اتصال سیستم هیئت مدیره مدار شامل برد تراشه به مدار ، اتصال داخلی است PCB و بین PCB و دستگاههای خارجی متصل شوید. در طراحی RF ، ویژگی های الکترومغناطیسی در نقطه اتصال یکی از مشکلات اصلی طراحی مهندسی است. این مقاله تکنیک های مختلف سه نوع فوق از طراحی اتصال متصل را معرفی می کند ، از جمله روش های نصب دستگاه ، جداسازی سیم کشی و اقدامات برای کاهش سلف سرب.

نشانه هایی وجود دارد که نشان می دهد تابلوهای مدار چاپی با فرکانس فزاینده ای طراحی می شوند. با افزایش نرخ داده ها ، پهنای باند مورد نیاز برای انتقال داده ها نیز سقف فرکانس سیگنال را به 1 گیگاهرتز یا بالاتر می رساند. این فناوری سیگنال با فرکانس بالا ، اگرچه بسیار فراتر از فناوری موج میلیمتری (30 گیگاهرتز) است ، اما شامل RF و فناوری مایکروویو با کیفیت پایین است.

روشهای طراحی مهندسی RF باید بتوانند اثرات میدان الکترومغناطیسی قوی تری را که معمولاً در فرکانسهای بالاتر ایجاد می شود ، کنترل کنند. این میدان های الکترومغناطیسی می توانند سیگنال هایی را در خطوط سیگنال مجاور یا خطوط PCB ایجاد کنند ، که باعث ایجاد تداخل نامطلوب (تداخل و سر و صدای کلی) شده و به عملکرد سیستم آسیب می رساند. Backloss عمدتا به دلیل عدم تطابق امپدانس ایجاد می شود ، که همان تأثیر نویز و تداخل اضافی را روی سیگنال دارد.

تلفات برگشتی بالا دو اثر منفی دارد: 1. سیگنال منعکس شده به منبع سیگنال ، نویز سیستم را افزایش می دهد و تشخیص گیرنده از نویز از سیگنال را دشوارتر می کند. 2 2- هرگونه سیگنال منعکس شده اساساً کیفیت سیگنال را کاهش می دهد زیرا شکل سیگنال ورودی تغییر می کند.

اگرچه سیستمهای دیجیتالی بسیار مقاوم در برابر خطا هستند زیرا فقط با سیگنالهای 1 و 0 سروکار دارند ، هارمونیکهایی که هنگام افزایش پالس با سرعت بالا ایجاد می شود باعث ضعیف شدن سیگنال در فرکانسهای بالاتر می شود. اگرچه تصحیح خطای پیشین می تواند برخی از آثار منفی را از بین ببرد ، اما بخشی از پهنای باند سیستم برای انتقال داده های اضافی استفاده می شود که منجر به کاهش عملکرد می شود. راه حل بهتر این است که دارای اثرات RF باشید که به جای کاهش صداقت سیگنال کمک می کند. توصیه می شود کل بازده بازگشت در بالاترین فرکانس یک سیستم دیجیتال (معمولاً نقطه ضعیف داده) -25dB ، معادل VSWR 1.1 باشد.

طراحی PCB کوچکتر ، سریعتر و کم هزینه تر است. برای RF PCBS ، سیگنال های با سرعت بالا گاهی کوچک سازی طرح های PCB را محدود می کنند. در حال حاضر ، روش اصلی برای حل مشکل بحث متقاطع ، مدیریت زمین ، فاصله بین سیم کشی و کاهش سلف سرب است. روش اصلی کاهش ضرر برگشت ، تطبیق امپدانس است. این روش شامل مدیریت م insulationثر مواد عایق و جداسازی خطوط سیگنال فعال و خطوط زمین ، به ویژه بین وضعیت خط سیگنال و زمین است.

از آنجا که اتصال متصل ضعیف ترین حلقه در زنجیره مدار است ، در طراحی RF ، خواص الکترومغناطیسی نقطه اتصال اصلی ترین مشکل طراحی مهندسی است ، هر نقطه اتصال باید بررسی شود و مشکلات موجود حل شود. اتصال برد مدار شامل اتصال تراشه به مدار ، اتصال PCB و اتصال سیگنال ورودی/خروجی بین PCB و دستگاه های خارجی است.

اتصال بین تراشه و برد PCB

PenTIum IV و تراشه های پرسرعت حاوی تعداد زیادی اتصال داخلی ورودی/خروجی در حال حاضر در دسترس هستند. در مورد خود تراشه ، عملکرد آن قابل اعتماد است و سرعت پردازش توانسته به 1 گیگاهرتز برسد. یکی از هیجان انگیزترین جنبه های هم اندیشی اخیر GHz Interconnect (www.az.ww. Com) این است که روش های برخورد با حجم و فرکانس روزافزون ورودی/خروجی به خوبی شناخته شده است. مشکل اصلی اتصال بین تراشه و PCB این است که تراکم اتصال بسیار زیاد است. یک راه حل ابتکاری ارائه شد که از یک فرستنده بی سیم محلی در داخل تراشه برای انتقال داده ها به برد مدار نزدیک استفاده می کند.

این راه حل جواب می دهد یا خیر ، برای حاضران روشن بود که فناوری طراحی IC بسیار جلوتر از فناوری طراحی PCB برای برنامه های hf است.

اتصال PCB

روشها و روشهای طراحی PCB hf به شرح زیر است:

1. برای کاهش ضرر برگشت باید از زاویه 45 درجه برای گوشه خط انتقال استفاده شود (شکل 1).

2 مقدار ثابت عایق با توجه به سطح تخته مدار عایق با عملکرد بالا به شدت کنترل شده. این روش برای مدیریت موثر میدان الکترومغناطیسی بین مواد عایق و سیم کشی مجاور مفید است.

