Tranga fampiharana marobe amin’ny vokatra matetika amin’ny indostria, siantifika ary fahita matetika amin’ny radio (ISM-RF) dia mampiseho fa ny pirinty boribory pirinty Ny fametrahana ireo vokatra ireo dia mora tohina.Matetika ny olona dia mahita fa ny IC mitovy napetraka amin’ny takelaka roa samihafa, ny tondro fampisehoana dia ho samy hafa be. Ny fiovaovana amin’ny toe-javatra iasana, ny taratra mirindra, ny fahaizan’ny anti-interferensi ary ny fotoana fanombohana dia afaka manazava ny maha-zava-dehibe ny fisian’ny tabilao circuit amin’ny endrika mahomby.

Ity lahatsoratra ity dia mitanisa ireo fanilihana endrika isan-karazany, miresaka ny antony mahatonga ny tsy fahombiazana tsirairay avy, ary manome sosokevitra momba ny fomba hisorohana ireo lesoka famolavolana ireo. Ao amin’ity taratasy ity, fr-4 dielectric, 0.0625in hatevin’ny PCB sosona avo roa heny ohatra, ny fiorenan’ny board circuit. Miasa amin’ny tarika matetika isan-karazany eo anelanelan’ny 315MHz sy 915MHz, Tx ary ny hery Rx eo anelanelan’ny -120dbm sy + 13dBm.

Toro lalana fitarihana

Rehefa inductors roa (na tsipika PCB roa aza) mifanakaiky dia hitranga ny inductance. Ny sahan’andriamby vokarin’ny ankehitriny amin’ny boriborintany voalohany dia manaitaitra ny ankehitriny amin’ny boriborintany faharoa (sary 1). Ity fizotrany ity dia mitovy amin’ny fifandraisan’ny coil voalohany sy faharoa an’ny mpanova. Rehefa mifampitohy amin’ny alàlan’ny sahan’andriamby ny onja roa, dia voafaritra amin’ny alàlan’ny inductionance LM ny herinaratra.

Aiza, YB no voltase diso izay natsipy tao anaty circuit B, IA no 1 miasa amin’ny circuit A. Ny LM dia tena mora tohina amin’ny elanelan’ny fizaran-tany, ny faritry ny loop inductance (izany hoe, flux magnetika), ary ny fitarihana loop. Noho izany, ny fifandanjana tsara indrindra eo amin’ny layout circuit sy ny fihenan’ny confpling dia ny fampifanarahana tsara an’ireo mpampiditra rehetra ao amin’ilay lalana.

AVIAVY. 1. Hita avy amin’ny tsipika andriamby fa ny inductance iraisana dia mifandraika amin’ny làlan’ny fampifanarahana inductance

Ny làlan’ny boriborintany B dia ahitsy ka ny tadiny ankehitriny dia mifanitsy amin’ny tsipika magnétique an’ny circuit A. Ho an’ity tanjona ity, arakaraka ny azo atao araka ny azo atao tsirairay avy, dia jereo ny fizaran-tariby misy ny takelaka ambany fanalahidy FSK superheterodyne Receiver Evaluation (EV) (MAX7042EVKIT) (sary 2). Ireo inductors telo eo amin’ny solaitrabe (L3, L1 ary L2) dia mifanakaiky akaiky indrindra, ary ny firosoany amin’ny 0 °, 45 ° ary 90 ° dia manampy amin’ny fampihenana ny inductance iraisana.

Sary 2. fisehoana PCB roa samy hafa no aseho, ny iray amin’izy ireo dia misy singa nalamina amin’ny làlan-diso (L1 sy L3), fa ny iray kosa mety kokoa.

Raha fintinina dia izao manaraka izao no tokony harahina:

Ny elanelan’ny inductance dia tokony ho araka izay tratra.

Ny inductors dia alamina amin’ny zoro ankavanana mba hampihenana ny crosstalk eo anelanelan’ny inductors.

