Met de ontwikkeling van communicatietechnologie, draagbare radio hoogfrequente printplaat technologie wordt steeds meer gebruikt, zoals: draadloze pager, mobiele telefoon, draadloze PDA, enz., de prestaties van het radiofrequentiecircuit hebben rechtstreeks invloed op de kwaliteit van het hele product. Een van de grootste kenmerken van deze draagbare producten is miniaturisatie, en miniaturisatie betekent dat de dichtheid van componenten erg hoog is, waardoor de componenten (inclusief SMD, SMC, bare chip, enz.) zeer prominent met elkaar interfereren. Als het elektromagnetische interferentiesignaal niet goed wordt verwerkt, werkt het hele circuitsysteem mogelijk niet goed. Daarom is het voorkomen en onderdrukken van elektromagnetische interferentie en het verbeteren van de elektromagnetische compatibiliteit een zeer belangrijk onderwerp geworden bij het ontwerp van RF-circuit-PCB’s. Hetzelfde circuit, verschillende PCB-ontwerpstructuur, de prestatie-index zal sterk verschillen. In dit artikel wordt besproken hoe de prestaties van een circuit kunnen worden gemaximaliseerd om te voldoen aan de vereisten voor elektromagnetische compatibiliteit bij het gebruik van Protel99 SE-software voor het ontwerpen van RF-circuit-PCB’s van palmproducten.

1. Selectie van plaat

Het substraat van printplaten omvat organische en anorganische categorieën. De belangrijkste eigenschappen van het substraat zijn diëlektrische constante ε R, dissipatiefactor (of diëlektrisch verlies) Tan δ, thermische uitzettingscoëfficiënt CET en vochtabsorptie. ε R beïnvloedt circuitimpedantie en signaaloverdrachtsnelheid. Voor hoogfrequente circuits is de permittiviteitstolerantie de eerste en meest kritische factor om te overwegen, en het substraat met een lage permittiviteitstolerantie moet worden gekozen.

2. PCB-ontwerpproces:

Omdat Protel99 SE-software anders is dan Protel 98 en andere software, wordt het proces van PCB-ontwerp door Protel99 SE-software kort besproken.

① Omdat Protel99 SE het PROJECT-databasemodusbeheer gebruikt, dat impliciet is in Windows 99, moeten we eerst een databasebestand opzetten om het circuitschema en de ontworpen PCB-lay-out te beheren.

② Ontwerp van schematisch diagram. Om een ​​netwerkverbinding te realiseren, moeten alle gebruikte componenten in de componentenbibliotheek aanwezig zijn vóór het principeontwerp; anders moeten de vereiste componenten in SCHLIB worden gemaakt en in het bibliotheekbestand worden opgeslagen. Vervolgens roept u eenvoudig de benodigde componenten uit de componentenbibliotheek op en sluit u deze aan volgens het ontworpen schakelschema.

③ Nadat het schematische ontwerp is voltooid, kan een netwerktabel worden gevormd voor gebruik in PCB-ontwerp.

④ PCB-ontwerp. A. CB vorm- en maatbepaling. De vorm en grootte van PCB worden bepaald aan de hand van de positie van PCB in het product, de grootte en vorm van de ruimte en de samenwerking met andere onderdelen. Teken de vorm van de PCB met behulp van de opdracht PLAATS TRACK op MECHANICAL LAYER. B. Maak positioneringsgaten, ogen en referentiepunten op PCB volgens SMT-vereisten. C. Productie van componenten. Als u speciale componenten moet gebruiken die niet in de componentenbibliotheek voorkomen, moet u componenten maken vóór de lay-out. Het proces van het maken van componenten in Protel99 SE is relatief eenvoudig. Selecteer de opdracht “MAKE LIBRARY” in het menu “DESIGN” om het venster COMPONENT maken te openen en selecteer vervolgens de opdracht “NEW COMPONENT” in het menu “TOOL” om componenten te ONTWERPEN. Teken op dit moment gewoon de corresponderende PAD op een bepaalde positie en bewerk deze in de vereiste PAD (inclusief de vorm, grootte, binnendiameter en hoek van de PAD, enz., en markeer de corresponderende pinnaam van de PAD) op de BOVENLAAG met de opdracht PLAATS PAD enzovoort volgens de vorm en grootte van het eigenlijke onderdeel. Gebruik vervolgens de opdracht PLACE TRACK om de maximale weergave van de component in de TOP OVERLAYER te tekenen, selecteer een componentnaam en sla deze op in de componentenbibliotheek. D. Nadat de componenten zijn gemaakt, moeten de lay-out en bedrading worden uitgevoerd. Deze twee delen zullen hieronder in detail worden besproken. E. Controleer nadat de bovenstaande procedure is voltooid. Enerzijds omvat dit de controle van het circuitprincipe, anderzijds is het noodzakelijk om de afstemming en montage van elkaar te controleren. Het circuitprincipe kan handmatig of automatisch per netwerk worden gecontroleerd (het netwerk gevormd door een schematisch diagram kan worden vergeleken met het netwerk gevormd door PCB). F. Na controle, archiveer en voer het bestand uit. In Protel99 SE moet u het EXPORT-commando uitvoeren in de FILE-optie om het FILE op te slaan naar het opgegeven pad en FILE (de IMPORT-commando is om een ​​FILE naar Protel99 SE te IMPORTEREN). Opmerking: in de Protel99 SE “BESTAND”-optie “KOPIE OPSLAAN ALS…” Nadat de opdracht is uitgevoerd, is de geselecteerde bestandsnaam niet zichtbaar in Windows 98, dus het bestand kan niet worden gezien in Resource Manager. Dit is anders dan “OPSLAAN ALS…” in Protel 98. Het werkt niet precies hetzelfde.

