Am Design vum PCB Verwaltungsrot, mat der rapider Erhéijung vun der Frequenz, gëtt et vill Amëschung déi anescht ass wéi déi vun nidderegfrequenter PCB Board. Ausserdeem, mat der Erhéijung vun der Frequenz an dem Widdersproch tëscht der Miniaturiséierung an de niddrege Käschte vum PCB Board, ginn dës Stéierunge méi a méi komplizéiert.

An der aktueller Fuerschung kënne mir schléissen datt et haaptsächlech véier Aspekter vun der Amëschung sinn, dorënner Stroumversuergung Kaméidi, Iwwerdroungslinn Amëschung, Kupplung an elektromagnetesch Amëschung (EMI). Duerch d’Analyse vu verschiddenen Interferenzprobleemer vun Héichfrequenz PCB a Kombinatioun mat Praxis an der Aarbecht, ginn effektiv Léisunge virgestallt.

Éischtens, Energieversuergung Geräischer

Am Héichfrequenzkrees huet de Kaméidi vun der Energieversuergung en offensichtlechen Afloss op den Héichfrequenzsignal. Dofir ass déi éischt Ufuerderung vun der Energieversuergung niddereg Geräischer. Propper Biedem si genau sou wichteg wéi propper Stroum. Firwat? D’Kraaftcharakteristike ginn a Figur 1 gewisen. Natierlech huet d’Energieversuergung eng gewëssen Impedanz, an d’Impedanz ass iwwer d’ganz Energieversuergung verdeelt, dofir gëtt de Kaméidi der Energieversuergung bäigefüügt.

Da solle mir d’Impedanz vun der Energieversuergung minimiséieren, sou datt et am Beschten eng speziell Energieversuergungsschicht a Grondschicht ass. Am hf Circuit Design ass et vill besser d’Energieversuergung als Schicht ze designen wéi als Bus an de meeschte Fäll, sou datt d’Loop ëmmer de Wee vun der minimaler Impedanz kann verfollegen.

Zousätzlech muss de Power Board eng Signalschleife fir all generéiert a kritt Signaler op der PCB ubidden. Dëst miniméiert d’Signalloop a reduzéiert domat de Kaméidi, wat dacks vun Nidderfrequenz Circuit Designer iwwersinn gëtt.

Héichfrequent PCB Design geschitt Stéierléisungen

Figur 1: Power Charakteristiken

Et gi verschidde Weeër fir Kraaftrauschen am PCB Design ze eliminéieren:

1. Notéiert d’duerchschnëttlecht Lach um Bord: d’Duerchgosslach erfuerdert etséiert Ouverturen op der Energieversuergungsschicht fir Plaz ze loossen fir dat duerch d’Loch duerchzekommen. Wann d’Ouverture vun der Energieversuergungsschicht ze grouss ass, ass et gebonne fir d’Signalschleife ze beaflossen, d’Signal gëtt gezwongen ze Contournement, d’Loop Beräich erhéicht, an de Kaméidi erhéicht. Zur selwechter Zäit, wa verschidde Signallinnen no bei der Ouverture ageklemmt sinn an déi selwecht Loop deelen, wäert déi gemeinsam Impedanz Kräizgang verursaachen. Kuckt Figur 2.

Héichfrequent PCB Design geschitt Stéierléisungen

Figur 2: Gemeinsame Wee vun der Bypass Signalschleife

2. D’Verbindungslinn brauch genuch Buedem: all Signal muss seng eege propriétaire Signalschleife hunn, an d’Loopberäich vum Signal a Schleif ass sou kleng wéi méiglech, dat heescht, d’Signal a Schleif soll parallel sinn.

3. Analog an digital Stroumversuergung fir ze trennen: Héichfrequent Geräter si meeschtens ganz empfindlech fir digital Geräischer, sou datt déi zwee solle getrennt sinn, verbonne mat der Entrée vun der Energieversuergung, wann d’Signal iwwer déi analog an digital Deeler vum Wierder, kënnen am Signal iwwer eng Loop gesat ginn fir d’Loop Beräich ze reduzéieren. Déi digital-analog Spann benotzt fir d’Signalschleife gëtt a Figur 3 gewisen.

Héichfrequent PCB Design geschitt Stéierléisungen

Figur 3: Digital – Analog Spann fir Signalschleife

4. Vermeit Iwwerlappung vu getrennten Energieversuergung tëscht de Schichten: soss kann de Circuitrausch einfach duerch parasitesch kapazitiv Kupplung passéieren.

5. Isoléiert sensibel Komponenten: wéi PLL.

6. Plaz de Stroumkabel: Fir d’Signalschleife ze reduzéieren, plazéiert de Stroumkabel um Rand vun der Signallinn fir de Kaméidi ze reduzéieren, wéi an der Figur 4 gewisen.