Tariho ny fitambarana

Tahaka ny fiantraikan’ny fampiroboroboana ny inductors amin’ny fametahana andriamby, dia toy izany koa ny fitambarana raha mifanakaiky loatra ny fitarihana. Io karazana olan’ny layout io koa dia mamokatra ilay antsoina hoe sensation mutual. Ny iray amin’ireo olana be mpitia indrindra amin’ny fizaran-tany RF dia ny tariby amin’ireo faritra saro-pady amin’ny rafitra, toy ny tamba-jotra fampidirana fidirana, fantsona resonantan’ny mpandray, tambajotra mifanitsy amin’ny antena an’ny mpampita, sns.

Ny làlana miverina ankehitriny dia tokony ho akaiky ny làlana lehibe indrindra arak’izay azo atao mba hampihenana ny sahan’andriamby radiation. Ity fandaminana ity dia manampy amin’ny fampihenana ny faritry ny loop ankehitriny. Ny làlan’ny fanoherana ambany ambany ho an’ny ony fiverenana dia matetika ny faritra ambanin’ny fitarihana – mametra tsara ny faritry ny loop amin’ny faritra iray izay ampitomboin’ny halavan’ny firaka ny hatevin’ny diélectric. Na izany aza, raha mizara ny faritra iva dia mihabetsaka ny faribolana (sary 3). Ho an’ny fitarihana mamaky ny faritra misaraka, ny ony miverina dia voatery amin’ny alàlan’ny lalan’ny fanoherana avo lenta, mampitombo be ny faritry ny loop ankehitriny. Ity fandaminana ity koa dia mahatonga ny fizaran-tany hitarika mora idiran’ny samy hafa.

Sary 3. Ny fametrahana ny faritra midadasika dia manampy amin’ny fanatsarana ny fahombiazan’ny rafitra

Ho an’ny mpiorina tena izy, ny fitarihana fitarihana dia misy fiatraikany lehibe amin’ny fifangaroan’ny sahan’andriamby. Raha toa ka tsy tokony mifanakaiky ny fitarihan’ny faritra iray saro-pady dia tsara kokoa ny mampifanaraka ny vodin-tendrony mba hampihenana ny fifangaroana (sary 4). Raha tsy azo atao ny fampifanarahana mitsangana dia mijere mampiasa tsipika mpiambina. Ho an’ny famolavolana tariby fiarovana, azafady mba jereo ny fizarana fitsaboana sy famenoana etsy ambany.

Sary 4. Mitovy amin’ny sary 1, mampiseho ny mety ho fampiraisana ny tsipika magnetika.

Raha fintinina, ireto fitsipika manaraka ireto dia tokony harahina rehefa zaraina ny lovia:

Ny famaritana tanteraka dia tokony ho azo antoka ambanin’ny fitarihana.

Ny fitarihana sensitive dia tokony alamina mitsangana.

Raha toa ka tsy maintsy alamina mifanitsy ireo fitarihana dia alao antoka fa ampy ny elanelam-potoana na mampiasa tariby mpiambina.

Amin’ny alàlan’ny

Ny olana lehibe amin’ny fikajiana ny circuit RF matetika dia ny impedance mampiavaka ny faribolana, ao anatin’izany ireo singa sy faritra misy ifandraisany. Ny firaka miaraka amin’ny firakotra varahina manify dia mitovy amin’ny tariby inductance ary mamorona capacitance zaraina amin’ny fitarihana hafa amin’ny manodidina. Ny firaka koa dia mampiseho toetra inductance sy capacitance rehefa mandalo ilay lavaka.

Ny capacitance avy amin’ny lavaka dia avy amin’ny capacitance niforona teo anelanelan’ny varahina varahina teo anilan’ny pad-hole sy ny cladding varahina teo amin’ny tany, nosarahan’ny peratra kely kely. Ny fitaomana iray hafa dia avy amin’ny varingarin’ilay perforation vy ihany. Ny vokatry ny capacitance parasite amin’ny ankapobeny dia kely ary mazàna dia miteraka fiovana kely fotsiny amin’ny signal nomerika haingam-pandeha (izay tsy resahina ato amin’ity gazety ity).

