Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας επικοινωνιών, το ραδιόφωνο χειρός πλακέτα κυκλώματος υψηλής συχνότητας η τεχνολογία χρησιμοποιείται όλο και πιο ευρέως, όπως: ασύρματη τηλεειδοποίηση, κινητό τηλέφωνο, ασύρματο PDA κ.λπ., η απόδοση του κυκλώματος ραδιοσυχνοτήτων επηρεάζει άμεσα την ποιότητα ολόκληρου του προϊόντος. Ένα από τα μεγαλύτερα χαρακτηριστικά αυτών των χειροκίνητων προϊόντων είναι η μικρογραφία και η μικρογραφία σημαίνει ότι η πυκνότητα των εξαρτημάτων είναι πολύ υψηλή, γεγονός που καθιστά τα συστατικά (συμπεριλαμβανομένων των SMD, SMC, γυμνού τσιπ κ.λπ.) να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους πολύ σημαντικά. Εάν το ηλεκτρομαγνητικό σήμα παρεμβολής δεν χειριστεί σωστά, ολόκληρο το σύστημα κυκλώματος ενδέχεται να μην λειτουργεί σωστά. Επομένως, ο τρόπος πρόληψης και καταστολής των ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών και η βελτίωση της ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας έχει γίνει ένα πολύ σημαντικό θέμα στο σχεδιασμό του PCB κυκλώματος RF. Το ίδιο κύκλωμα, διαφορετική δομή σχεδιασμού PCB, ο δείκτης απόδοσής του θα διαφέρει σημαντικά. Αυτή η εργασία συζητά πώς να μεγιστοποιήσετε την απόδοση του κυκλώματος για να επιτύχετε απαιτήσεις ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας όταν χρησιμοποιείτε το λογισμικό Protel99 SE για το σχεδιασμό PCB κυκλώματος rf προϊόντων παλάμης.

1. Επιλογή πλάκας

Το υπόστρωμα της πλακέτας τυπωμένων κυκλωμάτων περιλαμβάνει οργανικές και ανόργανες κατηγορίες. Οι σημαντικότερες ιδιότητες του υποστρώματος είναι η διηλεκτρική σταθερά ε R, ο συντελεστής διάχυσης (ή διηλεκτρική απώλεια) Tan δ, ο συντελεστής θερμικής διαστολής CET και η απορρόφηση υγρασίας. ε R επηρεάζει την αντίσταση κυκλώματος και το ρυθμό μετάδοσης σήματος. Για κυκλώματα υψηλής συχνότητας, η ανοχή της διαπερατότητας είναι ο πρώτος και πιο κρίσιμος παράγοντας που πρέπει να ληφθεί υπόψη και πρέπει να επιλεγεί το υπόστρωμα με χαμηλή ανοχή διαπερατότητας.

2. Διαδικασία σχεδιασμού PCB

Επειδή το λογισμικό Protel99 SE διαφέρει από το Protel 98 και άλλο λογισμικό, συζητείται εν συντομία η διαδικασία σχεδιασμού PCB από το λογισμικό Protel99 SE.

Επειδή η Protel99 SE υιοθετεί τη διαχείριση της λειτουργίας βάσης δεδομένων PROJECT, η οποία είναι σιωπηρή στα Windows 99, επομένως θα πρέπει πρώτα να δημιουργήσουμε ένα αρχείο βάσης δεδομένων για τη διαχείριση του σχηματικού διαγράμματος κυκλώματος και του σχεδιασμού της διάταξης PCB.

② Σχεδιασμός σχηματικού διαγράμματος. Για να πραγματοποιηθεί σύνδεση δικτύου, όλα τα συστατικά που χρησιμοποιούνται πρέπει να υπάρχουν στη βιβλιοθήκη στοιχείων πριν από τον αρχικό σχεδιασμό. Διαφορετικά, τα απαιτούμενα στοιχεία θα πρέπει να γίνουν στο SCHLIB και να αποθηκευτούν στο αρχείο βιβλιοθήκης. Στη συνέχεια, απλώς καλείτε τα απαιτούμενα στοιχεία από τη βιβλιοθήκη στοιχείων και τα συνδέετε σύμφωνα με το σχεδιασμένο διάγραμμα κυκλώματος.

