Trükkplaadisüsteemi ühendamine hõlmab kiip-trükkplaati, mis on omavahel ühendatud PCB ning ühendada PCB ja välisseadmete vahel. Raadiosagedusdisaini puhul on ühendamispunkti elektromagnetilised omadused üks peamisi probleeme, millega inseneride projekteerimine silmitsi seisab. Käesolevas artiklis tutvustatakse ülaltoodud kolme tüüpi ühendustehnika erinevaid tehnikaid, sealhulgas seadmete paigaldusmeetodeid, juhtmestiku isoleerimist ja plii induktiivsuse vähendamise meetmeid.

On märke, et trükkplaate kavandatakse üha sagedamini. Kuna andmeedastuskiirus kasvab jätkuvalt, lükkab andmeedastuseks vajalik ribalaius ka signaali sageduse ülemmäära 1 GHz või kõrgemale. See kõrgsagedussignaalitehnoloogia, kuigi kaugemal kui millimeetrilaine tehnoloogia (30 GHz), hõlmab raadiosageduslikku ja madala kvaliteediga mikrolaineahi tehnoloogiat.

Raadiosageduslikud projekteerimismeetodid peavad suutma toime tulla tugevamate elektromagnetvälja mõjudega, mis tavaliselt tekivad kõrgematel sagedustel. Need elektromagnetväljad võivad indutseerida signaale külgnevatel signaaliliinidel või PCB -liinidel, põhjustades ebasoovitavat läbilõiget (häired ja kogu müra) ning kahjustades süsteemi jõudlust. Tagasivoolu põhjustab peamiselt impedantsi mittevastavus, millel on signaalile sama mõju kui lisamüra ja -häiretele.

Suurel tagasivoolukaol on kaks negatiivset mõju: 1. signaaliallikasse tagasi peegelduv signaal suurendab süsteemi müra, muutes vastuvõtja müra ja signaali eristamise raskemaks; 2. 2. Iga peegelduv signaal halvendab sisuliselt signaali kvaliteeti, kuna sisendsignaali kuju muutub.

Kuigi digitaalsüsteemid on väga veataluvad, kuna tegelevad ainult 1 ja 0 signaalidega, põhjustavad impulsi suurel kiirusel tõustes tekkivad harmoonilised signaalid kõrgematel sagedustel nõrgemat signaali. Kuigi edasine veaparandus võib kõrvaldada mõned negatiivsed mõjud, kasutatakse osa süsteemi ribalaiust üleliigsete andmete edastamiseks, mille tulemuseks on jõudluse halvenemine. Parem lahendus on raadiosageduslikud efektid, mis pigem aitavad kui kahjustavad signaali terviklikkust. Digitaalsüsteemi kõrgeimal sagedusel (tavaliselt halb andmepunkt) on soovitatav tagastuse kogukaotus olla -25 dB, mis võrdub VSWR -iga 1.1.

PCB disaini eesmärk on olla väiksem, kiirem ja odavam. Raadiosageduslike PCBS-ide puhul piiravad kiired signaalid mõnikord PCB-disainilahenduste miniatuursust. Praegu on peamine meetod ristkõne probleemi lahendamiseks maapealne juhtimine, juhtmestiku vahekaugus ja plii induktiivsuse vähendamine. Peamine meetod tootluse kaotuse vähendamiseks on impedantsi sobitamine. See meetod hõlmab isolatsioonimaterjalide tõhusat haldamist ning aktiivsete signaaliliinide ja maajoonte eraldamist, eriti signaaliliini ja maa vahel.

Kuna ühendus on ahela ahela nõrgim lüli, on raadiosagedusdisaini puhul insenertehnilise projekteerimise peamine probleem sidumispunkti elektromagnetilised omadused, tuleks uurida iga ühenduspunkti ja lahendada olemasolevad probleemid. Trükkplaadi ühendamine hõlmab kiibi ja trükkplaadi vahelist ühendust, trükkplaatide ühendamist ning signaali sisend-/väljundühendust PCB ja välisseadmete vahel.

Ühendus kiibi ja trükkplaadi vahel

PenTIum IV ja suure kiirusega sisend-/väljundühendusi sisaldavad kiibid on juba saadaval. Mis puudutab kiipi ennast, siis selle jõudlus on usaldusväärne ja töötlemiskiirus on jõudnud 1 GHz -ni. Hiljutise GHz Interconnect sümpoosioni (www.az.ww. Com) üks põnevamaid aspekte on see, et lähenemisviisid I/O üha suureneva helitugevuse ja sagedusega toimetulemiseks on hästi teada. Kiibi ja trükkplaadi vahelise ühendamise peamine probleem on see, et ühenduste tihedus on liiga kõrge. Esitati uuenduslik lahendus, mis kasutab kiibi sees olevat kohalikku traadita saatjat andmete edastamiseks lähedalasuvale trükkplaadile.

Olenemata sellest, kas see lahendus töötab või mitte, oli osalejatele selge, et IC -disaini tehnoloogia on hf -rakenduste PCB -disainitehnoloogiast palju ees.

