The interconnect of circuit imprimé Le système comprend une puce à circuit imprimé, une interconnexion au sein du PCB et une interconnexion entre le PCB et les périphériques externes. In RF design, the electromagnetic characteristics at the interconnect point is one of the main problems faced by engineering design. This paper introduces various techniques of the above three types of interconnect design, including device installation methods, isolation of wiring and measures to reduce lead inductance.

Il y a des signes que les cartes de circuits imprimés sont conçues avec une fréquence croissante. As data rates continue to increase, the bandwidth required for data transmission also pushes the signal frequency ceiling to 1GHz or higher. This high frequency signal technology, although far beyond the millimeter wave technology (30GHz), does involve RF and low-end microwave technology.

Les méthodes de conception d’ingénierie RF doivent être capables de gérer les effets de champ électromagnétique plus forts qui sont généralement générés à des fréquences plus élevées. Ces champs électromagnétiques peuvent induire des signaux sur des lignes de signaux ou des lignes PCB adjacentes, provoquant une diaphonie indésirable (interférences et bruit total) et nuisant aux performances du système. Backloss is mainly caused by impedance mismatch, which has the same effect on the signal as additive noise and interference.

High return loss has two negative effects: 1. The signal reflected back to the signal source will increase the noise of the system, making it more difficult for the receiver to distinguish noise from signal; 2. 2. Tout signal réfléchi dégradera essentiellement la qualité du signal car la forme du signal d’entrée change.

Bien que les systèmes numériques soient très tolérants aux pannes car ils ne traitent que les signaux 1 et 0, les harmoniques générées lorsque l’impulsion monte à grande vitesse rendent le signal plus faible à des fréquences plus élevées. Bien que la correction d’erreur directe puisse éliminer certains des effets négatifs, une partie de la bande passante du système est utilisée pour transmettre des données redondantes, ce qui entraîne une dégradation des performances. A better solution is to have RF effects that help rather than detract from signal integrity. It is recommended that the total return loss at the highest frequency of a digital system (usually a poor data point) be -25dB, equivalent to a VSWR of 1.1.

PCB design aims to be smaller, faster and less costly. For RFPCB, high-speed signals sometimes limit the miniaturization of PCB designs. At present, the main method to solve the crosseration problem is to carry out ground connection management, conduct spacing between wiring and reduce lead inductance. La principale méthode pour réduire la perte de retour est l’adaptation d’impédance. Cette méthode comprend une gestion efficace des matériaux d’isolation et l’isolation des lignes de signal actives et des lignes de masse, en particulier entre l’état de la ligne de signal et la masse.

Étant donné que l’interconnexion est le maillon le plus faible de la chaîne de circuits, dans la conception RF, les propriétés électromagnétiques du point d’interconnexion sont le principal problème auquel est confrontée la conception technique, chaque point d’interconnexion doit être étudié et les problèmes existants résolus. L’interconnexion de carte de circuit comprend l’interconnexion de puce à carte de circuit, l’interconnexion de carte de circuit imprimé et l’interconnexion d’entrée/sortie de signal entre la carte de circuit imprimé et les dispositifs externes.

I. Interconnexion entre la puce et la carte PCB

Que cette solution fonctionne ou non, il était clair pour les participants que la technologie de conception de circuits intégrés est bien en avance sur la technologie de conception de circuits imprimés pour les applications haute fréquence.

Interconnexion PCB

Les techniques et méthodes de conception de circuits imprimés hf sont les suivantes :

1. Un angle de 45° doit être utilisé pour le coin de la ligne de transmission afin de réduire la perte de retour (FIG. 1);

2 valeur constante d’isolation en fonction du niveau de carte de circuit isolant haute performance strictement contrôlée. This method is beneficial for effective management of electromagnetic field between insulating material and adjacent wiring.