③ Αφού ολοκληρωθεί ο σχηματικός σχεδιασμός, μπορεί να σχηματιστεί ένας πίνακας δικτύου για χρήση στο σχεδιασμό PCB.

Design Σχεδιασμός PCB. A. Καθορισμός σχήματος και μεγέθους CB. Το σχήμα και το μέγεθος του PCB καθορίζονται ανάλογα με τη θέση του PCB στο προϊόν, το μέγεθος και το σχήμα του χώρου και τη συνεργασία με άλλα μέρη. Σχεδιάστε το σχήμα του PCB χρησιμοποιώντας την εντολή PLACE TRACK στο MECHANICAL LAYER. Β. Κάντε τρύπες τοποθέτησης, μάτια και σημεία αναφοράς στο PCB σύμφωνα με τις απαιτήσεις SMT. Γ. Παραγωγή εξαρτημάτων. Εάν πρέπει να χρησιμοποιήσετε ορισμένα ειδικά στοιχεία που δεν υπάρχουν στη βιβλιοθήκη στοιχείων, πρέπει να δημιουργήσετε στοιχεία πριν από τη διάταξη. Η διαδικασία κατασκευής εξαρτημάτων στο Protel99 SE είναι σχετικά απλή. Επιλέξτε την εντολή “ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΒΙΒΛΙΟΘΗΚΗΣ” στο μενού “ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ” για να εισέλθετε στο παράθυρο κατασκευής ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑΣ και, στη συνέχεια, επιλέξτε την εντολή “ΝΕΟ ΣΥΣΤΑΤΙΚΟ” στο μενού “ΕΡΓΑΛΕΙΑ” για ΣΧΕΔΙΑΣΜΕΝΑ στοιχεία. Αυτή τη στιγμή, απλά σχεδιάστε το αντίστοιχο PAD σε μια συγκεκριμένη θέση και επεξεργαστείτε το στο απαιτούμενο PAD (συμπεριλαμβανομένου του σχήματος, του μεγέθους, της εσωτερικής διαμέτρου και της γωνίας του PAD κ.λπ. και σημειώστε το αντίστοιχο όνομα καρφιτσών του PAD) TOP LAYER με την εντολή PLACE PAD και ούτω καθεξής ανάλογα με το σχήμα και το μέγεθος του πραγματικού εξαρτήματος. Στη συνέχεια, χρησιμοποιήστε την εντολή PLACE TRACK για να σχεδιάσετε τη μέγιστη εμφάνιση του στοιχείου στο TOP OVERLAYER, επιλέξτε ένα όνομα εξαρτήματος και αποθηκεύστε το στη βιβλιοθήκη στοιχείων. Δ. Μετά την κατασκευή εξαρτημάτων, πρέπει να πραγματοποιηθεί διάταξη και καλωδίωση. Αυτά τα δύο μέρη θα συζητηθούν λεπτομερώς παρακάτω. Ε. Ελέγξτε αφού ολοκληρωθεί η παραπάνω διαδικασία. Από τη μία πλευρά, αυτό περιλαμβάνει την επιθεώρηση της αρχής του κυκλώματος, από την άλλη πλευρά, είναι απαραίτητο να ελέγξετε την αντιστοιχία και τη συναρμολόγηση μεταξύ τους. Η αρχή του κυκλώματος μπορεί να ελεγχθεί χειροκίνητα ή αυτόματα μέσω δικτύου (το δίκτυο που σχηματίζεται από σχηματικό διάγραμμα μπορεί να συγκριθεί με το δίκτυο που σχηματίζεται από PCB). F. Μετά τον έλεγχο, αρχειοθετήστε και εξάγετε το αρχείο. Στο Protel99 SE, πρέπει να εκτελέσετε την εντολή EXPORT στην επιλογή FILE για να αποθηκεύσετε το FILE στην καθορισμένη διαδρομή και FILE (η εντολή IMPORT είναι η ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΑΡΧΕΙΟΥ στο Protel99 SE). Σημείωση: Στην επιλογή Protel99 SE “FILE” “SAVE COPY AS …” Μετά την εκτέλεση της εντολής, το επιλεγμένο όνομα αρχείου δεν είναι ορατό στα Windows 98, επομένως το αρχείο δεν μπορεί να εμφανιστεί στη Διαχείριση πόρων. Αυτό διαφέρει από το “SAVE AS …” στο Protel 98. Δεν λειτουργεί ακριβώς το ίδιο.

