PCB ara bağlantı dizaynında RF təsirləri necə təsirli şəkildə azalda bilər?

The interconnect of çap devre Sistemə çipdən dövrə lövhəsi, PCB içərisində və PCB ilə xarici qurğular arasında əlaqə daxildir. In RF design, the electromagnetic characteristics at the interconnect point is one of the main problems faced by engineering design. This paper introduces various techniques of the above three types of interconnect design, including device installation methods, isolation of wiring and measures to reduce lead inductance.

ipcb

Çap edilmiş elektron lövhələrin artan tezliklə dizayn edildiyinə dair işarələr var. As data rates continue to increase, the bandwidth required for data transmission also pushes the signal frequency ceiling to 1GHz or higher. This high frequency signal technology, although far beyond the millimeter wave technology (30GHz), does involve RF and low-end microwave technology.

RF mühəndislik dizayn metodları, adətən daha yüksək tezliklərdə yaranan daha güclü elektromaqnit sahə effektlərini idarə edə bilməlidir. Bu elektromaqnit sahələri bitişik siqnal xətlərində və ya PCB xətlərində siqnallar yarada bilər, bu da arzuolunmaz kəsişməyə (müdaxilə və ümumi səs -küy) səbəb ola bilər və sistemin işinə zərər verə bilər. Backloss is mainly caused by impedance mismatch, which has the same effect on the signal as additive noise and interference.

High return loss has two negative effects: 1. The signal reflected back to the signal source will increase the noise of the system, making it more difficult for the receiver to distinguish noise from signal; 2. 2. İstənilən əks olunan siqnal, siqnalın keyfiyyətini aşağı salacaq, çünki giriş siqnalının forması dəyişir.

Rəqəmsal sistemlər yalnız 1 və 0 siqnalları ilə işlədikləri üçün qüsurlara çox dözümlü olsa da, nəbz yüksək sürətlə yüksəldikdə yaranan harmoniklər siqnalın daha yüksək tezliklərdə daha zəif olmasına səbəb olur. İrəli səhvlərin düzəldilməsi bəzi mənfi təsirləri aradan qaldıra bilsə də, sistemin bant genişliyinin bir hissəsi artıq məlumatların ötürülməsi üçün istifadə olunur və nəticədə performans pisləşir. Daha yaxşı bir həll, siqnal bütövlüyünü pozmaq əvəzinə kömək edən RF effektlərinə sahib olmaqdır. Rəqəmsal sistemin ən yüksək tezliyində (ümumiyyətlə zəif məlumat nöqtəsində) ümumi gəlir itkisinin 25 VSWR -ə bərabər olan -1.1dB olması tövsiyə olunur.

PCB design aims to be smaller, faster and less costly. For RFPCB, high-speed signals sometimes limit the miniaturization of PCB designs. Hal -hazırda, kəsişmə problemini həll etmək üçün əsas üsul, yer əlaqəsi idarəçiliyini həyata keçirmək, naqillər arasında boşluq keçirmək və qurğuşun endüktansını azaltmaqdır. Gəlir itkisini azaltmağın əsas üsulu impedans uyğunlaşdırılmasıdır. Bu üsul, izolyasiya materiallarının səmərəli idarə edilməsini və aktiv siqnal xətlərinin və torpaq xətlərinin, xüsusən siqnal xətti ilə zəminin vəziyyəti arasındakı izolyasiyanı əhatə edir.

Interconnect, dövrə zəncirinin ən zəif halqası olduğu üçün RF dizaynında, interconnect nöqtəsinin elektromaqnit xüsusiyyətləri mühəndislik dizaynının qarşısında duran əsas problemdir, hər bir interconnect point araşdırılmalı və mövcud problemlər həll edilməlidir. Dövrə lövhəsi, PCB ilə xarici qurğular arasında çip-dövrə lövhəsi, PCB əlaqəsi və siqnal giriş/çıxış əlaqəsini əhatə edir.

I. Çip və PCB lövhəsi arasındakı əlaqə

Bu həllin işləyib -işləməməsindən asılı olmayaraq, iştirakçılara aydın oldu ki, IC dizayn texnologiyası hf tətbiqləri üçün PCB dizayn texnologiyasından xeyli irəlidədir.

PCB qarşılıqlı əlaqəsi

HF PCB dizaynı üçün texnika və üsullar aşağıdakılardır:

1. Geri dönüş itkisini azaltmaq üçün ötürmə xətti küncündə 45 ° Bucaq istifadə edilməlidir (Şəkil 1);

Ciddi nəzarət olunan yüksək performanslı izolyasiya edən lövhənin səviyyəsinə görə 2 izolyasiya sabit dəyəri. Bu üsul izolyasiya materialı ilə bitişik naqillər arasındakı elektromaqnit sahəsinin effektiv idarə edilməsi üçün faydalıdır.

