The interconnect of placa de circuito impresso sistema inclui placa de chip para circuito, interconexão dentro de PCB e interconexão entre PCB e dispositivos externos. 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.

Há sinais de que as placas de circuito impresso estão sendo projetadas com freqüência cada vez maior. 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.

Os métodos de projeto de engenharia de RF devem ser capazes de lidar com os efeitos de campo eletromagnético mais fortes que são normalmente gerados em frequências mais altas. Esses campos eletromagnéticos podem induzir sinais em linhas de sinal adjacentes ou linhas de PCB, causando diafonia indesejável (interferência e ruído total) e prejudicando o desempenho do sistema. 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. Qualquer sinal refletido irá essencialmente degradar a qualidade do sinal porque a forma do sinal de entrada muda.

Embora os sistemas digitais sejam muito tolerantes a falhas porque lidam apenas com os sinais 1 e 0, os harmônicos gerados quando o pulso está aumentando em alta velocidade fazem com que o sinal seja mais fraco em frequências mais altas. Embora a correção direta de erros possa eliminar alguns dos efeitos negativos, parte da largura de banda do sistema é usada para transmitir dados redundantes, resultando na degradação do desempenho. A better solution is to have RF effects that help rather than detract from signal integrity. It is recommended that the total return loss at the highest frequency of a digital system (usually a poor data point) be -25dB, equivalent to a VSWR of 1.1.

PCB design aims to be smaller, faster and less costly. For RFPCB, high-speed signals sometimes limit the miniaturization of PCB designs. No momento, o principal método para resolver o problema de crosseration é realizar o gerenciamento da conexão do aterramento, conduzir o espaçamento entre a fiação e reduzir a indutância do cabo. O principal método para reduzir a perda de retorno é o casamento de impedância. Este método inclui o gerenciamento eficaz de materiais de isolamento e isolamento de linhas de sinal ativas e linhas de aterramento, especialmente entre o estado da linha de sinal e o terra.

Como a interconexão é o elo mais fraco da cadeia de circuito, no projeto de RF, as propriedades eletromagnéticas do ponto de interconexão são o principal problema do projeto de engenharia, cada ponto de interconexão deve ser investigado e os problemas existentes resolvidos. A interconexão de placa de circuito inclui interconexão de placa de circuito, interconexão de PCB e interconexão de entrada / saída de sinal entre PCB e dispositivos externos.

I. Interconexão entre o chip e a placa PCB

Independentemente de esta solução funcionar ou não, ficou claro para os participantes que a tecnologia de design de IC está muito à frente da tecnologia de design de PCB para aplicações de alta frequência.

Interconexão de PCB

As técnicas e métodos para o projeto de PCB hf são as seguintes:

1. Um ângulo de 45 ° deve ser usado para o canto da linha de transmissão para reduzir a perda de retorno (FIG. 1);

2 valor constante de isolamento de acordo com o nível de placa de circuito de isolamento de alto desempenho estritamente controlada. This method is beneficial for effective management of electromagnetic field between insulating material and adjacent wiring.

3. As especificações de design de PCB para gravação de alta precisão devem ser melhoradas. Considere a especificação de um erro de largura total de linha de +/- 0.0007 polegadas, gerenciando cortes inferiores e transversais de formas de fiação e especificando as condições de revestimento da parede lateral da fiação. 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. Há indutância de derivação nos terminais salientes. Evite usar componentes com cabos. Para ambientes de alta frequência, é melhor usar componentes montados em superfície.

5. Para orifícios de passagem de sinal, evite usar o processo PTH na placa sensível, pois esse processo pode causar indutância de chumbo no orifício de passagem. 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. Fornece camadas de solo abundantes. Moulded holes are used to connect these grounding layers to prevent 3d electromagnetic fields from affecting the circuit board.

7. Para escolher o processo de revestimento de níquel sem eletrólise ou revestimento de ouro por imersão, não use o método de revestimento HASL. This electroplated surface provides a better skin effect for high-frequency currents (Figure 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. No entanto, devido à incerteza de espessura e desempenho de isolamento desconhecido, cobrir toda a superfície da placa com material de resistência de solda levará a uma grande mudança na energia eletromagnética no projeto de microfita. Generally, solderdam is used as welding resistance layer.

Se você não estiver familiarizado com esses métodos, consulte um engenheiro de projeto experiente que já trabalhou com placas de circuito de microondas para uso militar. You can also discuss with them what price range you can afford. Por exemplo, é mais econômico usar um projeto de microtira de Planar com base em cobre do que um projeto de stripline, e você pode discutir isso com eles para obter melhores conselhos. Bons engenheiros podem não estar acostumados a pensar em custos, mas seus conselhos podem ser bastante úteis. Será um trabalho de longo prazo treinar jovens engenheiros que não estão familiarizados com os efeitos de RF e não têm experiência em lidar com os efeitos de RF.

Além disso, outras soluções podem ser adotadas, como melhorar o modelo do computador para poder lidar com os efeitos de RF.

Interconexão de PCB com dispositivos externos

Podemos agora assumir que resolvemos todos os problemas de gerenciamento de sinal na placa e nas interconexões de componentes discretos. Então, como você resolve o problema de entrada / saída de sinal da placa de circuito para o fio que conecta o dispositivo remoto? A TrompeterElectronics, inovadora em tecnologia de cabos coaxiais, está trabalhando nesse problema e fez alguns progressos importantes (figura 3). Also, take a look at the electromagnetic field shown in Figure 4 below. Nesse caso, gerenciamos a conversão de microstrip para cabo coaxial. Em cabos coaxiais, as camadas do solo são entrelaçadas em anéis e espaçadas uniformemente. Em microelts, a camada de aterramento está abaixo da linha ativa. Isso introduz certos efeitos de borda que precisam ser compreendidos, previstos e considerados no momento do projeto. Obviamente, essa incompatibilidade também pode levar à perda de valor e deve ser minimizada para evitar ruído e interferência de sinal.

O gerenciamento do problema de impedância interna não é um problema de design que pode ser ignorado. The impedance starts at the surface of the circuit board, passes through a solder joint to the joint, and ends at the coaxial cable. Como a impedância varia com a frequência, quanto mais alta a frequência, mais difícil é o gerenciamento da impedância. The problem of using higher frequencies to transmit signals over broadband appears to be the main design problem.