Ny fiatraikany lehibe indrindra amin’ny lavaka mangitsokitsoka dia ny tsy fitovizan’ny parasy ateraky ny fomba fifandraisana. Satria ny ankamaroan’ny perforations metaly amin’ny famolavolana RF PCB dia mitovy habe amin’ny singa mihombo, ny vokatry ny perforations elektrika dia azo tombanana amin’ny fampiasana formula tsotra (FIG. 5):

Aiza, ny LVIA dia inductance mivangongo amin’ny alàlan’ny lavaka; H ny haavon’ny lavadavaka, amin’ny santimetatra; D ny refin’ny savaivony, amin’ny santimetatra 2.

Ahoana ny fomba hisorohana ireo kilema isan-karazany amin’ny fisoratan’ny PCB amin’ny takelaka vita pirinty

AVIAVY. 5. fizarana hazo fijaliana PCB ampiasaina hanombanana ny vokatra parasy amin’ny rafitra lavaka

Ny inductance parasy dia matetika misy fiantraikany lehibe amin’ny fifandraisan’ny capacitors bypass. Ny capacitor bypass tsara dia manome boribory fohy matetika eo anelanelan’ny faritra manome sy ny fananganana, fa ny lavaka tsy mandeha amin’ny laoniny dia mety hisy fiantraikany amin’ny làlan’ny fahatsapana ambany eo amin’ny fananganana sy ny faritra famatsiana. PCB mahazatra amin’ny alàlan’ny lavaka (d = 10 mil, h = 62.5 mil) dia mitovy amin’ny inductor 1.34nH. Raha jerena ny fahita matetika amin’ny vokatra ISM-RF, ny lavaka afovoany dia mety hisy fiantraikany ratsy amin’ny boribory mora tohina toy ny fantsom-pifandraisana, ny sivana ary ny tamba-jotra mifanandrify aminy.

Ny olana hafa dia mipoitra raha mizara lavaka ny boribory saro-pady, toy ny sandry roa amin’ny tamba-jotra π. Ohatra, amin’ny fametrahana lavaka idealy mitovy amin’ny inductance miboridana, ny skema mitovy amin’izany dia tsy mitovy amin’ny endrika boribory tany am-boalohany (sary 6). Tahaka ny crosstalk an’ny lalan’ny mahazatra ankehitriny 3, izay miteraka fitomboan’ny inductance, fampitomboana crosstalk sy feed-through.

Ahoana ny fomba hisorohana ireo olana amin’ny famolavolana PCB

Sary 6. Ara-drafitra mifanentana mifanohitra amin’ny tsy idealy, misy ny “lalan’ny signal” mety hitranga ao amin’ny faritra.

Raha fintinina dia tokony hanaraka ireto toro lalana manaraka ireto ny fizarana fizaran-tany:

Ensure modeling of through-hole inductance in sensitive areas.

Ny sivana na tambajotra mifandraika dia mampiasa lavaka tsy miankina.

Note that a thinner PCB copper-clad will reduce the effect of parasitic inductance through the hole.

Ny halavan’ny firaka

Matetika ny angon-drakitra vokatra Maxim ISM-RF dia manoro hevitra ny fampiasana ny faran’izay kely indrindra azo ampidirina avoakan’ny avo indrindra sy avoakan’ny vokatra avo lenta mba hampihenana ny fatiantoka sy ny taratra. Etsy ankilany, ny fatiantoka toy izany dia matetika ateraky ny paramètikan parasitika tsy ideal, ka ny inductance sy ny capacitance parasite dia misy fiatraikany amin’ny layout circuit, ary ny fampiasana ny firaka fohy indrindra azo atao dia manampy amin’ny fampihenana ireo masontsivana parasitika. Matetika, mitarika 10 mil ny sakany PCB manana halavirana 0.0625in… ​​Avy amin’ny solaitrabe FR4 dia mamokatra inductance sahabo ho 19nH / in ary capacitance zaraina manodidina ny 1pF / in. Ho an’ny fizaran-tany LAN / mixer miaraka amina 20nH inductor ary capacitor 3pF dia hisy fiatraikany lehibe ny lanjan’ny singa mandaitra raha toa ka matevina tokoa ny fizotran’ny faritra sy ny singa.

