Wraz z rozwojem technologii komunikacyjnej radio podręczne płytka drukowana wysokiej częstotliwości technologia jest coraz szerzej stosowana, np.: bezprzewodowy pager, telefon komórkowy, bezprzewodowe PDA itp., wydajność obwodu częstotliwości radiowej ma bezpośredni wpływ na jakość całego produktu. Jedną z największych cech tych przenośnych produktów jest miniaturyzacja, a miniaturyzacja oznacza, że ​​zagęszczenie komponentów jest bardzo duże, co powoduje, że komponenty (w tym SMD, SMC, gołe chipy itp.) bardzo mocno ze sobą kolidują. Jeśli sygnał zakłóceń elektromagnetycznych nie jest prawidłowo obsługiwany, cały system obwodów może nie działać prawidłowo. Dlatego też, jak zapobiegać i tłumić zakłócenia elektromagnetyczne oraz poprawiać kompatybilność elektromagnetyczną, stało się bardzo ważnym tematem w projektowaniu PCB obwodu RF. Ten sam obwód, inna struktura projektu PCB, jego wskaźnik wydajności będzie się znacznie różnić. W tym artykule omówiono, w jaki sposób zmaksymalizować wydajność obwodu w celu osiągnięcia wymagań kompatybilności elektromagnetycznej podczas korzystania z oprogramowania Protel99 SE do projektowania PCB obwodu RF produktów palmowych.

1. Wybór płyty

Podłoże płytki drukowanej obejmuje kategorie organiczne i nieorganiczne. Najważniejszymi właściwościami podłoża są stała dielektryczna ε R, współczynnik rozpraszania (lub strata dielektryczna) Tan δ, współczynnik rozszerzalności cieplnej CET oraz nasiąkliwość wilgoci. ε R wpływa na impedancję obwodu i szybkość transmisji sygnału. W przypadku obwodów o wysokiej częstotliwości tolerancja przenikalności jest pierwszym i bardziej krytycznym czynnikiem do rozważenia i należy wybrać podłoże o niskiej tolerancji przenikalności.

2. Proces projektowania PCB

Ponieważ oprogramowanie Protel99 SE różni się od Protel 98 i innych programów, omówiono pokrótce proces projektowania PCB przez oprogramowanie Protel99 SE.

① Ponieważ Protel99 SE wykorzystuje tryb zarządzania bazą danych PROJECT, który jest ukryty w Windows 99, więc powinniśmy najpierw skonfigurować plik bazy danych do zarządzania schematem obwodu i zaprojektowanym układem PCB.

② Projekt schematu ideowego. Aby zrealizować połączenie sieciowe, wszystkie użyte komponenty muszą znajdować się w bibliotece komponentów przed zasadniczym projektem; w przeciwnym razie wymagane komponenty powinny być wykonane w SCHLIB i przechowywane w pliku biblioteki. Następnie wystarczy wywołać wymagane komponenty z biblioteki komponentów i połączyć je zgodnie z zaprojektowanym schematem połączeń.

③ Po zakończeniu projektowania schematu można utworzyć tabelę sieci do wykorzystania w projektowaniu PCB.

④Projekt PCB. A. Określenie kształtu i rozmiaru CB. Kształt i wielkość PCB są określane w zależności od położenia PCB w produkcie, wielkości i kształtu przestrzeni oraz współpracy z innymi częściami. Narysuj kształt PCB za pomocą polecenia UMIEŚĆ ŚCIEŻKĘ na WARSTWIE MECHANICZNEJ. B. Wykonaj otwory pozycjonujące, oczka i punkty odniesienia na płytce drukowanej zgodnie z wymaganiami SMT. C. Produkcja komponentów. Jeśli potrzebujesz użyć jakichś specjalnych komponentów, które nie istnieją w bibliotece komponentów, musisz stworzyć komponenty przed rozmieszczeniem. Proces tworzenia komponentów w Protel99 SE jest stosunkowo prosty. Wybierz polecenie „UTWÓRZ BIBLIOTEKĘ” w menu „PROJEKTUJ”, aby przejść do okna tworzenia KOMPONENTÓW, a następnie wybierz polecenie „NOWY KOMPONENT” w menu „NARZĘDZIE”, aby ZAPROJEKTOWAĆ komponenty. W tym momencie wystarczy narysować odpowiedni PAD w określonej pozycji i edytować go w wymaganym PAD (w tym kształt, rozmiar, wewnętrzną średnicę i kąt PAD, itp. oraz zaznaczyć odpowiednią nazwę pinu PAD) na GÓRNA WARSTWA za pomocą polecenia PLACE PAD i tak dalej zgodnie z kształtem i rozmiarem rzeczywistego elementu. Następnie użyj polecenia UMIEŚĆ ŚCIEŻKĘ, aby narysować maksymalny wygląd komponentu w GÓRNEJ NAKŁADCE, wybierz nazwę komponentu i zapisz ją w bibliotece komponentów. D. Po wykonaniu komponentów należy przeprowadzić układ i okablowanie. Te dwie części zostaną szczegółowo omówione poniżej. E. Sprawdź po zakończeniu powyższej procedury. Z jednej strony obejmuje to kontrolę zasady obwodu, z drugiej strony konieczne jest sprawdzenie wzajemnego dopasowania i montażu. Zasada obwodu może być sprawdzana ręcznie lub automatycznie przez sieć (sieć utworzoną na podstawie schematu ideowego można porównać z siecią utworzoną przez PCB). F. Po sprawdzeniu zarchiwizuj i wyślij plik. W Protel99 SE należy uruchomić polecenie EKSPORT w opcji PLIK, aby zapisać PLIK pod określoną ścieżką i PLIK (polecenie IMPORT ma na celu IMPORTOWANIE PLIKU do Protel99 SE). Uwaga: W opcji „PLIK” Protel99 SE „ZAPISZ KOPIĘ JAKO…” Po wykonaniu polecenia wybrana nazwa pliku nie jest widoczna w systemie Windows 98, więc plik nie jest widoczny w Menedżerze zasobów. Różni się to od „ZAPISZ JAKO…” w Protel 98. Nie działa dokładnie tak samo.

