Com o desenvolvimento da tecnologia de comunicação, o rádio portátil placa de circuito de alta frequência a tecnologia é cada vez mais utilizada, como: pager sem fio, telefone celular, PDA sem fio, etc., o desempenho do circuito de radiofrequência afeta diretamente a qualidade de todo o produto. Uma das maiores características desses produtos portáteis é a miniaturização, e a miniaturização significa que a densidade dos componentes é muito alta, o que faz com que os componentes (incluindo SMD, SMC, chip nu, etc.) interfiram uns com os outros muito proeminentes. Se o sinal de interferência eletromagnética não for tratado corretamente, todo o sistema de circuito pode não funcionar corretamente. Portanto, como prevenir e suprimir a interferência eletromagnética e melhorar a compatibilidade eletromagnética tornou-se um tópico muito importante no projeto de circuito de RF PCB. O mesmo circuito, estrutura de design de PCB diferente, seu índice de desempenho será muito diferente. Este artigo discute como maximizar o desempenho do circuito para atingir os requisitos de compatibilidade eletromagnética ao usar o software Protel99 SE para projetar circuito de rf PCB de produtos palm.

1. Seleção de placa

O substrato da placa de circuito impresso inclui categorias orgânicas e inorgânicas. As propriedades mais importantes do substrato são constante dielétrica ε R, fator de dissipação (ou perda dielétrica) Tan δ, coeficiente de expansão térmica CET e absorção de umidade. ε R afeta a impedância do circuito e a taxa de transmissão do sinal. Para circuitos de alta frequência, a tolerância de permissividade é o primeiro e mais crítico fator a ser considerado, e o substrato com tolerância de baixa permissividade deve ser selecionado.

2. Processo de design de PCB

Como o software Protel99 SE é diferente do Protel 98 e outros softwares, o processo de design da PCB pelo software Protel99 SE é brevemente discutido.

① Como o Protel99 SE adota o gerenciamento do modo de banco de dados PROJETO, que está implícito no Windows 99, devemos primeiro configurar um arquivo de banco de dados para gerenciar o diagrama esquemático do circuito e o layout do PCB projetado.

② Desenho do diagrama esquemático. Para realizar a conexão de rede, todos os componentes usados ​​devem existir na biblioteca de componentes antes do projeto principal; caso contrário, os componentes necessários devem ser feitos em SCHLIB e armazenados no arquivo de biblioteca. Em seguida, basta chamar os componentes necessários da biblioteca de componentes e conectá-los de acordo com o diagrama de circuito projetado.

③ Após a conclusão do projeto esquemático, uma mesa de rede pode ser formada para uso no projeto de PCB.

④Design de PCB. A. Determinação da forma e tamanho do CB. A forma e o tamanho do PCB são determinados de acordo com a posição do PCB no produto, o tamanho e a forma do espaço e a cooperação com outras partes. Desenhe a forma do PCB usando o comando PLACE TRACK na CAMADA MECÂNICA. B. Faça orifícios de posicionamento, olhais e pontos de referência no PCB de acordo com os requisitos SMT. C. Produção de componentes. Se você precisa usar alguns componentes especiais que não existem na biblioteca de componentes, você precisa fazer os componentes antes do layout. O processo de fabricação de componentes no Protel99 SE é relativamente simples. Selecione o comando “FAZER BIBLIOTECA” no menu “DESIGN” para entrar na janela de criação de COMPONENTES e, a seguir, selecione o comando “NOVO COMPONENTE” no menu “FERRAMENTA” para PROJETAR componentes. Neste momento, basta desenhar o PAD correspondente em uma determinada posição e editá-lo no PAD necessário (incluindo a forma, tamanho, diâmetro interno e ângulo do PAD, etc., e marcar o nome do pino correspondente do PAD) no CAMADA SUPERIOR com o comando PLACE PAD e assim por diante de acordo com a forma e tamanho do componente real. Em seguida, use o comando COLOCAR PISTA para desenhar a aparência máxima do componente em TOP OVERLAYER, selecione um nome de componente e armazene-o na biblioteca de componentes. D. Depois que os componentes são feitos, o layout e a fiação devem ser executados. Essas duas partes serão discutidas em detalhes a seguir. E. Verifique após a conclusão do procedimento acima. Por um lado, isso inclui a inspeção do princípio do circuito, por outro lado, é necessário verificar o casamento e a montagem uns dos outros. O princípio do circuito pode ser verificado manualmente ou automaticamente pela rede (a rede formada pelo diagrama esquemático pode ser comparada com a rede formada pelo PCB). F. Depois de verificar, arquive e produza o arquivo. No Protel99 SE, você deve executar o comando EXPORT na opção ARQUIVO para salvar o ARQUIVO no caminho e ARQUIVO especificados (o comando IMPORTAR é IMPORTAR um ARQUIVO para o Protel99 SE). Nota: No Protel99 SE “ARQUIVO” opção “SALVAR CÓPIA COMO…” Depois que o comando é executado, o nome do arquivo selecionado não fica visível no Windows 98, portanto, o arquivo não pode ser visto no Gerenciador de recursos. Isso é diferente de “SAVE AS …” no Protel 98. Não funciona exatamente da mesma forma.

