Dizaynında PCB kartı, tezliyin sürətlə artması ilə aşağı tezlikli PCB lövhəsindən fərqli bir çox müdaxilə olacaq. Üstəlik, tezliyin artması və PCB lövhəsinin miniatürləşdirilməsi ilə aşağı qiyməti arasındakı ziddiyyət ilə bu müdaxilə getdikcə daha da mürəkkəbləşəcək.

Faktiki araşdırmada, enerji təchizatı səs -küyü, ötürmə xətti müdaxiləsi, birləşdirmə və elektromaqnit müdaxiləsi (EMI) daxil olmaqla müdaxilənin əsasən dörd aspektinin olduğu qənaətinə gələ bilərik. Yüksək tezlikli PCB-nin müxtəlif müdaxilə problemlərini təhlil etmək və iş təcrübəsi ilə birləşdirməklə təsirli həllər ortaya qoyulur.

Birincisi, enerji təchizatı səs -küyü

Yüksək tezlikli dövrədə enerji təchizatının səs -küyü yüksək tezlikli siqnala açıq təsir göstərir. Therefore, the first requirement of the power supply is low noise. Təmiz döşəmələr təmiz elektrik qədər vacibdir. Niyə? Güc xüsusiyyətləri Şəkil 1 -də göstərilmişdir. Aydındır ki, enerji təchizatı müəyyən bir empedansa malikdir və empedans bütün enerji təchizatı üzərində paylanır, buna görə səs -küy enerji təchizatına əlavə olunacaq.

Then we should minimize the impedance of the power supply, so it is best to have a dedicated power supply layer and grounding layer. HF dövrə dizaynında, enerji təchizatını əksər hallarda bir avtobus kimi deyil, bir qat kimi dizayn etmək daha yaxşıdır ki, döngə həmişə minimum empedans yolunu izləyə bilsin.

Bundan əlavə, güc lövhəsi PCB -də yaradılan və alınan bütün siqnallar üçün bir siqnal döngəsi təmin etməlidir. Bu, siqnal döngəsini minimuma endirir və beləliklə, aşağı tezlikli sxem dizaynerləri tərəfindən tez-tez nəzərdən qaçırılan səs-küyü azaldır.

Yüksək tezlikli PCB dizaynı müdaxilə həlləri meydana gəlir

Şəkil 1: Güc xüsusiyyətləri

PCB dizaynında elektrik səs -küyünü aradan qaldırmağın bir neçə yolu var:

1. Note the through hole on the board: the through hole requires etched openings on the power supply layer to leave space for the through hole to pass through. Enerji təchizatı təbəqəsinin açılması çox böyükdürsə, siqnal döngəsinə təsir etmək məcburiyyətindədir, siqnal bypass etmək məcburiyyətindədir, döngə sahəsi artır və səs -küy artır. At the same time, if several signal lines are clustered near the opening and share the same loop, the common impedance will cause crosstalk. Şəkil 2-ə baxın.

Yüksək tezlikli PCB dizaynı müdaxilə həlləri meydana gəlir

Şəkil 2: Bypass siqnal döngəsinin ümumi yolu

2. The connection line needs enough ground: each signal needs to have its own proprietary signal loop, and the loop area of the signal and loop is as small as possible, that is to say, the signal and loop should be parallel.

3. Ayrılıqda analoq və rəqəmsal enerji təchizatı: yüksək tezlikli cihazlar ümumiyyətlə rəqəmsal səs-küyə çox həssasdır, buna görə də siqnalın analoq və rəqəmsal hissələrində siqnal varsa, enerji təchizatının girişində bir-birinə bağlanmalıdır. sözlər, döngə sahəsini azaltmaq üçün bir döngə üzərindəki siqnala yerləşdirilə bilər. Siqnal döngəsi üçün istifadə olunan rəqəmsal-analoq aralığı Şəkil 3-də göstərilmişdir.

Yüksək tezlikli PCB dizaynı müdaxilə həlləri meydana gəlir

Figure 3: Digital – analog span for signal loop

4. Avoid overlapping of separate power supplies between layers: otherwise circuit noise can easily pass through parasitic capacitive coupling.

