Dengan perkembangan teknologi komunikasi, radio genggam papan sirkuit frekuensi tinggi teknologi semakin banyak digunakan, seperti: pager nirkabel, ponsel, PDA nirkabel, dll., Kinerja sirkuit frekuensi radio secara langsung mempengaruhi kualitas keseluruhan produk. Salah satu karakteristik terbesar dari produk genggam ini adalah miniaturisasi, dan miniaturisasi berarti kepadatan komponen sangat tinggi, yang membuat komponen (termasuk SMD, SMC, bare chip, dll.) saling mengganggu sangat menonjol. Jika sinyal interferensi elektromagnetik tidak ditangani dengan benar, seluruh sistem sirkuit mungkin tidak berfungsi dengan baik. Oleh karena itu, bagaimana mencegah dan menekan interferensi elektromagnetik dan meningkatkan kompatibilitas elektromagnetik telah menjadi topik yang sangat penting dalam desain PCB sirkuit RF. Sirkuit yang sama, struktur desain PCB yang berbeda, indeks kinerjanya akan sangat berbeda. Makalah ini membahas bagaimana memaksimalkan kinerja sirkuit untuk mencapai persyaratan kompatibilitas elektromagnetik saat menggunakan perangkat lunak Protel99 SE untuk merancang PCB sirkuit rf produk sawit.

1. Pemilihan piring

Substrat papan sirkuit tercetak termasuk kategori organik dan anorganik. Sifat yang paling penting dari substrat adalah konstanta dielektrik R, faktor disipasi (atau kehilangan dielektrik) Tan , koefisien ekspansi termal CET dan penyerapan air. R mempengaruhi impedansi sirkuit dan kecepatan transmisi sinyal. Untuk sirkuit frekuensi tinggi, toleransi permitivitas adalah faktor pertama dan lebih penting untuk dipertimbangkan, dan substrat dengan toleransi permitivitas rendah harus dipilih.

2. Proses desain PCB

Karena software Protel99 SE berbeda dengan Protel 98 dan software lainnya, maka proses desain PCB oleh software Protel99 SE dibahas secara singkat.

Karena Protel99 SE mengadopsi manajemen mode database PROJECT, yang tersirat di Windows 99, jadi pertama-tama kita harus menyiapkan file database untuk mengelola diagram skema rangkaian dan tata letak PCB yang dirancang.

Desain diagram skematik. Untuk mewujudkan koneksi jaringan, semua komponen yang digunakan harus ada di perpustakaan komponen sebelum prinsip desain; jika tidak, komponen yang diperlukan harus dibuat di SCHLIB dan disimpan dalam file perpustakaan. Kemudian, Anda cukup memanggil komponen yang diperlukan dari pustaka komponen dan menghubungkannya sesuai dengan diagram rangkaian yang dirancang.

Setelah desain skema selesai, tabel jaringan dapat dibentuk untuk digunakan dalam desain PCB.

Desain PCB. A. Penentuan bentuk dan ukuran CB. Bentuk dan ukuran PCB ditentukan sesuai dengan posisi PCB dalam produk, ukuran dan bentuk ruang dan kerjasama dengan bagian lain. Gambarlah bentuk PCB menggunakan perintah PLACE TRACK pada MECHANICAL LAYER. B. Buat lubang pemosisian, mata dan titik referensi pada PCB sesuai dengan persyaratan SMT. C. Produksi komponen. Jika Anda perlu menggunakan beberapa komponen khusus yang tidak ada di pustaka komponen, Anda perlu membuat komponen sebelum tata letak. Proses pembuatan komponen di Protel99 SE relatif sederhana. Pilih perintah “MAKE LIBRARY” pada menu “DESIGN” untuk masuk ke jendela pembuatan COMPONENT, kemudian pilih perintah “NEW COMPONENT” pada menu “TOOL” untuk DESIGN components. Pada saat ini, cukup gambar PAD yang sesuai pada posisi tertentu dan edit ke dalam PAD yang diperlukan (termasuk bentuk, ukuran, diameter dalam dan Sudut PAD, dll., dan tandai nama pin yang sesuai dari PAD) di TOP LAYER dengan perintah PLACE PAD dan seterusnya sesuai dengan bentuk dan ukuran komponen yang sebenarnya. Kemudian gunakan perintah PLACE TRACK untuk menggambar tampilan maksimal komponen di TOP OVERLAYER, pilih nama komponen dan simpan di pustaka komponen. D. Setelah komponen dibuat, tata letak dan perkawatan harus dilakukan. Kedua bagian ini akan dibahas secara rinci di bawah ini. E. Periksa setelah prosedur di atas selesai. Di satu sisi, ini termasuk pemeriksaan prinsip sirkuit, di sisi lain, perlu untuk memeriksa kecocokan dan perakitan satu sama lain. Prinsip rangkaian dapat diperiksa secara manual atau otomatis oleh jaringan (jaringan yang dibentuk oleh diagram skematik dapat dibandingkan dengan jaringan yang dibentuk oleh PCB). F. Setelah memeriksa, mengarsipkan dan mengeluarkan file. Di Protel99 SE, Anda harus menjalankan perintah EKSPOR dalam opsi FILE untuk menyimpan FILE ke jalur yang ditentukan dan FILE (perintah IMPORT adalah untuk IMPORT a FILE to Protel99 SE). Catatan: Pada opsi Protel99 SE “FILE” “SAVE COPY AS…” Setelah perintah dijalankan, nama file yang dipilih tidak terlihat di Windows 98, sehingga file tidak dapat dilihat di Resource Manager. Ini berbeda dengan “SAVE AS…” di Protel 98. Itu tidak berfungsi persis sama.

