Hogyan lehet hatékonyan csökkenteni az RF hatásokat a NYÁK összekapcsolás tervezésében?

The interconnect of nyomtatott áramkör A rendszer chip-áramkört tartalmaz, a PCB-n belüli összekapcsolást és a PCB és a külső eszközök közötti összeköttetést. 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.

ipcb

Vannak jelek arra, hogy a nyomtatott áramköri lapokat egyre gyakrabban tervezik. 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.

Az RF mérnöki tervezési módszereknek képesnek kell lenniük kezelni az erősebb elektromágneses mezőhatásokat, amelyek jellemzően magasabb frekvenciákon keletkeznek. Ezek az elektromágneses mezők jeleket indukálhatnak a szomszédos jelvezetékeken vagy NYÁK -vonalakon, ami nemkívánatos áthallást (interferencia és teljes zaj) okozhat, és károsíthatja a rendszer teljesítményét. 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. Bármilyen visszavert jel lényegében rontja a jel minőségét, mivel a bemeneti jel alakja megváltozik.

Bár a digitális rendszerek nagyon hibatűrőek, mivel csak 1 és 0 jelet kezelnek, az impulzus nagy sebességgel történő emelkedésekor keletkező felharmonikusok a jeleket gyengébbé teszik magasabb frekvenciákon. Bár az előzetes hibajavítás kiküszöbölheti a negatív hatások egy részét, a rendszer sávszélességének egy részét redundáns adatok továbbítására használják, ami a teljesítmény romlását eredményezi. Jobb megoldás, ha olyan RF effektusokkal rendelkezik, amelyek inkább segítenek, mint rontanak a jel integritásán. Javasoljuk, hogy a digitális rendszer legmagasabb frekvenciáján (általában gyenge adatpont) a teljes visszatérési veszteség -25dB legyen, ami megfelel az 1.1 -es VSWR -nek.

PCB design aims to be smaller, faster and less costly. Az RFPCB esetében a nagy sebességű jelek néha korlátozzák a NYÁK-tervek miniatürizálását. Jelenleg a keresztmetszeti probléma megoldásának fő módja a földi csatlakozások kezelése, a vezetékek közötti távolság megtartása és az ólominduktivitás csökkentése. A visszatérési veszteség csökkentésének fő módja az impedancia -illesztés. Ez a módszer magában foglalja a szigetelőanyagok hatékony kezelését, valamint az aktív jel- és földvonalak elkülönítését, különösen a jelvezeték és a föld között.

Mivel az összekapcsolás a leggyengébb láncszem az áramköri láncban, az RF tervezésben az összekapcsolási pont elektromágneses tulajdonságai jelentik a fő problémát a mérnöki tervezés előtt, ezért minden összekapcsolási pontot meg kell vizsgálni, és meg kell oldani a meglévő problémákat. Az áramköri lap összekapcsolása magában foglalja a lapka-áramköri lap összekapcsolását, a NYÁK-összeköttetést és a jel-bemeneti/kimeneti összeköttetést a NYÁK és a külső eszközök között.

I. Csatlakozás a chip és a NYÁK lap között

Függetlenül attól, hogy ez a megoldás működik -e vagy sem, a résztvevők számára egyértelmű volt, hogy az IC tervezési technológia messze megelőzi a hf alkalmazások PCB tervezési technológiáját.

PCB összekapcsolás

A hf PCB tervezésének technikái és módszerei a következők:

1. A visszatérő veszteség csökkentése érdekében 45 ° -os szöget kell használni az átviteli vezeték sarkához (1. ÁBRA);

2 szigetelési állandó érték a szigorúan szabályozott nagy teljesítményű szigetelő áramköri lap szintjének megfelelően. Ez a módszer előnyös a szigetelőanyag és a szomszédos vezetékek közötti elektromágneses mező hatékony kezelésében.

