Con el desarrollo de la tecnología de la comunicación, la radio de mano placa de circuito de alta frecuencia La tecnología se utiliza cada vez más, como: buscapersonas inalámbricos, teléfonos móviles, PDA inalámbricos, etc., el rendimiento del circuito de radiofrecuencia afecta directamente la calidad de todo el producto. Una de las características más importantes de estos productos portátiles es la miniaturización, y la miniaturización significa que la densidad de los componentes es muy alta, lo que hace que los componentes (incluidos SMD, SMC, chip desnudo, etc.) interfieran entre sí de manera muy prominente. Si la señal de interferencia electromagnética no se maneja correctamente, es posible que todo el sistema del circuito no funcione correctamente. Por lo tanto, cómo prevenir y suprimir la interferencia electromagnética y mejorar la compatibilidad electromagnética se ha convertido en un tema muy importante en el diseño de PCB de circuitos de RF. El mismo circuito, diferente estructura de diseño de PCB, su índice de rendimiento será muy diferente. Este documento analiza cómo maximizar el rendimiento del circuito para lograr los requisitos de compatibilidad electromagnética cuando se utiliza el software Protel99 SE para diseñar PCB de circuito de rf de productos de palma.

1. Selección de plato

El sustrato de la placa de circuito impreso incluye categorías orgánicas e inorgánicas. Las propiedades más importantes del sustrato son la constante dieléctrica ε R, el factor de disipación (o pérdida dieléctrica) Tan δ, el coeficiente de expansión térmica CET y la absorción de humedad. ε R afecta la impedancia del circuito y la velocidad de transmisión de la señal. Para circuitos de alta frecuencia, la tolerancia de permitividad es el primer factor y el más crítico a considerar, y se debe seleccionar el sustrato con tolerancia de permitividad baja.

2. Proceso de diseño de PCB

Debido a que el software Protel99 SE es diferente de Protel 98 y otros software, se analiza brevemente el proceso de diseño de PCB mediante el software Protel99 SE.

① Debido a que Protel99 SE adopta la administración del modo de base de datos PROJECT, que está implícita en Windows 99, primero debemos configurar un archivo de base de datos para administrar el diagrama esquemático del circuito y el diseño de PCB diseñado.

② Diseño de diagrama esquemático. Para realizar la conexión de red, todos los componentes utilizados deben existir en la biblioteca de componentes antes del diseño principal; de lo contrario, los componentes necesarios deben crearse en SCHLIB y almacenarse en el archivo de la biblioteca. Luego, simplemente llame a los componentes requeridos de la biblioteca de componentes y conéctelos de acuerdo con el diagrama de circuito diseñado.

③ Una vez completado el diseño esquemático, se puede formar una tabla de red para su uso en el diseño de PCB.

④Diseño PCB. A. Determinación de la forma y el tamaño de CB. La forma y el tamaño de la PCB se determinan de acuerdo con la posición de la PCB en el producto, el tamaño y la forma del espacio y la cooperación con otras partes. Dibuja la forma de la PCB usando el comando COLOCAR PISTA en CAPA MECÁNICA. B. Realice los orificios de posicionamiento, los ojos y los puntos de referencia en la PCB de acuerdo con los requisitos de SMT. C. Producción de componentes. Si necesita utilizar algunos componentes especiales que no existen en la biblioteca de componentes, debe crear componentes antes del diseño. El proceso de fabricación de componentes en Protel99 SE es relativamente sencillo. Seleccione el comando “HACER BIBLIOTECA” en el menú “DISEÑO” para ingresar a la ventana de creación de COMPONENTES, y luego seleccione el comando “NUEVO COMPONENTE” en el menú “HERRAMIENTA” para DISEÑAR componentes. En este momento, simplemente dibuje el PAD correspondiente en una posición determinada y edítelo en el PAD requerido (incluida la forma, el tamaño, el diámetro interior y el ángulo del PAD, etc., y marque el nombre del pin correspondiente del PAD) en el TOP LAYER con el comando COLOCAR PAD y así sucesivamente de acuerdo con la forma y el tamaño del componente real. Luego use el comando COLOCAR PISTA para dibujar la apariencia máxima del componente en la SUPERPOSICIÓN SUPERIOR, seleccione un nombre de componente y guárdelo en la biblioteca de componentes. D. Después de fabricar los componentes, se debe realizar el diseño y el cableado. Estas dos partes se analizarán en detalle a continuación. E. Verifique después de que se complete el procedimiento anterior. Por un lado, esto incluye la inspección del principio del circuito, por otro lado, es necesario verificar el emparejamiento y el ensamblaje de los demás. El principio del circuito se puede comprobar de forma manual o automática por red (la red formada por diagrama esquemático se puede comparar con la red formada por PCB). F. Después de verificar, archive y genere el archivo. En Protel99 SE, debe ejecutar el comando EXPORTAR en la opción ARCHIVO para guardar el ARCHIVO en la ruta y el ARCHIVO especificados (el comando IMPORTAR es para IMPORTAR un ARCHIVO a Protel99 SE). Nota: En la opción “ARCHIVO” de Protel99 SE “GUARDAR COPIA COMO …” Una vez que se ejecuta el comando, el nombre del archivo seleccionado no es visible en Windows 98, por lo que el archivo no se puede ver en Resource Manager. Esto es diferente de “GUARDAR COMO …” en Protel 98. No funciona exactamente igual.

