Mit der Entwicklung der Kommunikationstechnologie, Handfunk Hochfrequenz-Platine Technologie wird immer häufiger verwendet, wie z. B.: drahtloser Pager, Mobiltelefon, drahtloser PDA usw. Die Leistung der Hochfrequenzschaltung wirkt sich direkt auf die Qualität des gesamten Produkts aus. Eine der größten Eigenschaften dieser Handheld-Produkte ist die Miniaturisierung, und Miniaturisierung bedeutet, dass die Dichte der Komponenten sehr hoch ist, wodurch sich die Komponenten (einschließlich SMD, SMC, Bare Chip usw.) sehr stark gegenseitig stören. Wenn das elektromagnetische Interferenzsignal nicht richtig verarbeitet wird, funktioniert das gesamte Schaltungssystem möglicherweise nicht richtig. Daher ist das Verhindern und Unterdrücken elektromagnetischer Störungen und die Verbesserung der elektromagnetischen Verträglichkeit ein sehr wichtiges Thema beim Design von HF-Schaltungs-PCBs geworden. Die gleiche Schaltung, unterschiedliche PCB-Designstruktur, sein Leistungsindex wird sich stark unterscheiden. In diesem Artikel wird erläutert, wie die Leistung der Schaltung maximiert werden kann, um die Anforderungen an die elektromagnetische Verträglichkeit zu erfüllen, wenn die Protel99 SE-Software zum Entwerfen von HF-Schaltungs-PCBs von Palmprodukten verwendet wird.

1. Auswahl der Platte

Das Substrat der Leiterplatte umfasst organische und anorganische Kategorien. Die wichtigsten Eigenschaften des Substrats sind Dielektrizitätskonstante ε R, Verlustfaktor (oder dielektrischer Verlust) Tan δ, Wärmeausdehnungskoeffizient CET und Feuchtigkeitsaufnahme. ε R beeinflusst die Stromkreisimpedanz und die Signalübertragungsrate. Bei Hochfrequenzschaltungen ist die Permittivitätstoleranz der erste und kritischere Faktor, der berücksichtigt werden muss, und das Substrat mit niedriger Permittivitätstoleranz sollte ausgewählt werden.

2. PCB-Designprozess

Da sich die Protel99 SE-Software von Protel 98 und anderer Software unterscheidet, wird der Prozess des PCB-Designs durch die Protel99 SE-Software kurz erläutert.

① Da Protel99 SE die in Windows 99 implizite Verwaltung des PROJECT-Datenbankmodus übernimmt, sollten wir zunächst eine Datenbankdatei einrichten, um den Schaltplan und das PCB-Layout zu verwalten.

② Entwurf des Schaltplans. Um eine Netzwerkanbindung zu realisieren, müssen vor dem prinzipiellen Entwurf alle verwendeten Komponenten in der Komponentenbibliothek vorhanden sein; andernfalls sollten die benötigten Komponenten in SCHLIB erstellt und in der Bibliotheksdatei gespeichert werden. Anschließend rufen Sie einfach die benötigten Komponenten aus der Komponentenbibliothek auf und verbinden diese entsprechend dem entworfenen Schaltplan.

③ Nachdem der Schaltplanentwurf abgeschlossen ist, kann eine Netzwerktabelle für die Verwendung im PCB-Design erstellt werden.

