Shēmas plates sistēmas savienojums ietver mikroshēmas-shēmas plati, kas ir savstarpēji savienota PCB un savienot starp PCB un ārējām ierīcēm. RF projektēšanā elektromagnētiskie raksturlielumi savienojuma vietā ir viena no galvenajām problēmām, ar ko saskaras inženierprojekts. Šis raksts iepazīstina ar dažādām iepriekš minēto trīs veidu starpsavienojumu konstrukcijas metodēm, ieskaitot ierīču uzstādīšanas metodes, elektroinstalācijas izolāciju un pasākumus svina induktivitātes samazināšanai.

Ir pazīmes, ka drukātās shēmas plates tiek veidotas arvien biežāk. Tā kā datu pārraides ātrums turpina pieaugt, datu pārraidei nepieciešamais joslas platums arī nospiež signāla frekvences griestus līdz 1 GHz vai augstākam. Šī augstfrekvences signālu tehnoloģija, lai gan tālu pārsniedz milimetru viļņu tehnoloģiju (30 GHz), ietver RF un zemas klases mikroviļņu tehnoloģiju.

RF inženierijas projektēšanas metodēm jāspēj izturēt spēcīgākos elektromagnētiskā lauka efektus, kas parasti rodas augstākās frekvencēs. Šie elektromagnētiskie lauki var izraisīt signālus blakus esošajās signālu līnijās vai PCB līnijās, izraisot nevēlamu šķērsruna (traucējumus un kopējo troksni) un kaitējot sistēmas darbībai. Zaudējumus galvenokārt izraisa pretestības neatbilstība, kurai ir tāds pats efekts uz signālu kā papildu troksnim un traucējumiem.

Lieliem atgriešanās zudumiem ir divi negatīvi efekti: 1. signāls, kas atspoguļojas atpakaļ signāla avotā, palielinās sistēmas troksni, apgrūtinot uztvērēja trokšņa atšķirt no signāla; 2. 2. Jebkurš atstarotais signāls būtiski pasliktina signāla kvalitāti, jo mainās ieejas signāla forma.

Lai gan digitālās sistēmas ir ļoti izturīgas pret kļūdām, jo ​​tās apstrādā tikai 1 un 0 signālus, harmonikas, kas rodas, kad impulss palielinās lielā ātrumā, izraisa signāla vājināšanos augstākās frekvencēs. Lai gan kļūdu labošana uz priekšu var novērst dažus negatīvos efektus, daļa sistēmas joslas platuma tiek izmantota lieku datu pārsūtīšanai, kā rezultātā tiek pasliktināta veiktspēja. Labāks risinājums ir RF efekti, kas palīdz, nevis mazina signāla integritāti. Ieteicams, lai kopējie atgriešanās zaudējumi digitālās sistēmas augstākajā frekvencē (parasti slikts datu punkts) būtu -25dB, kas atbilst VSWR 1.1.

PCB dizaina mērķis ir būt mazāks, ātrāks un lētāks. RF PCBS ātrgaitas signāli dažkārt ierobežo PCB konstrukciju miniaturizāciju. Pašlaik galvenā metode, kā atrisināt savstarpējo sarunu problēmu, ir zemes vadība, atstarpe starp vadiem un svina induktivitātes samazināšana. Galvenā metode atdeves zaudējumu samazināšanai ir pretestības saskaņošana. Šī metode ietver efektīvu izolācijas materiālu pārvaldību un aktīvo signālu līniju un zemes līniju izolāciju, īpaši starp signālu līnijas un zemes stāvokli.

Tā kā starpsavienojums ir vājākais ķēdes ķēdes posms, RF projektēšanā starpsavienojuma punkta elektromagnētiskās īpašības ir galvenā problēma, ar kuru saskaras inženiertehniskais dizains, ir jāizpēta katrs starpsavienojuma punkts un jāatrisina esošās problēmas. Shēmas plates savienojums ietver mikroshēmu un shēmas plates starpsavienojumu, PCB starpsavienojumu un signāla ievades/izejas starpsavienojumu starp PCB un ārējām ierīcēm.

Savienojums starp mikroshēmu un PCB plati

PenTIum IV un ātrgaitas mikroshēmas, kas satur lielu skaitu ieejas/izejas starpsavienojumu, jau ir pieejamas. Kas attiecas uz pašu mikroshēmu, tās veiktspēja ir uzticama, un apstrādes ātrums ir sasniedzis 1 GHz. Viens no aizraujošākajiem aspektiem nesenajā GHz starpsavienojuma simpozijā (www.az.ww. Com) ir tas, ka ir labi zināmas pieejas arvien pieaugošā I/O skaļuma un biežuma risināšanai. Galvenā savienojuma problēma starp mikroshēmu un PCB ir tā, ka savienojuma blīvums ir pārāk augsts. Tika prezentēts novatorisks risinājums, kas izmanto vietējo bezvadu raidītāju mikroshēmas iekšienē, lai pārsūtītu datus uz tuvumā esošo shēmas plati.

Neatkarīgi no tā, vai šis risinājums darbojas vai nē, klātesošajiem bija skaidrs, ka IC dizaina tehnoloģija ir tālu priekšā PCB dizaina tehnoloģijai hf lietojumiem.

PCB starpsavienojums

Hf PCB projektēšanas metodes un metodes ir šādas:

1. Pārvades līnijas stūrim jāizmanto 45 ° leņķis, lai samazinātu atgriešanās zudumus (1. ZĪM.);

2 izolācijas nemainīgā vērtība atbilstoši stingri kontrolētas augstas veiktspējas izolācijas shēmas plates līmenim. Šī metode ir noderīga, lai efektīvi pārvaldītu elektromagnētisko lauku starp izolācijas materiālu un blakus esošo elektroinstalāciju.