Héichfrequent PCB Design geschitt Stéierléisungen

Figur 4: Setzt den Netzkabel nieft der Signallinn

Zwee, Iwwerdroungslinn

Et ginn nëmmen zwou méiglech Iwwerdroungslinnen an engem PCB:

De gréisste Problem vun der Bandband an der Mikrowellenlinn ass Reflexioun. Reflexioun wäert vill Probleemer verursaachen. Zum Beispill ass d’Belaaschtungssignal d’Superpositioun vum Original Signal an dem Echosignal, wat d’Schwieregkeet vun der Signalanalyse erhéicht. Reflexioun verursaacht Retourverloscht (Retourverloscht), wat d’Signal sou schlecht beaflosst wéi additive Geräischer Amëschung:

1. D’Signal zréck an d’Signalquell reflektéiert wäert de Kaméidi vum System erhéijen, wat et méi schwéier mécht fir den Empfänger Geräischer vum Signal z’ënnerscheeden;

2. All reflektéiert Signal wäert am Fong d’Signalqualitéit degradéieren an d’Form vum Input Signal änneren. Am Allgemengen ass d’Léisung haaptsächlech Impedanzmatching (zum Beispill d’Impedanz vun der Verbindung soll ganz mat der Impedanz vum System passen), awer heiansdo ass d’Berechnung vun der Impedanz méi lästeg, Dir kënnt op eng Iwwerdroungslinn Impedanzberechnungssoftware bezéien. D’Methoden fir d’Transmissiounslinninterferenz am PCB Design ze eliminéieren sinn wéi follegt:

(a) Vermeit Impedanz Diskontinuitéit vun Iwwerdroungslinnen. De Punkt vun der diskontinéierter Impedanz ass de Punkt vun der Transmissiounslinnmutatioun, sou wéi en rechte Eck, duerch d’Lach, asw., Sollt sou wäit wéi méiglech vermeit ginn. Methoden: Fir direkt Ecker vun der Linn ze vermeiden, sou wäit wéi méiglech fir 45 ° Wénkel oder Bogen ze goen, kann e grousse Wénkel och sinn; Benotzt esou wéineg duerch Lächer wéi méiglech, well all duerch Lach ass eng Impedanz Diskontinuitéit, wéi an der FIG. 5; Signaler vun der äusseren Schicht vermeiden duerch déi bannenzeg Schicht ze passéieren a vice versa.

Héichfrequent PCB Design geschitt Stéierléisungen

Figur 5: Method fir d’Transmissiounslinninterferenz ze eliminéieren

(b) Benotzt keng Spilllinnen. Well all Stapellinn eng Quell vu Kaméidi ass. Wann d’Stapellinn kuerz ass, kann se um Enn vun der Iwwerdroungslinn ugeschloss ginn; Wann d’Stapellinn laang ass, hëlt se d’Haaptiwwerdroungslinn als Quell a produzéiert grouss Reflexioun, wat de Problem komplizéiert gëtt. Et ass recommandéiert et net ze benotzen.

Drëttens, d’Kupplung

1. Gemeinsame Impedanzkupplung: et ass e gemeinsame Kupplungskanal, dat heescht d’Interferenzquell an den interferéierten Apparat deelen dacks e puer Dirigenten (sou wéi Loop Energieversuergung, Bus, a gemeinsame Buedem), wéi an der Figur 6 gewise gëtt.

Héichfrequent PCB Design geschitt Stéierléisungen

Figur 6: Gemeinsam Impedanz Kupplung

An dësem Kanal verursaacht de Réckgang vum Ic eng üblech Modus Spannung an der Serie Stroumschleif, beaflosst den Empfänger.

2. D’Feld common-mode Kupplung verursaacht d’Stralungsquell fir gemeinsam Modus Spannungen an der Loop ze verursaachen, geformt vum interferéierte Circuit an op der gemeinsamer Referenz Uewerfläch.

Wann d’Magnéitfeld dominant ass, ass de Wäert vun der gemeinsamer Modus Spannung, déi am Serie Grondkrees generéiert gëtt, Vcm =-(△ B/△ t)* Beräich (wou △ B = Ännerung vun der magnetescher Induktiounsintensitéit). Wann et en elektromagnetescht Feld ass, wann säin elektresche Feldwäert bekannt ass, ass hir induzéiert Spannung: Vcm = (L*H*F*E)/48, d’Formel ass gëeegent fir L (m) = 150MHz, iwwer dës Limit kann d’Berechnung vun der maximal induzéierter Spannung vereinfacht ginn wéi: Vcm = 2*H*E.

3. Differenzielle Modus Feldkupplung: bezitt sech op déi direkt Stralung duerch Drotpaar oder Circuit Board op der Leedung a seng Loop Induktioun kritt. Wann Dir esou no bei deenen zwee Drot kënnt wéi méiglech. Dës Kupplung ass staark reduzéiert, sou datt déi zwee Drot zesummen gedréit kënne ginn fir Stéierungen ze reduzéieren.

4. Inter-Linn Kupplung (Kräizgang) kann ongewollte Kupplung tëscht all Linn oder Parallelkrees verursaachen, wat d’Leeschtung vum System immens schued. Seng Aart kann a kapazitiv Crosstalk a perceptuell Crosstalk opgedeelt ginn.