④ PCB-Design. A. Bestimmung von CB-Form und -Größe. Die Form und Größe der Leiterplatte wird entsprechend der Position der Leiterplatte im Produkt, der Größe und Form des Raums und der Zusammenarbeit mit anderen Teilen bestimmt. Zeichnen Sie die Form der Leiterplatte mit dem Befehl PLACE TRACK auf MECHANICAL LAYER. B. Positionieren Sie Löcher, Augen und Referenzpunkte auf der Leiterplatte gemäß den SMT-Anforderungen. C. Herstellung von Komponenten. Wenn Sie spezielle Komponenten verwenden müssen, die nicht in der Komponentenbibliothek vorhanden sind, müssen Sie Komponenten vor dem Layout erstellen. Der Prozess der Komponentenerstellung in Protel99 SE ist relativ einfach. Wählen Sie den Befehl „MAKE LIBRARY“ im Menü „DESIGN“, um das Fenster zur KOMPONENTEN-Erstellung zu öffnen, und wählen Sie dann den Befehl „NEW COMPONENT“ im Menü „TOOL“, um Komponenten zu ENTWERFEN. Zeichnen Sie zu diesem Zeitpunkt einfach das entsprechende PAD an einer bestimmten Position und bearbeiten Sie es in das gewünschte PAD (einschließlich Form, Größe, Innendurchmesser und Winkel des PAD usw. und markieren Sie den entsprechenden Pinnamen des PADs) am TOP LAYER mit dem Befehl PLACE PAD usw. entsprechend der Form und Größe des eigentlichen Bauteils. Verwenden Sie dann den Befehl PLACE TRACK, um das maximale Erscheinungsbild der Komponente im TOP OVERLAYER zu zeichnen, wählen Sie einen Komponentennamen aus und speichern Sie ihn in der Komponentenbibliothek. D. Nachdem die Komponenten hergestellt wurden, müssen Layout und Verdrahtung durchgeführt werden. Diese beiden Teile werden im Folgenden ausführlich besprochen. E. Überprüfen Sie, nachdem das obige Verfahren abgeschlossen ist. Dazu gehört zum einen die Überprüfung des Schaltungsprinzips, zum anderen ist es notwendig, die Abstimmung und Montage zueinander zu überprüfen. Das Schaltungsprinzip kann manuell oder automatisch per Netzwerk überprüft werden (das durch Schaltplan gebildete Netzwerk kann mit dem durch PCB gebildeten Netzwerk verglichen werden). F. Nach der Prüfung archivieren und geben Sie die Datei aus. In Protel99 SE müssen Sie den Befehl EXPORT in der Option DATEI ausführen, um die DATEI unter dem angegebenen Pfad und in der DATEI zu speichern (der Befehl IMPORT dient zum IMPORT einer DATEI in Protel99 SE). Hinweis: In der Protel99 SE „DATEI“-Option „KOPIE SPEICHERN UNTER…“ Nachdem der Befehl ausgeführt wurde, ist der ausgewählte Dateiname in Windows 98 nicht sichtbar, sodass die Datei im Ressourcen-Manager nicht angezeigt werden kann. Dies unterscheidet sich von „SPEICHERN UNTER…“ in Protel 98. Es funktioniert nicht genau gleich.

3. Komponentenlayout

Da SMT zum Schweißen von Komponenten im Allgemeinen Infrarot-Wärmeflussschweißen verwendet, beeinflusst das Layout der Komponenten die Qualität der Lötverbindungen und beeinflusst dann die Produktausbeute. Für das PCB-Design von HF-Schaltungen erfordert die elektromagnetische Verträglichkeit, dass jedes Schaltungsmodul so weit wie möglich keine elektromagnetische Strahlung erzeugt und eine gewisse Fähigkeit besitzt, elektromagnetischen Störungen zu widerstehen. Daher beeinflusst das Layout der Komponenten auch direkt die Interferenz- und Anti-Interferenz-Fähigkeit der Schaltung selbst, die auch direkt mit der Leistung der entworfenen Schaltung zusammenhängt. Daher sollten wir beim Design von HF-Schaltkreis-PCB zusätzlich zum Layout des gewöhnlichen PCB-Designs auch überlegen, wie die Interferenzen zwischen verschiedenen Teilen des HF-Schaltkreises reduziert werden können, wie die Interferenzen des Schaltkreises selbst auf andere Schaltkreise reduziert werden können und die Entstörungsfähigkeit der Schaltung selbst. Erfahrungsgemäß hängt die Wirkung der HF-Schaltung nicht nur vom Leistungsindex der HF-Leiterplatte selbst ab, sondern auch in hohem Maße von der Interaktion mit der CPU-Verarbeitungsplatine. Daher ist beim PCB-Design ein vernünftiges Layout besonders wichtig.

