangrik om die veleffekte wat verband hou met mikrogolf frekwensies aan te spreek en om hierdie spesifikasies te implementeer.

4. Daar is kraaninduktansie in uitstaande leidings. Vermy die gebruik van komponente met leidrade. Vir hoëfrekwensie -omgewings is dit die beste om komponente op die oppervlak te gebruik.

5. Vermy die PTH -proses op die sensitiewe plaat vir sein deur gate, aangesien hierdie proses loodinduktansie by die deurgat kan veroorsaak.

6. Gee volop grondlae. Gegote gate word gebruik om hierdie aardingslae te verbind om te voorkom dat 3d elektromagnetiese velde die printplaat beïnvloed.

7. Gebruik nie HASL-plateringsmetode om die nie-elektrolise-nikkel- of onderdompelingsvergulingsproses te kies nie. Hierdie gegalvaniseerde oppervlak bied ‘n beter veleffek vir hoëfrekwensie-strome (Figuur 2). Boonop benodig hierdie hoogs sweisbare laag minder leidrade, wat help om die besoedeling van die omgewing te verminder.

8. Soldeerweerstand kan verhoed dat soldeerpasta vloei. As gevolg van die onsekerheid oor dikte en onbekende isolasieprestasie, sal die bedekking van die hele plaatoppervlak met soldeerweerstandsmateriaal tot ‘n groot verandering in elektromagnetiese energie in die ontwerp van die mikrostrook lei. Oor die algemeen word soldeerdam gebruik as soldeerweerstand.

As u nie met hierdie metodes vertroud is nie, raadpleeg ‘n ervare ontwerpingenieur wat op die mikrogolfbane vir die weermag gewerk het. U kan ook met hulle bespreek watter prysklas u kan bekostig. Byvoorbeeld, dit is meer ekonomies om ‘n koperen gesteunde kopvlakte mikrostrookontwerp te gebruik as ‘n strookontwerp. Bespreek dit met hulle om ‘n beter idee te kry. Goeie ingenieurs is moontlik nie gewoond daaraan om oor koste te dink nie, maar hul advies kan baie nuttig wees. Dit sal ‘n langtermyn-taak wees om jong ingenieurs op te lei wat nie bekend is met RF-effekte nie en nie ervaring het met die hantering van RF-effekte nie.

Boonop kan ander oplossings aangeneem word, soos die verbetering van die rekenaarmodel om RF -effekte te kan hanteer.

PCB -verbinding met eksterne toestelle

Ons kan nou aanvaar dat ons alle seinbestuursprobleme op die bord en die onderlinge verbindings van diskrete komponente opgelos het. So, hoe los u die seininvoer-/uitsetprobleem op van die kring na die draad wat die afstandtoestel verbind? Trompeter Electronics, ‘n innoveerder in koaksiale kabeltegnologie, werk aan hierdie probleem en het belangrike vordering gemaak (figuur 3). Kyk ook na die elektromagnetiese veld wat in Figuur 4 hieronder getoon word. In hierdie geval bestuur ons die omskakeling van mikrostrook na koaksiale kabel. In koaksiale kabels word die grondlae in ringe verweef en eweredig gespasieer. In mikrobande is die grondlaag onder die aktiewe lyn. Dit stel sekere randeffekte bekend wat tydens die ontwerptyd verstaan, voorspel en oorweeg moet word. Hierdie wanverhouding kan natuurlik ook tot agteruitgang lei en moet tot die minimum beperk word om geraas en seininmenging te voorkom.

Die bestuur van die interne impedansieprobleem is nie ‘n ontwerpprobleem wat geïgnoreer kan word nie. Die impedansie begin by die oppervlak van die printplaat, gaan deur ‘n soldeerverbinding na die gewrig en eindig by die koaksiale kabel. Omdat die impedansie met frekwensie wissel, hoe hoër die frekwensie, hoe moeiliker is die impedansiebestuur. Die probleem met die gebruik van hoër frekwensies om seine oor breëband oor te dra, blyk die hoofontwerpprobleem te wees.

Hierdie vraestel som op

PCB -platformtegnologie moet deurlopend verbeter word om aan die vereistes van IC -ontwerpers te voldoen. Hf seinbestuur in PCB -ontwerp en seininvoer-/uitsetbestuur op PCB -bord moet deurlopend verbeter word. Ongeag watter opwindende innovasies kom, ek dink dat bandwydte al hoe hoër word, en die gebruik van hoëfrekwensie seine is ‘n voorvereiste vir die groei.