Déi fréier ass well d’parasitesch Kapazitanz tëscht de Linnen de Kaméidi op der Kaméidiquell mat der Kaméidiempfangslinn duerch déi aktuell Injektioun mécht. Déi Lescht kann ugesi ginn als d’Kupplung vun Signaler tëscht de Primärstadien vun engem ongewollten parasiteschen Transformator. D’Gréisst vum induktiven Iwwergang hänkt vun der Proximitéit vun den zwou Schleifen of, der Gréisst vum Schleifberäich, an der Impedanz vun der betraffer Last.

5. Stroumkabelkupplung: D’Ac- oder DC -Stroumkabele ginn duerch elektromagnetesch Amëschung gestéiert

Transfer op aner Apparater.

Et gi verschidde Weeër fir Iwwergang am PCB Design ze eliminéieren:

1. Béid Aarte vu Kräizgang erhéijen mat der Erhéijung vun der Lastimpedanz, sou datt d’Signallinnen empfindlech fir Interferenz verursaacht duerch Iwwerstrooss solle richteg ofgeschloss ginn.

2. D’Distanz tëscht Signallinnen maximéieren fir effektiv kapazitiv Crosstalk ze reduzéieren. Terrainverwaltung, Ofstand tëscht Drot (wéi aktiv Signallinnen a Grondleit fir Isolatioun, besonnesch am Zoustand vum Sprong tëscht der Signallinn an dem Buedem op den Intervall) a reduzéiert d’Bleiinduktanz.

3. Kapazitiv Iwwerraschung kann och effektiv reduzéiert ginn andeems en Gronddrot tëscht ugrenzende Signallinnen agefouert gëtt, déi all Véierel vun enger Wellelängt mat der Formatioun verbonne muss sinn.

4. Fir vernünfteg Kräizgang soll de Schleifberäich miniméiert ginn, a wann et erlaabt ass, soll d’Schläif eliminéiert ginn.

5. Vermeiden Signal Deele Loops.

6. Passt op d’Signalintegritéit op: den Designer soll Enden am Schweessprozess implementéieren fir d’Signalintegritéit ze léisen. Designer, déi dës Approche benotzen, kënne sech op d’Mikrosträiflängt vun der Schutzkupferfolie fokusséieren fir eng gutt Leeschtung vun der Signalintegritéit ze kréien. Fir Systemer mat dichten Stecker an der Kommunikatiounsstruktur kann den Designer e PCB als Terminal benotzen.

Véier, elektromagnetesch Amëschung

Wéi d’Geschwindegkeet eropgeet, gëtt EMI ëmmer méi eescht a presentéiert a ville Aspekter (sou wéi elektromagnetesch Interferenz bei Verbindungen). Héichgeschwindeg Apparater si besonnesch empfindlech op dëst a kréien Héichgeschwindegkeet falsch Signaler, wärend Niddreggeschwindegkeet Geräter sou falsch Signaler ignoréieren.

Et gi verschidde Weeër fir elektromagnetesch Amëschung am PCB Design ze eliminéieren:

1. Loops reduzéieren: All Loop ass gläichwäerteg mat enger Antenne, also musse mir d’Zuel vu Schleifen, d’Géigend vu Schleifen an den Antenneneffekt vu Schleifen minimiséieren. Gitt sécher datt d’Signal nëmmen ee Schleifwee op all zwee Punkte huet, vermeit kënschtlech Schleifen a benotzt d’Muechtschicht wa méiglech.

2. Filteren: Filteren kann benotzt ginn fir den EMI souwuel op der Stroumleitung wéi och der Signallinn ze reduzéieren. Et ginn dräi Methoden: Entkupplungskondensator, EMI Filter a magnetescht Element. EMI Filter gëtt a Figur 7 gewisen.

Héichfrequent PCB Design geschitt Stéierléisungen

Figur 7: Filtertypen

3. D’Schirmung. Als Resultat vun der Längt vum Thema plus vill Diskussioun, déi Artikele schützt, keng spezifesch Aféierung méi.

4. Reduzéiert d’Geschwindegkeet vun Héichfrequenz Geräter.

5. Erhéije déi dielektresch Konstante vum PCB Board, wat kann d’Héichfrequenzdeeler wéi d’Transmissiounslinn no beim Board vermeiden no baussen ze strahlen; Erhéicht d’Dicke vum PCB Board, miniméiert d’Dicke vun der Mikrosträiflinn, kann elektromagnetesch Linnespill vermeiden, kann och Stralung verhënneren.

Zu dësem Zäitpunkt kënne mir schléissen datt am hf PCB Design mir déi folgend Prinzipien solle verfollegen:

1. Unifikatioun a Stabilitéit vun der Energieversuergung an dem Buedem.

2. Virsiichteg ugesinn Drot a korrekt Ofschloss kënnen Reflexiounen eliminéieren.

3. Suergfalt ugesinn Drot a korrekt Ofschloss kënnen kapazitiv an induktiv Kräizgang reduzéieren.

4. Kaméidi Ënnerdréckung ass erfuerderlech fir den EMC Ufuerderunge gerecht ze ginn.