S rozvojem komunikační technologie, ruční rádio vysokofrekvenční obvodová deska technologie je stále více používána, jako například: bezdrátový pager, mobilní telefon, bezdrátový PDA atd., výkon vysokofrekvenčního obvodu přímo ovlivňuje kvalitu celého produktu. Jednou z největších charakteristik těchto kapesních produktů je miniaturizace a miniaturizace znamená, že hustota komponent je velmi vysoká, což způsobuje, že se komponenty (včetně SMD, SMC, holého čipu atd.) Navzájem výrazně ruší. Pokud není signál elektromagnetického rušení správně zpracován, nemusí celý obvodový systém správně fungovat. Proto je prevence a potlačení elektromagnetického rušení a zlepšení elektromagnetické kompatibility velmi důležitým tématem při návrhu desek plošných spojů s RF obvodem. Stejný obvod, odlišná struktura návrhu desky plošných spojů, její výkonový index se bude výrazně lišit. Tento článek pojednává o tom, jak maximalizovat výkonnost obvodu pro dosažení požadavků na elektromagnetickou kompatibilitu při použití softwaru Protel99 SE k návrhu desek plošných spojů obvodů RF produktů palmových produktů.

1. Výběr desky

Substrát desky plošných spojů zahrnuje organické a anorganické kategorie. Nejdůležitějšími vlastnostmi podkladu jsou dielektrická konstanta ε R, ztrátový faktor (nebo dielektrická ztráta) Tan δ, koeficient tepelné roztažnosti CET a absorpce vlhkosti. ε R ovlivňuje impedanci obvodu a rychlost přenosu signálu. U vysokofrekvenčních obvodů je tolerance permitivity prvním a rozhodujícím faktorem, který je třeba zvážit, a měl by být vybrán substrát s nízkou tolerancí permitivity.

2. Proces návrhu DPS

Protože se software Protel99 SE liší od softwaru Protel 98 a jiného softwaru, je proces návrhu desky plošných spojů softwarem Protel99 SE stručně prodiskutován.

① Protože Protel99 SE přebírá správu režimu databáze PROJECT, která je ve Windows 99 implicitní, měli bychom nejprve nastavit databázový soubor pro správu schématu zapojení a navrženého rozvržení desky plošných spojů.

② Návrh schematického diagramu. Aby bylo možné realizovat síťové připojení, musí všechny použité komponenty existovat v knihovně komponent před návrhem principu; jinak by požadované součásti měly být vytvořeny ve SCHLIB a uloženy v souboru knihovny. Poté jednoduše zavoláte požadované komponenty z knihovny komponent a připojíte je podle navrženého schématu zapojení.

③ Po dokončení návrhu schématu lze vytvořit síťovou tabulku pro použití při návrhu DPS.

DesignPCB design. A. Stanovení tvaru a velikosti CB. Tvar a velikost DPS jsou určeny podle polohy DPS v produktu, velikosti a tvaru prostoru a spolupráce s ostatními částmi. Nakreslete tvar DPS pomocí příkazu PLACE TRACK na MECHANICKÉ VRSTVĚ. B. Vytvořte polohovací otvory, oka a referenční body na desce plošných spojů podle požadavků SMT. C. Výroba součástek. Pokud potřebujete použít některé speciální komponenty, které v knihovně komponent neexistují, je třeba komponenty vytvořit před rozložením. Proces výroby komponent v Protel99 SE je relativně jednoduchý. Vyberte příkaz „VYROBIT KNIHOVNU“ v nabídce „NÁVRH“, abyste vstoupili do okna tvorby KOMPONENTU, a poté vyberte příkaz „NOVÝ KOMPONENT“ v nabídce „NÁSTROJ“ k NÁVRHU komponent. V tuto chvíli stačí nakreslit odpovídající PAD na určité pozici a upravit jej na požadovaný PAD (včetně tvaru, velikosti, vnitřního průměru a úhlu PAD atd. A označit odpovídající název kolíku PAD) na TOP LAYER s příkazem PLACE PAD a tak dále podle tvaru a velikosti skutečné součásti. Poté pomocí příkazu PLACE TRACK nakreslete maximální vzhled součásti v TOP PŘEHRÁVAČI, vyberte název součásti a uložte ji do knihovny komponent. D. Po vyrobení součástí se provede rozložení a zapojení. Tyto dvě části budou podrobně diskutovány níže. E. Po dokončení výše uvedeného postupu zkontrolujte. Na jedné straně to zahrnuje kontrolu principu obvodu, na druhé straně je nutné zkontrolovat vzájemné sladění a montáž. Princip obvodu lze zkontrolovat ručně nebo automaticky pomocí sítě (síť tvořenou schematickým diagramem lze porovnat se sítí tvořenou deskou plošných spojů). F. Po kontrole soubor archivujte a odešlete. V Protel99 SE musíte spustit příkaz EXPORT ve volbě FILE pro uložení FILE na zadanou cestu a FILE (příkaz IMPORT je IMPORT FILE do Protel99 SE). Poznámka: V možnosti Protel99 SE „FILE“ „SAVE COPY AS …“ Po provedení příkazu není vybraný název souboru v systému Windows 98 viditelný, takže soubor nelze zobrazit ve Správci prostředků. To se liší od „ULOŽIT JAKO …“ v Protelu 98. Nefunguje to úplně stejně.