3. Tata letak komponen

Karena SMT umumnya menggunakan pengelasan aliran panas tungku inframerah untuk mengelas komponen, tata letak komponen memengaruhi kualitas sambungan solder, dan kemudian memengaruhi hasil produk. Untuk desain PCB sirkuit rf, kompatibilitas elektromagnetik mengharuskan setiap modul sirkuit tidak menghasilkan radiasi elektromagnetik sejauh mungkin, dan memiliki kemampuan tertentu untuk menahan interferensi elektromagnetik. Oleh karena itu, tata letak komponen juga secara langsung mempengaruhi kemampuan interferensi dan anti-interferensi dari rangkaian itu sendiri, yang juga berhubungan langsung dengan kinerja rangkaian yang dirancang. Oleh karena itu, dalam desain PCB sirkuit RF, selain tata letak desain PCB biasa, kita juga harus mempertimbangkan bagaimana mengurangi interferensi antara berbagai bagian sirkuit RF, bagaimana mengurangi interferensi dari sirkuit itu sendiri ke sirkuit lain dan kemampuan anti-interferensi dari sirkuit itu sendiri. Menurut pengalaman, efek sirkuit rf tidak hanya bergantung pada indeks kinerja papan sirkuit RF itu sendiri, tetapi juga pada sebagian besar interaksi dengan papan pemrosesan CPU. Oleh karena itu, dalam desain PCB, tata letak yang masuk akal sangat penting.

Prinsip tata letak umum: komponen harus diatur dalam arah yang sama sejauh mungkin, dan fenomena pengelasan yang buruk dapat dikurangi atau bahkan dihindari dengan memilih arah PCB yang memasuki sistem peleburan timah; Menurut pengalaman, jarak antar komponen harus setidaknya 0.5 mm untuk memenuhi persyaratan komponen peleburan timah. Jika ruang papan PCB memungkinkan, ruang antar komponen harus selebar mungkin. Untuk panel ganda, satu sisi harus dirancang untuk komponen SMD dan SMC, dan sisi lainnya adalah komponen diskrit.

Catatan dalam tata letak:

* Pertama-tama tentukan posisi komponen antarmuka pada PCB dengan papan atau sistem PCB lain, dan perhatikan koordinasi komponen antarmuka (seperti orientasi komponen, dll.).

* Karena volume produk genggam yang kecil, komponen disusun secara kompak, sehingga untuk komponen yang lebih besar, prioritas harus diberikan untuk menentukan lokasi yang sesuai, dan mempertimbangkan masalah koordinasi antara satu sama lain.

* struktur sirkuit analisis yang cermat, pemrosesan blok sirkuit (seperti sirkuit penguat frekuensi tinggi, sirkuit pencampuran dan sirkuit demodulasi, dll.), sejauh mungkin untuk memisahkan sinyal arus berat dan sinyal arus lemah, memisahkan sirkuit sinyal digital dan sinyal analog sirkuit, menyelesaikan fungsi yang sama dari sirkuit harus diatur dalam kisaran tertentu, sehingga mengurangi area loop sinyal; Jaringan penyaringan setiap bagian sirkuit harus terhubung di dekatnya, sehingga tidak hanya radiasi yang dapat dikurangi, tetapi juga kemungkinan gangguan dapat dikurangi, sesuai dengan kemampuan anti-interferensi dari sirkuit.

* Kelompokkan sirkuit sel menurut sensitivitasnya terhadap kompatibilitas elektromagnetik yang digunakan. Komponen rangkaian yang rentan terhadap gangguan juga harus menghindari sumber gangguan (seperti gangguan dari CPU pada papan pemrosesan data).

4. Pengkabelan

Setelah komponen ditata, pemasangan kabel dapat dimulai. Prinsip dasar pengkabelan adalah: di bawah kondisi kepadatan perakitan, desain kabel kepadatan rendah harus dipilih sejauh mungkin, dan kabel sinyal harus setebal dan setipis mungkin, yang kondusif untuk pencocokan impedansi.

