Rf circuit PCB design

With the development of communication technology, handheld radio nagyfrekvenciás áramköri lap a technológiát egyre szélesebb körben használják, például: vezeték nélküli személyhívó, mobiltelefon, vezeték nélküli PDA stb., a rádiófrekvenciás áramkör teljesítménye közvetlenül befolyásolja az egész termék minőségét. Ezeknek a kézi termékeknek az egyik legnagyobb jellemzője a miniatürizálás, és a miniatürizálás azt jelenti, hogy az alkatrészek sűrűsége nagyon magas, ami miatt az alkatrészek (beleértve az SMD -t, az SMC -t, a csupasz forgácsot stb.) Nagyon hangsúlyosak. Ha az elektromágneses interferencia jelet nem megfelelően kezelik, előfordulhat, hogy az egész áramkör nem működik megfelelően. Ezért az RF áramkör PCB tervezésének nagyon fontos témája lett az elektromágneses interferencia megelőzésének és elnyomásának, valamint az elektromágneses kompatibilitás javításának módja. Ugyanaz az áramkör, különböző NYÁK -konstrukció, teljesítménymutatója nagymértékben eltér. Ez a cikk azt tárgyalja, hogyan lehet maximalizálni az áramkör teljesítményét az elektromágneses kompatibilitási követelmények elérése érdekében, amikor a Protel99 SE szoftvert használnak pálmafém termékek RF áramköri NYÁK tervezéséhez.

ipcb

1. A lemez kiválasztása

The substrate of printed circuit board includes organic and inorganic categories. A hordozó legfontosabb tulajdonságai az ε R dielektromos állandó, a disszipációs tényező (vagy dielektromos veszteség) Tan δ, a hőtágulási együttható CET és a nedvesség elnyelése. ε R affects circuit impedance and signal transmission rate. Nagyfrekvenciás áramköröknél a permittivitási tűrés az első és legkritikusabb tényező, amelyet figyelembe kell venni, és az alacsony permittivitás -tűrésű hordozót kell kiválasztani.

2. PCB design process

Because Protel99 SE software is different from Protel 98 and other software, the process of PCB design by Protel99 SE software is briefly discussed.

① Because Protel99 SE adopts the PROJECT database mode management, which is implicit in Windows 99, so we should first set up a database file to manage the circuit schematic diagram and PCB layout designed.

② Design of schematic diagram. A hálózati kapcsolat megvalósítása érdekében az összes felhasznált komponensnek léteznie kell az alkatrészkönyvtárban az elvi tervezés előtt; ellenkező esetben a szükséges összetevőket az SCHLIB -ben kell elkészíteni, és a könyvtárfájlban kell tárolni. Ezután egyszerűen hívja le a szükséges összetevőket az alkatrészkönyvtárból, és csatlakoztassa őket a tervezett kapcsolási rajz szerint.

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

④PCB design. A. CB alak és méret meghatározása. The shape and size of PCB are determined according to the position of PCB in the product, the size and shape of the space and the cooperation with other parts. Draw the shape of the PCB using the PLACE TRACK command on MECHANICAL LAYER. B. Készítsen pozicionáló lyukakat, szemeket és referenciapontokat a NYÁK -on az SMT követelményeknek megfelelően. C. Production of components. If you need to use some special components that do not exist in the component library, you need to make components before layout. A Protel99 SE alkatrészek készítésének folyamata viszonylag egyszerű. Válassza ki a „KÖNYVTÁR KÉSZÍTÉSE” ​​parancsot a „DESIGN” menüben, hogy belépjen a COMPONENT készítés ablakba, majd válassza ki az „NEW COMPONENT” parancsot a „TOOL” menüben a komponensek tervezéséhez. Jelenleg csak húzza meg a megfelelő PAD -t egy bizonyos helyen, és szerkessze a kívánt PAD -be (beleértve a PAD alakját, méretét, belső átmérőjét és szögét, stb., És jelölje meg a PAD megfelelő tűnevét) a TOP RÉTEG a PLACE PAD paranccsal és így tovább a tényleges alkatrész alakjának és méretének megfelelően. Then use the PLACE TRACK command to draw the maximum appearance of the component in the TOP OVERLAYER, select a component name and store it in the component library. D. Az alkatrészek elkészítése után el kell végezni az elrendezést és a huzalozást. Ezt a két részt az alábbiakban részletesen tárgyaljuk. E. Check after the above procedure is complete. Ez egyrészt magában foglalja az áramkör elvének ellenőrzését, másrészt ellenőrizni kell az illeszkedést és az összeszerelést. The circuit principle can be checked manually or automatically by network (the network formed by schematic diagram can be compared with the network formed by PCB). F. Az ellenőrzés után archiválja és adja ki a fájlt. A Protel99 SE programban a FÁJL opció EXPORT parancsát kell futtatnia a FÁJL elmentéséhez a megadott elérési útra és FÁJLBA (az IMPORT parancs egy FÁJL IMPORTÁLÁSA a Protel99 SE -be). Megjegyzés: A Protel99 SE „FILE” menüpontjában a „MENTÉS MÁSOLÁS AS…” A parancs végrehajtása után a kiválasztott fájlnév nem látható a Windows 98 rendszerben, így a fájl nem látható a Resource Managerben. Ez különbözik a Protel 98 „SAVE AS…” funkciójától. Nem pontosan ugyanúgy működik.