Ipc-d-317a4 ao amin’ny ‘Institute for Printed Circuits’ dia manome fampitoviana fenitra indostrialy amin’ny fanombanana ireo mason-tsivana isan-karazany ao amin’ny PCB microstrip. Ity rakitra ity dia nosoloina tamin’ny 2003 tamin’ny IPC-2251 5, izay manome fomba fanaovana kajy marimarina kokoa ho an’ny fitarihana PCB isan-karazany. Ny calculatera an-tserasera dia misy amin’ny loharanom-pahalalana isan-karazany, ny ankamaroany dia mifototra amin’ny fampitaovana nomen’ny IPC-2251. Ny Lab Compatibility elektromagnetika ao amin’ny Missouri Institute of Technology dia manome fomba tena azo ampiharina amin’ny fikajiana ny impedance PCB firaka 6.

Ny mason-tsivana ekena amin’ny fikajiana ny fijanonana amin’ny tsipika microstrip dia:

Ao amin’ny raikipohy, εr dia ny diélectrika tsy miova amin’ny diélectric, h ny haavon’ny firaka avy amin’ny stratum, ny W ny sakan’ny firaka, ary ny T no hatevin’ny firaka (FIG. 7). Rehefa eo anelanelan’ny 0.1 sy 2.0 ny w / h ary eo anelanelan’ny 1 sy 15 ny /r, dia marina ny valin’ny kajy an’ity firafitra ity.

Sary 7. Ity tarehimarika ity dia fizarana hazo fijaliana PCB (mitovy amin’ny sary 5) ary maneho ny rafitra ampiasaina hikajiana ny fihenan’ny tsipika mikraoba.

Mba hanombanana ny vokatry ny halavan’ny firaka, azo ampiharina kokoa ny hamaritana ny fihenan’ny fizaran-tariby mety amin’ny alàlan’ny masontsivana parasy. Amin’ity ohatra ity dia miresaka momba ny capacitance sy inductance mania isika. Ny fampitahana mahazatra ny capacitance mampiavaka ny tsipika microstrip dia:

Toy izany koa, ny inductance mampiavaka dia azo isaina amin’ny equation amin’ny alàlan’ny fampiasana ity fampitahana etsy ambony ity:

Ohatra, raiso ny hatevin’ny PCB amin’ny 0.0625in. (h = 62.5 mil), firaka voasarona varahina miisa 1 (t = 1.35 mil), 0.01in. (w = 10 mil), ary ny takelaka FR-4. Mariho fa ny ε R an’ny FR-4 dia matetika 4.35 farad / m (F / m), fa afaka manomboka amin’ny 4.0F / m ka hatramin’ny 4.7F / m. Ny eigenvalues ​​kajy amin’ity ohatra ity dia Z0 = 134 ω, C0 = 1.04pF / in, L0 = 18.7nH / in.

Ho an’ny famolavolana ISM-RF, ny halavan’ny torolàlana 12.7mm (0.5in) dia mety hamokatra masontsivana parasitika manodidina ny 0.5pF sy 9.3nH (sary 8). Ny vokatry ny masontsivana parasitika amin’ity haavo ity amin’ny fantsom-panafahana ny mpandray (fiovaovan’ny vokatra LC) dia mety hiteraka fiovana 315MHz ± 2% na 433.92mhz ± 3.5%. Noho ny capacitance fanampiny sy ny inductance ateraky ny vokatry ny katsentsitra amin’ny firaka, ny tampon’ny tsindrin’ny oscillation 315MHz dia mahatratra 312.17mhz, ary ny tampon’ny refin’ny oscillation 433.92mhz dia mahatratra 426.6mhz.

Ohatra iray hafa ny fantsom-pamoakan’ny mpandray an’i Maxim superheterodyne (MAX7042). Ireo singa voatondro dia 1.2pF sy 30nH amin’ny 315MHz; At 433.92MHz, it is 0pF and 16nH. Kajy ny feon’ny oscillation ny résonant circuit amin’ny alàlan’ny fampiasana ny equation:

Ny fanombanana ny fizotran’ny resonant an’ny takelaka dia tokony hahitana ny vokatry ny katsentsitra amin’ny fonosana sy ny fisehosehoana, ary ny masontsivana parasitika dia 7.3PF sy 7.5PF tsirairay avy rehefa manisa ny faharetan’ny resonant 315MHz. Mariho fa ny vokatra LC dia maneho capacitance mivangongo.