PCB ühendamine

Hf PCB projekteerimise tehnikad ja meetodid on järgmised:

1. Tagasivoolukao vähendamiseks tuleks ülekandeliini nurga jaoks kasutada 45 ° nurka (joonis 1);

2 isolatsiooni püsiväärtus vastavalt rangelt kontrollitud suure jõudlusega isoleeritud trükkplaadi tasemele. See meetod on kasulik isoleermaterjali ja külgnevate juhtmete vahelise elektromagnetvälja tõhusaks juhtimiseks.

3. Suure täpsusega söövituse PCB disaini spetsifikatsioone tuleks parandada. Kaaluge liini laiuse vea täpsustamist +/- 0.0007 tolli, juhtmestiku allalõike ja ristlõigete haldamist ning juhtmestiku külgseina katmise tingimuste täpsustamist. Juhtmete (juhtmete) geomeetria ja kattepindade üldine juhtimine on oluline, et tegeleda mikrolaine sagedustega seotud nahamõjudega ja rakendada neid spetsifikatsioone.

4. Väljaulatuvates juhtmetes on kraani induktiivsus. Vältige juhtmetega komponentide kasutamist. Kõrgsageduskeskkondades on kõige parem kasutada pinnale paigaldatavaid komponente.

5. Signaali läbivate aukude puhul vältige PTH -protsessi kasutamist tundlikul plaadil, kuna see protsess võib põhjustada plii induktiivsust läbiva ava juures.

6. Pakkuge rikkalikke maapinna kihte. Nende maanduskihtide ühendamiseks kasutatakse vormitud auke, et vältida 3D -elektromagnetväljade mõju trükkplaadile.

7. Mitte-elektrolüüsitava nikeldamise või keelekümbluse kullamisprotsessi valimiseks ärge kasutage HASL-plaatimismeetodit. See galvaniseeritud pind tagab kõrgsagedusvoolude korral parema naha efekti (joonis 2). Lisaks vajab see hästi keevitatav kate vähem juhtmeid, aidates vähendada keskkonnareostust.

8. Jootekindluse kiht võib takistada jootepasta voolamist. Kuid paksuse määramatuse ja teadmata isolatsioonitulemuste tõttu toob kogu plaadi pinna jootekindluse materjaliga katmine kaasa mikroriba konstruktsiooni elektromagnetilise energia suuri muutusi. Üldjuhul kasutatakse jootetammi jootekindluse kihina.

Kui te pole nende meetoditega tuttav, pidage nõu kogenud projekteerimisinseneriga, kes on töötanud sõjaväe jaoks mõeldud mikrolaineahelatega. Samuti saate nendega arutada, millist hinnaklassi saate endale lubada. Näiteks on ökonoomsem kasutada vasega tagatud koplantaarset mikroliba kujundust kui ribakujundust. Parema idee saamiseks arutage seda nendega. Head insenerid ei pruugi olla harjunud kuludele mõtlema, kuid nende nõuanded võivad olla üsna kasulikud. See on pikaajaline töö, et koolitada noori insenere, kes pole RF-efektidega kursis ja kellel puudub kogemus RF-efektide käsitlemisel.

Lisaks saab kasutada ka muid lahendusi, näiteks arvutimudeli täiustamist, et see oleks võimeline raadiosageduslike efektidega toime tulema.

PCB ühendatakse välisseadmetega

Nüüd võime eeldada, et oleme lahendanud kõik tahvli ja diskreetsete komponentide ühenduste signaalide haldamise probleemid. Niisiis, kuidas lahendada signaali sisendi/väljundi probleem trükkplaadilt kaugseadet ühendava juhtmeni? Trompeter Electronics, koaksiaalkaablitehnoloogia uuendaja, tegeleb selle probleemiga ja on teinud olulisi edusamme (joonis 3). Vaadake ka joonisel 4 näidatud elektromagnetvälja. Sel juhul juhime muundamist mikroribalt koaksiaalkaabliks. Koaksiaalkaablites on maanduskihid rõngastega põimitud ja ühtlaselt paigutatud. Mikrovöödel on maanduskiht aktiivsest joonest allpool. See tutvustab teatud servaefekte, mida tuleb projekteerimise ajal mõista, ette ennustada ja kaaluda. Loomulikult võib see ebakõla põhjustada ka mahajäämuse ning seda tuleb minimeerida, et vältida müra ja signaali häireid.

Sisemise impedantsiprobleemi juhtimine ei ole disainiprobleem, mida saaks ignoreerida. Impedants algab trükkplaadi pinnalt, läbib jootekohta liigendi külge ja lõpeb koaksiaalkaabliga. Kuna takistus varieerub sõltuvalt sagedusest, siis mida kõrgem on sagedus, seda keerulisem on takistusjuhtimine. Probleem kasutada kõrgemaid sagedusi signaalide edastamiseks lairiba kaudu näib olevat peamine disainiprobleem.

See artikkel võtab kokku

PCB platvormi tehnoloogia vajab pidevat täiustamist, et see vastaks IC -disainerite nõuetele. Hf -signaalihaldus PCB -kujunduses ja signaali sisendi/väljundi juhtimine PCB -plaadil vajavad pidevat täiustamist. Ükskõik, mis põnevaid uuendusi tulemas on, arvan, et ribalaius muutub üha suuremaks ja kõrgsagedussignaalide kasutamine on selle kasvu eeltingimus.