3. Components layout

Mivel az SMT általában infravörös kemence hőáramú hegesztését használja az alkatrészek hegesztéséhez, az alkatrészek elrendezése befolyásolja a forrasztási kötések minőségét, majd a termékek hozamát. For PCB design of rf circuit, electromagnetic compatibility requires that each circuit module does not generate electromagnetic radiation as far as possible, and has a certain ability to resist electromagnetic interference. Therefore, the layout of components also directly affects the interference and anti-interference ability of the circuit itself, which is also directly related to the performance of the designed circuit. Therefore, in the design of RF circuit PCB, in addition to the layout of ordinary PCB design, we should also consider how to reduce the interference between various parts of the RF circuit, how to reduce the interference of the circuit itself to other circuits and the anti-interference ability of the circuit itself. A tapasztalatok szerint az rf áramkör hatása nemcsak az RF áramköri lap teljesítménymutatójától függ, hanem nagymértékben a CPU -feldolgozó kártyával való interakciótól is. Ezért a NYÁK -tervezésnél különösen fontos az ésszerű elrendezés.

General layout principle: components should be arranged in the same direction as far as possible, and the bad welding phenomenon can be reduced or even avoided by selecting the direction of PCB entering the tin melt system; A tapasztalatok szerint az alkatrészek közötti térnek legalább 0.5 mm-nek kell lennie, hogy megfeleljen az ónolvasztó alkatrészek követelményeinek. Ha a NYÁK -lemezterület megengedi, a komponensek közötti térnek a lehető legnagyobbnak kell lennie. Dupla panelek esetén az egyik oldalt az SMD és az SMC alkatrészekhez kell tervezni, a másik oldalt pedig a diszkrét alkatrészekhez.

Note in layout:

* First determine the position of interface components on the PCB with other PCB boards or systems, and pay attention to the coordination of interface components (such as the orientation of components, etc.).

* A kézi termékek kis mennyisége miatt az alkatrészek kompakt módon vannak elrendezve, ezért a nagyobb alkatrészek esetében elsőbbséget kell adni a megfelelő hely meghatározásához, és figyelembe kell venni az egymás közötti koordináció problémáját.

* careful analysis circuit structure, the circuit block processing (such as high frequency amplifier circuit, mixing circuit and demodulation circuit, etc.), as far as possible to separate heavy current signal and the weak current signal, separate digital signal circuit and analog signal circuit, complete the same function of the circuit should be arranged in a certain range, thereby reducing signal loop area; Az áramkör minden egyes részének szűrőhálózatát a közelben kell csatlakoztatni, hogy ne csak a sugárzás csökkenjen, hanem az interferencia valószínűsége is csökkenjen, az áramkör interferencia-képessége szerint.

* Csoportosítsa a cellaáramköröket az elektromágneses kompatibilitással szembeni érzékenységük szerint. The components of the circuit that are vulnerable to interference should also avoid interference sources (such as interference from the CPU on the data processing board).