Raha fintinina dia tsy maintsy manaraka ireto fitsipika manaraka ireto:

Tazomy ho fohy araka izay azo atao ny fitarihana.

Apetraho eo akaikin’ny fitaovana arak’izay azo atao ny boriboritany.

Ny singa fototra dia omena onitra arakaraky ny tena fitotoam-bary.

Fitsaboana amin’ny tany sy famenoana

Ny grounding na ny elakelan’ny herinaratra dia mamaritra faribolana iraisana iraisana izay mamatsy herinaratra ny faritra rehetra amin’ny rafitra amin’ny alàlan’ny lalana fanoherana ambany. Ny fampitoviana ny sahan’aratra rehetra amin’ny fomba toy izany dia miteraka rafitra miaro tsara.

Ny fivezivezena mivantana dia mirona hatrany amin’ny lalana fanoherana ambany. Toy izany koa, ny onjam-peo avo indrindra dia aleony mivezivezy amin’ny alàlan’ny fanoherana ambany indrindra. Noho izany, ho an’ny tsipika microstrip PCB mahazatra ambonin’ny famolavolana, ny fikajiana miverina dia manandrana mikoriana mankamin’ny faritra ambanin’ny tany mitarika mivantana. As described in the lead coupling section above, the cut ground area introduces various noises that increase crosstalk either through magnetic field coupling or by converging currents (Figure 9).

Ahoana ny fomba hisorohana ireo kilema isan-karazany amin’ny fisoratan’ny PCB amin’ny takelaka vita pirinty

AVIAVY. 9. Tehirizo araka izay azo atao ny fananganana raha tsy izany dia miteraka crosstalk ny riaka miverina.

Ny tany feno, fantatra koa amin’ny hoe mpiambina, dia matetika ampiasaina amin’ny boriboritany izay sarotra apetraka ny fitobiana mitohy na amin’ny toerana ilaina ny fiarovan-tena (FIG. 10). Ny vokatra miaro dia azo ampitomboina amin’ny alàlan’ny fametrahana lavaka mitotona (izany hoe fametahana lavaka) amin’ny faran’ny firaka na amin’ny firaka. 8. Aza afangaro ny tariby mpiambina amin’ny firaka natao hanomezana lalana miverina ankehitriny. Ity fandaminana ity dia afaka mampiditra crosstalk.

Ahoana ny fomba hisorohana ireo kilema isan-karazany amin’ny fisoratan’ny PCB amin’ny takelaka vita pirinty

AVIAVY. 10. Ny rafitra rafitry ny RF dia tokony hisoroka tariby mitafy varahina mitsingevana, indrindra raha takiana ny fanaronana varahina.

Ny faritra mitafy varahina dia tsy miforitra (mitsingevana) na miforitra amin’ny tendrony iray ihany, izay mametra ny fahombiazany. Amin’ny tranga sasany, dia mety hiteraka vokatra tsy ilaina amin’ny alàlan’ny famoronana capacitance parasite izay manova ny fanakanana ny tariby manodidina na mamorona làlana “latent” eo amin’ny boriborintany. Raha fintinina, raha toa ka apetraka amin’ny takelaka boribory ny sombin-tanimanga vita amin’ny varahina (tariby famantarana tsy faribolana) mba hahazoana antoka ny hatevin’ny plating tsy miova. Ireo faritra mitafy varahina dia tokony hialana satria misy fiatraikany amin’ny famolavolana faritra.

Farany, aza hadino ny mandinika ny vokatry ny faritra eo akaikin’ny antena. Ny antena monopole rehetra dia hanana ny faritra an-tany, ny tariby ary ny lavaka ao anatin’ny fitovian’ny rafitra, ary ny tariby fitoviana mandanjalanja tsy misy idirany dia hisy fiantraikany amin’ny fahombiazan’ny taratra sy ny fitarihan’ny antena (taratra radiation). Noho izany, ny velaran-tany dia tsy tokony hapetraka mivantana eo ambanin’ny antenitra fitarihana PCB monopole.