3. Componentenlay-out

Omdat SMT over het algemeen warmtestroomlassen met infraroodovens gebruikt om componenten te lassen, beïnvloedt de lay-out van componenten de kwaliteit van soldeerverbindingen en beïnvloedt vervolgens de opbrengst van producten. Voor het PCB-ontwerp van een rf-circuit vereist elektromagnetische compatibiliteit dat elke circuitmodule zo min mogelijk elektromagnetische straling genereert en een zeker vermogen heeft om elektromagnetische interferentie te weerstaan. Daarom heeft de lay-out van componenten ook rechtstreeks invloed op het interferentie- en anti-interferentievermogen van het circuit zelf, wat ook direct verband houdt met de prestaties van het ontworpen circuit. Daarom moeten we bij het ontwerp van RF-circuit-PCB, naast de lay-out van het gewone PCB-ontwerp, ook overwegen hoe de interferentie tussen verschillende delen van het RF-circuit kan worden verminderd, hoe de interferentie van het circuit zelf met andere circuits kan worden verminderd en het anti-interferentievermogen van het circuit zelf. Volgens de ervaring hangt het effect van een RF-circuit niet alleen af ​​van de prestatie-index van de RF-printplaat zelf, maar ook in grote mate van de interactie met het CPU-verwerkingsbord. Daarom is bij PCB-ontwerp een redelijke lay-out bijzonder belangrijk.

Algemeen lay-outprincipe: componenten moeten zoveel mogelijk in dezelfde richting worden gerangschikt en het slechte lasverschijnsel kan worden verminderd of zelfs vermeden door de richting te selecteren van de PCB die het tinsmeltsysteem binnenkomt; Volgens de ervaring moet de ruimte tussen componenten minimaal 0.5 mm zijn om te voldoen aan de eisen van tin-smeltende componenten. Als de ruimte van de printplaat het toelaat, moet de ruimte tussen de componenten zo breed mogelijk zijn. Voor dubbele panelen moet de ene kant zijn ontworpen voor SMD- en SMC-componenten en de andere kant is voor discrete componenten.

Opmerking in lay-out:

* Bepaal eerst de positie van interfacecomponenten op de printplaat met andere printplaten of systemen, en let op de afstemming van interfacecomponenten (zoals de oriëntatie van componenten, etc.).

* Vanwege het kleine volume van draagbare producten, zijn componenten op een compacte manier gerangschikt, dus voor grotere componenten moet prioriteit worden gegeven aan het bepalen van de juiste locatie en rekening houden met het probleem van onderlinge coördinatie.

* zorgvuldige analyse circuitstructuur, de circuitblokverwerking (zoals hoogfrequent versterkercircuit, mengcircuit en demodulatiecircuit, enz.), Voor zover mogelijk om het zware stroomsignaal en het zwakke stroomsignaal te scheiden, het digitale signaalcircuit en het analoge signaal te scheiden circuit, voltooi dezelfde functie van het circuit moet in een bepaald bereik worden gerangschikt, waardoor het signaallusgebied wordt verkleind; Het filternetwerk van elk deel van het circuit moet dichtbij zijn aangesloten, zodat niet alleen de straling kan worden verminderd, maar ook de kans op interferentie kan worden verminderd, afhankelijk van het anti-interferentievermogen van het circuit.

* Groepeer celcircuits op basis van hun gevoeligheid voor elektromagnetische compatibiliteit in gebruik. De componenten van het circuit die gevoelig zijn voor interferentie, moeten ook interferentiebronnen vermijden (zoals interferentie van de CPU op de gegevensverwerkingskaart).

4. Bedrading

Nadat de componenten zijn aangelegd, kan de bedrading beginnen. Het basisprincipe van bedrading is: onder de voorwaarde van assemblagedichtheid, moet het bedradingsontwerp met lage dichtheid zo ver mogelijk worden gekozen en moet de signaalbedrading zo dik en dun mogelijk zijn, wat bevorderlijk is voor impedantie-aanpassing.

