I designet af PCB bord, med den hurtige stigning i frekvensen, vil der være meget interferens, der er forskellig fra lavfrekvent printkort. Med stigende frekvens og modsigelse mellem miniaturisering og lave omkostninger ved printkort vil disse interferenser blive mere og mere komplicerede.

I selve forskningen kan vi konkludere, at der hovedsageligt er fire aspekter af interferens, herunder støj fra strømforsyning, transmissionslinjeinterferens, kobling og elektromagnetisk interferens (EMI). Gennem analyse af forskellige interferensproblemer ved højfrekvent printkort og kombination med praksis i arbejdet fremsættes effektive løsninger.

For det første støj fra strømforsyningen

I højfrekvenskredsløbet har støj fra strømforsyningen en indlysende indflydelse på højfrekvenssignalet. Therefore, the first requirement of the power supply is low noise. Rene gulve er lige så vigtige som ren elektricitet. Hvorfor? Effektegenskaberne er vist i figur 1. Det er klart, at strømforsyningen har en vis impedans, og impedansen er fordelt over hele strømforsyningen, derfor vil støj tilføjes til strømforsyningen.

Then we should minimize the impedance of the power supply, so it is best to have a dedicated power supply layer and grounding layer. I hf -kredsløbsdesign er det meget bedre at designe strømforsyningen som et lag end som en bus i de fleste tilfælde, så sløjfen altid kan følge stien til minimal impedans.

Derudover skal strømkortet tilvejebringe en signalsløjfe for alle genererede og modtagne signaler på printkortet. Dette minimerer signalsløjfen og reducerer dermed støj, som ofte overses af lavfrekvente kredsløbsdesignere.

Højfrekvent PCB-design forekommer interferensløsninger

Figur 1: Strømkarakteristika

Der er flere måder at eliminere strømstøj i PCB -design:

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. Hvis åbningen af ​​strømforsyningslaget er for stor, påvirker det signallykken, signalet tvinges til at omgå, sløjfeområdet øges, og støjen øges. At the same time, if several signal lines are clustered near the opening and share the same loop, the common impedance will cause crosstalk. Se figur 2.

Højfrekvent PCB-design forekommer interferensløsninger

Figur 2: Fælles sti for bypass -signalsløjfe

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 og digital strømforsyning til adskillelse: Højfrekvente enheder er generelt meget følsomme over for digital støj, så de to skal adskilles og forbindes sammen ved indgangen til strømforsyningen, hvis signalet over de analoge og digitale dele af ord, kan placeres i signalet på tværs af en sløjfe for at reducere sløjfeområdet. Det digitalt-analoge spænd, der bruges til signalsløjfen, er vist i figur 3.

Højfrekvent PCB-design forekommer interferensløsninger

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.

Højfrekvent PCB-design forekommer interferensløsninger

Figur 4: Placer netledningen ved siden af ​​signallinjen

Two, transmission line

Der er kun to mulige transmissionslinjer i et printkort:

Det største problem med båndlinje og mikrobølgelinje er refleksion. Refleksion vil medføre mange problemer. For eksempel vil belastningssignalet være superpositionen af ​​det originale signal og ekkosignalet, hvilket vil øge vanskeligheden ved signalanalyse. Refleksion forårsager returtab (returtab), hvilket påvirker signalet lige så hårdt som additiv støjforstyrrelse:

1. Signalet, der reflekteres tilbage til signalkilden, øger systemets støj, hvilket gør det vanskeligere for modtageren at skelne støj fra 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) Undgå impedansdiskontinuitet af transmissionslinjer. Punktet med diskontinuerlig impedans er punktet for transmissionslinjemutation, såsom lige hjørne, gennemgående hul osv., Bør så vidt muligt undgås. Metoder: For at undgå lige hjørner af linjen, så langt det er muligt at gå 45 ° vinkel eller bue, kan stor vinkel også være; Brug så få gennemgående huller som muligt, for hvert gennemgående hul er en impedansdiskontinuitet, som vist i fig. 5; Signals from the outer layer avoid passing through the inner layer and vice versa.

Højfrekvent PCB-design forekommer interferensløsninger

Figure 5: Method for eliminating transmission line interference

(b) Do not use stake lines. Fordi enhver stabelinje er en kilde til støj. Hvis stabelinjen er kort, kan den tilsluttes for enden af ​​transmissionslinjen; Hvis stabelinjen er lang, tager den hovedtransmissionslinjen som kilde og frembringer stor refleksion, hvilket vil komplicere problemet. Det anbefales ikke at bruge det.

For det tredje koblingen

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.

Højfrekvent PCB-design forekommer interferensløsninger

Figur 6: Fælles impedanskobling

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. Denne kobling er stærkt reduceret, så de to ledninger kan vrides sammen for at reducere interferens.

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. Størrelsen af ​​den induktive krydstale afhænger af nærheden af ​​de to sløjfer, størrelsen af ​​sløjfeområdet og impedansen af ​​den påvirkede belastning.

5. Strømkabelkobling: AC- eller DC -strømkablerne forstyrres af elektromagnetisk interferens

Overførsel til andre enheder.

There are several ways to eliminate crosstalk in PCB design:

1. Begge typer af krydstale stiger med stigningen i belastningsimpedansen, så signallinjerne, der er følsomme over for interferens forårsaget af krydstale, bør afsluttes korrekt.

2. Maksimer afstanden mellem signallinjer for effektivt at reducere kapacitiv krydstale. Jordforvaltning, afstand mellem ledninger (såsom aktive signallinjer og jordlinjer til isolation, især i tilstanden spring mellem signallinjen og jord til interval) og reducere blyinduktans.

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. For fornuftig krydstale skal sløjfeområdet minimeres, og hvis det er tilladt, skal sløjfen elimineres.

5. Avoid signal sharing loops.

6. Vær opmærksom på signalintegritet: designeren skal implementere ender i svejseprocessen for at løse signalintegriteten. Designere, der anvender denne fremgangsmåde, kan fokusere på mikrostrimmellængden af ​​den afskærmende kobberfolie for at opnå god ydelse af signalintegritet. 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.

Der er flere måder at eliminere elektromagnetisk interferens i PCB -design:

1. Reducer sløjfer: Hver sløjfe svarer til en antenne, så vi skal minimere antallet af sløjfer, loops -området og sløjfernes antenneeffekt. 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.

Højfrekvent PCB-design forekommer interferensløsninger

Figur 7: Filtertyper

3. The shielding. Som et resultat af problemets længde plus en masse diskussionsbeskyttende artikler, ikke længere specifik introduktion.

4. Reduce the speed of high-frequency devices.

5. Forøg PCB -kortets dielektriske konstant, hvilket kan forhindre, at højfrekvente dele, såsom transmissionslinje nær kortet, stråler udad; 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. Omhyggeligt overvejet ledninger og korrekte afslutninger kan reducere kapacitiv og induktiv krydstale.

4. Støjdæmpning er påkrævet for at opfylde EMC -kravene.