3. jāuzlabo PCB konstrukcijas specifikācijas augstas precizitātes kodināšanai. Apsveriet iespēju norādīt kopējo līnijas platuma kļūdu +/- 0.0007 collas, pārvaldīt elektroinstalācijas formas griezumus un šķērsgriezumus un norādīt vadu sānu sienu apšuvuma nosacījumus. Elektroinstalācijas (vadu) ģeometrijas un pārklājuma virsmu vispārējā pārvaldība ir svarīga, lai novērstu ietekmi uz ādu, kas saistīta ar mikroviļņu frekvencēm, un lai ieviestu šīs specifikācijas.

4. Izvirzītajos vados ir krāna induktivitāte. Neizmantojiet komponentus ar vadiem. Augstas frekvences vidē vislabāk ir izmantot uz virsmas uzstādītus komponentus.

5. Lai saņemtu signālu caur caurumiem, neizmantojiet PTH procesu uz jutīgās plāksnes, jo šis process var izraisīt svina induktivitāti caur caurumu.

6. Nodrošiniet bagātīgus zemes slāņus. Lai savienotu šos zemējuma slāņus, tiek izmantoti veidoti caurumi, lai novērstu 3D elektromagnētisko lauku ietekmi uz shēmas plati.

7. Lai izvēlētos neelektrolīzes niķeļa pārklājumu vai iegremdēšanas zelta pārklājumu, neizmantojiet HASL pārklāšanas metodi. Šī galvanizētā virsma nodrošina labāku ādas efektu augstfrekvences strāvām (2. attēls). Turklāt šim ļoti metināmam pārklājumam ir nepieciešams mazāk vadu, palīdzot samazināt vides piesārņojumu.

8. Lodēšanas pretestības slānis var novērst lodēšanas pastas plūsmu. Tomēr, ņemot vērā biezuma nenoteiktību un nezināmo izolācijas veiktspēju, visas plāksnes virsmas pārklāšana ar lodēšanas pretestības materiālu novedīs pie lielām elektromagnētiskās enerģijas izmaiņām mikrolīniju dizainā. Parasti lodēšanas aizsprosts tiek izmantots kā lodēšanas pretestības slānis.

Ja jūs neesat pazīstams ar šīm metodēm, konsultējieties ar pieredzējušu projektēšanas inženieri, kurš ir strādājis pie mikroviļņu shēmas plates militārpersonām. Jūs varat arī apspriest ar viņiem, kādu cenu diapazonu jūs varat atļauties. Piemēram, ir ekonomiski izdevīgāk izmantot koplīniju ar mikroplāksni ar vara pamatni nekā sloksnes dizainu. Apspriediet to ar viņiem, lai iegūtu labāku priekšstatu. Labi inženieri, iespējams, nav pieraduši domāt par izmaksām, taču viņu padomi var būt diezgan noderīgi. Tas būs ilgtermiņa darbs, lai apmācītu jaunus inženierus, kuri nav pazīstami ar RF efektiem un kuriem trūkst pieredzes RF efektu risināšanā.

Turklāt var tikt pieņemti citi risinājumi, piemēram, datora modeļa uzlabošana, lai varētu apstrādāt RF efektus.

PCB savieno ar ārējām ierīcēm

Tagad mēs varam pieņemt, ka esam atrisinājuši visas signāla pārvaldības problēmas uz tāfeles un atsevišķu komponentu savienojumiem. Tātad, kā atrisināt signāla ievades/izvades problēmu no shēmas plates līdz vadam, kas savieno attālo ierīci? Trompeter Electronics, koaksiālo kabeļu tehnoloģiju novators, strādā pie šīs problēmas un ir guvis būtisku progresu (3. attēls). Apskatiet arī elektromagnētisko lauku, kas parādīts 4. attēlā. Šajā gadījumā mēs pārvaldām pārveidošanu no mikrostraipa uz koaksiālo kabeli. Koaksiālajos kabeļos zemes slāņi ir savīti gredzenos un vienmērīgi izvietoti. Mikrojoslās zemējuma slānis atrodas zem aktīvās līnijas. Tas ievieš noteiktus malu efektus, kas ir jāsaprot, jāparedz un jāņem vērā projektēšanas laikā. Protams, šī neatbilstība var izraisīt arī zaudējumus, un tā ir jāsamazina, lai izvairītos no trokšņa un signāla traucējumiem.

Iekšējās pretestības problēmas pārvaldība nav dizaina problēma, kuru var ignorēt. Pretestība sākas no shēmas plates virsmas, iet caur lodēšanas savienojumu uz savienojumu un beidzas ar koaksiālo kabeli. Tā kā pretestība mainās atkarībā no frekvences, jo augstāka frekvence, jo grūtāka ir pretestības pārvaldība. Šķiet, ka problēma ar augstāku frekvenču izmantošanu signālu pārraidīšanai platjoslas tīklā ir galvenā dizaina problēma.

Šis raksts apkopo

PCB platformas tehnoloģija ir nepārtraukti jāuzlabo, lai tā atbilstu IC dizaineru prasībām. Nepārtraukti jāuzlabo Hf signāla pārvaldība PCB dizainā un signāla ievades/izvades pārvaldība uz PCB plates. Lai arī kādi gaidāmi aizraujoši jauninājumi, es domāju, ka joslas platums kļūs arvien lielāks, un augstfrekvences signālu izmantošana būs šīs izaugsmes priekšnoteikums.