3. Disposición de los componentes

Debido a que SMT generalmente usa soldadura por flujo de calor de horno infrarrojo para soldar componentes, la disposición de los componentes afecta la calidad de las uniones de soldadura y luego afecta el rendimiento de los productos. Para el diseño de PCB de circuitos de RF, la compatibilidad electromagnética requiere que cada módulo de circuito no genere radiación electromagnética en la medida de lo posible y tenga cierta capacidad para resistir interferencias electromagnéticas. Por lo tanto, el diseño de los componentes también afecta directamente la capacidad de interferencia y antiinterferencia del circuito en sí, que también está directamente relacionada con el rendimiento del circuito diseñado. Por lo tanto, en el diseño de PCB de circuito de RF, además del diseño de PCB ordinario, también debemos considerar cómo reducir la interferencia entre varias partes del circuito de RF, cómo reducir la interferencia del propio circuito a otros circuitos y la capacidad antiinterferente del circuito en sí. Según la experiencia, el efecto del circuito de RF depende no solo del índice de rendimiento de la placa de circuito de RF en sí, sino también de la interacción con la placa de procesamiento de la CPU en gran medida. Por lo tanto, en el diseño de PCB, la distribución razonable es particularmente importante.

Principio de disposición general: los componentes deben disponerse en la misma dirección en la medida de lo posible, y el fenómeno de la mala soldadura puede reducirse o incluso evitarse seleccionando la dirección de la PCB que ingresa al sistema de fusión de estaño; Según la experiencia, el espacio entre los componentes debe ser de al menos 0.5 mm para cumplir con los requisitos de los componentes de fusión de estaño. Si el espacio de la placa PCB lo permite, el espacio entre los componentes debe ser lo más amplio posible. Para paneles dobles, un lado debe estar diseñado para componentes SMD y SMC, y el otro lado es para componentes discretos.

Nota en el diseño:

* Primero determine la posición de los componentes de la interfaz en la PCB con otras placas o sistemas de PCB y preste atención a la coordinación de los componentes de la interfaz (como la orientación de los componentes, etc.).

* Debido al pequeño volumen de productos portátiles, los componentes están dispuestos de manera compacta, por lo que para componentes más grandes, se debe dar prioridad para determinar la ubicación adecuada y considerar el problema de coordinación entre ellos.

* estructura del circuito de análisis cuidadoso, el procesamiento del bloque de circuito (como circuito amplificador de alta frecuencia, circuito de mezcla y circuito de demodulación, etc.), en la medida de lo posible para separar la señal de corriente pesada y la señal de corriente débil, circuito de señal digital y señal analógica separados circuito, completar la misma función del circuito debe estar dispuesto en un cierto rango, reduciendo así el área de bucle de señal; La red de filtrado de cada parte del circuito debe estar conectada cerca, de modo que no solo se pueda reducir la radiación, sino que también se pueda reducir la probabilidad de interferencia, de acuerdo con la capacidad antiinterferente del circuito.

* Agrupe los circuitos de celdas de acuerdo con su sensibilidad a la compatibilidad electromagnética en uso. Los componentes del circuito que son vulnerables a la interferencia también deben evitar las fuentes de interferencia (como la interferencia de la CPU en la placa de procesamiento de datos).

4. cableado

Una vez dispuestos los componentes, puede comenzar el cableado. El principio básico del cableado es: bajo la condición de densidad de ensamblaje, el diseño de cableado de baja densidad debe seleccionarse en la medida de lo posible, y el cableado de señal debe ser lo más grueso y delgado posible, lo que favorece la adaptación de impedancias.