Voor rf-circuits kan het onredelijke ontwerp van de richting, breedte en lijnafstand van de signaallijn de interferentie tussen signaalsignaaltransmissielijnen veroorzaken; Bovendien bestaat de systeemvoeding zelf ook ruisinterferentie, dus bij het ontwerp van RF-circuit moet PCB’s volledig worden overwogen, redelijke bedrading.

Bij het bedraden moet alle bedrading ver weg zijn van de rand van de printplaat (ongeveer 2 mm), om niet het verborgen gevaar van draadbreuk te veroorzaken of te hebben tijdens de productie van printplaten. De voedingslijn moet zo breed mogelijk zijn om de weerstand van de lus te verminderen. Tegelijkertijd moet de richting van de hoogspanningslijn en de grondlijn consistent zijn met de richting van de gegevensoverdracht om het anti-interferentievermogen te verbeteren. De signaallijnen moeten zo kort mogelijk zijn en het aantal gaten moet zo veel mogelijk worden beperkt. Hoe korter de verbinding tussen componenten, hoe beter de verdeling van parameters en elektromagnetische interferentie tussen elkaar; Voor onverenigbare signaallijnen moeten ver van elkaar verwijderd zijn en proberen parallelle lijnen te vermijden, en in de positieve twee kanten van de toepassing van wederzijdse verticale signaallijnen; Bedrading die een hoekadres nodig heeft, moet een hoek van 135° zijn, zoals van toepassing, vermijd rechte hoeken te draaien.

De lijn die rechtstreeks met de pad is verbonden, mag niet te breed zijn en de lijn moet zo ver mogelijk weg zijn van de losgekoppelde componenten om kortsluiting te voorkomen; Gaten mogen niet in componenten worden getrokken en moeten zo ver mogelijk verwijderd zijn van losgekoppelde componenten om virtueel lassen, continu lassen, kortsluiting en andere verschijnselen in de productie te voorkomen.

Bij het PCB-ontwerp van het rf-circuit is de juiste bedrading van de voedingslijn en de aardingsdraad bijzonder belangrijk, en een redelijk ontwerp is het belangrijkste middel om elektromagnetische interferentie te overwinnen. Vrij veel storingsbronnen op PCB’s worden gegenereerd door voeding en aarddraad, waarvan aarddraad de meeste ruis veroorzaakt.

De belangrijkste reden waarom de aardingsdraad gemakkelijk elektromagnetische interferentie kan veroorzaken, is de impedantie van de aardingsdraad. Wanneer een stroom door de grond vloeit, zal er een spanning op de grond worden gegenereerd, wat resulteert in de aardlusstroom, die de lusinterferentie van de grond vormt. Wanneer meerdere circuits een enkel stuk aardingsdraad delen, treedt er een gemeenschappelijke impedantiekoppeling op, wat resulteert in wat bekend staat als aardruis. Daarom moet u bij het bedraden van de aardingsdraad van de RF-circuit-PCB het volgende doen:

* Allereerst is het circuit verdeeld in blokken, het rf-circuit kan in principe worden onderverdeeld in hoogfrequente versterking, menging, demodulatie, lokale trillingen en andere delen, om een ​​gemeenschappelijk potentieel referentiepunt te bieden voor elke circuitmodulecircuitaarding, zodat de signaal kan worden verzonden tussen verschillende circuitmodules. Het wordt dan samengevat op het punt waar de printplaat van het RF-circuit is aangesloten op de aarde, dwz samengevat op de hoofdaarde. Omdat er slechts één referentiepunt is, is er geen gemeenschappelijke impedantiekoppeling en dus geen wederzijds interferentieprobleem.

* Digitaal gebied en analoog gebied voor zover mogelijk aarddraadisolatie, en digitale aarde en analoge aarde om te scheiden, uiteindelijk verbonden met de voeding van de voeding.

* De aardingsdraad in elk deel van het circuit moet ook aandacht besteden aan het éénpunts-aardingsprincipe, het signaallusgebied en het bijbehorende filtercircuitadres in de buurt minimaliseren.

* Als de ruimte het toelaat, is het beter om elke module te isoleren met aardedraad om het signaalkoppelingseffect tussen elkaar te voorkomen.

5. Conclusie

De sleutel van het ontwerp van RF-PCB’s ligt in het verminderen van het stralingsvermogen en het verbeteren van het anti-interferentievermogen. Een redelijke lay-out en bedrading is de garantie van DESIGNING RF PCB. De methode die in dit document wordt beschreven, is nuttig om de betrouwbaarheid van het ontwerp van RF-circuit-PCB’s te verbeteren, het probleem van elektromagnetische interferentie op te lossen en het doel van elektromagnetische compatibiliteit te bereiken.