Како ефектите на РФ можат ефикасно да се намалат во дизајнот на интерфејс на ПХБ?

The interconnect of печатени коло системот вклучува плоча чип-коло, интерконекција во ПХБ и поврзување помеѓу ПХБ и надворешни уреди. 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.

ipcb

Постојат знаци дека печатените плочки се дизајнирани со зголемена фреквенција. 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.

Методите за дизајнирање на RF инженеринг мора да бидат способни да се справат со посилните ефекти на електромагнетното поле што обично се генерираат на повисоки фреквенции. Овие електромагнетни полиња можат да предизвикаат сигнали на соседните сигнални линии или ПХБ -линии, предизвикувајќи непожелно вкрстување (мешање и тотална бучава) и оштетување на перформансите на системот. 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. Секој рефлектиран сигнал во суштина ќе го влоши квалитетот на сигналот бидејќи се менува обликот на влезниот сигнал.

Иако дигиталните системи се многу толерантни за грешки, бидејќи се занимаваат само со 1 и 0 сигнали, хармониците генерирани кога пулсот се крева со голема брзина предизвикува сигналот да биде послаб на повисоки фреквенции. Иако исправката на грешки напред може да отстрани некои од негативните ефекти, дел од пропусниот опсег на системот се користи за пренос на вишок податоци, што резултира со деградација на перформансите. Подобро решение е да имате RF ефекти кои помагаат наместо да го намалат интегритетот на сигналот. Се препорачува вкупната загуба на поврат при најголема фреквенција на дигитален систем (обично лоша точка на податоци) да биде -25dB, што е еквивалентно на VSWR од 1.1.

Дизајнот на ПХБ има за цел да биде помал, побрз и помалку скап. За RFPCB, сигналите со голема брзина понекогаш ја ограничуваат минијатуризацијата на дизајни на ПХБ. Во моментов, главниот метод за решавање на проблемот со вкрстување е да се спроведе управување со поврзување на земјата, да се спроведе растојание помеѓу жиците и да се намали индуктивноста на оловото. Главниот метод за намалување на загубата за враќање е совпаѓање на импеданса. Овој метод вклучува ефикасно управување со изолациони материјали и изолација на активни сигнални линии и заземјување, особено помеѓу состојбата на сигналната линија и земјата.

Бидејќи интерконекцијата е најслабата алка во синџирот на кола, во дизајнот на RF, електромагнетните својства на точката за поврзување се главниот проблем со кој се соочува инженерскиот дизајн, секоја точка за интерконекција треба да се испита и да се решат постојните проблеми. Интерконекцијата на струјните плочи вклучува интерконекција на чип-коло, интерконекција на ПХБ и интерконекција за влез/излез на сигнал помеѓу ПХБ и надворешни уреди.

I. Интерконекција помеѓу чип и ПХБ плоча

Без разлика дали ова решение функционира или не, на присутните им беше јасно дека технологијата за дизајн на ИЦ е далеку пред технологијата за дизајн на ПХБ за hf апликации.

PCB интерконекција

Техниките и методите за дизајн на ПХБ се следниве:

1. Агол од 45 ° треба да се користи за аголот на далекуводот за да се намали загубата при враќање (Сл. 1);

2 изолациона константна вредност според нивото на строго контролирана плоча со високи перформанси за изолација. Овој метод е корисен за ефикасно управување со електромагнетно поле помеѓу изолационен материјал и соседните жици.

3. Спецификациите за дизајн на ПХБ за високопрецизно офорт треба да се подобрат. Размислете за наведување на вкупна грешка во ширина на линија од +/- 0.0007 инчи, управување со поткосени и пресеци на облиците на жици и специфицирање на условите за обложување на страничните wallидови на жици. 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. Постои индуктивност на чешмата во испакнатите води. Избегнувајте користење компоненти со кабли. За средини со висока фреквенција, најдобро е да користите компоненти монтирани на површината.

5. За сигнал преку дупки, избегнувајте да го користите процесот на PTH на чувствителната плоча, бидејќи овој процес може да предизвика индуктивност на олово во пропусната дупка. 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. Обезбедете изобилство слоеви на земја. Moulded holes are used to connect these grounding layers to prevent 3d electromagnetic fields from affecting the circuit board.

7. За да изберете процес на позлата со никел без електролиза или позлата, не користете HASL метод за позлата. Оваа површина со галванизиран слој обезбедува подобар ефект на кожата за струи со висока фреквенција (слика 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. Меѓутоа, поради неизвесноста на дебелината и непознатите перформанси на изолацијата, покривањето на целата површина на плочата со материјал за отпорност на лемење ќе доведе до голема промена во електромагнетната енергија во дизајнот на микро -ленти. Generally, solderdam is used as welding resistance layer.

Ако не сте запознаени со овие методи, консултирајте се со искусен инженер за дизајн кој работел на микробранови плочки за војската. You can also discuss with them what price range you can afford. На пример, поекономично е да се користи дизајн на микропластина со бакар, со поддршка од бакар отколку дизајн на лента, и можете да разговарате за тоа со нив за да добиете подобар совет. Добрите инженери можеби не се навикнати да размислуваат за трошоците, но нивниот совет може да биде доста корисен. Beе биде долгорочна работа да се обучуваат млади инженери кои не се запознаени со RF ефектите и немаат искуство во справување со RF ефектите.

Покрај тоа, може да се донесат и други решенија, како што е подобрување на моделот на компјутерот за да може да се справи со RF ефектите.

PCB интерконекција со надворешни уреди

Сега можеме да претпоставиме дека ги решивме сите проблеми со управувањето со сигнали на таблата и на меѓусебните врски на дискретни компоненти. Значи, како да го решите проблемот со влез/излез на сигнал од плочата на колото до жицата што го поврзува далечинскиот уред? TrompeterElectronics, иноватор во технологијата на коаксијален кабел, работи на овој проблем и постигна значаен напредок (слика 3). Also, take a look at the electromagnetic field shown in Figure 4 below. Во овој случај, ние управуваме со конверзија од микро -лента во коаксијален кабел. Во коаксијалните кабли, слоевите на земјата се испреплетени во прстени и рамномерно распоредени. Во микропојасите, заземјувачкиот слој е под активната линија. Ова воведува одредени ефекти што треба да се разберат, предвидат и земат предвид во времето на дизајнирање. Се разбира, ова несовпаѓање, исто така, може да доведе до загуба на грбот и мора да се минимизира за да се избегне мешање на бучава и сигнал.

Управувањето со проблемот со внатрешната импеданса не е проблем со дизајнот што може да се игнорира. Импедансата започнува на површината на колото, минува низ спојката за лемење до спојката и завршува на коаксијалниот кабел. Бидејќи импедансата варира со фреквенција, колку е поголема фреквенцијата, толку е потешко управувањето со импеданса. The problem of using higher frequencies to transmit signals over broadband appears to be the main design problem.