Системата за взаимно свързване на платка включва чип към платка, която е свързана вътре PCB и взаимосвързване между печатни платки и външни устройства. В RF проектирането електромагнитните характеристики в точката на свързване са един от основните проблеми, пред които е изправено инженерното проектиране. Тази статия представя различни техники на горните три типа проектиране на взаимно свързване, включително методи за инсталиране на устройства, изолиране на окабеляване и мерки за намаляване на индуктивността на проводниците.

Има признаци, че печатните платки се проектират с нарастваща честота. Тъй като скоростите на данни продължават да се увеличават, необходимата за предаване на данни честотна лента също изтласква тавана на честотата на сигнала до 1GHz или по -висока. Тази високочестотна сигнална технология, макар и далеч отвъд технологията на милиметровите вълни (30 GHz), включва радиочестотна и нискочестотна микровълнова технология.

Методите за проектиране на RF инженеринг трябва да могат да се справят с по -силните ефекти на електромагнитното поле, които обикновено се генерират при по -високи честоти. Тези електромагнитни полета могат да индуцират сигнали по съседни сигнални линии или линии на печатни платки, причинявайки нежелани кръстосани смущения (смущения и общ шум) и увреждайки работата на системата. Обратната загуба се причинява главно от несъответствие на импеданса, което има същия ефект върху сигнала като допълнителен шум и смущения.

Високата загуба на връщане има два отрицателни ефекта: 1. Сигналът, отражен обратно към източника на сигнал, ще увеличи шума на системата, което ще затрудни приемника да различава шума от сигнала; 2. 2. Всеки отражен сигнал значително ще влоши качеството на сигнала, тъй като формата на входния сигнал се променя.

Въпреки че цифровите системи са много устойчиви на повреди, тъй като се занимават само с 1 и 0 сигнали, хармониците, генерирани, когато импулсът се повишава с висока скорост, причиняват сигнала да бъде по -слаб при по -високи честоти. Въпреки че корекцията на грешки напред може да премахне някои от отрицателните ефекти, част от честотната лента на системата се използва за предаване на излишни данни, което води до влошаване на производителността. По -добро решение е радиочестотните ефекти да помагат, а не да нарушават целостта на сигнала. Препоръчва се общата загуба на връщане при най -високата честота на цифрова система (обикновено лоша точка на данни) да бъде -25dB, еквивалентна на VSWR от 1.1.

Дизайнът на печатни платки има за цел да бъде по -малък, по -бърз и по -евтин. За RF PCBS високоскоростните сигнали понякога ограничават миниатюризацията на дизайна на печатни платки. Понастоящем основният метод за решаване на проблема с кръстосаните разговори е управлението на земята, разстоянието между окабеляването и намаляването на индуктивността на проводниците. Основният метод за намаляване на загубата на връщане е съвпадението на импеданса. Този метод включва ефективно управление на изолационните материали и изолиране на активни сигнални линии и заземяващи линии, особено между състоянието на сигналната линия и земята.

Тъй като взаимовръзката е най -слабото звено във веригата на веригата, в RF проектирането електромагнитните свойства на точката на свързване са основният проблем, пред който е изправен инженерният дизайн, всяка точка на свързване трябва да бъде проучена и съществуващите проблеми да бъдат решени. Взаимовръзката на печатната платка включва взаимно свързване чип-платка, свързване на печатни платки и свързване на вход/изход на сигнал между печатни платки и външни устройства.

Връзка между чип и печатна платка

Вече са налични чиповете PenTIum IV и високоскоростните чипове, съдържащи голям брой входни/изходни връзки. Що се отнася до самия чип, неговата производителност е надеждна, а скоростта на обработка е в състояние да достигне 1GHz. Един от най-вълнуващите аспекти на неотдавнашния GHz Interconnect симпозиум (www.az.ww. Com) е, че подходите за справяне с непрекъснато увеличаващия се обем и честота на входно-изходните операции са добре известни. Основният проблем на взаимовръзката между чип и печатна платка е, че плътността на взаимовръзката е твърде висока. Представено бе иновативно решение, което използва локален безжичен предавател вътре в чипа за предаване на данни към близката платка.

Независимо дали това решение работи или не, на присъстващите беше ясно, че технологията за проектиране на IC е далеч пред технологията за проектиране на печатни платки за високочестотни приложения.

Връзка между печатни платки

Техниките и методите за проектиране на hf PCB са както следва:

1. За ъгъла на електропровода трябва да се използва ъгъл от 45 °, за да се намалят загубите при връщане (ФИГ. 1);

2 изолационна постоянна стойност според нивото на строго контролирана високопроизводителна изолационна платка. Този метод е полезен за ефективно управление на електромагнитното поле между изолационен материал и съседни проводници.