3. Layout de componentes

Como o SMT geralmente usa soldagem de fluxo de calor de forno infravermelho para soldar componentes, o layout dos componentes afeta a qualidade das juntas de solda e, em seguida, afeta o rendimento dos produtos. Para design de PCB de circuito rf, a compatibilidade eletromagnética requer que cada módulo de circuito não gere radiação eletromagnética tanto quanto possível e tenha uma certa capacidade de resistir à interferência eletromagnética. Portanto, o layout dos componentes também afeta diretamente a capacidade de interferência e anti-interferência do próprio circuito, que também está diretamente relacionada ao desempenho do circuito projetado. Portanto, no projeto do circuito de RF PCB, além do layout do design de PCB comum, devemos também considerar como reduzir a interferência entre as várias partes do circuito de RF, como reduzir a interferência do próprio circuito em outros circuitos e a capacidade anti-interferência do próprio circuito. De acordo com a experiência, o efeito do circuito rf depende não apenas do índice de desempenho da placa de circuito RF em si, mas também da interação com a placa de processamento da CPU em grande medida. Portanto, no design de PCB, o layout razoável é particularmente importante.

Princípio geral de layout: os componentes devem ser dispostos na mesma direção, tanto quanto possível, e o fenômeno de soldagem ruim pode ser reduzido ou mesmo evitado selecionando a direção do PCB que entra no sistema de fundição de estanho; De acordo com a experiência, o espaço entre os componentes deve ser de pelo menos 0.5 mm para atender aos requisitos de componentes de fundição de estanho. Se o espaço da placa PCB permitir, o espaço entre os componentes deve ser o mais amplo possível. Para painéis duplos, um lado deve ser projetado para componentes SMD e SMC e o outro lado para componentes discretos.

Nota no layout:

* Primeiro determine a posição dos componentes de interface no PCB com outras placas ou sistemas PCB e preste atenção à coordenação dos componentes de interface (como a orientação dos componentes, etc.).

* Devido ao pequeno volume de produtos portáteis, os componentes são organizados de forma compacta, portanto, para componentes maiores, deve-se dar prioridade para determinar o local apropriado e considerar o problema de coordenação entre eles.

* estrutura de circuito de análise cuidadosa, o processamento de bloco de circuito (como circuito amplificador de alta frequência, circuito de mistura e circuito de demodulação, etc.), na medida do possível para separar o sinal de corrente forte e o sinal de corrente fraca, separar o circuito de sinal digital e o sinal analógico circuito, completar a mesma função do circuito deve ser disposto em uma determinada faixa, reduzindo assim a área de loop de sinal; A rede de filtragem de cada parte do circuito deve ser conectada próxima, de modo que não só a radiação possa ser reduzida, mas também a probabilidade de interferência possa ser reduzida, de acordo com a capacidade anti-interferência do circuito.

* Circuitos de célula de grupo de acordo com sua sensibilidade à compatibilidade eletromagnética em uso. Os componentes do circuito que são vulneráveis ​​à interferência também devem evitar fontes de interferência (como interferência da CPU na placa de processamento de dados).

4. Fiação

Depois que os componentes estão dispostos, a fiação pode começar. O princípio básico da fiação é: sob a condição de densidade de montagem, o projeto da fiação de baixa densidade deve ser selecionado tanto quanto possível, e a fiação de sinal deve ser tão espessa e fina quanto possível, o que conduz à combinação de impedância.

