У дызайне Друкаванай платы, з хуткім павелічэннем частоты, будзе шмат перашкод, якія адрозніваюцца ад нізкачашчынных друкаваных плат. Больш за тое, з павелічэннем частоты і супярэчнасцю паміж мініяцюрызацыяй і нізкай коштам друкаванай платы гэтыя перашкоды ўскладняюцца.

У сапраўдным даследаванні можна зрабіць выснову, што ў асноўным існуюць чатыры аспекты перашкод, у тым ліку шум крыніцы харчавання, перашкоды ў лініі перадачы, сувязь і электрамагнітныя перашкоды (EMI). Дзякуючы аналізу розных праблем перашкод высокачашчыннай друкаванай платы і спалучэнню з практыкай у працы вылучаюцца эфектыўныя рашэнні.

Па -першае, шум крыніцы харчавання

У высокачашчыннай схеме шум крыніцы харчавання відавочна ўплывае на сігнал высокай частаты. Такім чынам, першае патрабаванне блока харчавання – нізкі ўзровень шуму. Чыстыя падлогі гэтак жа важныя, як і чыстая электрычнасць. Чаму? Характарыстыкі магутнасці паказаны на малюнку 1. Відавочна, што блок харчавання мае пэўны супраціў, і імпеданс размеркаваны па ўсім блоку харчавання, таму шум будзе дададзены да блока харчавання.

Тады мы павінны звесці да мінімуму імпеданс крыніцы харчавання, таму лепш мець спецыяльны пласт харчавання і пласт зазямлення. У канструкцыі ВЧ -схемы нашмат лепш спраектаваць блок харчавання як пласт, чым як шыну, у большасці выпадкаў, каб цыкл заўсёды мог ісці па шляху мінімальнага супраціву.

Акрамя таго, плата харчавання павінна забяспечваць цыкл сігналу для ўсіх сфармаваных і прынятых сігналаў на друкаванай плаце. Гэта мінімізуе цыкл сігналу і, такім чынам, памяншае шум, які часта не заўважаецца канструктарамі нізкачашчынных схем.

Высокачашчынная канструкцыя друкаванай платы ўзнікае з-за перашкод

Малюнак 1: Характарыстыкі магутнасці

У канструкцыі друкаванай платы можна ліквідаваць шум харчавання некалькімі спосабамі:

1. Звярніце ўвагу на скразнае адтуліну на плаце: скразнае адтуліну патрабуе пратручаных адтулін на пласце харчавання, каб пакінуць месца для праходжання скразной адтуліны. Калі адкрыццё пласта харчавання занадта вялікае, яно абавязкова паўплывае на сігнальную пятлю, сігнал вымушаны абыходзіць бокам, плошчу завесы павялічваецца, а шум павялічваецца. У той жа час, калі некалькі сігнальных ліній згрупаваны каля праёму і маюць адну і тую ж пятлю, агульны супраціў выкліча перакрыжаванне. Глядзіце малюнак 2.

Высокачашчынная канструкцыя друкаванай платы ўзнікае з-за перашкод

Малюнак 2: Агульны шлях шлейфа абыходнага сігналу

2. Лінія злучэння патрабуе дастатковай колькасці зазямлення: кожны сігнал павінен мець сваю ўласную сігнальную пятлю, а вобласць завесы сігналу і пятлі максімальна малыя, гэта значыць сігнал і пятля павінны быць паралельнымі.

3. Аналагавы і лічбавы блок харчавання паасобку: высокачашчынныя прылады, як правіла, вельмі адчувальныя да лічбавага шуму, таму іх варта раздзяліць, злучыць разам на ўваходзе ў блок харчавання, калі сігнал праходзіць праз аналагавую і лічбавую часткі словы, можна змясціць у сігнал праз цыкл, каб паменшыць плошчу цыкла. Лічбава-аналагавы дыяпазон, які выкарыстоўваецца для сігнальнай завесы, паказаны на малюнку 3.

Высокачашчынная канструкцыя друкаванай платы ўзнікае з-за перашкод

Малюнак 3: Лічбава – аналагавы дыяпазон для сігнальнай завесы

4. Пазбягайце перакрыцця асобных крыніц харчавання паміж пластамі: у адваротным выпадку шум ланцуга можа лёгка прайсці праз паразітную ёмістную сувязь.

5. Ізалюйце адчувальныя кампаненты: напрыклад, PLL.

6. Размясціце сілавы кабель: Каб паменшыць сігнальную пятлю, пакладзеце сілавы кабель на край сігнальнай лініі, каб паменшыць шум, як паказана на малюнку 4.