4. Huzalozás

After the components are laid out, wiring can begin. The basic principle of wiring is: under the condition of assembly density, low-density wiring design should be selected as far as possible, and signal wiring should be as thick and thin as possible, which is conducive to impedance matching.

Az RF áramkör esetében a jelvezeték irányának, szélességének és sorközének ésszerűtlen kialakítása interferenciát okozhat a jeljel átviteli vonalak között; Ezen túlmenően, a rendszer tápegysége is létezik zaj interferencia, így a tervezés RF áramkör NYÁK kell figyelembe venni átfogó, ésszerű vezetékek.

Huzalozáskor minden huzalozásnak távol kell lennie a NYÁK lap határtól (kb. 2 mm), hogy ne okozzon vagy ne legyen rejtett veszélye annak, hogy a huzal megszakad a NYÁK -lemez gyártása során. Az áramvezetéknek a lehető legszélesebbnek kell lennie, hogy csökkentse a hurok ellenállását. Ugyanakkor a tápvezeték és a földvonal irányának összhangban kell lennie az adatátvitel irányával az interferencia-képesség javítása érdekében. A jelvezetékeknek a lehető legrövidebbeknek kell lenniük, és a lyukak számát a lehető legnagyobb mértékben csökkenteni kell. Minél rövidebb a kapcsolat az alkatrészek között, annál jobb, hogy csökkentse a paraméterek eloszlását és az elektromágneses interferenciát egymás között; For incompatible signal lines should be far away from each other, and try to avoid parallel lines, and in the positive two sides of the application of mutual vertical signal lines; Wiring in need of corner address should be 135° Angle as appropriate, avoid turning right angles.

The line directly connected with the pad should not be too wide, and the line should be away from the disconnected components as far as possible to avoid short circuit; Holes should not be drawn on components, and should be far away from disconnected components as far as possible to avoid virtual welding, continuous welding, short circuit and other phenomena in production.

In PCB design of rf circuit, the correct wiring of power line and ground wire is particularly important, and reasonable design is the most important means to overcome electromagnetic interference. Quite a lot of interference sources on PCB are generated by power supply and ground wire, among which ground wire causes the most noise interference.

A fő oka annak, hogy a földelő vezeték könnyen okozhat elektromágneses interferenciát, a földelő vezeték impedanciája. When a current flows through the ground, a voltage will be generated on the ground, resulting in the ground loop current, forming the loop interference of the ground. When multiple circuits share a single piece of ground wire, common impedance coupling occurs, resulting in what is known as ground noise. Therefore, when wiring the ground wire of the RF circuit PCB, do:

* Először is, az áramkör blokkokra van osztva, az RF áramkör alapvetően nagyfrekvenciás erősítésre, keverésre, demodulációra, helyi vibrációra és egyéb részekre osztható, hogy közös potenciális referenciapontot biztosítson minden áramköri modul áramkörének földelésére, így jel továbbítható a különböző áramköri modulok között. Ezután összefoglalják azt a pontot, ahol az RF áramkör NYÁK -ja a földhöz van csatlakoztatva, azaz összefoglalva a főföldön. Since there is only one reference point, there is no common impedance coupling and thus no mutual interference problem.

* Digitális terület és analóg terület, amennyire csak lehetséges, a földvezeték leválasztása, valamint a digitális föld és az analóg föld elkülönítése, végül a tápegység földeléséhez csatlakoztatva.

* The ground wire in each part of the circuit should also pay attention to the single point grounding principle, minimize the signal loop area, and the corresponding filter circuit address nearby.

* Ha a hely megengedi, jobb, ha minden modult földelő vezetékkel kell elkülöníteni, hogy megakadályozzuk a jelcsatolási hatást.

5. Következtetés

Az RF NYÁK-tervezés kulcsa abban rejlik, hogyan csökkenthető a sugárzási képesség, és hogyan javítható az interferencia-képesség. Az ésszerű elrendezés és a bekötés garantálja az RF NYÁK TERVEZÉSÉT. Az ebben a cikkben ismertetett módszer segít az RF áramkör NYÁK -tervezésének megbízhatóságának javításában, az elektromágneses interferencia problémájának megoldásában és az elektromágneses összeférhetőség céljának elérésében.