3. Rozložení součástí

Protože SMT obecně ke svařování součástí používá svařování tepelným tokem v infračervené peci, rozložení součástí ovlivňuje kvalitu pájených spojů a pak ovlivňuje výtěžnost výrobků. U návrhu obvodů RF desek plošných spojů vyžaduje elektromagnetická kompatibilita, aby každý obvodový modul nevytvářel elektromagnetické záření tak daleko, jak je to jen možné, a měl určitou schopnost odolávat elektromagnetickému rušení. Uspořádání součástí proto také přímo ovlivňuje schopnost rušení a rušení samotného obvodu, což také přímo souvisí s výkonem navrženého obvodu. Proto bychom při návrhu desek plošných spojů VF měli kromě rozložení běžného návrhu DPS také zvážit, jak omezit rušení mezi různými částmi VF obvodu, jak omezit rušení samotného obvodu do jiných obvodů a schopnost rušení samotného obvodu. Podle zkušeností závisí účinek RF obvodu nejen na indexu výkonu desky RF samotného, ​​ale také na interakci s procesorovou deskou CPU do značné míry. Proto je při návrhu DPS obzvláště důležité rozumné rozložení.

Obecný princip rozvržení: součásti by měly být uspořádány pokud možno ve stejném směru a špatný jev svařování lze omezit nebo dokonce zabránit výběrem směru vstupu PCB do systému taveniny cínu; Podle zkušeností by prostor mezi součástmi měl být alespoň 0.5 mm, aby splňoval požadavky na komponenty tající cín. Pokud to prostor desky plošných spojů umožňuje, prostor mezi součástmi by měl být co nejširší. U dvojitých panelů by měla být jedna strana navržena pro komponenty SMD a SMC a druhá strana jsou diskrétní součásti.

Poznámka v rozložení:

* Nejprve určete polohu součástí rozhraní na desce plošných spojů s jinými deskami nebo systémy desek plošných spojů a věnujte pozornost koordinaci komponent rozhraní (například orientaci součástí atd.).

* Vzhledem k malému objemu ručních produktů jsou součásti uspořádány kompaktním způsobem, takže u větších součástí musí být upřednostněno určení vhodného umístění a zvážení problému vzájemné koordinace.

* pečlivá analýza struktury obvodu, zpracování obvodu bloku (jako je obvod vysokofrekvenčního zesilovače, směšovací obvod a demodulační obvod atd.), pokud je to možné k oddělení silnoproudého signálu a signálu slabého proudu, samostatného obvodu digitálního signálu a analogového signálu obvod, úplná stejná funkce obvodu by měla být uspořádána v určitém rozsahu, čímž by se zmenšila oblast smyčky signálu; Filtrační síť každé části obvodu musí být připojena poblíž, aby bylo možné snížit nejen vyzařování, ale také snížit pravděpodobnost rušení, podle schopnosti rušení obvodu.

* Seskupte obvody článků podle jejich citlivosti na používanou elektromagnetickou kompatibilitu. Součásti obvodu, které jsou citlivé na rušení, by se také měly vyvarovat zdrojů rušení (jako je rušení CPU na desce pro zpracování dat).

4. Zapojení

Po rozložení součástí může začít zapojení. Základní princip zapojení je: za podmínky hustoty montáže by měl být co nejvíce zvolen návrh zapojení s nízkou hustotou a signálové vedení by mělo být co nejsilnější a nejtenčí, což vede k přizpůsobení impedance.