3. Układ komponentów

Ponieważ SMT zwykle wykorzystuje spawanie w piecu na podczerwień do spawania elementów, układ elementów wpływa na jakość połączeń lutowanych, a następnie wpływa na wydajność produktów. W przypadku projektowania obwodów w.cz. na płytce drukowanej kompatybilność elektromagnetyczna wymaga, aby każdy moduł obwodu nie generował promieniowania elektromagnetycznego w możliwie największym stopniu i miał pewną odporność na zakłócenia elektromagnetyczne. Dlatego rozmieszczenie komponentów wpływa również bezpośrednio na zdolność zakłóceniową i przeciwzakłóceniową samego obwodu, co jest również bezpośrednio związane z wydajnością zaprojektowanego obwodu. Dlatego przy projektowaniu PCB obwodu RF, oprócz rozplanowania zwykłego projektu PCB, powinniśmy również rozważyć, jak zmniejszyć interferencję między różnymi częściami obwodu RF, jak zmniejszyć interferencję samego obwodu z innymi obwodami i zdolność przeciwzakłóceniowa samego obwodu. Z doświadczenia wynika, że ​​efekt obwodu RF zależy nie tylko od wskaźnika wydajności samej płytki drukowanej RF, ale także w dużym stopniu od interakcji z płytą przetwarzającą procesor. Dlatego w projektowaniu PCB szczególnie ważny jest rozsądny układ.

Ogólna zasada układu: komponenty powinny być ułożone w tym samym kierunku, o ile to możliwe, a zjawisko złego spawania można zmniejszyć lub nawet uniknąć, wybierając kierunek wejścia PCB do systemu stopionego cyny; Z doświadczenia wynika, że ​​odstęp między elementami powinien wynosić co najmniej 0.5 mm, aby spełnić wymagania elementów do topienia cyny. Jeśli pozwala na to miejsce na płytce PCB, przestrzeń między elementami powinna być jak najszersza. W przypadku paneli podwójnych jedna strona powinna być przeznaczona na komponenty SMD i SMC, a druga strona to elementy dyskretne.

Uwaga w układzie:

* Najpierw określ położenie elementów interfejsu na płytce PCB z innymi płytami lub systemami PCB i zwróć uwagę na koordynację elementów interfejsu (takich jak orientacja komponentów itp.).

* Ze względu na małą ilość produktów ręcznych elementy są rozmieszczone w sposób zwarty, dlatego w przypadku większych elementów priorytetem jest określenie odpowiedniej lokalizacji i rozważenie problemu koordynacji między sobą.

* dokładna analiza struktury obwodu, przetwarzanie bloku obwodu (takie jak obwód wzmacniacza wysokiej częstotliwości, obwód mieszający i obwód demodulacji itp.), w miarę możliwości, aby oddzielić sygnał dużego prądu i sygnał słabego prądu, oddzielny obwód sygnału cyfrowego i sygnał analogowy obwód, pełni tę samą funkcję obwodu, powinien być rozmieszczony w pewnym zakresie, zmniejszając w ten sposób obszar pętli sygnału; Sieć filtrująca każdej części obwodu musi być podłączona w pobliżu, aby nie tylko zmniejszyć promieniowanie, ale także prawdopodobieństwo zakłóceń, zgodnie ze zdolnością przeciwzakłóceniową obwodu.

* Grupuj obwody ogniw według ich wrażliwości na kompatybilność elektromagnetyczną w użyciu. Komponenty obwodu, które są podatne na zakłócenia, powinny również unikać źródeł zakłóceń (takich jak zakłócenia z procesora na płycie przetwarzania danych).

4. Okablowanie

Po ułożeniu komponentów można rozpocząć okablowanie. Podstawowa zasada okablowania to: pod warunkiem zagęszczenia montażu, okablowanie o niskiej gęstości powinno być wybrane tak dalece, jak to możliwe, a okablowanie sygnałowe powinno być jak najgrubsze i najcieńsze, co sprzyja dopasowywaniu impedancji.

