The interconnect of Płytka drukowana system zawiera płytkę chip-to-circuit, interkonekt w PCB i interkonekt między PCB a urządzeniami zewnętrznymi. 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.

Pojawiają się oznaki, że płytki drukowane są projektowane z coraz większą częstotliwością. 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.

Metody projektowania inżynierii RF muszą być w stanie poradzić sobie z silniejszymi efektami pola elektromagnetycznego, które są zwykle generowane przy wyższych częstotliwościach. Te pola elektromagnetyczne mogą indukować sygnały na sąsiednich liniach sygnałowych lub liniach PCB, powodując niepożądane przesłuchy (zakłócenia i całkowity szum) i pogarszając wydajność systemu. 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. Każdy odbity sygnał zasadniczo pogorszy jakość sygnału, ponieważ zmienia się kształt sygnału wejściowego.

Chociaż systemy cyfrowe są bardzo odporne na uszkodzenia, ponieważ zajmują się tylko sygnałami 1 i 0, harmoniczne generowane podczas narastania impulsu z dużą prędkością powodują, że sygnał jest słabszy przy wyższych częstotliwościach. Chociaż korekcja błędów w przód może wyeliminować niektóre negatywne skutki, część przepustowości systemu jest wykorzystywana do przesyłania nadmiarowych danych, co powoduje pogorszenie wydajności. Lepszym rozwiązaniem jest posiadanie efektów RF, które pomagają, a nie umniejszają integralność sygnału. Zaleca się, aby całkowita strata odbiciowa przy najwyższej częstotliwości systemu cyfrowego (zwykle słaby punkt danych) wynosiła -25dB, co odpowiada VSWR 1.1.

PCB design aims to be smaller, faster and less costly. For RFPCB, high-speed signals sometimes limit the miniaturization of PCB designs. Obecnie główną metodą rozwiązania problemu krzyżowania jest przeprowadzenie zarządzania połączeniami uziemienia, prowadzenie odstępów między okablowaniem i zmniejszenie indukcyjności przewodów. Główną metodą zmniejszenia strat odbiciowych jest dopasowanie impedancji. Metoda ta obejmuje efektywne zarządzanie materiałami izolacyjnymi oraz izolację aktywnych linii sygnałowych i uziemiających, zwłaszcza pomiędzy stanem linii sygnałowej a uziemieniem.

Ponieważ połączenie jest najsłabszym ogniwem w łańcuchu obwodów, w projektowaniu RF, właściwości elektromagnetyczne punktu połączenia są głównym problemem, przed którym stoi projekt inżynieryjny, każdy punkt połączenia powinien zostać zbadany, a istniejące problemy rozwiązane. Połączenie płytki drukowanej obejmuje połączenie między chipem a płytką drukowaną, połączenie PCB i połączenie sygnału wejściowego/wyjściowego między płytką drukowaną a urządzeniami zewnętrznymi.

I. Połączenie między chipem a płytką PCB

Niezależnie od tego, czy to rozwiązanie działa, dla uczestników było jasne, że technologia projektowania układów scalonych znacznie wyprzedza technologię projektowania obwodów drukowanych w zastosowaniach wysokiej częstotliwości.

Interkonekt PCB

Techniki i metody projektowania PCB Hf są następujące:

1. W narożniku linii transmisyjnej należy zastosować kąt 45°, aby zmniejszyć straty odbiciowe (RYS. 1);

2 stała wartość izolacji w zależności od poziomu ściśle kontrolowanej płytki izolacyjnej o wysokiej wydajności. Ta metoda jest korzystna dla efektywnego zarządzania polem elektromagnetycznym pomiędzy materiałem izolacyjnym a sąsiednim okablowaniem.

3. Należy poprawić specyfikacje projektowe PCB dla wysokiej precyzji trawienia. Rozważ określenie całkowitego błędu szerokości linii na +/- 0.0007 cala, zarządzanie podcięciami i przekrojami poprzecznymi kształtów przewodów oraz określenie warunków poszycia bocznej ścianki przewodów. 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. W wystających przewodach występuje indukcyjność kranu. Unikaj używania komponentów z wyprowadzeniami. W środowiskach o wysokiej częstotliwości najlepiej jest używać elementów montowanych powierzchniowo.

5. Aby uzyskać sygnał przez otwory, należy unikać stosowania procesu PTH na płytce wrażliwej, ponieważ proces ten może powodować indukcyjność ołowiu w otworze przelotowym. 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. Zapewnij obfite warstwy gruntu. Moulded holes are used to connect these grounding layers to prevent 3d electromagnetic fields from affecting the circuit board.

7. Aby wybrać proces niklowania bez elektrolizy lub złocenia zanurzeniowego, nie należy stosować metody HASL. Ta galwanizowana powierzchnia zapewnia lepszy efekt naskórka dla prądów o wysokiej częstotliwości (rysunek 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. Jednak ze względu na niepewność co do grubości i nieznanej wydajności izolacji, pokrycie całej powierzchni płyty materiałem oporowym na lut doprowadzi do dużej zmiany energii elektromagnetycznej w konstrukcji mikropaskowej. Generally, solderdam is used as welding resistance layer.

Jeśli nie znasz tych metod, skonsultuj się z doświadczonym inżynierem projektantem, który pracował nad obwodami mikrofalowymi dla wojska. You can also discuss with them what price range you can afford. Na przykład bardziej ekonomiczne jest użycie konstrukcji z mikropaskami Coplanar z miedzianym podkładem niż z linią paskową i można to z nimi omówić, aby uzyskać lepszą poradę. Dobrzy inżynierowie mogą nie być przyzwyczajeni do myślenia o kosztach, ale ich rady mogą być bardzo pomocne. Szkolenie młodych inżynierów, którzy nie są zaznajomieni z efektami RF i nie mają doświadczenia w radzeniu sobie z efektami RF, będzie długoterminową pracą.

Ponadto można zastosować inne rozwiązania, takie jak ulepszenie modelu komputerowego, aby był w stanie obsłużyć efekty RF.

Interkonekt PCB z urządzeniami zewnętrznymi,

Możemy teraz założyć, że rozwiązaliśmy wszystkie problemy związane z zarządzaniem sygnałem na płycie i połączeniach elementów dyskretnych. Jak więc rozwiązać problem wejścia/wyjścia sygnału z płytki drukowanej do przewodu łączącego zdalne urządzenie? TrompeterElectronics, innowator w technologii kabli koncentrycznych, pracuje nad tym problemem i poczynił istotne postępy (rysunek 3). Also, take a look at the electromagnetic field shown in Figure 4 below. W tym przypadku zarządzamy konwersją z mikropaska na kabel koncentryczny. W kablach koncentrycznych warstwy uziemienia są przeplatane pierścieniami i równomiernie rozmieszczone. W mikropasach warstwa uziemiająca znajduje się poniżej linii aktywnej. Wprowadza to pewne efekty brzegowe, które należy zrozumieć, przewidzieć i rozważyć w czasie projektowania. Oczywiście to niedopasowanie może również prowadzić do strat wstecznych i należy je zminimalizować, aby uniknąć zakłóceń i zakłóceń sygnału.

Zarządzanie problemem impedancji wewnętrznej nie jest problemem projektowym, który można zignorować. Impedancja zaczyna się na powierzchni płytki drukowanej, przechodzi przez złącze lutowane do złącza i kończy się na kablu koncentrycznym. Ponieważ impedancja zmienia się wraz z częstotliwością, im wyższa częstotliwość, tym trudniejsze jest zarządzanie impedancją. The problem of using higher frequencies to transmit signals over broadband appears to be the main design problem.