S razvojem komunikacijske tehnologije, ručni radio ploča visoke frekvencije tehnologija se sve više koristi, kao što su: bežični pejdžer, mobilni telefon, bežični PDA, itd., performanse radiofrekvencijskog kruga izravno utječu na kvalitetu cijelog proizvoda. Jedna od najvećih karakteristika ovih ručnih proizvoda je minijaturizacija, a minijaturizacija znači da je gustoća komponenti vrlo velika, zbog čega se komponente (uključujući SMD, SMC, goli čip itd.) Međusobno ometaju. Ako se signalom elektromagnetskih smetnji ne rukuje pravilno, cijeli sustav strujnog kruga možda neće raditi ispravno. Stoga je način sprječavanja i suzbijanja elektromagnetskih smetnji i poboljšanja elektromagnetske kompatibilnosti postao vrlo važna tema u dizajnu PCB -a sa RF krugovima. Isti krug, drugačija struktura PCB -a, njegov indeks performansi uvelike će se razlikovati. U ovom se radu raspravlja o tome kako maksimizirati performanse kola kako bi se postigli zahtjevi elektromagnetske kompatibilnosti pri korištenju Protel99 SE softvera za projektiranje RF sklopova PCB -a od proizvoda od palmi.

1. Izbor ploče

Podloga štampane ploče uključuje organske i anorganske kategorije. Najvažnija svojstva podloge su dielektrična konstanta ε R, faktor disipacije (ili dielektrični gubitak) Tan δ, koeficijent toplinskog širenja CET i upijanje vlage. ε R utječe na impedanciju kola i brzinu prijenosa signala. Za visokofrekventna kola tolerancija dopuštenja je prvi i kritičniji faktor koji treba uzeti u obzir te je potrebno odabrati podlogu s niskom tolerancijom propusnosti.

2. Proces projektovanja PCB -a

Budući da se softver Protel99 SE razlikuje od Protel 98 i drugog softvera, ukratko se raspravlja o procesu dizajniranja PCB -a pomoću programa Protel99 SE.

① Budući da Protel99 SE prihvaća upravljanje načinom rada baze podataka PROJECT, što je implicitno u sustavu Windows 99, stoga bismo prvo trebali postaviti datoteku baze podataka za upravljanje shematskim dijagramom sklopa i dizajniranim rasporedom PCB -a.

② Dizajn šematskog dijagrama. Da bi se ostvarilo mrežno povezivanje, sve korištene komponente moraju postojati u biblioteci komponenti prije projektiranja principa; u suprotnom, potrebne komponente trebaju biti napravljene u SCHLIB -u i pohranjene u datoteci biblioteke. Zatim jednostavno pozovete potrebne komponente iz biblioteke komponenti i povežete ih prema dizajniranoj shemi kola.

③ Nakon što je shematski dizajn dovršen, može se formirati mrežna tablica za upotrebu u dizajnu PCB -a.

CPCB dizajn. A. Određivanje oblika i veličine CB -a. Oblik i veličina PCB -a određuju se prema položaju PCB -a u proizvodu, veličini i obliku prostora i saradnji s drugim dijelovima. Nacrtajte oblik PCB -a pomoću naredbe PLACE TRACK na MEHANIČKOM SLOJU. B. Napravite rupe za pozicioniranje, oči i referentne tačke na PCB -u prema zahtjevima SMT -a. C. Proizvodnja komponenti. Ako trebate koristiti neke posebne komponente koje ne postoje u biblioteci komponenti, morate napraviti komponente prije izgleda. Proces izrade komponenti u Protel99 SE je relativno jednostavan. Odaberite naredbu „MAKE LIBRARY“ u meniju „DESIGN“ za ulazak u prozor za izradu COMPONENT -a, a zatim odaberite naredbu „NEW COMPONENT“ u meniju „TOOL“ za DESIGN komponente. U ovom trenutku samo nacrtajte odgovarajući PAD na određenom položaju i uredite ga u potrebni PAD (uključujući oblik, veličinu, unutarnji promjer i kut PAD -a itd., Te označite odgovarajući naziv pin -a PAD -a) na TOP LAYER s naredbom PLACE PAD i tako dalje prema obliku i veličini stvarne komponente. Zatim pomoću naredbe PLACE TRACK izvucite maksimalni izgled komponente u TOP OVERLAYER -u, odaberite naziv komponente i pohranite je u biblioteku komponenti. D. Nakon što se naprave komponente, izvršit će se raspored i ožičenje. Ova dva dijela bit će detaljno obrađena u nastavku. E. Provjerite nakon završetka gornje procedure. S jedne strane, ovo uključuje provjeru principa kola, s druge strane, potrebno je provjeriti međusobno slaganje i sastavljanje. Princip kola može se provjeriti ručno ili automatski putem mreže (mreža formirana shematskim dijagramom može se usporediti s mrežom koju čini PCB). F. Nakon provjere, arhivirajte i ispišite datoteku. U Protel99 SE morate pokrenuti naredbu EXPORT u opciji FILE da biste spremili FILE na navedenu putanju i FILE (naredba IMPORT je IMPORT A FILE to Protel99 SE). Napomena: U opciji „DATOTEKA“ Protel99 SE „SAVE COPY AS…“ Nakon izvršavanja naredbe, odabrano ime datoteke nije vidljivo u sustavu Windows 98, pa se datoteka ne može vidjeti u Resource Manageru. Ovo se razlikuje od “SAVE AS …” u Protel 98. Ne funkcionira potpuno isto.