3. Спецификациите на дизайна на печатни платки за високоточно ецване трябва да бъдат подобрени. Помислете за посочване на обща грешка в ширината на линията от +/- 0.0007 инча, управление на подрязване и напречни сечения на форми на окабеляване и уточняване на условията за облицовка на страничната стена на окабеляването. Цялостното управление на геометрията на окабеляването (тел) и повърхностите на покритието е важно за справяне с кожните ефекти, свързани с микровълновите честоти, и за прилагане на тези спецификации.

4. В стърчащите проводници има индуктивност на крана. Избягвайте да използвате компоненти с проводници. За високочестотни среди е най -добре да използвате повърхностно монтирани компоненти.

5. За сигнал през отвори, избягвайте използването на PTH процес върху чувствителната плоча, тъй като този процес може да причини индуктивност на проводника в отвора.

6. Осигурете обилни наземни слоеве. Формованите отвори се използват за свързване на тези заземителни слоеве, за да се предотврати влиянието на 3d електромагнитни полета върху платката.

7. За да изберете процес на никелиране без електролиза или потапяне, не използвайте метода на HASL покритие. Тази галванизирана повърхност осигурява по-добър ефект на кожата при високочестотни токове (Фигура 2). В допълнение, това високо заваряемо покритие изисква по -малко проводници, което помага за намаляване на замърсяването на околната среда.

8. Слоят за устойчивост на запояване може да попречи на течащата спойка паста. Въпреки това, поради несигурността на дебелината и неизвестните изолационни характеристики, покриването на цялата повърхност на плочата с материал за устойчивост на спойка ще доведе до голяма промяна в електромагнитната енергия в дизайна на микро ленти. Като цяло, язовир за спойка се използва като слой за устойчивост на спойка.

Ако не сте запознати с тези методи, консултирайте се с опитен инженер -дизайнер, който е работил върху микровълнови платки за военните. Можете също да обсъдите с тях какъв ценови диапазон можете да си позволите. Например, по-икономично е да се използва медна опорна копланарна микро лентова конструкция, отколкото лентова конструкция. Обсъдете това с тях, за да добиете по -добра представа. Добрите инженери може да не са свикнали да мислят за разходите, но техните съвети могат да бъдат много полезни. Ще бъде дългосрочна работа за обучение на млади инженери, които не са запознати с радиочестотните ефекти и нямат опит в справянето с радиочестотните ефекти.

Освен това могат да се възприемат и други решения, като подобряване на компютърния модел, за да може да се справи с радиочестотни ефекти.

PCB взаимосвързаност с външни устройства

Сега можем да приемем, че сме решили всички проблеми с управлението на сигнала на платката и на взаимовръзките на дискретни компоненти. И така, как да разрешите проблема с входа/изхода на сигнала от платката към проводника, свързващ отдалеченото устройство? Trompeter Electronics, новатор в технологията на коаксиални кабели, работи по този проблем и постигна известен важен напредък (Фигура 3). Също така погледнете електромагнитното поле, показано на фигура 4 по -долу. В този случай ние управляваме преобразуването от микролентов към коаксиален кабел. В коаксиалните кабели заземените слоеве са преплетени в пръстени и равномерно разположени. В микропоясите заземителният слой е под активната линия. Това въвежда определени крайни ефекти, които трябва да бъдат разбрани, предсказани и разгледани по време на проектирането. Разбира се, това несъответствие също може да доведе до загуба и трябва да бъде сведено до минимум, за да се избегнат шумове и смущения в сигнала.

Управлението на проблема с вътрешния импеданс не е проблем на дизайна, който може да бъде пренебрегнат. Импедансът започва от повърхността на платката, преминава през спойка към съединението и завършва в коаксиалния кабел. Тъй като импедансът варира в зависимост от честотата, колкото по -висока е честотата, толкова по -трудно е управлението на импеданса. Проблемът с използването на по -високи честоти за предаване на сигнали през широколентов достъп изглежда е основният проблем при проектирането.

Тази статия обобщава

Технологията на печатни платки се нуждае от непрекъснато усъвършенстване, за да отговори на изискванията на дизайнерите на IC. Управлението на Hf сигнали в дизайна на печатни платки и управлението на входа/изхода на сигнала на печатната платка се нуждаят от непрекъснато усъвършенстване. Каквито и вълнуващи иновации да идват, мисля, че честотната лента ще става все по -висока и използването на високочестотни сигнали ще бъде предпоставка за този растеж.