Ren diseinuan PCB taula, maiztasuna azkar haztean, frekuentzia baxuko PCB plakaren desberdina den interferentzia ugari egongo da. Gainera, maiztasuna handitu eta PCB plakaren miniaturizazioaren eta kostu baxuaren arteko kontraesana izatean, interferentzia horiek gero eta zailagoak izango dira.

Benetako ikerketan ondorioztatu dezakegu interferentziaren lau alderdi daudela batez ere, besteak beste, energia horniduraren zarata, transmisio linearen interferentzia, akoplamendua eta interferentzia elektromagnetikoa (EMI). Maiztasun handiko PCBen interferentzia arazoak aztertuz eta laneko praktikarekin konbinatuz, irtenbide eraginkorrak planteatzen dira.

Lehenik eta behin, elikatze iturriaren zarata

Maiztasun handiko zirkuituan, energia horniduraren zaratak eragin nabaria du maiztasun handiko seinalean. Therefore, the first requirement of the power supply is low noise. Zoru garbiek elektrizitate garbia bezain garrantzitsuak dira. Zergatik? Potentziaren ezaugarriak 1. irudian agertzen dira. Bistan denez, elikatze iturriak inpedantzia jakin bat du eta inpedantzia iturri osora banatzen da, beraz, zarata elikatze iturriari gehituko zaio.

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 zirkuituaren diseinuan, askoz hobea da energia hornidura geruza gisa diseinatzea kasu gehienetan bus gisa baino, begiztak inpedantzia minimoaren bidea jarraitu ahal izateko.

In addition, the power board must provide a signal loop for all generated and received signals on the PCB. This minimizes the signal loop and thus reduces noise, which is often overlooked by low-frequency circuit designers.

Maiztasun handiko PCB diseinuak interferentzia irtenbideak sortzen ditu

1. irudia: Potentziaren ezaugarriak

PCB diseinuan potentzia zarata ezabatzeko hainbat modu daude:

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. Energia hornidura geruzaren irekiera handiegia bada, seinale begiztari eragingo dio, seinalea saihestera behartuko da, begiztaren eremua handitzen da eta zarata handitzen da. At the same time, if several signal lines are clustered near the opening and share the same loop, the common impedance will cause crosstalk. Ikus 2 irudia.

Maiztasun handiko PCB diseinuak interferentzia irtenbideak sortzen ditu

2. irudia: Saihesbidearen seinale begizta bide arrunta

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. Banandu beharreko energia hornidura analogikoa eta digitala: maiztasun handiko gailuak normalean oso sentikorrak dira zarata digitalarekiko; beraz, biak bereiztu beharko lirateke, elikatze iturriaren sarreran elkarrekin konektatuta, seinalea zati analogiko eta digitalean zehar. hitzak, begizta baten zehar seinalean jar daitezke begiztaren eremua murrizteko. Seinalearen begizta egiteko erabilitako tarte digital-analogikoa 3. irudian agertzen da.

Maiztasun handiko PCB diseinuak interferentzia irtenbideak sortzen ditu

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.

Maiztasun handiko PCB diseinuak interferentzia irtenbideak sortzen ditu

4. irudia: jarri korronte-kablea seinale-lerroaren ondoan

Two, transmission line

PCB batean bi transmisio linea posible daude:

Zinta-lerroaren eta mikrouhin-lerroen arazorik handiena islapena da. Hausnarketak arazo ugari sortuko ditu. Adibidez, karga seinalea jatorrizko seinalearen eta oihartzun seinalearen gainjartzea izango da, eta horrek seinalearen analisiaren zailtasuna areagotuko du. Hausnarketak itzulera galera (itzulera galera) eragiten du, eta horrek seinaleari eragiten dio zarata gehigarriko interferentzia bezain gaizki:

1. Seinalearen iturrira islatutako seinaleak sistemaren zarata areagotuko du, hartzaileari zailagoa egingo zaio zarata seinaletik bereiztea;

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) Saihestu transmisio-lineen inpedantziaren etena. Inpedantzia etenaren puntua transmisio lerroaren mutazio puntua da, hala nola, izkin zuzen bat, zulo batetik bestera, etab. Ahal den neurrian saihestu behar da. Metodoak: Lerroaren izkin zuzenak ekiditeko, ahal den neurrian 45 ° -ko angelua edo arkua joateko, Angelu handia ere izan daiteke; Erabil ezazu ahalik eta zulo gutxien, zulo zeharkako bakoitza inpedantziaren etena delako, FIG. 5; Signals from the outer layer avoid passing through the inner layer and vice versa.