3. Διάταξη εξαρτημάτων

Επειδή η SMT χρησιμοποιεί γενικά συγκόλληση θερμικής ροής υπέρυθρων κλιβάνων για τη συγκόλληση εξαρτημάτων, η διάταξη των εξαρτημάτων επηρεάζει την ποιότητα των αρμών συγκόλλησης και στη συνέχεια επηρεάζει την απόδοση των προϊόντων. Για τον σχεδιασμό PCB του κυκλώματος rf, η ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα απαιτεί κάθε μονάδα κυκλώματος να μην παράγει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία στο μέτρο του δυνατού και να έχει μια συγκεκριμένη ικανότητα να αντιστέκεται στις ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές. Επομένως, η διάταξη των εξαρτημάτων επηρεάζει επίσης άμεσα την παρεμβολή και την ικανότητα παρεμβολής του ίδιου του κυκλώματος, η οποία σχετίζεται επίσης άμεσα με την απόδοση του σχεδιασμένου κυκλώματος. Επομένως, στο σχεδιασμό του PCB κυκλώματος RF, εκτός από τη διάταξη του συνηθισμένου σχεδιασμού PCB, θα πρέπει επίσης να εξετάσουμε πώς να μειώσουμε την παρεμβολή μεταξύ διαφόρων τμημάτων του κυκλώματος RF, πώς να μειώσουμε την παρεμβολή του ίδιου του κυκλώματος σε άλλα κυκλώματα και την ικανότητα αντι-παρεμβολής του ίδιου του κυκλώματος. Σύμφωνα με την εμπειρία, η επίδραση του κυκλώματος rf εξαρτάται όχι μόνο από τον δείκτη απόδοσης της ίδιας της πλακέτας κυκλώματος RF, αλλά και από την αλληλεπίδραση με την πλακέτα επεξεργασίας CPU σε μεγάλο βαθμό. Επομένως, στο σχεδιασμό PCB, η λογική διάταξη είναι ιδιαίτερα σημαντική.

Γενική αρχή διάταξης: τα εξαρτήματα πρέπει να είναι τοποθετημένα στην ίδια κατεύθυνση στο μέτρο του δυνατού και το κακό φαινόμενο συγκόλλησης μπορεί να μειωθεί ή ακόμη και να αποφευχθεί επιλέγοντας την κατεύθυνση του PCB που εισέρχεται στο σύστημα τήξης κασσίτερου. Σύμφωνα με την εμπειρία, ο χώρος μεταξύ των εξαρτημάτων θα πρέπει να είναι τουλάχιστον 0.5 mm για να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις των συστατικών τήξης κασσίτερου. Εάν το επιτρέπει ο χώρος της πλακέτας PCB, ο χώρος μεταξύ των εξαρτημάτων θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μεγαλύτερος. Για διπλά πάνελ, η μία πλευρά πρέπει να έχει σχεδιαστεί για εξαρτήματα SMD και SMC και η άλλη πλευρά είναι διακριτά εξαρτήματα.

Σημείωση στη διάταξη:

* Καθορίστε πρώτα τη θέση των στοιχείων διασύνδεσης στο PCB με άλλους πίνακες ή συστήματα PCB και δώστε προσοχή στο συντονισμό των στοιχείων διεπαφής (όπως ο προσανατολισμός των εξαρτημάτων κ.λπ.).

* Λόγω του μικρού όγκου των φορητών προϊόντων, τα εξαρτήματα είναι διατεταγμένα με συμπαγή τρόπο, οπότε για μεγαλύτερα εξαρτήματα, πρέπει να δοθεί προτεραιότητα στον καθορισμό της κατάλληλης θέσης και να εξεταστεί το πρόβλημα του συντονισμού μεταξύ τους.