Allgemeines Layout-Prinzip: Komponenten sollten möglichst in der gleichen Richtung angeordnet werden, und das Phänomen der schlechten Schweißung kann reduziert oder sogar vermieden werden, indem die Richtung der Leiterplatte in das Zinnschmelzsystem gewählt wird; Erfahrungsgemäß sollte der Abstand zwischen den Bauteilen mindestens 0.5 mm betragen, um den Anforderungen von zinnschmelzenden Bauteilen gerecht zu werden. Wenn es der Platz auf der Leiterplatte zulässt, sollte der Abstand zwischen den Komponenten so groß wie möglich sein. Bei Doppelpanels sollte eine Seite für SMD- und SMC-Komponenten ausgelegt sein und die andere Seite für diskrete Komponenten.

Hinweis im Layout:

* Bestimmen Sie zuerst die Position von Interface-Komponenten auf der Leiterplatte mit anderen PCB-Boards oder Systemen und achten Sie auf die Abstimmung der Interface-Komponenten (zB Ausrichtung der Komponenten, etc.).

* Aufgrund des geringen Volumens von Handheld-Produkten sind die Komponenten kompakt angeordnet, daher muss bei größeren Komponenten der geeignete Standort bevorzugt bestimmt und das Problem der Koordination untereinander berücksichtigt werden.

* sorgfältige Analyseschaltungsstruktur, die Schaltungsblockverarbeitung (wie Hochfrequenzverstärkerschaltung, Mischschaltung und Demodulationsschaltung usw.), so weit wie möglich, um Starkstromsignal und Schwachstromsignal zu trennen, separate digitale Signalschaltung und analoges Signal Schaltung, die die gleiche Funktion der Schaltung vervollständigen sollte in einem bestimmten Bereich angeordnet werden, wodurch die Signalschleifenfläche reduziert wird; Das Filternetzwerk jedes Teils der Schaltung muss in der Nähe angeschlossen werden, damit nicht nur die Strahlung reduziert werden kann, sondern auch die Wahrscheinlichkeit von Störungen entsprechend der Entstörungsfähigkeit der Schaltung verringert werden kann.

* Zellkreise nach ihrer Empfindlichkeit gegenüber elektromagnetischer Verträglichkeit im Gebrauch gruppieren. Auch die störanfälligen Komponenten der Schaltung sollten Störquellen (zB Störungen durch die CPU auf der Datenverarbeitungsplatine) vermeiden.

4. Verkabelung

Nachdem die Komponenten ausgelegt sind, kann mit der Verdrahtung begonnen werden. Das Grundprinzip der Verdrahtung lautet: Unter der Bedingung der Bestückungsdichte sollte möglichst eine Verdrahtung mit geringer Dichte gewählt werden, und die Signalverdrahtung sollte so dick und dünn wie möglich sein, was der Impedanzanpassung förderlich ist.

Bei HF-Schaltungen kann die unangemessene Auslegung von Signalleitungsrichtung, -breite und -abstand die Interferenz zwischen Signalsignalübertragungsleitungen verursachen; Darüber hinaus besteht die Systemstromversorgung selbst auch Rauschstörungen, so dass bei der Gestaltung der HF-Schaltung PCB umfassend eine vernünftige Verdrahtung berücksichtigt werden muss.

Bei der Verdrahtung sollten alle Verdrahtungen weit vom Rand DER Leiterplatte entfernt sein (ca. 2 mm), um bei der Leiterplattenproduktion nicht die Gefahr eines Drahtbruchs zu verursachen oder versteckt zu haben. Die Stromleitung sollte so breit wie möglich sein, um den Widerstand der Schleife zu reduzieren. Gleichzeitig sollte die Richtung der Stromleitung und der Masseleitung mit der Richtung der Datenübertragung übereinstimmen, um die Entstörungsfähigkeit zu verbessern. Die Signalleitungen sollten so kurz wie möglich sein und die Anzahl der Löcher sollte so weit wie möglich reduziert werden. Je kürzer die Verbindung zwischen den Komponenten, desto besser, um die Verteilung von Parametern und elektromagnetische Störungen untereinander zu reduzieren; Für inkompatible Signalleitungen sollten weit voneinander entfernt sein und versuchen, parallele Leitungen zu vermeiden, und in den positiven beiden Seiten der Anwendung von gegenseitigen vertikalen Signalleitungen; Die Verkabelung, die eine Eckadresse benötigt, sollte einen 135°-Winkel aufweisen, vermeiden Sie das Abbiegen von rechten Winkeln.

