Kujunduses PCB plaat, sageduse kiire suurenemisega tekib palju häireid, mis erinevad madalsageduslikest trükkplaatidest. Veelgi enam, sageduse suurenemise ja PCB -plaadi miniaturiseerimise ja madalate kulude vahelise vastuolu tõttu muutuvad need häired üha keerukamaks.

Tegelikes uuringutes võime järeldada, et häireid on peamiselt neli aspekti, sealhulgas toiteallika müra, ülekandeliini häired, sidestus ja elektromagnetilised häired (EMI). Kõrgsagedusliku trükkplaadi erinevate häireprobleemide analüüsimisel ja tööpraktikaga kombineerimisel pakutakse välja tõhusaid lahendusi.

Esiteks, toiteallika müra

Kõrgsagedusahelas mõjutab toiteallika müra ilmselgelt kõrgsageduslikku signaali. Therefore, the first requirement of the power supply is low noise. Puhtad põrandad on sama olulised kui puhas elekter. Miks? Võimsuse omadused on näidatud joonisel 1. Ilmselgelt on toiteallikal teatud takistus ja takistus on jaotatud kogu toiteallikale, seetõttu lisatakse toiteallikale müra.

Then we should minimize the impedance of the power supply, so it is best to have a dedicated power supply layer and grounding layer. Hf -ahela projekteerimisel on toiteallikas enamikul juhtudel palju parem kujundada kihina kui siinina, nii et silmus saaks alati järgida minimaalse takistuse rada.

Lisaks peab toiteplaat pakkuma signaalitsükli kõigi PCB -l loodud ja vastuvõetud signaalide jaoks. See minimeerib signaali ahela ja vähendab seega müra, mis on madala sagedusega vooluahela disaineritel sageli tähelepanuta jäetud.

Kõrgsagedusliku trükkplaadi kujundamisel esineb häirelahendusi

Joonis 1: Võimsuse omadused

Elektrilise müra kõrvaldamiseks trükkplaatide disainis on mitu võimalust:

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. Kui toitekihi ava on liiga suur, mõjutab see kindlasti signaali silmust, signaal on sunnitud mööda minema, silmuse pindala suureneb ja müra suureneb. At the same time, if several signal lines are clustered near the opening and share the same loop, the common impedance will cause crosstalk. Vaata joonist 2.

Kõrgsagedusliku trükkplaadi kujundamisel esineb häirelahendusi

Joonis 2: möödaviigu signaali ahela ühine tee

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. Eraldage analoog- ja digitaalne toiteallikas: kõrgsagedusseadmed on üldjuhul digitaalse müra suhtes väga tundlikud, nii et need peaksid olema eraldatud ja ühendatud toiteallika sissepääsu juures, kui signaal kogu seadme analoog- ja digitaalses osas sõnad, saab silmuseala vähendamiseks paigutada signaali üle silmuse. Signaali ahela jaoks kasutatav digitaalse analoogi ulatus on näidatud joonisel 3.

Kõrgsagedusliku trükkplaadi kujundamisel esineb häirelahendusi

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.

Kõrgsagedusliku trükkplaadi kujundamisel esineb häirelahendusi

Joonis 4: Asetage toitejuhe signaalijoone kõrvale

Two, transmission line

PCB -l on ainult kaks võimalikku ülekandeliini:

Lindiliini ja mikrolainejoone suurim probleem on peegeldus. Peegeldus tekitab palju probleeme. Näiteks on laadimissignaaliks algsignaali ja kajasignaali superpositsioon, mis suurendab signaali analüüsi keerukust. Peegeldus põhjustab tagasivoolukadu (tagasivoolukaotus), mis mõjutab signaali sama halvasti kui lisandmüra häired:

1. Signaaliallikale tagasi peegelduv signaal suurendab süsteemi müra, mistõttu vastuvõtjal on müra ja signaali eristamine raskem;

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) Vältige ülekandeliinide takistuste katkemist. Katkendliku impedantsi punkt on ülekandeliini mutatsioonipunkt, näiteks sirge nurk, läbiv auk jne, nii palju kui võimalik. Meetodid: joone sirgete nurkade vältimiseks, kui võimalik 45 ° nurga või kaare suunas, võib olla ka suur nurk; Kasutage võimalikult vähe läbivaid auke, sest iga läbiv auk on takistuse katkestus, nagu on näidatud joonisel fig. 5; Signals from the outer layer avoid passing through the inner layer and vice versa.