3. مشخصات طراحی PCB برای حکاکی با دقت بالا باید بهبود یابد. مشخص کردن خطای کل عرض خط +/- 0.0007 اینچ ، مدیریت بخش های برش خورده و مقطع شکل سیم کشی و تعیین شرایط آبکاری دیوار جانبی سیم کشی را در نظر بگیرید. مدیریت کلی هندسه سیم کشی (سیم) و سطوح پوشش برای رفع آثار پوست مربوط به فرکانس های مایکروویو و اجرای این مشخصات مهم است.

4. در سربهای بیرون زده اندوکتانس ضربه وجود دارد. از استفاده از اجزای دارای سرب خودداری کنید. برای محیط های با فرکانس بالا ، بهتر است از اجزای نصب شده روی سطح استفاده کنید.

5- برای ارسال سیگنال از سوراخ ها ، از استفاده از فرایند PTH روی صفحه حساس خودداری کنید ، زیرا این فرایند می تواند باعث ایجاد سلف سرب در سوراخ ورودی شود.

6. لایه های زمینی فراوان تهیه کنید. برای اتصال این لایه های زمین به منظور جلوگیری از تاثیر میدان های الکترومغناطیسی سه بعدی بر روی برد مدار ، از سوراخ های قالب گیری استفاده می شود.

7. برای انتخاب فرآیند آبکاری نیکل بدون الکترولیز یا آبکاری غوطه ور ، از روش آبکاری HASL استفاده نکنید. این سطح آبکاری شده اثر پوستی بهتری را برای جریانهای فرکانس بالا فراهم می کند (شکل 2). علاوه بر این ، این پوشش بسیار قابل جوشکاری نیاز به سرب کمتری دارد و به کاهش آلودگی محیط کمک می کند.

8. لایه مقاوم در برابر لحیم کاری می تواند مانع از جریان خمیر لحیم کاری شود. با این حال ، به دلیل عدم قطعیت ضخامت و عملکرد عایق ناشناخته ، پوشاندن کل سطح صفحه با مواد مقاوم در برابر لحیم کاری منجر به تغییر زیادی در انرژی الکترومغناطیسی در طراحی میکرواستریپ می شود. به طور کلی ، سد لحیم کاری به عنوان لایه مقاوم در برابر لحیم کاری استفاده می شود.

اگر با این روش ها آشنایی ندارید ، با یک مهندس طراحی مجرب که بر روی مدارهای مایکروویو برای ارتش کار کرده است مشورت کنید. همچنین می توانید با آنها در مورد محدوده قیمتی که می توانید بپردازید صحبت کنید. به عنوان مثال ، استفاده از طرح میکرواستریپ پشتی مس با استفاده از طرح نواری مقرون به صرفه است. این موضوع را با آنها در میان بگذارید تا ایده بهتری بگیرید. مهندسان خوب ممکن است به فکر هزینه نباشند ، اما توصیه آنها می تواند بسیار مفید باشد. آموزش مهندسین جوانی که با اثرات RF آشنا نیستند و در برخورد با اثرات RF فاقد تجربه هستند ، یک کار طولانی مدت خواهد بود.

علاوه بر این ، راه حل های دیگری را می توان اتخاذ کرد ، مانند بهبود مدل رایانه برای مدیریت اثرات RF.

اتصال PCB با دستگاه های خارجی

اکنون می توانیم فرض کنیم که همه مشکلات مدیریت سیگنال را روی برد و اتصالات اجزای مجزا حل کرده ایم. بنابراین چگونه مشکل ورودی/خروجی سیگنال را از برد مدار به سیم متصل کننده دستگاه از راه دور حل می کنید؟ Trompeter Electronics ، مبتکر فناوری کابل کواکسیال ، روی این مشکل کار می کند و پیشرفت مهمی داشته است (شکل 3). همچنین ، نگاهی به میدان الکترومغناطیسی نشان داده شده در شکل 4 زیر بیندازید. در این حالت ، ما تبدیل از microstrip به کابل کواکسیال را مدیریت می کنیم. در کابل های کواکسیال ، لایه های زمین به صورت حلقه در هم آمیخته شده و به طور مساوی از یکدیگر فاصله دارند. در میکروبلت ها ، لایه زمین زیر خط فعال است. این جلوه های خاصی را معرفی می کند که باید در زمان طراحی درک ، پیش بینی و در نظر گرفته شوند. البته ، این ناسازگاری همچنین می تواند منجر به برگشت به عقب شود و برای جلوگیری از تداخل نویز و سیگنال ، باید به حداقل برسد.

مدیریت مشکل امپدانس داخلی یک مشکل طراحی نیست که بتوان آن را نادیده گرفت. امپدانس از سطح برد مدار شروع می شود ، از یک اتصال لحیم کاری به محل اتصال می رسد و به کابل کواکسیال ختم می شود. از آنجا که امپدانس با فرکانس متفاوت است ، فرکانس هرچه بیشتر باشد ، مدیریت امپدانس دشوارتر است. به نظر می رسد مشکل استفاده از فرکانس های بالاتر برای انتقال سیگنال ها از طریق پهنای باند ، مشکل اصلی طراحی باشد.

این مقاله خلاصه می کند

فناوری پلتفرم PCB برای برآوردن الزامات طراحان IC نیاز به بهبود مستمر دارد. مدیریت سیگنال Hf در طراحی PCB و مدیریت سیگنال ورودی/خروجی روی برد PCB نیاز به بهبود مستمر دارد. هرچه نوآوری های هیجان انگیزی در راه است ، من فکر می کنم پهنای باند بیشتر و بیشتر می شود و استفاده از سیگنال های فرکانس بالا پیش نیاز این رشد است.