Высокачашчынная канструкцыя друкаванай платы ўзнікае з-за перашкод

Малюнак 4: Пастаўце шнур харчавання побач з сігнальнай лініяй

Па -другое, лінія перадачы

У друкаванай плаце ёсць толькі дзве магчымыя лініі перадачы:

Самая вялікая праблема стужкі і мікрахвалевай лініі – гэта адлюстраванне. Рэфлексія выкліча шмат праблем. Напрыклад, сігналам нагрузкі будзе суперпазіцыя зыходнага сігналу і сігналу рэха, што павялічыць складанасць аналізу сігналу. Адлюстраванне выклікае зваротную страту (зваротную страту), якая ўплывае на сігнал гэтак жа моцна, як і дадатковыя перашкоды:

1. Сігнал, адлюстраваны назад да крыніцы сігналу, павялічыць шум сістэмы, што абцяжарыць прымач адрозніваць шум ад сігналу;

2. Любы адлюстраваны сігнал у асноўным пагоршыць якасць сігналу і зменіць форму ўваходнага сігналу. Наогул кажучы, рашэннем з’яўляецца, у асноўным, супадзенне імпедансу (напрыклад, імпеданс ўзаемасувязі павінен вельмі адпавядаць імпедансу сістэмы), але часам разлік імпедансу з’яўляецца больш клапотным, можна звярнуцца да нейкага праграмнага забеспячэння для разліку супраціву лініі перадачы. Метады ліквідацыі перашкод у лініі перадачы пры праектаванні друкаванай платы наступныя:

(a) Пазбягайце разрыву імпедансу ліній перадачы. Пункт перарывістага імпедансу – гэта кропка мутацыі лініі перадачы, такой як прамы кут, скразнае адтуліну і г.д., якую варта пазбягаць, наколькі гэта магчыма. Метады: Каб пазбегнуць прамых кутоў лініі, наколькі гэта магчыма, каб ісці пад вуглом або дугой 45 °, вялікі кут таксама можа быць; Выкарыстоўвайце як мага менш скразных адтулін, таму што кожнае скразнае адтуліну ўяўляе сабой разрыв супраціву, як паказана на мал. 5; Сігналы з вонкавага пласта пазбягаюць праходжання праз унутраны пласт і наадварот.

Высокачашчынная канструкцыя друкаванай платы ўзнікае з-за перашкод

Малюнак 5: Метад ліквідацыі перашкод у лініі перадачы

(б) Не выкарыстоўвайце лініі стаўкі. Таму што любая ворс – гэта крыніца шуму. Калі лінія ворса кароткая, яе можна падключыць у канцы лініі электраперадачы; Калі лінія ворсу доўгая, яна будзе прымаць асноўную лінію перадачы ў якасці крыніцы і вырабляць вялікае адлюстраванне, што ўскладніць праблему. Рэкамендуецца не выкарыстоўваць яго.

Па -трэцяе, злучэнне

1. Злучэнне агульнага імпедансу: гэта агульны канал сувязі, гэта значыць крыніца перашкод і перашкодавае прылада часта падзяляюць некаторыя праваднікі (напрыклад, крыніца харчавання, шына і агульнае зазямленне), як паказана на малюнку 6.

Высокачашчынная канструкцыя друкаванай платы ўзнікае з-за перашкод

Малюнак 6: Агульны імпеданс сувязі

У гэтым канале зніжэнне Ic выклікае агульнамодавае напружанне ў цыкле паслядоўнага току, што ўплывае на прыёмнік.

2. Звычайная сувязь поля прывядзе да таго, што крыніца выпраменьвання выкліча напружанне ў модзе ў пятлі, утворанай перашкодай, і на агульнай апорнай паверхні.

Калі магнітнае поле з’яўляецца дамінуючым, значэнне агульнамодавага напружання, якое генеруецца ў паслядоўным ланцугу зазямлення, складае Vcm =-(△ B/△ t)* вобласць (дзе △ B = змяненне інтэнсіўнасці магнітнай індукцыі). Калі гэта электрамагнітнае поле, калі яго значэнне электрычнага поля вядома, яго індукаванае напружанне: Vcm = (L*H*F*E)/48, формула падыходзіць для L (m) = 150 МГц, за гэтую мяжу разлік максімальнага індукаванага напружання можна спрасціць так: Vcm = 2*H*E.

3. Сувязь поля дыферэнцыяльнага рэжыму: адносіцца да прамога выпраменьвання парай правадоў або друкаванай платай на правадзе і атрыманай індукцыяй яго завесы. Калі вы падыдзеце як мага бліжэй да двух правадоў. Гэта сувязь значна зніжаецца, таму два провада можна скруціць разам, каб паменшыць перашкоды.

4. Міжлінейная сувязь (перакрыжаванне) можа выклікаць непажаданую сувязь паміж любой лініяй або паралельнай схемай, што значна пашкодзіць прадукцыйнасці сістэмы. Яго тып можна падзяліць на ёмістныя перакрыжаванні і ўспрымальныя перакрыжаванні.