3. PCB design specifications for high precision etching should be improved. Envisagez de spécifier une erreur de largeur de ligne totale de +/- 0.0007 pouces, de gérer les contre-dépouille et les sections transversales des formes de câblage et de spécifier les conditions de placage des parois latérales du câblage. Overall management of wiring (wire) geometry and coating surfaces is important to address skin effects related to microwave frequencies and to implement these specifications.

4. Il y a une inductance de prise dans les fils saillants. Évitez d’utiliser des composants avec des fils. Pour les environnements à haute fréquence, il est préférable d’utiliser des composants montés en surface.

5. Pour les trous de passage de signal, évitez d’utiliser le processus PTH sur la plaque sensible, car ce processus peut provoquer une inductance de plomb au niveau du trou de passage. Lead inductance can affect layers 4 to 19 if a through-hole in a 20-ply board is used to connect layers 1 to 3.

6. Provide abundant ground layers. Moulded holes are used to connect these grounding layers to prevent 3d electromagnetic fields from affecting the circuit board.

7. Pour choisir un procédé de placage au nickel sans électrolyse ou de placage à l’or par immersion, n’utilisez pas la méthode de placage HASL. This electroplated surface provides a better skin effect for high-frequency currents (Figure 2). In addition, this highly weldable coating requires fewer leads, helping to reduce environmental pollution.

8. Solder resistance layer can prevent solder paste from flowing. Cependant, en raison de l’incertitude de l’épaisseur et des performances d’isolation inconnues, le fait de recouvrir toute la surface de la plaque avec un matériau résistant à la soudure entraînera une modification importante de l’énergie électromagnétique dans la conception des microrubans. Generally, solderdam is used as welding resistance layer.

Si vous n’êtes pas familiarisé avec ces méthodes, consultez un ingénieur de conception expérimenté qui a travaillé sur des circuits imprimés à micro-ondes pour l’armée. You can also discuss with them what price range you can afford. Par exemple, il est plus économique d’utiliser une conception microruban coplanaire à dos de cuivre qu’une conception stripline, et vous pouvez en discuter avec eux pour obtenir de meilleurs conseils. Les bons ingénieurs ne sont peut-être pas habitués à penser aux coûts, mais leurs conseils peuvent être très utiles. Ce sera un travail de longue haleine pour former de jeunes ingénieurs qui ne sont pas familiers avec les effets RF et manquent d’expérience dans le traitement des effets RF.

De plus, d’autres solutions peuvent être adoptées, telles que l’amélioration du modèle informatique pour pouvoir gérer les effets RF.

Interconnexion PCB avec des périphériques externes

Nous pouvons maintenant supposer que nous avons résolu tous les problèmes de gestion des signaux sur la carte et sur les interconnexions des composants discrets. Alors, comment résolvez-vous le problème d’entrée/sortie du signal de la carte de circuit imprimé au fil reliant l’appareil distant ? TrompeterElectronics, un innovateur dans la technologie des câbles coaxiaux, travaille sur ce problème et a fait d’importants progrès (figure 3). Also, take a look at the electromagnetic field shown in Figure 4 below. Dans ce cas, nous gérons la conversion du microruban au câble coaxial. Dans les câbles coaxiaux, les couches de masse sont entrelacées en anneaux et régulièrement espacées. Dans les micro-courroies, la couche de mise à la terre est en dessous de la ligne active. Cela introduit certains effets de bord qui doivent être compris, prédits et pris en compte au moment de la conception. Bien entendu, ce décalage peut également entraîner des pertes en retour et doit être minimisé pour éviter le bruit et les interférences de signal.

La gestion du problème d’impédance interne n’est pas un problème de conception qui peut être ignoré. The impedance starts at the surface of the circuit board, passes through a solder joint to the joint, and ends at the coaxial cable. Comme l’impédance varie avec la fréquence, plus la fréquence est élevée, plus la gestion de l’impédance est difficile. The problem of using higher frequencies to transmit signals over broadband appears to be the main design problem.