* προσεκτική ανάλυση δομής κυκλώματος, επεξεργασία μπλοκ κυκλώματος (όπως κύκλωμα ενισχυτή υψηλής συχνότητας, κύκλωμα ανάμειξης και κύκλωμα αποδιαμόρφωσης κ.λπ.), στο μέτρο του δυνατού για διαχωρισμό του σήματος βαρύ ρεύματος και του αδύναμου ρεύματος, ξεχωριστό κύκλωμα ψηφιακού σήματος και αναλογικό σήμα κύκλωμα, ολοκληρώστε την ίδια λειτουργία του κυκλώματος θα πρέπει να διευθετηθεί σε ένα συγκεκριμένο εύρος, μειώνοντας έτσι την περιοχή του βρόχου σήματος. Το δίκτυο φιλτραρίσματος κάθε τμήματος του κυκλώματος πρέπει να είναι συνδεδεμένο κοντά, έτσι ώστε όχι μόνο να μειώνεται η ακτινοβολία, αλλά και να μειώνεται η πιθανότητα παρεμβολών, σύμφωνα με την ικανότητα αντιεμβολής του κυκλώματος.

* Ομαδοποιήστε κυκλώματα κυψελών σύμφωνα με την ευαισθησία τους στην ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα κατά τη χρήση. Τα συστατικά του κυκλώματος που είναι ευάλωτα σε παρεμβολές πρέπει επίσης να αποφεύγουν πηγές παρεμβολών (όπως παρεμβολές από την CPU στον πίνακα επεξεργασίας δεδομένων).

4. Καλωδίωση

Αφού τοποθετηθούν τα εξαρτήματα, μπορεί να ξεκινήσει η καλωδίωση. Η βασική αρχή της καλωδίωσης είναι: υπό την προϋπόθεση της πυκνότητας της συναρμολόγησης, ο σχεδιασμός καλωδίωσης χαμηλής πυκνότητας πρέπει να επιλέγεται όσο το δυνατόν περισσότερο και η καλωδίωση σήματος πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο παχιά και λεπτή, γεγονός που ευνοεί την αντιστοίχιση της σύνθετης αντίστασης.

Για το κύκλωμα rf, ο παράλογος σχεδιασμός της κατεύθυνσης, του πλάτους και του διαστήματος γραμμής σήματος μπορεί να προκαλέσει την παρεμβολή μεταξύ των γραμμών μετάδοσης σήματος σήματος. Επιπλέον, το ίδιο το τροφοδοτικό του συστήματος υπάρχει επίσης παρεμβολές θορύβου, οπότε στο σχεδιασμό του κυκλώματος RF το PCB πρέπει να εξεταστεί συνολικά, λογική καλωδίωση.

Κατά την καλωδίωση, όλες οι καλωδιώσεις πρέπει να είναι πολύ μακριά από το περίγραμμα της πλακέτας ΤΗΛ (περίπου 2 mm), ώστε να μην προκληθεί ή δεν υπάρχει ο κρυμμένος κίνδυνος θραύσης σύρματος κατά την παραγωγή πλακέτας PCB. Το καλώδιο τροφοδοσίας πρέπει να είναι όσο το δυνατόν ευρύτερο για να μειωθεί η αντίσταση του βρόχου. Ταυτόχρονα, η κατεύθυνση της γραμμής ισχύος και της γραμμής γείωσης θα πρέπει να είναι συνεπής με την κατεύθυνση της μετάδοσης δεδομένων για τη βελτίωση της ικανότητας προστασίας από παρεμβολές. Οι γραμμές σήματος πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο σύντομες και ο αριθμός των οπών να μειώνεται όσο το δυνατόν περισσότερο. Όσο πιο σύντομη είναι η σύνδεση μεταξύ των εξαρτημάτων, τόσο το καλύτερο, για να μειωθεί η κατανομή των παραμέτρων και οι ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές μεταξύ τους. Για ασύμβατες γραμμές σήματος θα πρέπει να είναι πολύ μακριά η μια από την άλλη, και να προσπαθούν να αποφύγουν τις παράλληλες γραμμές, και στις θετικές δύο πλευρές της εφαρμογής αμοιβαίων κάθετων γραμμών σήματος. Η καλωδίωση που χρειάζεται διεύθυνση γωνίας πρέπει να έχει γωνία 135 ° ανάλογα με την περίπτωση, αποφύγετε τις στροφές.

Η γραμμή που συνδέεται απευθείας με το μαξιλάρι δεν πρέπει να είναι πολύ φαρδιά και η γραμμή πρέπει να είναι μακριά από τα αποσυνδεδεμένα εξαρτήματα στο μέτρο του δυνατού για να αποφευχθεί βραχυκύκλωμα. Οι τρύπες δεν πρέπει να τραβούνται στα εξαρτήματα και πρέπει να απέχουν όσο το δυνατόν περισσότερο από τα αποσυνδεδεμένα εξαρτήματα για να αποφευχθεί η εικονική συγκόλληση, η συνεχής συγκόλληση, το βραχυκύκλωμα και άλλα φαινόμενα στην παραγωγή.