5. Isolate sensitive components: such as PLL.

6. Place the power cable: To reduce the signal loop, place the power cable on the edge of the signal line to reduce the noise, as shown in Figure 4.

Yüksək tezlikli PCB dizaynı müdaxilə həlləri meydana gəlir

Şəkil 4: Elektrik kabelini siqnal xəttinin yanına qoyun

Two, transmission line

Bir PCB -də yalnız iki mümkün ötürücü xətt var:

Şerit və mikrodalğalı xəttin ən böyük problemi əks olunmadır. Düşünmək bir çox problemə səbəb olacaq. Məsələn, yük siqnalı orijinal siqnalın və əks -səda siqnalının üst -üstə düşməsi olacaq ki, bu da siqnal analizinin çətinliyini artıracaq. Yansıma, siqnala əlavə səs -küy müdaxiləsi qədər pis təsir edən geri dönmə itkisinə (geri dönüş itkisinə) səbəb olur:

1. Siqnal mənbəyinə geri əks olunan siqnal, sistemin səs -küyünü artıracaq və alıcının səsdən siqnalı fərqləndirməsini çətinləşdirəcək;

2. Any reflected signal will basically degrade the signal quality and change the shape of the input signal. Generally speaking, the solution is mainly impedance matching (for example, the impedance of the interconnection should very match the impedance of the system), but sometimes the calculation of impedance is more troublesome, you can refer to some transmission line impedance calculation software. The methods of eliminating transmission line interference in PCB design are as follows:

(a) Elektrik xətlərinin impedans kəsilməsindən çəkinin. Fasiləsiz empedans nöqtəsi, mümkün olduğu qədər düz künc, deşik vs. kimi ötürmə xətti mutasiyasının nöqtəsidir. Metodlar: Xəttin düz künclərindən qaçmaq üçün mümkün olduğu qədər 45 ° Açı və ya qövsə getmək üçün böyük Açı da ola bilər; Mümkün qədər az deşikdən istifadə edin, çünki hər bir deşik Şəkildə göstərildiyi kimi bir empedansın kəsilməsidir. 5; Signals from the outer layer avoid passing through the inner layer and vice versa.

Yüksək tezlikli PCB dizaynı müdaxilə həlləri meydana gəlir

Figure 5: Method for eliminating transmission line interference

(b) Do not use stake lines. Çünki istənilən xovlu xətt səs -küy mənbəyidir. Yığın xətti qısadırsa, ötürücü xəttin sonunda birləşdirilə bilər; Yığın xətti uzun olarsa, əsas ötürmə xəttini mənbə olaraq götürəcək və problemi çətinləşdirəcək böyük əks etdirəcək. İstifadə etməmək tövsiyə olunur.

Üçüncüsü, birləşmə

1. Common impedance coupling: it is a common coupling channel, that is, the interference source and the interfered device often share some conductors (such as loop power supply, bus, and common grounding), as shown in Figure 6.

Yüksək tezlikli PCB dizaynı müdaxilə həlləri meydana gəlir

Şəkil 6: Ümumi empedans birləşməsi

In this channel, the drop back of the Ic causes a common-mode voltage in the series current loop, affecting the receiver.

2. The field common-mode coupling will cause the radiation source to cause common-mode voltages in the loop formed by the interfered circuit and on the common reference surface.

If the magnetic field is dominant, the value of the common-mode voltage generated in the series ground circuit is Vcm=-(△B/△t)* area (where △B= change in magnetic induction intensity). If it is an electromagnetic field, when its electric field value is known, its induced voltage: Vcm=(L* H *F*E)/48, the formula is suitable for L(m)=150MHz, beyond this limit, the calculation of the maximum induced voltage can be simplified as: Vcm=2* H *E.

3. Differential mode field coupling: refers to the direct radiation by wire pair or circuit board on the lead and its loop induction received. If you get as close to the two wires as possible. Bu birləşmə xeyli azaldılır, buna görə müdaxiləni azaltmaq üçün iki tel birlikdə bükülə bilər.

4. Inter-line coupling (crosstalk) can cause unwanted coupling between any line or parallel circuit, which will greatly damage the performance of the system. Its type can be divided into capacitive crosstalk and perceptual crosstalk.