3. Raspored komponenti

Budući da SMT općenito koristi zavarivanje toplinskim protokom infracrvenih peći za zavarivanje komponenti, raspored komponenti utječe na kvalitetu lemljenih spojeva, a zatim utječe na prinos proizvoda. Za dizajn PCB -a RF kruga, elektromagnetska kompatibilnost zahtijeva da svaki modul kruga ne proizvodi elektromagnetsko zračenje koliko je god moguće, te ima određenu sposobnost da se odupre elektromagnetskim smetnjama. Stoga raspored komponenti također direktno utječe na smetnje i sposobnost protiv smetnji samog kola, što je također direktno povezano s performansama projektiranog kola. Stoga bismo u dizajnu PCB -a za RF krug, pored izgleda običnog dizajna PCB -a, trebali razmotriti i kako smanjiti smetnje između različitih dijelova RF kruga, kako smanjiti smetnje samog kola na druga kola i sposobnost samog kola protiv smetnji. Prema iskustvu, učinak RF sklopa ne ovisi samo o indeksu performansi same RF ploče, već i o interakciji s procesorskom pločom procesora u velikoj mjeri. Stoga je u dizajnu PCB -a razuman raspored posebno važan.

Opći princip rasporeda: komponente trebaju biti raspoređene u istom smjeru što je više moguće, a loš fenomen zavarivanja može se smanjiti ili čak izbjeći odabirom smjera PCB -a koji ulazi u sistem za taljenje kositra; Prema iskustvu, razmak između komponenti trebao bi biti najmanje 0.5 mm kako bi se ispunili zahtjevi za komponente za topljenje kositra. Ako prostor na PCB ploči dopušta, prostor između komponenti trebao bi biti što širi. Za dvostruke ploče jedna strana treba biti dizajnirana za SMD i SMC komponente, a druga strana su diskretne komponente.

Napomena u izgledu:

* Prvo odredite položaj komponenti sučelja na PCB -u s drugim PCB pločama ili sistemima i obratite pažnju na koordinaciju komponenti sučelja (poput orijentacije komponenti itd.).

* Zbog male količine ručnih proizvoda, komponente su složene na kompaktan način, pa se za veće komponente mora dati prioritet određivanju odgovarajuće lokacije i razmotriti problem međusobne koordinacije.

* pažljiva analiza strukture kola, obrada bloka kola (poput kruga pojačala visoke frekvencije, kruga miješanja i demodulacionog kruga itd.), koliko je god moguće za odvajanje signala jake struje i signala slabe struje, zasebnog digitalnog signalnog kola i analognog signala krug, kompletna ista funkcija kruga treba biti raspoređena u određenom rasponu, čime se smanjuje površina petlje signala; Mreža za filtriranje svakog dijela kruga mora biti povezana u blizini, tako da se ne samo može smanjiti zračenje, već i smanjiti vjerovatnoća smetnji, u skladu sa sposobnošću kola protiv smetnji.

* Grupirajte ćelijska kola prema njihovoj osjetljivosti na elektromagnetsku kompatibilnost u upotrebi. Komponente kola koje su osjetljive na smetnje također trebaju izbjegavati izvore smetnji (kao što su smetnje od strane CPU -a na ploči za obradu podataka).

4. Ožičenje

Nakon polaganja komponenti, ožičenje može započeti. Osnovni princip ožičenja je: pod uslovom gustoće sklopa, dizajn ožičenja niske gustoće treba odabrati što je više moguće, a signalno ožičenje treba biti što deblje i tanko, što pogoduje usklađivanju impedanse.