Першы з іх заключаецца ў тым, што паразітная ёмістасць паміж лініямі стварае шум на крыніцы шуму, звязаны з лініяй прыёму шуму праз упырск току. Апошняе можна разглядаць як сувязь сігналаў паміж першаснымі каскадамі непажаданага паразітычнага трансфарматара. Памер індуктыўных перакрыжаванняў залежыць ад блізкасці дзвюх завес, памеру плошчы завесы і супраціву нагрузкі.

5. Злучэнне кабеля харчавання: Кабелі харчавання пераменнага або пастаяннага току перашкаджаюць электрамагнітным перашкодам

Перадача на іншыя прылады.

Ёсць некалькі спосабаў ліквідацыі перакрыжаванняў у дызайне друкаванай платы:

1. Абодва тыпу перакрыжаванняў павялічваюцца з павелічэннем супраціву нагрузкі, таму сігнальныя лініі, адчувальныя да перашкод, выкліканых перакрыжаваннем, павінны быць належным чынам абарваны.

2. Павялічце адлегласць паміж сігнальнымі лініямі, каб эфектыўна знізіць ёмістныя перакрыжаванні. Кіраванне зямлёй, адлегласць паміж праводкамі (напрыклад, актыўныя сігнальныя лініі і лініі зазямлення для ізаляцыі, асабліва ў стане скачка паміж сігнальнай лініяй і зямлёй да інтэрвалу) і зніжэнне індуктыўнасці вываду.

3. Ёмістныя перакрыжаванні таксама можна эфектыўна знізіць, уводзячы провад зазямлення паміж суседнімі сігнальнымі лініямі, якія павінны быць падлучаны да пласта кожную чвэрць даўжыні хвалі.

4. Для разумнага перакрыжавання вобласць цыкла павінна быць зведзена да мінімуму, а калі гэта дазволена, цыкл трэба ліквідаваць.

5. Пазбягайце цыклаў абмену сігналам.

6. Звярніце ўвагу на цэласнасць сігналу: канструктар павінен уключыць канцы ў працэс зваркі, каб вырашыць цэласнасць сігналу. Дызайнеры, якія выкарыстоўваюць гэты падыход, могуць засяродзіцца на даўжыні мікрапалосы ахоўнай меднай фальгі, каб атрымаць добрыя паказчыкі цэласнасці сігналу. Для сістэм з шчыльнымі раздымамі ў структуры сувязі дызайнер можа выкарыстоўваць друкаваную плату ў якасці тэрмінала.

Чатыры, электрамагнітныя перашкоды

З павелічэннем хуткасці EMI становіцца ўсё больш сур’ёзным і з’яўляецца ў многіх аспектах (напрыклад, электрамагнітныя перашкоды на злучэннях). Высакахуткасныя прылады асабліва адчувальныя да гэтага і будуць прымаць высакахуткасныя фальшывыя сігналы, у той час як нізкахуткасныя прылады будуць ігнараваць такія ілжывыя сігналы.

Ёсць некалькі спосабаў ліквідацыі электрамагнітных перашкод у канструкцыі друкаванай платы:

1. Скарачэнне завес: Кожная пятля эквівалентная антэне, таму нам неабходна мінімізаваць колькасць завес, плошчу завес і антэнны эфект завес. Пераканайцеся, што сігнал мае толькі адзін контур цыклу ў любых двух кропках, пазбягайце штучных завес і па магчымасці выкарыстоўвайце ўзровень харчавання.

2. Фільтраванне: Фільтраванне можа быць выкарыстана для памяншэння EMI як на лініі электраперадачы, так і на сігнальнай лініі. Ёсць тры метады: развязка кандэнсатара, фільтр EMI і магнітны элемент. Фільтр EMI паказаны на малюнку 7.

Высокачашчынная канструкцыя друкаванай платы ўзнікае з-за перашкод

Малюнак 7: Тыпы фільтраў

3. Экранаванне. У выніку працягласці выпуску плюс мноства дыскусійных ахоўных артыкулаў, больш няма канкрэтнага ўступу.

4. Знізіць хуткасць працы высокачашчынных прылад.

5. Павялічце дыэлектрычную сталую плату друкаванай платы, што можа прадухіліць выпраменьванне вонкава частак высокай частоты, такіх як лінія перадачы каля платы; Павялічыць таўшчыню друкаванай платы, звесці да мінімуму таўшчыню мікрапалосавай лініі, можна прадухіліць перакід электрамагнітнай лініі, а таксама прадухіліць выпраменьванне.

На гэтым этапе мы можам зрабіць выснову, што ў дызайне друкаванай платы з ВЧ мы павінны прытрымлівацца наступных прынцыпаў:

1. Уніфікацыя і стабільнасць харчавання і зямлі.

2. Старанна прадуманая праводка і належныя развязкі могуць ліквідаваць адлюстраванні.

3. Уважліва прадуманая праводка і належныя развязкі могуць знізіць ёмістныя і індуктыўныя перакрыжаванні.

4. Падаўленне шуму патрабуецца для задавальнення патрабаванняў ЭМС.