The interconnect of המעגל המודפס המערכת כוללת לוח שבב למעגל, חיבור בתוך PCB וקישור בין PCB והתקנים חיצוניים. 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.

ישנם סימנים לכך שמתכננים מעגלים מודפסים בתדירות הולכת וגוברת. 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.

שיטות עיצוב הנדסי RF חייבות להיות מסוגלות להתמודד עם השפעות השדה האלקטרומגנטיות החזקות יותר שנוצרות בדרך כלל בתדרים גבוהים יותר. שדות אלקטרומגנטיים אלה יכולים לגרום לאותות על קווי האות או קווי PCB הסמוכים, ולגרום להצטלבות לא רצויה (הפרעה ורעש כולל) ופגיעה בביצועי המערכת. 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. כל אות המשתקף בעצם יפגע באיכות האות מכיוון שצורת אות הכניסה משתנה.

למרות שמערכות דיגיטליות מאוד עמידות בפני תקלות מכיוון שהן עוסקות באותות 1 ו- 0 בלבד, ההרמוניות שנוצרות כאשר הדופק עולה במהירות גבוהה גורמות לאות להיות חלש יותר בתדרים גבוהים יותר. למרות שתיקון שגיאות קדימה יכול לחסל חלק מההשפעות השליליות, חלק מרוחב הפס של המערכת משמש להעברת נתונים מיותרים, וכתוצאה מכך פגיעה בביצועים. פתרון טוב יותר הוא להיות בעל השפעות RF המסייעות במקום לפגוע בשלמות האות. מומלץ כי אובדן התשואה הכולל בתדירות הגבוהה ביותר של מערכת דיגיטלית (בדרך כלל נקודת נתונים לקויה) יהיה -25dB, שווה ערך ל- VSWR של 1.1.

PCB design aims to be smaller, faster and less costly. For RFPCB, high-speed signals sometimes limit the miniaturization of PCB designs. נכון לעכשיו, השיטה העיקרית לפתרון בעיית ההצלבה היא לבצע ניהול חיבורי קרקע, לבצע מרווח בין החיווט ולהפחית את השראות העופרת. השיטה העיקרית להפחתת אובדן התשואה היא התאמת עכבה. שיטה זו כוללת ניהול יעיל של חומרי בידוד ובידוד קווי איתות אקטיביים וקווי קרקע, במיוחד בין מצב קו האות לאדמה.

מכיוון שהחיבור הוא החוליה החלשה ביותר בשרשרת המעגלים, בעיצוב RF, המאפיינים האלקטרומגנטיים של נקודת הקישור הם הבעיה העיקרית העומדת בפני תכנון הנדסי, יש לחקור כל נקודת קישור ולפתור את הבעיות הקיימות. חיבור לוח מעגלים כולל חיבור של לוח שבב למעגל, חיבור PCB וחיבור קלט/פלט אות בין PCB והתקנים חיצוניים.

I. חיבור בין שבב ולוח PCB

בין אם הפתרון הזה עובד או לא, היה ברור למשתתפים שטכנולוגיית עיצוב IC מקדימה בהרבה את טכנולוגיית עיצוב ה- PCB ליישומי hf.

חיבור PCB

הטכניקות והשיטות לעיצוב hf PCB הן כדלקמן:

1. יש להשתמש בזווית של 45 ° לפינת קו ההולכה כדי להפחית את אובדן ההחזרה (איור 1);

2 ערך קבוע בידוד בהתאם לרמה של מעגל בידוד בעל ביצועים גבוהים המבוקרים היטב. שיטה זו מועילה לניהול יעיל של שדה אלקטרומגנטי בין חומר בידוד לבין חיווט סמוך.

3. יש לשפר את מפרטי עיצוב PCB לחריטה דיוק גבוהה. שקול לציין שגיאה ברוחב הקו הכולל של +/- 0.0007 אינץ ‘, ניהול חתכים וחתכים של צורות חיווט וציון תנאי ציפוי הקיר בצד החיווט. 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. קיימת השראות ברז בלידים בולטים. הימנע משימוש ברכיבים עם לידים. עבור סביבות בתדירות גבוהה, עדיף להשתמש ברכיבים רכובים על פני השטח.

5. לאותות דרך חורים, הימנע משימוש בתהליך PTH בצלחת הרגישה, מכיוון שתהליך זה יכול לגרום להשרות עופרת בחור העובר. 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. ספק שכבות קרקע בשפע. Moulded holes are used to connect these grounding layers to prevent 3d electromagnetic fields from affecting the circuit board.

7. לבחירת תהליך ציפוי ניקל שאינו אלקטרוליזה או ציפוי זהב טבילה, אין להשתמש בשיטת ציפוי HASL. משטח מצופה זה מספק אפקט עור טוב יותר לזרמים בתדירות גבוהה (איור 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. עם זאת, בשל חוסר הוודאות של עובי וביצועי הבידוד הבלתי ידועים, כיסוי כל משטח הצלחת בחומר התנגדות הלחמה יוביל לשינוי גדול באנרגיה האלקטרומגנטית בעיצוב המיקרו -סטריפ. Generally, solderdam is used as welding resistance layer.

אם אינך מכיר את השיטות הללו, התייעץ עם מהנדס תכנון מנוסה שעבד על מעגלים מיקרוגליים לצבא. You can also discuss with them what price range you can afford. לדוגמה, חסכוני יותר להשתמש בעיצוב רצועה מיקרופלנרית מגובה נחושת מאשר בעיצוב חשפני, ותוכל לדון איתם בנושא כדי לקבל ייעוץ טוב יותר. מהנדסים טובים אולי אינם רגילים לחשוב על עלות, אך עצתם יכולה להיות מועילה למדי. זו תהיה עבודה לטווח ארוך להכשיר מהנדסים צעירים שאינם מכירים אפקטים של RF וחסרי ניסיון בהתמודדות עם אפקטים של RF.

בנוסף, ניתן לאמץ פתרונות אחרים, כגון שיפור דגם המחשב בכדי להתמודד עם אפקטים של RF.

חיבור PCB עם התקנים חיצוניים

כעת אנו יכולים להניח שפתרנו את כל בעיות ניהול האותות בלוח ובחיבורים של רכיבים נפרדים. אז איך פותרים את בעיית קלט/פלט האות מלוח המעגלים לחוט המחבר את המכשיר המרוחק? TrompeterElectronics, חדשנית בתחום טכנולוגיית הכבלים הקואקסיאליים, עובדת על בעיה זו והתקדמה כמה חשובות (איור 3). Also, take a look at the electromagnetic field shown in Figure 4 below. במקרה זה, אנו מנהלים את ההמרה מ- microstrip לכבל קואקסיאלי. בכבלים קואקסיאליים שכבות הקרקע שזורות בטבעות ומרווחות באופן שווה. בחגורות מיקרו, שכבת ההארקה נמצאת מתחת לקו הפעיל. זה מציג השפעות קצה מסוימות שצריך להבין, לחזות ולשקול בזמן העיצוב. כמובן, חוסר התאמה זה יכול להוביל גם לאיבוד גב ויש למזער אותו כדי להימנע מרעש והפרעות אותות.

ניהול בעיית העכבה הפנימית אינה בעיה עיצובית שאפשר להתעלם ממנה. The impedance starts at the surface of the circuit board, passes through a solder joint to the joint, and ends at the coaxial cable. מכיוון שהעכבה משתנה עם התדר, ככל שהתדירות גבוהה יותר, כך ניהול העכבה קשה יותר. The problem of using higher frequencies to transmit signals over broadband appears to be the main design problem.