Za RF sklop, nerazuman dizajn smjera signalne linije, širine i razmaka između linija može uzrokovati smetnje između vodova signalnih signala; Osim toga, samo napajanje sistema također sadrži smetnje zbog buke, pa se pri projektiranju RF kruga PCB mora uzeti u obzir sveobuhvatno, razumno ožičenje.

Prilikom ožičenja, sve ožičenje treba biti udaljeno od ivice ploče PCB -a (oko 2 mm), kako ne bi uzrokovalo ili imalo skrivenu opasnost od pucanja žice tijekom proizvodnje ploče. Električni vod bi trebao biti što širi kako bi se smanjio otpor petlje. Istovremeno, smjer dalekovoda i uzemljenja mora biti u skladu sa smjerom prijenosa podataka radi poboljšanja sposobnosti zaštite od smetnji. Signalni vodovi trebaju biti što kraći, a broj rupa treba smanjiti što je više moguće. Što je kraća veza između komponenti, to bolje, kako bi se smanjila raspodjela parametara i elektromagnetske smetnje jedna između druge; Za nekompatibilne signalne linije trebale bi biti udaljene jedna od druge i nastojati izbjegavati paralelne linije, a na pozitivne dvije strane primjenjivati ​​međusobne vertikalne signalne linije; Ožičenje kojem je potrebna adresa ugla treba da bude 135 ° pod odgovarajućim uglom, izbjegavajte skretanje pod pravim uglom.

Linija koja je izravno povezana s jastučićem ne smije biti previše široka, a vod bi trebao biti što dalje od isključenih komponenti kako bi se izbjegao kratki spoj; Rupe ne smiju biti izvučene na komponentama i trebaju biti što dalje od odvojenih dijelova kako bi se izbjeglo virtualno zavarivanje, kontinuirano zavarivanje, kratki spoj i drugi fenomeni u proizvodnji.

U dizajnu PCB -a RF kruga, ispravno ožičenje dalekovoda i žice za uzemljenje posebno je važno, a razuman dizajn najvažnije je sredstvo za prevladavanje elektromagnetskih smetnji. Dosta izvora smetnji na PCB -u generira napajanje i žica za uzemljenje, među kojima žica za uzemljenje uzrokuje najviše smetnji.

Glavni razlog zašto žica za uzemljenje lako uzrokuje elektromagnetske smetnje je impedancija žice za uzemljenje. Kada struja teče kroz tlo, na tlu će se stvoriti napon, što će rezultirati strujom petlje uzemljenja, stvarajući smetnje uzemljenja petlje. Kad više kola dijeli jedan komad uzemljene žice, dolazi do zajedničke impedancijske sprege, što rezultira šumom uzemljenja. Stoga, prilikom ožičenja žice za uzemljenje PCB -a RF kruga, učinite sljedeće:

* Prije svega, krug je podijeljen na blokove, RF krug se u osnovi može podijeliti na visokofrekventno pojačanje, miješanje, demodulaciju, lokalne vibracije i druge dijelove, kako bi se osigurala zajednička potencijalna referentna točka za svako uzemljenje kruga modula kruga, tako da signal se može prenositi između različitih modula kola. Zatim se sažima na mjestu gdje je PCB RF kruga spojena na masu, tj. Sažeto na glavnom uzemljenju. Budući da postoji samo jedna referentna točka, nema zajedničke impedancijske sprege, a time ni problema međusobnih smetnji.

* Digitalno područje i analogno područje u najvećoj mogućoj mjeri izolacija žice uzemljenja, a digitalno uzemljenje i analogno uzemljenje za odvajanje, konačno spojeno na masu za napajanje.

* Žica za uzemljenje u svakom dijelu kruga također treba obratiti pažnju na princip uzemljenja s jednom točkom, minimizirati područje petlje signala i odgovarajuću adresu kruga filtera u blizini.

* Ako prostor dopušta, bolje je izolirati svaki modul žicom za uzemljenje kako biste spriječili međusobni učinak povezivanja signala.

5. zaključak

Ključ dizajna RF PCB-a leži u tome kako smanjiti sposobnost zračenja i kako poboljšati sposobnost zaštite od smetnji. Razumni raspored i ožičenje garancija su PROJEKTOVANJA RF PCB -a. Metoda opisana u ovom radu pomaže u poboljšanju pouzdanosti dizajna PCB -a u RF krugu, rješavanju problema elektromagnetskih smetnji i postizanju svrhe elektromagnetske kompatibilnosti.