Projektuojant PCB plokštė, sparčiai didėjant dažniui, bus daug trikdžių, kurie skiriasi nuo žemo dažnio PCB plokštės. Be to, didėjant dažnumui ir prieštaravimui tarp miniatiūrizavimo ir mažos PCB plokštės kainos, šie trukdžiai taps vis sudėtingesni.

Iš tikrųjų galime daryti išvadą, kad daugiausia yra keturi trukdžių aspektai, įskaitant maitinimo šaltinio triukšmą, perdavimo linijos trukdžius, sujungimą ir elektromagnetinius trukdžius (EMI). Analizuojant įvairias aukšto dažnio PCB trikdžių problemas ir derinant su praktika praktikoje, siūlomi veiksmingi sprendimai.

Pirma, maitinimo šaltinio triukšmas

Aukšto dažnio grandinėje maitinimo šaltinio triukšmas turi akivaizdžią įtaką aukšto dažnio signalui. Therefore, the first requirement of the power supply is low noise. Švarios grindys yra tokios pat svarbios kaip švari elektra. Kodėl? Galios charakteristikos parodytos 1 paveiksle. Akivaizdu, kad maitinimo šaltinis turi tam tikrą varžą, o varža yra paskirstyta visame maitinimo šaltinyje, todėl triukšmas bus pridėtas prie maitinimo šaltinio.

Then we should minimize the impedance of the power supply, so it is best to have a dedicated power supply layer and grounding layer. Kuriant hf grandinę, daug geriau maitinimo šaltinį suprojektuoti kaip sluoksnį, o ne kaip magistralę daugeliu atvejų, kad kilpa visada galėtų sekti minimalios varžos kelią.

Be to, maitinimo plokštė turi užtikrinti signalo kilpą visiems generuojamiems ir gautiems PCB signalams. Tai sumažina signalo kilpą ir taip sumažina triukšmą, kurio žemo dažnio grandinių projektuotojai dažnai nepastebi.

Aukšto dažnio PCB dizainas yra trikdžių sprendimas

1 pav. Galios charakteristikos

Yra keli būdai, kaip pašalinti maitinimo triukšmą projektuojant PCB:

1. Note the through hole on the board: the through hole requires etched openings on the power supply layer to leave space for the through hole to pass through. Jei maitinimo sluoksnio anga yra per didelė, ji turi paveikti signalo kilpą, signalas yra priverstas apeiti, kilpos plotas padidėja ir triukšmas padidėja. At the same time, if several signal lines are clustered near the opening and share the same loop, the common impedance will cause crosstalk. Žiūrėkite paveikslėlį 2.

Aukšto dažnio PCB dizainas yra trikdžių sprendimas

2 pav. Bendras aplinkkelio signalo kilpos kelias

2. The connection line needs enough ground: each signal needs to have its own proprietary signal loop, and the loop area of the signal and loop is as small as possible, that is to say, the signal and loop should be parallel.

3. Atskiriamas analoginis ir skaitmeninis maitinimo šaltinis: aukšto dažnio įtaisai paprastai yra labai jautrūs skaitmeniniam triukšmui, todėl jie turėtų būti atskirti ir sujungti prie maitinimo šaltinio įėjimo, jei signalas per analoginę ir skaitmeninę žodžiai, gali būti dedami į signalą per kilpą, kad būtų sumažintas kilpos plotas. Skaitmeninis-analoginis diapazonas, naudojamas signalo kilpai, parodytas 3 paveiksle.

Aukšto dažnio PCB dizainas yra trikdžių sprendimas

Figure 3: Digital – analog span for signal loop

4. Avoid overlapping of separate power supplies between layers: otherwise circuit noise can easily pass through parasitic capacitive coupling.

5. Isolate sensitive components: such as PLL.

6. Place the power cable: To reduce the signal loop, place the power cable on the edge of the signal line to reduce the noise, as shown in Figure 4.

