The interconnect of placa de circuito impreso El sistema incluye placa de circuito integrado, interconexión dentro de PCB e interconexión entre PCB y dispositivos externos. In RF design, the electromagnetic characteristics at the interconnect point is one of the main problems faced by engineering design. This paper introduces various techniques of the above three types of interconnect design, including device installation methods, isolation of wiring and measures to reduce lead inductance.

Hay indicios de que las placas de circuito impreso se están diseñando con una frecuencia cada vez mayor. As data rates continue to increase, the bandwidth required for data transmission also pushes the signal frequency ceiling to 1GHz or higher. This high frequency signal technology, although far beyond the millimeter wave technology (30GHz), does involve RF and low-end microwave technology.

RF engineering design methods must be able to handle the stronger electromagnetic field effects that are typically generated at higher frequencies. Estos campos electromagnéticos pueden inducir señales en líneas de señal adyacentes o líneas de PCB, provocando diafonía no deseada (interferencia y ruido total) y perjudicando el rendimiento del sistema. Backloss is mainly caused by impedance mismatch, which has the same effect on the signal as additive noise and interference.

High return loss has two negative effects: 1. The signal reflected back to the signal source will increase the noise of the system, making it more difficult for the receiver to distinguish noise from signal; 2. 2. Cualquier señal reflejada degradará esencialmente la calidad de la señal porque cambia la forma de la señal de entrada.

Aunque los sistemas digitales son muy tolerantes a las fallas porque solo manejan señales 1 y 0, los armónicos generados cuando el pulso aumenta a alta velocidad hacen que la señal sea más débil en frecuencias más altas. Aunque la corrección de errores hacia adelante puede eliminar algunos de los efectos negativos, parte del ancho de banda del sistema se utiliza para transmitir datos redundantes, lo que da como resultado una degradación del rendimiento. A better solution is to have RF effects that help rather than detract from signal integrity. It is recommended that the total return loss at the highest frequency of a digital system (usually a poor data point) be -25dB, equivalent to a VSWR of 1.1.

PCB design aims to be smaller, faster and less costly. For RFPCB, high-speed signals sometimes limit the miniaturization of PCB designs. At present, the main method to solve the crosseration problem is to carry out ground connection management, conduct spacing between wiring and reduce lead inductance. El método principal para reducir la pérdida de retorno es la adaptación de impedancia. Este método incluye la gestión eficaz de los materiales de aislamiento y el aislamiento de las líneas de señal activa y las líneas de tierra, especialmente entre el estado de la línea de señal y la tierra.

Debido a que la interconexión es el eslabón más débil en la cadena del circuito, en el diseño de RF, las propiedades electromagnéticas del punto de interconexión son el principal problema al que se enfrenta el diseño de ingeniería, cada punto de interconexión debe investigarse y los problemas existentes deben resolverse. La interconexión de la placa de circuito incluye la interconexión del chip a la placa de circuito, la interconexión de la placa de circuito impreso y la interconexión de entrada / salida de señal entre la placa de circuito impreso y los dispositivos externos.

I. Interconexión entre el chip y la placa PCB

Ya sea que esta solución funcione o no, los asistentes tuvieron claro que la tecnología de diseño de circuitos integrados está muy por delante de la tecnología de diseño de PCB para aplicaciones de alta frecuencia.

Interconexión de PCB

Las técnicas y métodos para el diseño de PCB de alta frecuencia son los siguientes:

1. Se debe usar un ángulo de 45 ° para la esquina de la línea de transmisión para reducir la pérdida de retorno (FIG. 1);

2 insulation constant value according to the level of strictly controlled high-performance insulating circuit board. This method is beneficial for effective management of electromagnetic field between insulating material and adjacent wiring.

3. PCB design specifications for high precision etching should be improved. Considere especificar un error de ancho de línea total de +/- 0.0007 pulgadas, manejando cortes y secciones transversales de las formas del cableado y especificando las condiciones del revestimiento de la pared lateral del cableado. Overall management of wiring (wire) geometry and coating surfaces is important to address skin effects related to microwave frequencies and to implement these specifications.

4. Hay inductancia de derivación en los cables que sobresalen. Evite el uso de componentes con cables. Para entornos de alta frecuencia, es mejor utilizar componentes montados en superficie.

5. Para señales a través de orificios, evite usar el proceso PTH en la placa sensible, ya que este proceso puede causar inductancia del cable en el orificio pasante. Lead inductance can affect layers 4 to 19 if a through-hole in a 20-ply board is used to connect layers 1 to 3.

6. Provide abundant ground layers. Moulded holes are used to connect these grounding layers to prevent 3d electromagnetic fields from affecting the circuit board.

7. Para elegir un proceso de niquelado sin electrólisis o de inmersión en oro, no utilice el método de enchapado HASL. This electroplated surface provides a better skin effect for high-frequency currents (Figure 2). In addition, this highly weldable coating requires fewer leads, helping to reduce environmental pollution.

8. Solder resistance layer can prevent solder paste from flowing. However, due to the uncertainty of thickness and unknown insulation performance, covering the entire plate surface with solder resistance material will lead to a large change in electromagnetic energy in microstrip design. Generally, solderdam is used as welding resistance layer.

Si no está familiarizado con estos métodos, consulte a un ingeniero de diseño experimentado que haya trabajado en placas de circuitos de microondas para el ejército. You can also discuss with them what price range you can afford. For example, it is more economical to use a copper-backedCoplanar microstrip design than a stripline design, and you can discuss this with them to get better advice. Es posible que los buenos ingenieros no estén acostumbrados a pensar en los costos, pero sus consejos pueden ser muy útiles. Será un trabajo a largo plazo capacitar a ingenieros jóvenes que no estén familiarizados con los efectos de RF y carecen de experiencia en el manejo de los efectos de RF.

Además, se pueden adoptar otras soluciones, como mejorar el modelo de computadora para poder manejar los efectos de RF.

Interconexión de PCB con dispositivos externos

Ahora podemos suponer que hemos resuelto todos los problemas de gestión de señales en la placa y en las interconexiones de componentes discretos. Entonces, ¿cómo se resuelve el problema de entrada / salida de señal desde la placa de circuito hasta el cable que conecta el dispositivo remoto? TrompeterElectronics, un innovador en tecnología de cables coaxiales, está trabajando en este problema y ha logrado algunos avances importantes (figura 3). Also, take a look at the electromagnetic field shown in Figure 4 below. En este caso gestionamos la conversión de microstrip a cable coaxial. In coaxial cables, the ground layers are interlaced in rings and evenly spaced. En microcinturones, la capa de conexión a tierra está por debajo de la línea activa. Esto introduce ciertos efectos de borde que deben entenderse, predecirse y considerarse en el momento del diseño. Por supuesto, este desajuste también puede provocar una pérdida de retroceso y debe minimizarse para evitar el ruido y la interferencia de la señal.

La gestión del problema de impedancia interna no es un problema de diseño que pueda ignorarse. The impedance starts at the surface of the circuit board, passes through a solder joint to the joint, and ends at the coaxial cable. Debido a que la impedancia varía con la frecuencia, cuanto mayor es la frecuencia, más difícil es la gestión de la impedancia. The problem of using higher frequencies to transmit signals over broadband appears to be the main design problem.