Die direkt mit dem Pad verbundene Leitung sollte nicht zu breit sein und die Leitung sollte so weit wie möglich von den abgetrennten Komponenten entfernt sein, um Kurzschlüsse zu vermeiden; Es sollten keine Löcher in Komponenten gezogen werden und sollten so weit wie möglich von getrennten Komponenten entfernt sein, um virtuelles Schweißen, kontinuierliches Schweißen, Kurzschluss und andere Phänomene in der Produktion zu vermeiden.

Beim PCB-Design von HF-Schaltungen ist die korrekte Verdrahtung von Stromleitung und Erdungsdraht besonders wichtig, und ein vernünftiges Design ist das wichtigste Mittel, um elektromagnetische Störungen zu überwinden. Viele Störquellen auf Leiterplatten werden durch die Stromversorgung und das Erdungskabel erzeugt, von denen das Erdungskabel die meisten Störgeräusche verursacht.

Der Hauptgrund, warum das Erdungskabel leicht elektromagnetische Störungen verursacht, ist die Impedanz des Erdungskabels. Wenn ein Strom durch die Erde fließt, wird an der Erde eine Spannung erzeugt, die zu einem Erdschleifenstrom führt, der die Schleifenstörung der Erde bildet. Wenn sich mehrere Stromkreise ein einziges Stück Erdungsdraht teilen, tritt eine gemeinsame Impedanzkopplung auf, was zu sogenanntem Erdrauschen führt. Gehen Sie daher beim Verdrahten des Erdungskabels der HF-Schaltungsplatine wie folgt vor:

* Zuallererst ist die Schaltung in Blöcke unterteilt, die HF-Schaltung kann grundsätzlich in Hochfrequenzverstärkung, Mischung, Demodulation, lokale Vibration und andere Teile unterteilt werden, um einen gemeinsamen Potenzialbezugspunkt für jede Schaltungserdung des Schaltungsmoduls bereitzustellen, so dass die Signal kann zwischen verschiedenen Schaltungsmodulen übertragen werden. Sie wird dann an der Stelle zusammengefasst, an der die HF-Schaltungsplatine mit Masse verbunden ist, dh an der Hauptmasse zusammengefasst. Da es nur einen Referenzpunkt gibt, gibt es keine gemeinsame Impedanzkopplung und somit kein gegenseitiges Störproblem.

* Digitaler Bereich und analoger Bereich so weit wie möglich Erdungsleiterisolierung und digitale Masse und analoge Masse zu trennen, schließlich mit der Stromversorgungsmasse verbunden.

* Der Erdungsdraht in jedem Teil des Schaltkreises sollte auch auf das Einzelpunkt-Erdungsprinzip achten, den Signalschleifenbereich minimieren und die entsprechende Filterschaltkreisadresse in der Nähe beachten.

* Wenn es der Platz zulässt, ist es besser, jedes Modul mit einem Erdungskabel zu isolieren, um Signalkopplungseffekte untereinander zu vermeiden.

5. Abschluss

Der Schlüssel des HF-PCB-Designs liegt darin, die Strahlungsfähigkeit zu reduzieren und die Entstörungsfähigkeit zu verbessern. Angemessenes Layout und Verdrahtung ist die Garantie für das DESIGNING RF PCB. Die in diesem Dokument beschriebene Methode ist hilfreich, um die Zuverlässigkeit des PCB-Designs von HF-Schaltungen zu verbessern, das Problem elektromagnetischer Störungen zu lösen und den Zweck der elektromagnetischen Verträglichkeit zu erreichen.