Raha fintinina dia izao manaraka izao no tokony harahina:

Omeo faritra fitobiana mitohy sy fanoherana ambany araka izay tratra.

Ny tendrony roa amin’ny tsipika famenoana dia voaorina, ary ny faran’ny lavaka dia ampiasaina araka izay tratra.

Aza manidina tariby mitafy varahina eo akaikin’ny faribolana RF, aza mametraka varahina manodidina ny faribolana RF.

Raha misy takelaka maromaro ny takelaka boribory dia tsara kokoa ny mamaky tany amin’ny lavaka rehefa miampita avy amin’ny lafiny iray mankany amin’ny ilany ilay tariby famantarana.

Capacitance kristaly be loatra

Ny capacitance parasite dia hiteraka hiviliana amin’ny refy 9. Noho izany, misy torolàlana ankapobeny tokony harahina mba hampihenana ny fahafaha-mitana capacitance ny kristaly tsimatra, pad, tariby, na ny fifandraisana amin’ny fitaovana RF.

Ireto fitsipika manaraka ireto dia tokony harahina:

Ny fifandraisana misy eo amin’ny fitaovana kristaly sy RF dia tokony ho fohy araka izay tratra.

Tazomy araka izay azo atao ny tariby.

Raha lehibe loatra ny capacitance parasy shunt dia esory ny faritra ambanin’ny kristaly.

Fametahana tariby planar

Ny planar tariby na ny inductors spiral PCB dia tsy tokony hasaina. Ny fizotry ny famokarana PCB mahazatra dia misy tsy fahatomombanana sasantsasany, toy ny fandeferana amin’ny sakan’ny habakabaka sy habaka, izay misy akony lehibe amin’ny fahamarinan’ny soatoavin’ny singa. Noho izany, ny ankamaroan’ny inductors Q voafehy sy ambony dia karazana ratra. Faharoa, azonao atao ny misafidy inductor seramika multilayer, mpanamboatra kapila matevina multilayer koa manome ity vokatra ity. Na eo aza izany, ny mpamorona sasany dia misafidy mpanelanelana amin’ny tadiny rehefa tsy maintsy atao izany. Ny fenitra mahazatra amin’ny fanaovana kajy ny inductance spiral planar dia mazàna ny formula 10 an’i Wheeler:

A, a dia ny eo ho eo ny vodin’ny coil, amin’ny santimetatra; N no isan’ny fihodinana; C ny sakan’ny coil core (router-rinner), amin’ny santimetatra. Rehefa ny coil c “0.2a 11, dia ao anatin’ny 5% ny fahamarinan’ny fomba fikajiana.

Inductors spiral misy sosona tokana misy endrika efamira, hexagonal na endrika hafa no azo ampiasaina. Ny fanakaikezana tena tsara dia azo atao hanodinana ny fidiran’ny planar amin’ny wafers mihodina. Mba hahatratrarana an’io tanjona io dia novaina ny raikipohy Wheeler mahazatra hahazoana fomba fanaovana tombana amin’ny inductance fiaramanidina mety amin’ny habe kely sy ny refy 12.

Aiza, ρ ny tahan’ny famenoana :; Ny N dia isan’ny fihodinana, ary ny dAVG no savaivony antonony:. Ho an’ny helika toradroa, K1 = 2.36, K2 = 2.75.

Betsaka ny antony tokony hialana amin’ny fampiasana an’io karazana inductor io, izay matetika miteraka fihenan’ny sandan’ny inductance noho ny fetran’ny habakabaka. Ny antony lehibe indrindra hisorohana ny inductors planar dia ny geometry voafetra sy ny tsy fahaizana mifehy ny refy mitsikera, izay tsy ahafahana maminavina ny soatoavina inductor. Ankoatr’izay, ny soatoavina inductance tena izy dia sarotra fehezina mandritra ny famokarana PCB, ary ny inductance koa dia mirona amin’ny tabataba any amin’ny faritra hafa ao amin’ny faritra.