3. Javítani kell a nagy pontosságú maratáshoz szükséges NYÁK -tervezési előírásokat. Fontolja meg a +/- 0.0007 hüvelyk teljes vonalszélesség-hiba megadását, a vezeték alakzatok alámetszésének és keresztmetszetének kezelését, valamint a huzalozás oldalfal burkolatának feltételeinek megadását. 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. A kiálló vezetékekben csapok induktivitása van. Kerülje a vezetékekkel ellátott alkatrészek használatát. Nagyfrekvenciás környezetben a legjobb a felületre szerelt alkatrészek használata.

5. Átmenő lyukak esetén kerülje a PTH eljárás alkalmazását az érzékeny lemezen, mivel ez a folyamat ólominduktivitást okozhat az átmenő lyukon. 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. Biztosítson bőséges talajrétegeket. Moulded holes are used to connect these grounding layers to prevent 3d electromagnetic fields from affecting the circuit board.

7. A nem elektrolízises nikkelezés vagy a bemerítéses aranyozási eljárás kiválasztásához ne használjon HASL bevonási módszert. Ez a galvanizált felület jobb bőrhatást biztosít a nagyfrekvenciás áramok számára (2. ábra). In addition, this highly weldable coating requires fewer leads, helping to reduce environmental pollution.

8. Solder resistance layer can prevent solder paste from flowing. A vastagság bizonytalansága és az ismeretlen szigetelési teljesítmény miatt azonban a lemez teljes felületének forrasztási ellenálló anyaggal történő lefedése az elektromágneses energia nagy változásához vezet a mikroszalag kialakításában. Generally, solderdam is used as welding resistance layer.

Ha nem ismeri ezeket a módszereket, forduljon egy tapasztalt tervezőmérnökhöz, aki dolgozott a hadsereg mikrohullámú áramköri lapjain. You can also discuss with them what price range you can afford. Gazdaságosabb például a rézhátúCoplanar mikroszalag kialakítás használata, mint a szalagkivitel, és ezt megvitathatja velük, hogy jobb tanácsokat kapjon. A jó mérnökök nem szoktak gondolkodni a költségekről, de tanácsaik nagyon hasznosak lehetnek. Hosszú távú feladat lesz fiatal mérnökök képzése, akik nem ismerik az RF hatásokat, és nem rendelkeznek tapasztalatokkal az RF hatások kezelésében.

Ezenkívül más megoldások is elfogadhatók, például a számítógépes modell javítása az RF hatások kezelésére.

NYÁK -csatlakozás külső eszközökkel

Most feltételezhetjük, hogy megoldottuk az összes jelkezelési problémát a táblán és a diszkrét komponensek összekapcsolásán. Tehát hogyan oldja meg a jelbevitel/-kimenet problémáját az áramköri kártyától a távoli eszközt összekötő vezetékig? A TrompeterElectronics, a koaxiális kábeltechnológia újítója dolgozik ezen a problémán, és jelentős előrelépést ért el (3. ábra). Also, take a look at the electromagnetic field shown in Figure 4 below. Ebben az esetben kezeljük a mikroszalagról koaxiális kábellel történő átalakítást. A koaxiális kábelekben a talajrétegek gyűrűkkel vannak összefonva és egyenletesen vannak elhelyezve. A mikroövekben a földelő réteg az aktív vonal alatt van. Ez bevezet bizonyos élhatásokat, amelyeket meg kell érteni, megjósolni és figyelembe kell venni a tervezéskor. Ez az eltérés természetesen visszaeséshez is vezethet, és a zaj és a jel interferencia elkerülése érdekében minimálisra kell csökkenteni.

A belső impedancia probléma kezelése nem tervezési probléma, amelyet nem lehet figyelmen kívül hagyni. Az impedancia az áramköri lap felületén kezdődik, forrasztási kötésen áthalad a kötésen, és a koaxiális kábelnél végződik. Mivel az impedancia frekvenciától függően változik, minél magasabb a frekvencia, annál nehezebb az impedancia kezelése. The problem of using higher frequencies to transmit signals over broadband appears to be the main design problem.