L’interconnessione di u sistema di circuitu include circuitu chip-to-circuit, interconnect in PCB è interconnect trà PCB è dispusitivi esterni. In cuncepimentu RF, e caratteristiche elettromagnetiche à u puntu d’interconnessione sò unu di i prublemi principali affrontati da u cuncepimentu di l’ingegneria. Questu documentu introduce diverse tecniche di i trè tippi di interconnessione sopra citati, cumpresi i metudi di installazione di dispositivi, l’isolamentu di i cablaggi è misure per riduce l’induttanza di piombu.

Ci hè segni chì i circuiti stampati sò stati cuncipiti cù una frequenza crescente. Quandu i tassi di dati continuanu à aumentà, a larghezza di banda necessaria per a trasmissione di dati spinge ancu u tettu di frequenza di u signale à 1GHz o più altu. Questa tecnulugia di segnale ad alta frequenza, ancu se al di là di a tecnulugia d’onda millimetrica (30GHz), implica una tecnologia RF è microonde di bassa gamma.

I metudi di cuncepimentu di ingegneria RF devenu esse capaci di gestisce l’effetti di campu elettromagneticu più forti chì sò tipicamente generati à frequenze più alte. Quessi campi elettromagnetichi ponu induce segnali nantu à e linee di segnale adiacenti o linee PCB, causendu crosstalk indesiderabile (interferenza è rumore totale) è dannendu e prestazioni di u sistema. A perdita di ritornu hè principalmente causata da una mancanza di impedenza di impedenza, chì hà u listessu effetti nantu à u signale cum’è rumore additivu è interferenza.

A perdita di ritornu elevata hà dui effetti negativi: 1. U signale riflessu torna à a surghjente di u signale aumenterà u rumu di u sistema, rendendu più difficiule per u ricevitore di distingue u rumore da u signale; 2. 2. Ogni signale riflessu degraderà essenzialmente a qualità di u signale perchè cambia a forma di u signale d’entrata.

Benchì i sistemi numerichi sianu assai tullerenti perchè trattanu solu di signali 1 è 0, l’armoniche generate quandu u polzu cresce à alta velocità facenu chì u signale sia più debule à frequenze più alte. Ancu se a correzione d’errore in avanti pò eliminà alcuni di l’effetti negativi, una parte di a larghezza di banda di u sistema hè aduprata per trasmette dati ridondanti, dendu à a degradazione di e prestazioni. Una soluzione megliu hè di avè effetti RF chì aiutanu piuttostu cà sminuì l’integrità di u signale. Hè cunsigliatu chì a perdita di ritornu tutale à a più alta frequenza di un sistema digitale (di solitu un puntu di dati poveru) sia -25dB, equivalente à un VSWR di 1.1.

U cuncepimentu PCB hà per scopu di esse più chjucu, più veloce è menu caru. Per RF PCBS, i signali à grande velocità limitanu qualchì volta a miniaturizazione di i disegni di PCB. Oghje ghjornu, u metudu principale per risolve u prublema di a conversazione incrociata hè a gestione di u terrenu, u spaziu trà u cablu è riduce l’induttanza di piombu. U metudu principale per riduce a perdita di ritornu hè l’impedenza di cunvenzione. Stu metudu include una gestione efficace di i materiali di isolamentu è l’isolamentu di e linee di segnale attive è di e linee di terra, in particulare trà u statu di a linea di segnale è di a terra.

Perchè l’interconnessione hè u ligame più debule in a catena di circuiti, in cuncepimentu RF, e pruprietà elettromagnetiche di u puntu d’interconnessione hè u prublema principale chì face u cuncepimentu di l’ingegneria, ogni puntu d’interconnessione deve esse investigatu è i prublemi esistenti risolti. L’interconnessione di u circuitu include l’interconnessione chip-to-circuit board, interconnessione PCB è interconnessione di ingressu / uscita di segnale trà PCB è dispositivi esterni.

Interconnessione trà chip è board PCB

U PenTIum IV è i chips à grande velocità chì cuntenenu un gran numeru di interconnessioni d’entrata / uscita sò dighjà dispunibili. In quantu à u chip stessu, e so prestazioni sò affidabili, è a tarifa di trasfurmazione hà sappiutu ghjunghje à 1GHz. Unu di l’aspetti più eccitanti di u recente simposiu GHz Interconnect (www.az.ww. Com) hè chì l’approccii per trattà u vulume è a frequenza sempre più crescenti di I / O sò ben cunnisciuti. U prublema principale di l’interconnessione trà chip è PCB hè chì a densità di interconnect hè troppu alta. Una soluzione innovativa hè stata presentata chì utilizza un trasmettitore wireless locale in u chip per trasmette dati à un circuitu vicinu.

Ch’ella sia o micca sta suluzione funziona, era chjaru per i participanti chì a tecnulugia di cuncepimentu IC hè assai davanti à a tecnulugia di cuncepimentu PCB per l’applicazioni hf.

Interconnessione PCB

E tecniche è i metudi per a cuncezzione di PCB hf sò i seguenti:

1. Un Angulu 45 ° deve esse adupratu per u cantu di a linea di trasmissione per riduce a perdita di ritornu (FIG. 1);

Valore costante di 2 isolamentu secondu u livellu di u circuitu isolante ad alte prestazioni strettamente cuntrullatu. Stu metudu hè benefiziu per una gestione efficace di u campu elettromagneticu trà materiale isolante è cablaggi adiacenti.