Kõrgsagedusliku trükkplaadi kujundamisel esineb häirelahendusi

Figure 5: Method for eliminating transmission line interference

(b) Do not use stake lines. Sest mis tahes vaiade liin on müraallikas. Kui vaialiin on lühike, saab selle ühendada ülekandeliini lõpus; Kui vaiajoon on pikk, võtab see allikaks peamise ülekandeliini ja tekitab suurepärase peegelduse, mis raskendab probleemi. Soovitav on seda mitte kasutada.

Kolmandaks, sidur

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.

Kõrgsagedusliku trükkplaadi kujundamisel esineb häirelahendusi

Joonis 6: Tavaline takistusühendus

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. See haakeseade on oluliselt vähenenud, nii et kahte juhtmest saab häirete vähendamiseks kokku keerata.

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. Induktiivse läbilõike suurus sõltub kahe silmuse lähedusest, silmuseala suurusest ja mõjutatud koormuse takistusest.

5. Toitekaabli ühendus: vahelduvvoolu- või alalisvoolukaablit häirivad elektromagnetilised häired

Ülekanne teistesse seadmetesse.

There are several ways to eliminate crosstalk in PCB design:

1. Mõlemat liiki läbilõiked suurenevad koos koormustakistuse suurenemisega, seega tuleks ülejooksu põhjustatud häirete suhtes tundlikud signaalliinid korralikult katkestada.

2. Maksimeerige signaaliliinide vaheline kaugus, et tõhusalt vähendada mahtuvuslikku ülejooksmist. Maapealne juhtimine, juhtmestiku vahekaugus (näiteks isoleerimiseks aktiivsed signaalliinid ja maandusliinid, eriti signaalijoone ja maapinna vahelise hüppe olekus) ja plii induktiivsuse vähendamine.

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. Mõistliku läbilõike jaoks tuleks silmuseala minimeerida ja kui see on lubatud, siis silmus kõrvaldada.

5. Avoid signal sharing loops.

6. Pöörake tähelepanu signaali terviklikkusele: projekteerija peaks signaali terviklikkuse lahendamiseks keevitusprotsessis otsad rakendama. Seda lähenemisviisi kasutavad disainerid võivad signaali terviklikkuse hea toimimise saavutamiseks keskenduda varjestatud vaskfooliumi mikroliba pikkusele. 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.

Elektromagnetiliste häirete kõrvaldamiseks PCB kujunduses on mitu võimalust:

1. Vähenda silmuseid: iga silmus on võrdne antenniga, seega peame minimeerima silmuste arvu, silmuste pindala ja silmuste antenniefekti. 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.

Kõrgsagedusliku trükkplaadi kujundamisel esineb häirelahendusi

Joonis 7: Filtritüübid

3. The shielding. Numbri pikkuse ja paljude arutelude varjestavate artiklite tulemusena pole enam konkreetset sissejuhatust.

4. Reduce the speed of high-frequency devices.

5. Suurendage PCB -plaadi dielektrilist konstanti, mis võib takistada plaadi lähedal olevate kõrgsageduslike osade, näiteks ülekandeliini, kiirgust väljapoole; 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. Hoolikalt läbimõeldud juhtmestik ja nõuetekohased katkestused võivad vähendada mahtuvuslikku ja induktiivset läbilõiget.

4. EMC nõuete täitmiseks on vaja mürasummutust.