W przypadku obwodu RF nierozsądny projekt kierunku, szerokości i odstępu między liniami sygnału może powodować zakłócenia między liniami transmisji sygnału sygnału; Ponadto w samym zasilaczu systemu występują również zakłócenia szumowe, dlatego przy projektowaniu obwodu RF PCB należy uwzględnić kompleksowo, rozsądne okablowanie.

Podczas okablowania całe okablowanie powinno znajdować się daleko od granicy płytki PCB (około 2 mm), aby nie powodować lub nie mieć ukrytego niebezpieczeństwa zerwania drutu podczas produkcji płytki drukowanej. Linia energetyczna powinna być jak najszersza, aby zmniejszyć opór pętli. Jednocześnie kierunek linii energetycznej i linii naziemnej powinien być zgodny z kierunkiem transmisji danych, aby poprawić zdolność przeciwzakłóceniową. Linie sygnałowe powinny być jak najkrótsze, a liczba otworów powinna być maksymalnie zmniejszona. Im krótsze połączenie między komponentami, tym lepiej, aby zmniejszyć rozkład parametrów i zakłócenia elektromagnetyczne między sobą; W przypadku niekompatybilnych linii sygnałowych powinny znajdować się daleko od siebie i starać się unikać linii równoległych, a po obu stronach dodatnich stosowania wzajemnych pionowych linii sygnałowych; Okablowanie wymagające adresu narożnego powinno mieć odpowiednio kąt 135 °, unikaj skręcania pod kątem prostym.

Linia bezpośrednio połączona z podkładką nie powinna być zbyt szeroka, a linia powinna znajdować się jak najdalej od odłączonych elementów, aby uniknąć zwarcia; Otwory nie powinny być rysowane na elementach i powinny znajdować się jak najdalej od odłączonych elementów, aby uniknąć wirtualnego spawania, ciągłego spawania, zwarcia i innych zjawisk podczas produkcji.

W projektowaniu obwodów w.cz. prawidłowe okablowanie linii zasilającej i przewodu uziemiającego jest szczególnie ważne, a rozsądny projekt jest najważniejszym sposobem na pokonanie zakłóceń elektromagnetycznych. Sporo źródeł zakłóceń na płytce drukowanej jest generowanych przez zasilacz i przewód uziemiający, spośród których przewód uziemiający powoduje najwięcej zakłóceń.

Głównym powodem, dla którego przewód uziemiający jest łatwy do wywołania zakłóceń elektromagnetycznych, jest impedancja przewodu uziemiającego. Gdy prąd przepływa przez ziemię, na ziemi zostanie wygenerowane napięcie, co spowoduje prąd pętli uziemienia, tworząc interferencję pętli z ziemią. Gdy wiele obwodów korzysta z jednego kawałka przewodu uziemiającego, występuje wspólne sprzężenie impedancyjne, co skutkuje tak zwanym szumem uziemienia. Dlatego podczas podłączania przewodu uziemiającego PCB obwodu RF wykonaj:

* Przede wszystkim obwód jest podzielony na bloki, obwód rf można zasadniczo podzielić na wzmocnienie wysokiej częstotliwości, mieszanie, demodulację, lokalne wibracje i inne części, aby zapewnić wspólny potencjalny punkt odniesienia dla każdego uziemienia obwodu modułu obwodu, tak aby sygnał może być przesyłany między różnymi modułami obwodów. Jest on następnie sumowany w punkcie, w którym PCB obwodu RF jest połączony z masą, tj. sumowany na głównej masie. Ponieważ istnieje tylko jeden punkt odniesienia, nie ma wspólnego sprzężenia impedancyjnego, a zatem nie ma problemu z wzajemnymi zakłóceniami.

* Obszar cyfrowy i obszar analogowy w miarę możliwości izolacja przewodu uziemiającego oraz uziemienie cyfrowe i uziemienie analogowe w celu oddzielenia, ostatecznie podłączone do uziemienia zasilania.

* Przewód uziemiający w każdej części obwodu powinien również zwracać uwagę na zasadę uziemienia jednopunktowego, minimalizować obszar pętli sygnału i odpowiedni adres obwodu filtra w pobliżu.

* Jeśli pozwala na to miejsce, lepiej odizolować każdy moduł przewodem uziemiającym, aby zapobiec efektowi sprzężenia sygnałów między sobą.

5. Wniosek

Kluczem do projektowania PCB RF jest to, jak zmniejszyć zdolność promieniowania i jak poprawić zdolność przeciwzakłóceniową. Rozsądny układ i okablowanie to gwarancja ZAPROJEKTOWANIA PCB RF. Metoda opisana w tym artykule jest pomocna w poprawie niezawodności projektowania obwodów RF obwodów, rozwiązaniu problemu zakłóceń elektromagnetycznych i osiągnięciu celu kompatybilności elektromagnetycznej.