3. E specificazioni di cuncepimentu PCB per l’incisione di alta precisione devenu esse migliorate. Cunsiderate di specificà un errore di larghezza di linea totale di +/- 0.0007 pollici, gestendu e taglie sottucattate è trasversali di e forme di cablaggio è specificendu e cundizioni di rivestimentu di parete laterale di cablaggio. A gestione generale di a geometria di fili (fili) è di e superfici di rivestimentu hè impurtante per affrontà l’effetti di a pelle relativi à e frequenze di microonde è per implementà queste specifiche.

4. Ci hè una induttanza di tappu in cundutti sporgenti. Evite aduprà cumpunenti cù cavi. Per l’ambienti à alta frequenza, hè megliu aduprà cumpunenti montati in superficie.

5. Per u signale attraversu i buchi, evite micca aduprà u prucessu PTH nantu à a piastra sensibile, chì questu prucessu pò causà induttanza di piombu à u foru attraversu.

6. Fornite abbundanti strati di terra. I buchi stampati sò aduprati per cunnesse questi strati di messa à terra per impedisce chì i campi elettromagnetichi 3d affettanu u circuitu.

7. Per sceglie u nichelamentu senza elettrolisi o u prucessu di placcatura in oru à immersione, ùn aduprate micca u metudu di placcatura HASL. Sta superficia galvanizzata furnisce un effettu di pelle megliu per i currenti à alta frequenza (Figura 2). Inoltre, stu rivestimentu altamente saldabile richiede menu fili, aiutendu à riduce l’inquinamentu ambientale.

8. U stratu di resistenza à a saldatura pò impedisce chì a pasta di saldatura flussi. Tuttavia, à causa di l’incertezza di spessore è di prestazioni d’isolamentu scunnisciute, copre tutta a superficie di a piastra cun materiale di resistenza à a saldatura porterà à un grande cambiamentu di l’energia elettromagnetica in u cuncepimentu microstrip. Generalmente, a diga di saldatura hè aduprata cum’è stratu di resistenza à a saldatura.

Se ùn site micca familiarizatu cù questi metudi, cunsultate un ingegnere di cuncepimentu sperimentatu chì hà travagliatu nantu à i circuiti di microonde per i militari. Pudete ancu discute cun elli chì fascia di prezzu pudete permette. Per esempiu, hè più ecunomicu aduprà un cuncepimentu di microstrip coplanare sustinutu in rame cà un cuncepimentu di striscia. Discute questu cun elli per avè una idea megliu. I boni ingegneri ùn ponu micca abituà à pensà à i costi, ma i so cunsiglii ponu esse assai utili. Serà un travagliu à longu andà per furmà i ghjovani ingegneri chì ùn sò micca familiarizati cù l’effetti RF è mancanu di sperienza per trattà l’effetti RF.

Inoltre, altre soluzioni ponu esse aduttate, cum’è migliurà u mudellu di computer per pudè trattà l’effetti RF.

Interconnessione PCB cù dispositivi esterni

Pudemu avà suppone chì avemu risoltu tutti i prublemi di gestione di i segnali à bordu è à l’interconnessioni di cumpunenti discreti. Allora cumu si risolve u prublema di entrata / uscita di u segnale da u circuitu à u filu chì cunnessa u dispositivu luntanu? Trompeter Electronics, un innovatore in tecnulugia di cavi coassiali, travaglia à stu prublema è hà fattu un prugressu impurtante (Figura 3). Inoltre, fate un ochju à u campu elettromagneticu mostratu in a Figura 4 sottu. In questu casu, gestemu a cunversione da microstrip à cavu coassiale. In i cavi coassiali, i strati di terra sò intrecciati in anelli è spartiti uniformemente. In i microbicchi, u stratu di terra hè sottu à a linea attiva. Questu introduce certi effetti di punta chì anu da esse capiti, previsti è cunsiderati à u mumentu di a cuncezzione. Benintesa, stu disaccordu pò ancu cunduce à una perdita di ritornu è deve esse minimizatu per evità u rumu è l’interferenza di u signale.

A gestione di u prublema di impedenza interna ùn hè micca un prublema di cuncepimentu chì pò esse ignoratu. L’impedenza cumencia à a superficia di u circuitu, passa per una saldatura à a cumunione, è finisce à u cavu coassiale. Perchè l’impedenza varia cù a frequenza, più alta hè a frequenza, più hè difficiule a gestione di l’impedenza. U prublema di aduprà frequenze più alte per trasmette segnali à banda larga sembra esse u prublema principale di cuncepimentu.

Stu documentu riassume

A tecnulugia di a piattaforma PCB hà bisognu di miglioramentu continuu per soddisfà i requisiti di i cuncepitori IC. A gestione di u segnale Hf in a cuncezzione di PCB è a gestione di l’entrata / uscita di u segnale à bordu di PCB necessitanu un miglioramentu continuu. Qualunque sia l’innovazione eccitante chì vene, pensu chì a larghezza di banda diventerà sempre più alta, è l’usu di segnali à alta frequenza serà un prerequisitu per sta crescita.