Στο σχεδιασμό PCB του κυκλώματος rf, η σωστή καλωδίωση της γραμμής τροφοδοσίας και του καλωδίου γείωσης είναι ιδιαίτερα σημαντική και ο λογικός σχεδιασμός είναι το πιο σημαντικό μέσο για την υπέρβαση των ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών. Αρκετές πηγές παρεμβολών στο PCB δημιουργούνται από τροφοδοτικό και καλώδιο γείωσης, μεταξύ των οποίων το καλώδιο γείωσης προκαλεί τις περισσότερες παρεμβολές θορύβου.

Ο κύριος λόγος για τον οποίο το καλώδιο γείωσης είναι εύκολο να προκαλέσει ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές είναι η σύνθετη αντίσταση του καλωδίου γείωσης. Όταν ένα ρεύμα ρέει μέσω της γείωσης, θα δημιουργηθεί μια τάση στο έδαφος, με αποτέλεσμα το ρεύμα του βρόχου γείωσης, σχηματίζοντας την παρεμβολή βρόχου της γείωσης. Όταν πολλαπλά κυκλώματα μοιράζονται ένα μόνο κομμάτι καλωδίου γείωσης, συμβαίνει σύζευξη κοινής σύνθετης αντίστασης, με αποτέλεσμα αυτό που είναι γνωστό ως θόρυβος γείωσης. Επομένως, κατά την καλωδίωση του καλωδίου γείωσης του PCB κυκλώματος RF, κάντε τα εξής:

* Πρώτα απ ‘όλα, το κύκλωμα χωρίζεται σε μπλοκ, το κύκλωμα rf μπορεί βασικά να χωριστεί σε ενίσχυση υψηλής συχνότητας, ανάμειξη, αποδιαμόρφωση, τοπικές δονήσεις και άλλα μέρη, για να παρέχει ένα κοινό πιθανό σημείο αναφοράς για κάθε γείωση κυκλώματος μονάδας κυκλώματος, έτσι ώστε σήμα μπορεί να μεταδοθεί μεταξύ διαφορετικών μονάδων κυκλώματος. Στη συνέχεια, συνοψίζεται στο σημείο όπου το PCB κυκλώματος RF είναι συνδεδεμένο στη γείωση, δηλαδή συνοψίζεται στην κύρια γείωση. Δεδομένου ότι υπάρχει μόνο ένα σημείο αναφοράς, δεν υπάρχει σύζευξη κοινής αντίστασης και συνεπώς κανένα πρόβλημα αμοιβαίας παρεμβολής.

* Digitalηφιακή περιοχή και αναλογική περιοχή στο μέτρο του δυνατού απομόνωση καλωδίου γείωσης και ψηφιακή γείωση και αναλογική γείωση για διαχωρισμό, τελικά συνδεδεμένη με τη γείωση τροφοδοσίας.

* Το καλώδιο γείωσης σε κάθε τμήμα του κυκλώματος πρέπει επίσης να προσέχει την αρχή γείωσης ενός σημείου, να ελαχιστοποιεί την περιοχή του βρόχου σήματος και την αντίστοιχη διεύθυνση κυκλώματος φίλτρου σε κοντινή απόσταση.

* Εάν το επιτρέπει ο χώρος, είναι προτιμότερο να απομονώσετε κάθε μονάδα με καλώδιο γείωσης για να αποτρέψετε την επίδραση σύζευξης σήματος μεταξύ τους.

5. Σύναψη

Το κλειδί του σχεδιασμού RF PCB έγκειται στο πώς να μειώσετε την ικανότητα ακτινοβολίας και πώς να βελτιώσετε την ικανότητα προστασίας από παρεμβολές. Η λογική διάταξη και η καλωδίωση είναι η εγγύηση του DESIGNING RF PCB. Η μέθοδος που περιγράφεται σε αυτό το άρθρο είναι χρήσιμη για τη βελτίωση της αξιοπιστίας του σχεδιασμού PCB κυκλώματος RF, την επίλυση του προβλήματος των ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών και την επίτευξη του σκοπού της ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας.