Avec le développement de la technologie de communication, la radio portative circuit imprimé haute fréquence la technologie est de plus en plus utilisée, telle que : téléavertisseur sans fil, téléphone portable, PDA sans fil, etc., les performances du circuit radiofréquence affectent directement la qualité de l’ensemble du produit. L’une des plus grandes caractéristiques de ces produits portables est la miniaturisation, et la miniaturisation signifie que la densité des composants est très élevée, ce qui rend les composants (y compris SMD, SMC, puce nue, etc.) très importants les uns avec les autres. Si le signal d’interférence électromagnétique n’est pas géré correctement, l’ensemble du système de circuit peut ne pas fonctionner correctement. Par conséquent, comment prévenir et supprimer les interférences électromagnétiques et améliorer la compatibilité électromagnétique est devenu un sujet très important dans la conception des circuits imprimés RF. Le même circuit, structure de conception PCB différente, son indice de performance sera très différent. Cet article explique comment maximiser les performances du circuit pour atteindre les exigences de compatibilité électromagnétique lors de l’utilisation du logiciel Protel99 SE pour concevoir le circuit imprimé RF des produits Palm.

1. Sélection de la plaque

Le substrat de la carte de circuit imprimé comprend des catégories organiques et inorganiques. Les propriétés les plus importantes du substrat sont la constante diélectrique ε R, le facteur de dissipation (ou perte diélectrique) Tan δ, le coefficient de dilatation thermique CET et l’absorption d’humidité. ε R affects circuit impedance and signal transmission rate. Pour les circuits haute fréquence, la tolérance de permittivité est le premier et le plus critique facteur à prendre en compte, et le substrat avec une faible tolérance de permittivité doit être sélectionné.

2. PCB design process

Parce que le logiciel Protel99 SE est différent de Protel 98 et d’autres logiciels, le processus de conception de PCB par le logiciel Protel99 SE est brièvement discuté.

① Parce que Protel99 SE adopte la gestion du mode de base de données PROJECT, qui est implicite dans Windows 99, nous devons donc d’abord configurer un fichier de base de données pour gérer le schéma de circuit et le schéma de circuit imprimé conçus.

② Conception de schéma de principe. Afin de réaliser la connexion réseau, tous les composants utilisés doivent exister dans la bibliothèque de composants avant la conception principale ; sinon, les composants requis doivent être créés dans SCHLIB et stockés dans le fichier de bibliothèque. Ensuite, il vous suffit d’appeler les composants requis de la bibliothèque de composants et de les connecter conformément au schéma de circuit conçu.

③ After the schematic design is completed, a network table can be formed for use in PCB design.

Conception de PCB. A. Détermination de la forme et de la taille du CB. La forme et la taille du PCB sont déterminées en fonction de la position du PCB dans le produit, de la taille et de la forme de l’espace et de la coopération avec d’autres parties. Dessinez la forme du PCB à l’aide de la commande PLACER LA PISTE sur la COUCHE MÉCANIQUE. B. Faire des trous de positionnement, des yeux et des points de référence sur le PCB selon les exigences SMT. C. Production de composants. Si vous devez utiliser des composants spéciaux qui n’existent pas dans la bibliothèque de composants, vous devez créer des composants avant la mise en page. Le processus de fabrication des composants dans Protel99 SE est relativement simple. Sélectionnez la commande « CRÉER UNE BIBLIOTHÈQUE » dans le menu « CONCEPTION » pour entrer dans la fenêtre de création de COMPOSANTS, puis sélectionnez la commande « NOUVEAU COMPOSANT » dans le menu « OUTIL » pour CONCEVOIR des composants. À ce stade, dessinez simplement le PAD correspondant à une certaine position et modifiez-le dans le PAD requis (y compris la forme, la taille, le diamètre intérieur et l’angle du PAD, etc., et marquez le nom de broche correspondant du PAD) à la TOP LAYER avec la commande de PLACE PAD et ainsi de suite selon la forme et la taille du composant réel. Utilisez ensuite la commande PLACER LA PISTE pour dessiner l’apparence maximale du composant dans la SUPERPOSITION SUPÉRIEURE, sélectionnez un nom de composant et stockez-le dans la bibliothèque de composants. D. Une fois les composants fabriqués, la disposition et le câblage doivent être effectués. Ces deux parties seront discutées en détail ci-dessous. E. Check after the above procedure is complete. D’une part, cela inclut l’inspection du principe du circuit, d’autre part, il est nécessaire de vérifier l’adéquation et l’assemblage des uns aux autres. Le principe du circuit peut être vérifié manuellement ou automatiquement par réseau (le réseau formé par schéma peut être comparé au réseau formé par PCB). F. Après vérification, archivez et sortez le fichier. Dans Protel99 SE, vous devez exécuter la commande EXPORTER dans l’option FICHIER pour enregistrer le FICHIER dans le chemin et le FICHIER spécifiés (la commande IMPORTER consiste à IMPORTER un FICHIER dans Protel99 SE). Remarque : Dans l’option « FILE » du Protel99 SE, « ENREGISTRER LA COPIE SOUS… » Une fois la commande exécutée, le nom de fichier sélectionné n’est pas visible dans Windows 98, le fichier ne peut donc pas être vu dans Resource Manager. Ceci est différent de “ENREGISTRER SOUS…” dans Protel 98. Il ne fonctionne pas exactement de la même manière.

3. Disposition des composants

Because SMT generally uses infrared furnace heat flow welding to weld components, the layout of components affects the quality of solder joints, and then affects the yield of products. Pour la conception de circuits imprimés de circuits RF, la compatibilité électromagnétique nécessite que chaque module de circuit ne génère pas autant que possible de rayonnement électromagnétique et ait une certaine capacité à résister aux interférences électromagnétiques. Par conséquent, la disposition des composants affecte également directement la capacité d’interférence et d’anti-interférence du circuit lui-même, qui est également directement liée aux performances du circuit conçu. Par conséquent, dans la conception des circuits imprimés RF, en plus de la disposition des circuits imprimés ordinaires, nous devons également envisager comment réduire les interférences entre les différentes parties du circuit RF, comment réduire les interférences du circuit lui-même avec d’autres circuits et la capacité anti-interférence du circuit lui-même. Selon l’expérience, l’effet du circuit RF dépend non seulement de l’indice de performance de la carte de circuit RF elle-même, mais également de l’interaction avec la carte de traitement CPU dans une large mesure. Par conséquent, dans la conception de circuits imprimés, une disposition raisonnable est particulièrement importante.

Principe de disposition général : les composants doivent être disposés dans la même direction autant que possible, et le mauvais phénomène de soudage peut être réduit ou même évité en sélectionnant la direction du PCB entrant dans le système de fusion d’étain ; Selon l’expérience, l’espace entre les composants doit être d’au moins 0.5 mm pour répondre aux exigences des composants de fusion d’étain. Si l’espace de la carte PCB le permet, l’espace entre les composants doit être aussi large que possible. Pour les panneaux doubles, un côté doit être conçu pour les composants SMD et SMC, et l’autre côté pour les composants discrets.

Remarque dans la mise en page :

* Déterminez d’abord la position des composants d’interface sur le PCB avec d’autres cartes ou systèmes de PCB, et faites attention à la coordination des composants d’interface (comme l’orientation des composants, etc.).

* En raison du petit volume de produits portables, les composants sont disposés de manière compacte, donc pour les composants plus volumineux, la priorité doit être donnée pour déterminer l’emplacement approprié et considérer le problème de coordination entre eux.

* structure de circuit d’analyse minutieuse, le traitement de bloc de circuit (tel que circuit amplificateur haute fréquence, circuit de mélange et circuit de démodulation, etc.), dans la mesure du possible pour séparer le signal de courant fort et le signal de courant faible, circuit de signal numérique séparé et signal analogique circuit, remplir la même fonction du circuit doit être disposé dans une certaine plage, réduisant ainsi la zone de boucle de signal; Le réseau de filtrage de chaque partie du circuit doit être connecté à proximité, de sorte que non seulement le rayonnement puisse être réduit, mais également la probabilité d’interférence puisse être réduite, en fonction de la capacité anti-interférence du circuit.

* Regrouper les circuits cellulaires en fonction de leur sensibilité à la compatibilité électromagnétique en cours d’utilisation. Les composants du circuit qui sont vulnérables aux interférences doivent également éviter les sources d’interférences (telles que les interférences de la CPU sur la carte de traitement des données).

4. Câblage

Une fois les composants disposés, le câblage peut commencer. Le principe de base du câblage est le suivant : dans des conditions de densité d’assemblage, une conception de câblage à faible densité doit être sélectionnée autant que possible et le câblage de signal doit être aussi épais et mince que possible, ce qui favorise l’adaptation d’impédance.

Pour le circuit rf, la conception déraisonnable de la direction, de la largeur et de l’espacement de la ligne de signal peut provoquer des interférences entre les lignes de transmission de signal de signal ; En outre, l’alimentation du système elle-même existe également des interférences sonores, donc dans la conception du circuit RF PCB doit être considéré de manière globale, un câblage raisonnable.

Lors du câblage, tout le câblage doit être éloigné du bord de la carte PCB (environ 2 mm), afin de ne pas provoquer ou avoir le danger caché de rupture de fil pendant la production de la carte PCB. La ligne électrique doit être aussi large que possible pour réduire la résistance de la boucle. Dans le même temps, la direction de la ligne électrique et de la ligne de masse doit être cohérente avec la direction de la transmission des données pour améliorer la capacité anti-interférence. Les lignes de signaux doivent être aussi courtes que possible et le nombre de trous doit être réduit autant que possible. Plus la connexion entre les composants est courte, mieux c’est pour réduire la distribution des paramètres et les interférences électromagnétiques entre eux ; Pour les lignes de signaux incompatibles doivent être éloignées les unes des autres, et essayer d’éviter les lignes parallèles, et dans les deux côtés positifs de l’application de lignes de signaux verticales mutuelles; Le câblage nécessitant une adresse d’angle doit être à un angle de 135 °, le cas échéant, évitez de tourner à angle droit.

La ligne directement connectée au tampon ne doit pas être trop large et la ligne doit être éloignée autant que possible des composants déconnectés pour éviter les courts-circuits ; Les trous ne doivent pas être tracés sur les composants et doivent être éloignés autant que possible des composants déconnectés pour éviter le soudage virtuel, le soudage continu, les courts-circuits et autres phénomènes de production.

Dans la conception PCB du circuit RF, le câblage correct de la ligne électrique et du fil de terre est particulièrement important, et une conception raisonnable est le moyen le plus important pour surmonter les interférences électromagnétiques. De nombreuses sources d’interférences sur les PCB sont générées par l’alimentation et le fil de terre, parmi lesquels le fil de terre provoque le plus d’interférences sonores.

La principale raison pour laquelle le fil de terre est facile à provoquer des interférences électromagnétiques est l’impédance du fil de terre. Lorsqu’un courant traverse le sol, une tension est générée au sol, ce qui entraîne le courant de boucle de terre, formant l’interférence de boucle du sol. Lorsque plusieurs circuits partagent un seul fil de terre, un couplage d’impédance commune se produit, entraînant ce que l’on appelle le bruit de terre. Par conséquent, lors du câblage du fil de terre du circuit imprimé RF, procédez comme suit :

* Tout d’abord, le circuit est divisé en blocs, le circuit rf peut être essentiellement divisé en amplification haute fréquence, mélange, démodulation, vibration locale et autres parties, pour fournir un point de référence potentiel commun pour chaque mise à la terre du circuit de module de circuit, de sorte que le le signal peut être transmis entre différents modules de circuit. Il est ensuite résumé au point où le circuit RF PCB est connecté à la masse, c’est-à-dire résumé à la masse principale. Comme il n’y a qu’un seul point de référence, il n’y a pas de couplage d’impédance commun et donc pas de problème d’interférence mutuelle.

* Zone numérique et zone analogique dans la mesure du possible isolation du fil de terre, et terre numérique et terre analogique à séparer, enfin connectées à la terre de l’alimentation.

* Le fil de terre dans chaque partie du circuit doit également prêter attention au principe de mise à la terre à point unique, minimiser la zone de boucle de signal et l’adresse du circuit de filtrage correspondant à proximité.

* Si l’espace le permet, il est préférable d’isoler chaque module avec un fil de terre pour éviter l’effet de couplage des signaux entre eux.

5. Conclusion

La clé de la conception de circuits imprimés RF réside dans la manière de réduire la capacité de rayonnement et d’améliorer la capacité anti-interférence. Une disposition et un câblage raisonnables sont la garantie de la CONCEPTION de PCB RF. La méthode décrite dans cet article est utile pour améliorer la fiabilité de la conception des circuits imprimés RF, résoudre le problème des interférences électromagnétiques et atteindre l’objectif de compatibilité électromagnétique.