V případě vysokofrekvenčního obvodu může nepřiměřená konstrukce směru, šířky a řádkování signálního vedení způsobit rušení mezi přenosovými linkami signálního signálu; Kromě toho samotné napájení systému také existuje rušení šumem, takže při návrhu RF obvodu musí být PCB považováno za komplexně, rozumné zapojení.

Při zapojování by mělo být veškeré zapojení daleko od okraje desky DPS (asi 2 mm), aby během výroby desky plošných spojů nezpůsobilo nebo nemělo skryté nebezpečí přetržení drátu. Elektrické vedení by mělo být co nejširší, aby se snížil odpor smyčky. Současně by měl být směr elektrického vedení a pozemního vedení konzistentní se směrem přenosu dat, aby se zlepšila schopnost rušení. Signální vedení by mělo být co nejkratší a počet otvorů by měl být co nejvíce zmenšen. Čím kratší je spojení mezi součástmi, tím lépe, aby se snížilo rozdělení parametrů a elektromagnetické interference mezi sebou; Pro nekompatibilní signální linky by měly být daleko od sebe a snažte se vyhnout paralelním liniím a na kladných dvou stranách aplikace vzájemných vertikálních signálních linek; Zapojení, které potřebuje rohovou adresu, by podle potřeby mělo mít úhel 135 °, vyhněte se otáčení pravých úhlů.

Vedení přímo spojené s podložkou by nemělo být příliš široké a vedení by mělo být co nejdále od odpojených součástí, aby nedošlo ke zkratu; Otvory by neměly být taženy na součástech a měly by být co nejdál od odpojených součástí, aby se zabránilo virtuálnímu svařování, kontinuálnímu svařování, zkratu a dalším jevům ve výrobě.

Při návrhu vysokofrekvenčního obvodu na desce plošných spojů je obzvláště důležité správné zapojení napájecího vedení a zemnicího vodiče a rozumný návrh je nejdůležitějším prostředkem k překonání elektromagnetického rušení. Poměrně mnoho zdrojů rušení na desce plošných spojů je generováno napájecím zdrojem a zemnicím vodičem, mezi nimiž zemní vodič způsobuje největší rušení.

Hlavním důvodem, proč je zemnící vodič snadno způsobitelný elektromagnetickým rušením, je impedance uzemňovacího vodiče. Když proud protéká zemí, bude na zemi generováno napětí, což má za následek proud zemní smyčky, který vytváří interferenci smyčky se zemí. Když více obvodů sdílí jeden kus zemnicího drátu, dochází ke společné impedanční vazbě, což má za následek takzvaný zemní šum. Při zapojování zemnicího vodiče desky plošných spojů RF proto proveďte:

* Nejprve je obvod rozdělen na bloky, obvod RF lze v zásadě rozdělit na vysokofrekvenční zesílení, míchání, demodulaci, místní vibrace a další části, aby poskytl společný potenciální referenční bod pro každé uzemnění obvodu modulu obvodu, takže signál lze přenášet mezi různými obvodovými moduly. Potom je shrnuto v místě, kde je deska plošných spojů RF obvodu spojena se zemí, tj. Shrnuta v hlavní zemi. Protože existuje pouze jeden referenční bod, neexistuje žádná společná impedanční vazba, a tedy ani problém vzájemného rušení.

* Digitální oblast a analogová oblast pokud možno izolace uzemňovacího vodiče a digitální uzemnění a analogová země k oddělení, nakonec připojeno k uzemnění napájecího zdroje.

* Zemnící vodič v každé části obvodu by měl také věnovat pozornost principu uzemnění jednoho bodu, minimalizovat oblast signální smyčky a odpovídající adresu obvodu filtru v blízkosti.

* Pokud to prostor dovolí, je lepší izolovat každý modul zemnicím vodičem, aby se zabránilo vzájemnému efektu spojování signálu.

5. závěr

Klíč návrhu RF PCB spočívá v tom, jak snížit schopnost záření a jak zlepšit schopnost rušení. Rozumné rozložení a zapojení je zárukou NÁVRHU RF DPS. Metoda popsaná v tomto článku pomáhá zlepšit spolehlivost návrhu desek plošných spojů RF, vyřešit problém elektromagnetického rušení a dosáhnout účelu elektromagnetické kompatibility.