Para el circuito de rf, el diseño irrazonable de la dirección de la línea de señal, el ancho y el espaciado de línea puede causar la interferencia entre las líneas de transmisión de la señal de señal; Además, la fuente de alimentación del sistema en sí también existe interferencia de ruido, por lo que en el diseño de la PCB del circuito de RF se debe considerar un cableado razonable de manera integral.

Al realizar el cableado, todo el cableado debe estar lejos del borde de la placa PCB (aproximadamente 2 mm), para no causar o tener el peligro oculto de rotura de cables durante la producción de la placa PCB. La línea eléctrica debe ser lo más ancha posible para reducir la resistencia del bucle. Al mismo tiempo, la dirección de la línea eléctrica y la línea terrestre deben ser coherentes con la dirección de la transmisión de datos para mejorar la capacidad antiinterferente. Las líneas de señal deben ser lo más cortas posible y el número de orificios debe reducirse en la medida de lo posible. Cuanto más corta sea la conexión entre los componentes, mejor, para reducir la distribución de parámetros y las interferencias electromagnéticas entre sí; Para las líneas de señal incompatibles deben estar alejadas entre sí y tratar de evitar líneas paralelas, y en los dos lados positivos de la aplicación de líneas de señal verticales mutuas; El cableado que necesita una dirección de esquina debe tener un ángulo de 135 ° según corresponda, evite girar en ángulos rectos.

La línea directamente conectada con la almohadilla no debe ser demasiado ancha, y la línea debe estar lo más lejos posible de los componentes desconectados para evitar cortocircuitos; No se deben hacer agujeros en los componentes y deben estar lo más lejos posible de los componentes desconectados para evitar la soldadura virtual, la soldadura continua, el cortocircuito y otros fenómenos en la producción.

En el diseño de PCB del circuito de rf, el cableado correcto de la línea de alimentación y el cable de tierra es particularmente importante, y el diseño razonable es el medio más importante para superar la interferencia electromagnética. Una gran cantidad de fuentes de interferencia en PCB son generadas por la fuente de alimentación y el cable de tierra, entre los cuales el cable de tierra causa la mayor interferencia de ruido.

La razón principal por la que el cable de tierra es fácil de causar interferencias electromagnéticas es la impedancia del cable de tierra. Cuando una corriente fluye a través del suelo, se generará un voltaje en el suelo, lo que dará como resultado la corriente de bucle de tierra, formando la interferencia de bucle de la tierra. Cuando varios circuitos comparten una sola pieza de cable de tierra, se produce un acoplamiento de impedancia común, lo que resulta en lo que se conoce como ruido de tierra. Por lo tanto, al cablear el cable de tierra de la PCB del circuito de RF, haga lo siguiente:

* En primer lugar, el circuito se divide en bloques, el circuito de rf se puede dividir básicamente en amplificación de alta frecuencia, mezcla, demodulación, vibración local y otras partes, para proporcionar un punto de referencia potencial común para cada conexión a tierra del circuito del módulo de circuito, de modo que el La señal se puede transmitir entre diferentes módulos de circuito. Luego se resume en el punto donde la PCB del circuito de RF está conectada a tierra, es decir, se resume en la tierra principal. Dado que solo hay un punto de referencia, no hay un acoplamiento de impedancia común y, por lo tanto, no hay problemas de interferencia mutua.

* Área digital y área analógica en la medida de lo posible aislamiento del cable de tierra, y tierra digital y tierra analógica para separar, finalmente conectado a la tierra de la fuente de alimentación.

* El cable de tierra en cada parte del circuito también debe prestar atención al principio de conexión a tierra de un solo punto, minimizar el área del bucle de señal y la dirección del circuito de filtro correspondiente cercano.

* Si el espacio lo permite, es mejor aislar cada módulo con cable de tierra para evitar el efecto de acoplamiento de señales entre sí.

5. Conclusión

La clave del diseño de PCB RF radica en cómo reducir la capacidad de radiación y cómo mejorar la capacidad antiinterferente. La disposición y el cableado razonables son la garantía de DISEÑO de PCB RF. El método descrito en este documento es útil para mejorar la confiabilidad del diseño de PCB de circuitos de RF, resolver el problema de la interferencia electromagnética y lograr el propósito de compatibilidad electromagnética.