Sa laraw sa Papan PCB, uban ang dali nga pagdugang sa frequency, adunay daghang pagpanghilabot nga lahi sa sa papan nga low-frequency nga PCB. Labut pa, sa pagdugang sa frequency ug sa panagsumpaki tali sa miniaturization ug mubu nga gasto sa PCB board, kini nga pagpanghilabot mahimong labi ka komplikado.

Sa tinuud nga panukiduki, makahinapos kita nga adunay labi ka upat nga bahin sa pagpanghilabot, lakip ang kasaba sa suplay sa kuryente, pagkaguba sa linya sa transmission, pagkabit ug electromagnetic interferensi (EMI). Pinaagi sa pag-analisar sa lainlaing mga problema sa pagpanghilabot sa high-frequency PCB ug paghiusa sa pagpraktis sa trabaho, gipaayo ang mga epektibo nga solusyon.

Una, kasaba sa suplay sa kuryente

Sa taas nga frequency circuit, ang kasaba sa suplay sa kuryente adunay klaro nga impluwensya sa taas nga frequency signal. Therefore, the first requirement of the power supply is low noise. Clean floors are just as important as clean electricity. Why? The power characteristics are shown in Figure 1. Dayag, ang suplay sa kuryente adunay usa ka piho nga impedance, ug ang impedance naapud-apod sa tibuuk nga suplay sa kuryente, busa, ang kasaba idugang sa suplay sa kuryente.

Then we should minimize the impedance of the power supply, so it is best to have a dedicated power supply layer and grounding layer. Sa disenyo sa hf circuit, labi ka kaayo nga laraw ang suplay sa kuryente ingon usa ka sapaw kaysa sa usa ka bus sa kadaghanan nga mga kaso, aron ang loop kanunay nga makasunod sa agianan sa dyutay nga impedance.

In addition, the power board must provide a signal loop for all generated and received signals on the PCB. This minimizes the signal loop and thus reduces noise, which is often overlooked by low-frequency circuit designers.

Ang laraw sa PCB nga adunay kasubsob nga mga panghitabo adunay mga solusyon sa pagkaguba

Larawan 1: Mga kinaiyahan sa kuryente

Daghang mga paagi aron mawala ang kasaba sa kuryente sa laraw sa PCB:

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. If the opening of the power supply layer is too large, it is bound to affect the signal loop, the signal is forced to bypass, the loop area increases, and the noise increases. At the same time, if several signal lines are clustered near the opening and share the same loop, the common impedance will cause crosstalk. Tan-awa ang Figure 2.

Ang laraw sa PCB nga adunay kasubsob nga mga panghitabo adunay mga solusyon sa pagkaguba

Figure 2: Kasagaran nga agianan sa bypass signal loop

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. Analog ug digital nga suplay sa kuryente aron magkabulag: ang mga aparato nga adunay frequency nga kadaghanan kanunay nga sensitibo sa digital nga kasaba, busa kinahanglan nga bulagon ang duha, magkonektar nga magkonekta sa entrada sa suplay sa kuryente, kung ang signal sa analog ug digital nga mga bahin sa mga pulong, mahimong ibutang sa signal sa usa ka loop aron maminusan ang lugar sa loop. Ang gigamit nga digital-analog span alang sa signal loop gipakita sa Figure 3.

Ang laraw sa PCB nga adunay kasubsob nga mga panghitabo adunay mga solusyon sa pagkaguba

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.

Ang laraw sa PCB nga adunay kasubsob nga mga panghitabo adunay mga solusyon sa pagkaguba

Hulagway 4: Ibutang ang kordon sa kuryente tupad sa linya sa signal

Two, transmission line

Adunay duha ra nga posible nga mga linya sa pagbalhin sa usa ka PCB:

Ang labing kadaghan nga problema sa linya sa laso ug linya sa microwave mao ang pagpamalandong. Ang pagpamalandong hinungdan sa daghang mga problema. Pananglitan, ang signal sa pag-load mahimong superposition sa orihinal nga signal ug signal sa echo, nga magdugang sa kalisud sa pagtuki sa signal. Ang pagsalamin hinungdan sa pagkawala sa pagbalik (pagkawala sa pagbalik), nga nakaapekto sa signal sama ka daotan sa pagdugang sa pagkaguba sa kasaba:

1. Ang signal nga gipakita balik sa gigikanan sa signal magdugang sa kasaba sa sistema, nga labi ka lisud alang sa tigdawat nga mailhan ang kasaba gikan sa signal;

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) Avoid impedance discontinuity of transmission lines. Ang punto sa dili paghunong nga impedance mao ang punto sa mutation linya sa pagbalhin, sama sa tul-id nga suok, pinaagi sa lungag, ug uban pa, kinahanglan likayan kutob sa mahimo. Mga pamaagi: Aron malikayan ang tul-id nga mga kanto sa linya, kutob sa mahimo nga moadto sa 45 ° Angle o arc, mahimo usab ang dako nga Angle; Use as few through holes as possible, because each through hole is an impedance discontinuity, as shown in FIG. 5; Signals from the outer layer avoid passing through the inner layer and vice versa.

Ang laraw sa PCB nga adunay kasubsob nga mga panghitabo adunay mga solusyon sa pagkaguba

Figure 5: Method for eliminating transmission line interference

(b) Do not use stake lines. Tungod kay ang bisan unsang linya sa tapok usa ka gigikanan sa kasaba. Kung ang linya sa pundok mubu, mahimo kini makonektar sa katapusan sa linya sa transmission; Kung taas ang linya sa tapok, kuhaon ang punoan nga linya sa pagbalhin ingon nga gigikanan ug makahimo og maayong pamalandung, nga makomplikado ang problema. Girekomenda nga dili kini gamiton.

Ikatulo, ang pagkopya

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.

Ang laraw sa PCB nga adunay kasubsob nga mga panghitabo adunay mga solusyon sa pagkaguba

Figure 6: Common impedance coupling

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. Kini nga pagkopya labi nga gikunhuran, mao nga ang duha nga mga wire mahimong magkalinyas aron maminusan ang pagkaguba.

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. Ang kadak-an sa inductive crosstalk nagdepende sa kaduol sa duha nga mga galong, ang kadako sa lugar nga loop, ug ang impedance sa karga nga naapektohan.

5. Pag-upod sa kuryente sa kuryente: Ang mga kable sa kuryente nga ac o DC nabalda sa pagkaguba sa electromagnetic

Transfer to other devices.

There are several ways to eliminate crosstalk in PCB design:

1. Both types of crosstalk increase with the increase of load impedance, so the signal lines sensitive to interference caused by crosstalk should be properly terminated.

2. Pag-maximize sa distansya taliwala sa mga linya sa signal aron epektibo nga makaminusan ang capacitive crosstalk. Ang pagdumala sa yuta, paglain taliwala sa mga kable (sama sa aktibo nga mga linya sa signal ug mga linya sa yuta alang sa pagbulag, labi na ang kahimtang sa paglukso taliwala sa linya sa signal ug ground to interval) ug pagminus sa inductance sa tingga.

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. Alang sa makatarunganon nga crosstalk, ang lugar sa loop kinahanglan nga maminusan, ug kung gitugotan, kinahanglan mawala ang loop.

5. Avoid signal sharing loops.

6. Hatagi’g pagtagad ang integridad sa signal: kinahanglan ipatuman sa tiglaraw ang mga katapusan sa proseso sa welding aron masulbad ang integridad sa signal. Designers using this approach can focus on the microstrip length of the shielding copper foil in order to obtain good performance of signal integrity. 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.

There are several ways to eliminate electromagnetic interference in PCB design:

1. Pagminus mga galong: Ang matag loop katumbas sa usa ka antena, busa kinahanglan namon nga maminusan ang gidaghanon sa mga galong, ang lugar sa mga galong ug ang antena nga epekto sa mga galong. 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.

Ang laraw sa PCB nga adunay kasubsob nga mga panghitabo adunay mga solusyon sa pagkaguba

Hulagway 7: Mga lahi sa pagsala

3. The shielding. Ingon usa ka sangputanan sa kadugayon sa isyu dugang sa daghang mga artikulo sa taming nga paghisgot, dili na piho nga pasiuna.

4. Reduce the speed of high-frequency devices.

5. Dugangi ang kanunay nga dielectric sa PCB board, nga makababag sa mga bahin sa taas nga frequency sama sa linya sa transmisyon nga duul sa board gikan sa pagsidlak sa gawas; 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. Carefully considered wiring and proper terminations can eliminate reflections.

3. Carefully considered wiring and proper terminations can reduce capacitive and inductive crosstalk.

4. Gikinahanglan ang pagpugong sa kasaba aron matuman ang mga kinahanglanon sa EMC.