Para o circuito rf, o design desarrazoado da direção da linha de sinal, largura e espaçamento de linha pode causar a interferência entre as linhas de transmissão de sinal de sinal; Além disso, a fonte de alimentação do próprio sistema também existe interferência de ruído, portanto, no projeto do circuito de RF PCB deve ser considerado de forma abrangente, cabeamento razoável.

Ao fazer a fiação, toda a fiação deve estar longe da borda da placa PCB (cerca de 2 mm), para não causar ou ter o perigo oculto de quebra de fio durante a produção da placa PCB. A linha de alimentação deve ser a mais larga possível para reduzir a resistência do circuito. Ao mesmo tempo, a direção da linha de alimentação e da linha de aterramento deve ser consistente com a direção da transmissão de dados para melhorar a capacidade anti-interferência. As linhas de sinal devem ser tão curtas quanto possível e o número de furos deve ser reduzido tanto quanto possível. Quanto mais curta for a conexão entre os componentes, melhor, para reduzir a distribuição de parâmetros e as interferências eletromagnéticas entre si; Para as linhas de sinal incompatíveis devem estar distantes umas das outras, e tentar evitar linhas paralelas, e nos dois lados positivos da aplicação de linhas de sinal verticais mútuas; A fiação que precisa de endereço de canto deve ter um ângulo de 135 ° conforme apropriado, evite virar ângulos retos.

A linha conectada diretamente ao bloco não deve ser muito larga e deve ficar o mais longe possível dos componentes desconectados para evitar curto-circuito; Os orifícios não devem ser desenhados nos componentes e devem estar longe de componentes desconectados o máximo possível para evitar soldagem virtual, soldagem contínua, curto-circuito e outros fenômenos na produção.

No projeto de PCB do circuito rf, a fiação correta da linha de alimentação e do fio terra é particularmente importante, e um projeto razoável é o meio mais importante para superar a interferência eletromagnética. Muitas fontes de interferência na placa de circuito impresso são geradas pela fonte de alimentação e pelo fio terra, entre as quais o fio terra causa a maior interferência de ruído.

A principal razão pela qual o fio terra é fácil de causar interferência eletromagnética é a impedância do fio terra. Quando uma corrente flui pelo solo, uma tensão é gerada no solo, resultando na corrente do loop de terra, formando a interferência do loop do solo. Quando vários circuitos compartilham um único fio de aterramento, ocorre o acoplamento de impedância comum, resultando no que é conhecido como ruído de aterramento. Portanto, ao conectar o fio terra do circuito de RF PCB, faça:

* Em primeiro lugar, o circuito é dividido em blocos, o circuito rf pode ser basicamente dividido em amplificação de alta frequência, mixagem, demodulação, vibração local e outras partes, para fornecer um ponto de referência potencial comum para cada aterramento do circuito do módulo do circuito, de modo que o o sinal pode ser transmitido entre diferentes módulos de circuito. Ele é então resumido no ponto onde o circuito de RF PCB está conectado ao terra, ou seja, resumido no terra principal. Como há apenas um ponto de referência, não há acoplamento de impedância comum e, portanto, nenhum problema de interferência mútua.

* Área digital e área analógica, tanto quanto possível, isolamento do fio terra e aterramento digital e aterramento analógico para separar, finalmente conectado ao aterramento da fonte de alimentação.

* O fio terra em cada parte do circuito também deve prestar atenção ao princípio de aterramento de ponto único, minimizar a área do loop de sinal e o endereço do circuito de filtro correspondente nas proximidades.

* Se o espaço permitir, é melhor isolar cada módulo com fio terra para evitar o efeito de acoplamento de sinal entre eles.

5. Conclusão

A chave do projeto de RF PCB está em como reduzir a capacidade de radiação e como melhorar a capacidade anti-interferência. Layout e fiação razoáveis ​​são a garantia da DESIGNING RF PCB. O método descrito neste documento é útil para melhorar a confiabilidade do projeto da placa de circuito impresso de RF, resolver o problema de interferência eletromagnética e atingir o objetivo de compatibilidade eletromagnética.