Maiztasun handiko PCB diseinuak interferentzia irtenbideak sortzen ditu

Figure 5: Method for eliminating transmission line interference

(b) Do not use stake lines. Edozein pila lerro zarata iturri delako. Pilaren linea laburra bada, transmisio-linearen amaieran konektatu daiteke; Pilaren lerroa luzea bada, transmisio lerro nagusia hartuko du iturri eta hausnarketa handia sortuko du, eta horrek arazoa zailduko du. Ez erabiltzea gomendatzen da.

Hirugarrena, akoplamendua

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.

Maiztasun handiko PCB diseinuak interferentzia irtenbideak sortzen ditu

6. irudia: Inpedantzia ohiko akoplamendua

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. Akoplamendu hori asko murrizten da, beraz, bi hariak elkarrekin bihur daitezke interferentziak murrizteko.

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. Gurutze induktiboaren tamaina bi begiztaren hurbiltasunaren, begiztaren eremuaren tamainaren eta eragindako kargaren inpedantziaren araberakoa da.

5. Energia-kablearen akoplamendua: korronte alternoko edo DCko kableek interferentzia elektromagnetikoak eragozten dituzte

Transferitu beste gailu batzuetara.

There are several ways to eliminate crosstalk in PCB design:

1. Bi gurutzegrama motak kargaren inpedantzia handituz doaz, beraz, gurutzegabek eragindako interferentziarekiko sentikorrak diren seinaleak behar bezala amaitu beharko lirateke.

2. Maximizatu seinale-lerroen arteko distantzia gaitasun-eltze eraginkorra murrizteko. Lurzoruaren kudeaketa, kableen arteko tartea (esate baterako, seinale aktiboen lerroak eta lurreko lineak isolatzeko, batez ere seinale lerroaren eta tartearen arteko lurraren arteko jauzi egoeran) eta berunaren induktantzia murrizten dute.

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. Zentzuzko gurutzaduraren kasuan, begizta-eremua minimizatu behar da, eta onartzen bada, begizta ezabatu behar da.

5. Avoid signal sharing loops.

6. Erreparatu seinalearen osotasunari: diseinatzaileak soldadura prozesuan muturrak ezarri beharko lituzke seinalearen osotasuna konpontzeko. Ikuspegi hau erabiltzen duten diseinatzaileek kobrezko papera babesten duten mikrodistripen luzeran zentratu daitezke seinalearen osotasunaren errendimendu ona lortzeko. 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.

There are several ways to eliminate electromagnetic interference in PCB design:

1. Murriztu begiztak: begizta bakoitza antena baten baliokidea da, beraz, begizta kopurua, begiztaren eremua eta begien antenaren efektua minimizatu behar ditugu. 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.

Maiztasun handiko PCB diseinuak interferentzia irtenbideak sortzen ditu

7. irudia: Iragazki motak

3. The shielding. Zenbakiaren iraupenaren ondorioz gehi eztabaida babesten duten artikulu ugariren ondorioz, jada ez da sarrera zehatzik.

4. Reduce the speed of high-frequency devices.

5. Handitu PCB plakaren konstante dielektrikoa, eta horrek mahaiaren inguruko transmisio linea bezalako maiztasun handiko piezak kanpora irradiatzea ekidin dezake; 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. Arretaz kontuan hartutako kableatuak eta amaitze egokiek gaitzezko gaitasun induktiboa eta induktiboa murriztu dezakete.

4. Zarata kentzea beharrezkoa da EMC baldintzak betetzeko.