Aukšto dažnio PCB dizainas yra trikdžių sprendimas

4 paveikslas: padėkite maitinimo laidą šalia signalo linijos

Two, transmission line

PCB yra tik dvi galimos perdavimo linijos:

Didžiausia juostos linijos ir mikrobangų linijos problema yra atspindys. Atspindys sukels daug problemų. Pavyzdžiui, apkrovos signalas bus pradinio signalo ir aido signalo superpozicija, o tai padidins signalo analizės sunkumus. Atspindėjimas sukelia grįžimo praradimą (grįžimo praradimą), kuris signalą veikia taip pat blogai, kaip papildomi triukšmo trukdžiai:

1. Signalas, atsispindintis atgal į signalo šaltinį, padidins sistemos triukšmą, todėl imtuvui bus sunkiau atskirti triukšmą nuo signalo;

2. Any reflected signal will basically degrade the signal quality and change the shape of the input signal. Generally speaking, the solution is mainly impedance matching (for example, the impedance of the interconnection should very match the impedance of the system), but sometimes the calculation of impedance is more troublesome, you can refer to some transmission line impedance calculation software. The methods of eliminating transmission line interference in PCB design are as follows:

a) Venkite perdavimo linijų nepertraukiamo nutrūkimo. Nepertraukiamos varžos taškas yra perdavimo linijos mutacijos taškas, pvz., Tiesus kampas, skylė ir pan., Kiek įmanoma, reikėtų vengti. Metodai: Siekiant išvengti tiesių linijos kampų, kiek įmanoma pakreipti 45 ° kampą ar lanką, taip pat gali būti didelis kampas; Naudokite kuo mažiau skylių, nes kiekviena skylė yra varžos nepertraukiamumas, kaip parodyta Fig. 5; Signals from the outer layer avoid passing through the inner layer and vice versa.

Aukšto dažnio PCB dizainas yra trikdžių sprendimas

Figure 5: Method for eliminating transmission line interference

(b) Do not use stake lines. Nes bet kokia polių linija yra triukšmo šaltinis. Jei polių linija trumpa, ją galima prijungti perdavimo linijos gale; Jei polių linija yra ilga, ji imsis pagrindinės perdavimo linijos kaip šaltinio ir sukels didelį atspindį, o tai apsunkins problemą. Rekomenduojama jo nenaudoti.

Trečia, jungtis

1. Common impedance coupling: it is a common coupling channel, that is, the interference source and the interfered device often share some conductors (such as loop power supply, bus, and common grounding), as shown in Figure 6.

Aukšto dažnio PCB dizainas yra trikdžių sprendimas

6 pav. Bendroji varža

In this channel, the drop back of the Ic causes a common-mode voltage in the series current loop, affecting the receiver.

2. The field common-mode coupling will cause the radiation source to cause common-mode voltages in the loop formed by the interfered circuit and on the common reference surface.

If the magnetic field is dominant, the value of the common-mode voltage generated in the series ground circuit is Vcm=-(△B/△t)* area (where △B= change in magnetic induction intensity). If it is an electromagnetic field, when its electric field value is known, its induced voltage: Vcm=(L* H *F*E)/48, the formula is suitable for L(m)=150MHz, beyond this limit, the calculation of the maximum induced voltage can be simplified as: Vcm=2* H *E.

3. Differential mode field coupling: refers to the direct radiation by wire pair or circuit board on the lead and its loop induction received. If you get as close to the two wires as possible. Ši jungtis yra labai sumažinta, todėl du laidai gali būti susukti kartu, kad sumažėtų trukdžiai.

4. Inter-line coupling (crosstalk) can cause unwanted coupling between any line or parallel circuit, which will greatly damage the performance of the system. Its type can be divided into capacitive crosstalk and perceptual crosstalk.