Untuk sirkuit rf, desain arah garis sinyal, lebar dan jarak garis yang tidak masuk akal dapat menyebabkan interferensi antara saluran transmisi sinyal sinyal; Selain itu, catu daya sistem itu sendiri juga ada gangguan kebisingan, sehingga dalam desain sirkuit RF PCB harus dipertimbangkan secara komprehensif, kabel yang masuk akal.

Saat memasang kabel, semua kabel harus jauh dari perbatasan papan PCB (sekitar 2mm), agar tidak menyebabkan atau memiliki bahaya tersembunyi dari putusnya kabel selama produksi papan PCB. Saluran listrik harus selebar mungkin untuk mengurangi hambatan loop. Pada saat yang sama, arah saluran listrik dan saluran tanah harus konsisten dengan arah transmisi data untuk meningkatkan kemampuan anti-interferensi. Garis sinyal harus sesingkat mungkin dan jumlah lubang harus dikurangi sejauh mungkin. Semakin pendek koneksi antar komponen, semakin baik, untuk mengurangi distribusi parameter dan interferensi elektromagnetik antara satu sama lain; Untuk garis sinyal yang tidak kompatibel harus jauh dari satu sama lain, dan mencoba untuk menghindari garis paralel, dan di dua sisi positif penerapan garis sinyal vertikal timbal balik; Pengkabelan yang membutuhkan alamat sudut harus memiliki Sudut 135 ° yang sesuai, hindari membelokkan sudut kanan.

Saluran yang terhubung langsung dengan bantalan tidak boleh terlalu lebar, dan saluran harus sejauh mungkin dari komponen yang terputus untuk menghindari korsleting; Lubang tidak boleh dibuat pada komponen, dan sejauh mungkin harus jauh dari komponen yang terputus untuk menghindari pengelasan virtual, pengelasan kontinu, korsleting, dan fenomena lain dalam produksi.

Dalam desain PCB sirkuit rf, pengkabelan yang benar dari saluran listrik dan kabel ground sangat penting, dan desain yang masuk akal adalah cara paling penting untuk mengatasi interferensi elektromagnetik. Cukup banyak sumber interferensi pada PCB yang dihasilkan oleh catu daya dan kabel arde, di antaranya kabel arde yang paling banyak menimbulkan gangguan derau.

Alasan utama mengapa kabel ground mudah menyebabkan interferensi elektromagnetik adalah impedansi kabel ground. Ketika arus mengalir melalui tanah, tegangan akan dihasilkan di tanah, menghasilkan arus loop tanah, membentuk interferensi loop tanah. Ketika beberapa sirkuit berbagi satu bagian kabel ground, kopling impedansi umum terjadi, menghasilkan apa yang dikenal sebagai ground noise. Oleh karena itu, saat memasang kabel ground dari sirkuit RF PCB, lakukan:

* Pertama-tama, sirkuit dibagi menjadi blok, sirkuit rf pada dasarnya dapat dibagi menjadi amplifikasi frekuensi tinggi, pencampuran, demodulasi, getaran lokal dan bagian lain, untuk memberikan titik referensi potensial umum untuk setiap grounding sirkuit modul sirkuit, sehingga sinyal dapat ditransmisikan antara modul sirkuit yang berbeda. Kemudian dirangkum pada titik di mana PCB sirkuit RF terhubung ke ground, yaitu dirangkum di ground utama. Karena hanya ada satu titik referensi, tidak ada kopling impedansi umum dan dengan demikian tidak ada masalah interferensi timbal balik.

* Area digital dan area analog sejauh mungkin isolasi kabel ground, dan ground digital dan ground analog untuk memisahkan, akhirnya terhubung ke ground catu daya.

* Kabel ground di setiap bagian sirkuit juga harus memperhatikan prinsip grounding titik tunggal, meminimalkan area loop sinyal, dan alamat sirkuit filter yang sesuai di dekatnya.

* Jika ruang memungkinkan, lebih baik untuk mengisolasi setiap modul dengan kabel ground untuk mencegah efek kopling sinyal antara satu sama lain.

5. Kesimpulan

Kunci dari desain RF PCB terletak pada bagaimana mengurangi kemampuan radiasi dan bagaimana meningkatkan kemampuan anti-interferensi. Tata letak dan pengkabelan yang wajar adalah jaminan MERANCANG PCB RF. Metode yang dijelaskan dalam makalah ini sangat membantu untuk meningkatkan keandalan desain sirkuit RF PCB, memecahkan masalah interferensi elektromagnetik, dan mencapai tujuan kompatibilitas elektromagnetik.