The interconnect of štampana ploča sistem uključuje ploču sa čipom na pločicu, međusobno povezivanje unutar PCB-a i međusobno povezivanje između PCB-a i vanjskih uređaja. 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.

Postoje znakovi da se tiskane ploče dizajniraju sve učestalije. 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.

Metode projektiranja RF inženjeringa moraju biti u stanju podnijeti jače efekte elektromagnetskog polja koji se obično stvaraju na višim frekvencijama. Ova elektromagnetska polja mogu inducirati signale na susjednim signalnim vodovima ili linijama PCB -a, uzrokujući neželjeno preslušavanje (smetnje i ukupna buka) i narušavajući performanse sistema. 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. Svaki reflektirani signal bitno će umanjiti kvalitetu signala jer se mijenja oblik ulaznog signala.

Iako su digitalni sustavi vrlo otporni na kvarove jer se bave samo signalima 1 i 0, harmonijski signali nastali pri velikom porastu impulsa uzrokuju slabiji signal na višim frekvencijama. Iako ispravljanje grešaka prema naprijed može eliminirati neke negativne učinke, dio sistemske propusnosti koristi se za prijenos suvišnih podataka, što rezultira smanjenjem performansi. Bolje rješenje je imati RF efekte koji pomažu, a ne narušavaju integritet signala. Preporučuje se da ukupni povratni gubitak pri najvećoj frekvenciji digitalnog sistema (obično slaba tačka podataka) bude -25dB, što je ekvivalentno VSWR -u 1.1.

Cilj dizajna PCB -a je biti manji, brži i jeftiniji. Za RFPCB, signali velike brzine ponekad ograničavaju minijaturizaciju dizajna PCB-a. Trenutno je glavna metoda za rješavanje problema ukrštanja provođenje upravljanja spojevima na tlo, provođenje razmaka između ožičenja i smanjenje induktivnosti olova. Glavni način smanjenja povratnog gubitka je usklađivanje impedanse. Ova metoda uključuje učinkovito upravljanje izolacijskim materijalima i izolaciju aktivnih signalnih vodova i vodova uzemljenja, posebno između stanja signalne linije i mase.

Budući da je međusobna veza najslabija karika u lancu kola, u RF dizajnu, elektromagnetska svojstva tačke međupovezivanja glavni su problemi s kojima se suočava inženjerski dizajn, svaku točku međusobne veze treba istražiti i riješiti postojeće probleme. Međusobno povezivanje tiskanih ploča uključuje međusobno povezivanje čip-ploča, međusobno povezivanje PCB-a i ulazno/izlazno povezivanje signala između PCB-a i vanjskih uređaja.

I. Povezivanje čipa i PCB ploče

Bez obzira radi li ovo rješenje ili ne, prisutnima je bilo jasno da je IC tehnologija dizajna daleko ispred tehnologije dizajna PCB -a za visokofrekvencijske aplikacije.

PCB međusobno povezivanje

Tehnike i metode za projektiranje hf PCB -a su sljedeće:

1. Ugao od 45 ° treba koristiti za ugao dalekovoda kako bi se smanjio povratni gubitak (slika 1);

2 konstantna vrijednost izolacije prema razini strogo kontrolirane izolacijske ploče visokih performansi. Ova metoda je korisna za učinkovito upravljanje elektromagnetskim poljem između izolacijskog materijala i susjednih ožičenja.

3. Specifikacije dizajna PCB -a za precizno jetkanje treba poboljšati. Razmislite o navođenju ukupne greške širine linije od +/- 0.0007 inča, upravljanju podrezivanjem i presjecima oblika ožičenja i specificiranjem uslova oblaganja bočnih zidova ožičenja. 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. U izbočenim vodovima postoji induktivnost slavine. Izbjegavajte korištenje komponenti s vodičima. Za visokofrekventna okruženja najbolje je koristiti komponente montirane na površini.

5. Za signal kroz rupe, izbjegavajte upotrebu PTH procesa na osjetljivoj ploči, jer ovaj proces može uzrokovati induktivnost olova u prolaznoj rupi. 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. Omogućite obilne slojeve tla. Moulded holes are used to connect these grounding layers to prevent 3d electromagnetic fields from affecting the circuit board.

7. Da biste odabrali postupke pocinkovanja bez elektrolize ili potapanja, ne koristite metodu HASL oplate. Ova galvanizirana površina pruža bolji učinak kože za visokofrekventne struje (slika 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. Međutim, zbog neizvjesnosti debljine i nepoznatih izolacijskih svojstava, prekrivanje cijele površine ploče materijalom otpornom na lemljenje dovest će do velike promjene elektromagnetske energije u dizajnu mikrotrakastih traka. Generally, solderdam is used as welding resistance layer.

Ako niste upoznati s ovim metodama, obratite se iskusnom inženjeru dizajnera koji je radio na vojnim pločama mikrovalnih ploča. You can also discuss with them what price range you can afford. Na primjer, ekonomičnije je koristiti Coplanar mikrotrakasti dizajn s bakrenom podlogom nego dizajn stripline, a o tome možete razgovarati s njima kako biste dobili bolji savjet. Dobri inženjeri možda nisu navikli razmišljati o troškovima, ali njihovi savjeti mogu biti od velike pomoći. Biće to dugotrajan posao za obuku mladih inženjera koji nisu upoznati sa RF efektima i nemaju iskustva u suočavanju sa RF efektima.

Osim toga, mogu se usvojiti i druga rješenja, poput poboljšanja računarskog modela kako bi se moglo nositi s RF efektima.

PCB povezivanje s vanjskim uređajima

Sada možemo pretpostaviti da smo riješili sve probleme upravljanja signalom na ploči i na međusobnim vezama diskretnih komponenti. Dakle, kako riješiti problem ulaza/izlaza signala s pločice na žicu koja povezuje udaljeni uređaj? TrompeterElectronics, inovator u tehnologiji koaksijalnih kabela, radi na ovom problemu i postigao je značajan napredak (slika 3). Also, take a look at the electromagnetic field shown in Figure 4 below. U ovom slučaju upravljamo konverzijom iz mikrotrakastog u koaksijalni kabel. U koaksijalnim kablovima, slojevi uzemljenja su isprepleteni u prstenovima i ravnomerno raspoređeni. U mikro pojasevima, sloj uzemljenja je ispod aktivne linije. Ovo uvodi određene rubne efekte koje je potrebno razumjeti, predvidjeti i uzeti u obzir u vrijeme projektiranja. Naravno, ovo neslaganje također može dovesti do gubitka i mora se minimizirati kako bi se izbjegle smetnje i smetnje u signalu.

Upravljanje problemom unutarnje impedancije nije problem dizajna koji se može zanemariti. Impedansa počinje na površini ploče, prolazi kroz lemljeni spoj do zgloba i završava kod koaksijalnog kabela. Budući da impedancija varira ovisno o frekvenciji, što je veća frekvencija, teže je upravljanje impedansom. The problem of using higher frequencies to transmit signals over broadband appears to be the main design problem.