The former is because the parasitic capacitance between the lines makes the noise on the noise source coupled to the noise receiving line through current injection. The latter can be thought of as the coupling of signals between the primary stages of an unwanted parasitic transformer. Indukcinio skersinio dydis priklauso nuo dviejų kilpų artumo, kilpos ploto dydžio ir paveiktos apkrovos varžos.

5. Maitinimo kabelio jungtis: kintamosios arba nuolatinės srovės maitinimo kabelius trikdo elektromagnetiniai trukdžiai

Perkelti į kitus įrenginius.

There are several ways to eliminate crosstalk in PCB design:

1. Abi kryžminio pokalbio rūšys didėja didėjant apkrovos varžai, todėl signalų linijos, jautrios trikdžiams, kuriuos sukelia pertraukimas, turėtų būti tinkamai nutrauktos.

2. Maksimaliai padidinkite atstumą tarp signalų linijų, kad efektyviai sumažintumėte talpinį perėjimą. Žemės valdymas, atstumas tarp laidų (pvz., Aktyvios signalo linijos ir įžeminimo linijos, skirtos izoliuoti, ypač esant šuoliui tarp signalo linijos ir žemės iki intervalo) ir sumažinti laido induktyvumą.

3. Capacitive crosstalk can also be effectively reduced by inserting a ground wire between adjacent signal lines, which must be connected to the formation every quarter of a wavelength.

4. Siekiant prasmingo perėjimo, kilpos plotas turėtų būti sumažintas iki minimumo, o jei leidžiama, kilpa turėtų būti pašalinta.

5. Avoid signal sharing loops.

6. Atkreipkite dėmesį į signalo vientisumą: projektuotojas turėtų suvirinimo galus įgyvendinti, kad išspręstų signalo vientisumą. Dizaineriai, naudojantys šį metodą, gali sutelkti dėmesį į ekranuojančios varinės folijos mikropluošto ilgį, kad būtų užtikrintas geras signalo vientisumas. For systems with dense connectors in the communication structure, the designer can use a PCB as the terminal.

Four, electromagnetic interference

As the speed increases, EMI becomes more and more serious and presents in many aspects (such as electromagnetic interference at interconnects). High-speed devices are particularly sensitive to this and will receive high-speed spurious signals, while low-speed devices will ignore such spurious signals.

Yra keletas būdų, kaip pašalinti elektromagnetinius trukdžius projektuojant PCB:

1. Sumažinkite kilpas: kiekviena kilpa yra lygiavertė antenai, todėl turime sumažinti kilpų skaičių, kilpų plotą ir kilpų antenos efektą. Make sure the signal has only one loop path at any two points, avoid artificial loops and use the power layer whenever possible.

2. Filtering: Filtering can be used to reduce EMI on both the power line and the signal line. There are three methods: decoupling capacitor, EMI filter and magnetic element. EMI filter is shown in Figure 7.

Aukšto dažnio PCB dizainas yra trikdžių sprendimas

7 pav. Filtrų tipai

3. The shielding. Dėl klausimo trukmės ir daugybės diskusijų, apsaugančių nuo straipsnių, nebėra konkretaus įvado.

4. Reduce the speed of high-frequency devices.

5. Padidinkite PCB plokštės dielektrinę konstantą, kuri gali neleisti aukšto dažnio dalims, tokioms kaip perdavimo linija šalia plokštės, spinduliuoti į išorę; Increase the thickness of PCB board, minimize the thickness of microstrip line, can prevent electromagnetic line spillover, can also prevent radiation.

At this point, we can conclude that in hf PCB design, we should follow the following principles:

1. Unification and stability of power supply and ground.

2. Kruopščiai apgalvoti laidai ir tinkamos jungtys gali pašalinti atspindžius.

3. Kruopščiai apgalvota elektros instaliacija ir tinkamos jungtys gali sumažinti talpinį ir indukcinį perėjimą.

4. Triukšmo slopinimas reikalingas norint atitikti EMS reikalavimus.