3. Yüksək dəqiqlikli aşındırma üçün PCB dizayn xüsusiyyətləri təkmilləşdirilməlidir. Ümumi xətt genişliyi +/- 0.0007 düym olan xətləri təyin etməyi, məftillərin kəsilmiş və kəsik hissələrini idarə etməyi və yan divarların örtülmə şərtlərini təyin etməyi düşünün. Overall management of wiring (wire) geometry and coating surfaces is important to address skin effects related to microwave frequencies and to implement these specifications.

4. Çıxan uclarda kran endüktansı var. Kabelləri olan komponentlərdən istifadə etməyin. Yüksək tezlikli mühitlər üçün səthə quraşdırılmış komponentlərdən istifadə etmək daha yaxşıdır.

5. Deliklər vasitəsilə siqnal vermək üçün həssas plitə üzərində PTH prosesindən istifadə etməyin, çünki bu proses keçid deliyində qurğuşun endüktansına səbəb ola bilər. Lead inductance can affect layers 4 to 19 if a through-hole in a 20-ply board is used to connect layers 1 to 3.

6. Bol torpaq qatları təmin edin. Moulded holes are used to connect these grounding layers to prevent 3d electromagnetic fields from affecting the circuit board.

7. Elektrolizsiz nikel örtük və ya daldırma qızıl örtmə prosesini seçmək üçün HASL örtmə üsulundan istifadə etməyin. Bu elektrolizlə örtülmüş səth yüksək tezlikli cərəyanlar üçün daha yaxşı dəri effekti verir (Şəkil 2). In addition, this highly weldable coating requires fewer leads, helping to reduce environmental pollution.

8. Solder resistance layer can prevent solder paste from flowing. Bununla birlikdə, qalınlığın qeyri -müəyyənliyi və izolyasiya performansının bilinməməsi səbəbindən, lövhənin bütün səthini lehim müqavimət materialı ilə örtmək mikrostrip dizaynında elektromaqnit enerjisində böyük bir dəyişikliyə səbəb olacaqdır. Generally, solderdam is used as welding resistance layer.

Bu üsullarla tanış deyilsinizsə, ordu üçün mikrodalğalı sxemlərdə işləyən təcrübəli bir dizayn mühəndisinə müraciət edin. You can also discuss with them what price range you can afford. Məsələn, zolaqlı bir dizayndan daha çox mis dəstəkliCoplanar mikrostrip dizaynından istifadə etmək daha qənaətcildir və daha yaxşı məsləhət almaq üçün bunları onlarla müzakirə edə bilərsiniz. Yaxşı mühəndislər xərc haqqında düşünməyə alışmamış ola bilər, amma onların məsləhətləri olduqca faydalı ola bilər. RF effektləri ilə tanış olmayan və RF effektləri ilə işləmək təcrübəsi olmayan gənc mühəndislər yetişdirmək uzun müddətli bir iş olacaq.

Bundan əlavə, RF təsirlərini idarə etmək üçün kompüter modelinin təkmilləşdirilməsi kimi digər həllər də qəbul edilə bilər.

PCB xarici qurğularla qarşılıqlı əlaqə

İndi güman edə bilərik ki, lövhədə və ayrı -ayrı komponentlərin qarşılıqlı əlaqəsindəki bütün siqnal idarəetmə problemlərini həll etmişik. Beləliklə, elektron lövhədən uzaq cihazı birləşdirən telə siqnal giriş/çıxış problemini necə həll edirsiniz? Koaksiyal kabel texnologiyasında yenilikçi olan TrompeterElectronics, bu problem üzərində işləyir və bəzi əhəmiyyətli irəliləyişlər əldə etmişdir (şəkil 3). Also, take a look at the electromagnetic field shown in Figure 4 below. Bu vəziyyətdə, mikrostripdən koaksiyal kabelə çevrilməni idarə edirik. Koaksiyal kabellərdə, torpaq təbəqələri halqalarda bir -birinə bağlanır və bərabər şəkildə ayrılır. Mikro kəmərlərdə torpaqlama təbəqəsi aktiv xəttin altındadır. Bu, dizayn zamanı başa düşülməsi, proqnozlaşdırılması və nəzərə alınması lazım olan müəyyən kənar təsirləri təqdim edir. Əlbəttə ki, bu uyğunsuzluq həm də geri itkiyə səbəb ola bilər və səs -küyün və siqnal müdaxiləsinin qarşısını almaq üçün minimuma endirilməlidir.

Daxili empedans probleminin idarə edilməsi göz ardı edilə biləcək bir dizayn problemi deyil. Empedans dövrə lövhəsinin səthindən başlayır, bir lehim birləşməsindən birləşməyə keçir və koaksiyal kabeldə bitir. Empedans tezliyə görə dəyişdiyindən, tezlik nə qədər yüksəkdirsə, empedansın idarə edilməsi bir o qədər çətindir. The problem of using higher frequencies to transmit signals over broadband appears to be the main design problem.