The former is because the parasitic capacitance between the lines makes the noise on the noise source coupled to the noise receiving line through current injection. The latter can be thought of as the coupling of signals between the primary stages of an unwanted parasitic transformer. İnduktiv keçidin ölçüsü iki döngənin yaxınlığından, döngə sahəsinin ölçüsündən və təsirlənmiş yükün empedansından asılıdır.

5. Elektrik kabelinin birləşməsi: AC və ya DC elektrik kabelləri elektromaqnit müdaxiləsi ilə müdaxilə olunur

Digər cihazlara köçürün.

There are several ways to eliminate crosstalk in PCB design:

1. Hər iki növ çarpaz yük, yük empedansının artması ilə artır, buna görə də kəsişmənin səbəb olduğu müdaxiləyə həssas olan siqnal xətləri düzgün şəkildə sonlandırılmalıdır.

2. Kapasitiv çarpazlığı effektiv şəkildə azaltmaq üçün siqnal xətləri arasındakı məsafəni maksimuma çatdırın. Yerin idarə edilməsi, məftillər arasındakı boşluq (aktiv siqnal xətləri və təcrid üçün torpaq xətləri kimi, xüsusən də siqnal xətti ilə aralıqdan yerə atlama vəziyyətində) və qurğuşun endüktansını azaldır.

3. Capacitive crosstalk can also be effectively reduced by inserting a ground wire between adjacent signal lines, which must be connected to the formation every quarter of a wavelength.

4. Həssas kəsişmə üçün döngə sahəsi minimuma endirilməli və icazə verilsə, döngə aradan qaldırılmalıdır.

5. Avoid signal sharing loops.

6. Siqnal bütövlüyünə diqqət yetirin: dizayner, siqnal bütövlüyünü həll etmək üçün qaynaq prosesində uçları həyata keçirməlidir. Bu yanaşmanı istifadə edən dizaynerlər, siqnal bütövlüyünün yaxşı performansını əldə etmək üçün qoruyucu mis folqa uzunluğuna diqqət edə bilərlər. For systems with dense connectors in the communication structure, the designer can use a PCB as the terminal.

Four, electromagnetic interference

As the speed increases, EMI becomes more and more serious and presents in many aspects (such as electromagnetic interference at interconnects). High-speed devices are particularly sensitive to this and will receive high-speed spurious signals, while low-speed devices will ignore such spurious signals.

PCB dizaynında elektromaqnit müdaxiləsini aradan qaldırmağın bir neçə yolu var:

1. Döngələri azaldın: Hər bir döngə bir antenə bərabərdir, buna görə döngələrin sayını, döngələrin sahəsini və döngələrin anten təsirini minimuma endirməliyik. Make sure the signal has only one loop path at any two points, avoid artificial loops and use the power layer whenever possible.

2. Filtering: Filtering can be used to reduce EMI on both the power line and the signal line. There are three methods: decoupling capacitor, EMI filter and magnetic element. EMI filter is shown in Figure 7.

Yüksək tezlikli PCB dizaynı müdaxilə həlləri meydana gəlir

Şəkil 7: Filtr növləri

3. The shielding. Məsələnin uzunluğu və bir çox məqalələrin qorunması nəticəsində artıq xüsusi bir giriş yoxdur.

4. Reduce the speed of high-frequency devices.

5. PCB lövhəsinin dielektrik sabitliyini artırın ki, bu da lövhənin yaxınlığındakı ötürücü xətti kimi yüksək tezlikli hissələrin xaricə yayılmasını maneə törədə bilər; Increase the thickness of PCB board, minimize the thickness of microstrip line, can prevent electromagnetic line spillover, can also prevent radiation.

At this point, we can conclude that in hf PCB design, we should follow the following principles:

1. Unification and stability of power supply and ground.

2. Diqqətlə düşünülmüş məftillər və düzgün sonlandırmalar yansımaları aradan qaldıra bilər.

3. Diqqətlə düşünülmüş naqillər və düzgün sonlandırmalar, kapasitiv və induktiv çarpazlığı azalda bilər.

4. EMC tələblərinə cavab vermək üçün səs -küyün qarşısını almaq lazımdır.