With the development of communication technology, handheld radio высокочастотная печатная плата Все более широко используются технологии, такие как: беспроводной пейджер, мобильный телефон, беспроводной КПК и т. д., производительность радиочастотного контура напрямую влияет на качество всего продукта. Одной из важнейших характеристик этих портативных устройств является миниатюризация, а миниатюризация означает, что плотность компонентов очень высока, что делает компоненты (включая SMD, SMC, голые микросхемы и т. Д.) Очень заметными. Если сигнал электромагнитных помех не обрабатывается должным образом, вся система цепи может работать неправильно. Поэтому вопрос о том, как предотвратить и подавить электромагнитные помехи и улучшить электромагнитную совместимость, стал очень важной темой при проектировании печатной платы радиочастотной схемы. Одна и та же схема, разная конструкция печатной платы, ее индекс производительности будет сильно отличаться. В этой статье обсуждается, как максимизировать производительность схемы для достижения требований электромагнитной совместимости при использовании программного обеспечения Protel99 SE для разработки печатных плат радиочастотных схем для устройств для рук.

1. Выбор тарелки

The substrate of printed circuit board includes organic and inorganic categories. Наиболее важными свойствами подложки являются диэлектрическая постоянная ε R, коэффициент рассеяния (или диэлектрические потери) Tan δ, коэффициент теплового расширения CET и влагопоглощение. ε R affects circuit impedance and signal transmission rate. Для высокочастотных цепей допуск диэлектрической проницаемости является первым и более важным фактором, который необходимо учитывать, и следует выбирать подложку с низким допуском диэлектрической проницаемости.

2. PCB design process

Поскольку программное обеспечение Protel99 SE отличается от Protel 98 и другого программного обеспечения, процесс проектирования печатных плат с помощью программного обеспечения Protel99 SE кратко обсуждается.

① Поскольку Protel99 SE принимает управление в режиме базы данных PROJECT, которое неявно присутствует в Windows 99, мы должны сначала настроить файл базы данных для управления схемной схемой и разработанной компоновкой печатной платы.

② Design of schematic diagram. Чтобы реализовать сетевое соединение, все используемые компоненты должны существовать в библиотеке компонентов до основного проекта; в противном случае необходимые компоненты должны быть созданы в SCHLIB и сохранены в файле библиотеки. Затем вы просто вызываете необходимые компоненты из библиотеки компонентов и подключаете их в соответствии с разработанной принципиальной схемой.

③ After the schematic design is completed, a network table can be formed for use in PCB design.

④PCB design. A. Определение формы и размера CB. The shape and size of PCB are determined according to the position of PCB in the product, the size and shape of the space and the cooperation with other parts. Draw the shape of the PCB using the PLACE TRACK command on MECHANICAL LAYER. B. Сделайте установочные отверстия, проушины и контрольные точки на печатной плате в соответствии с требованиями SMT. C. Production of components. If you need to use some special components that do not exist in the component library, you need to make components before layout. Процесс создания компонентов в Protel99 SE относительно прост. Выберите команду «СОЗДАТЬ БИБЛИОТЕКУ» в меню «ДИЗАЙН», чтобы войти в окно создания КОМПОНЕНТОВ, а затем выберите команду «НОВЫЙ КОМПОНЕНТ» в меню «ИНСТРУМЕНТ» для ДИЗАЙНА компонентов. В это время просто нарисуйте соответствующий PAD в определенном месте и отредактируйте его до требуемого PAD (включая форму, размер, внутренний диаметр и угол PAD и т. Д., И отметьте соответствующее имя контакта PAD) в месте TOP LAYER с помощью команды PLACE PAD и так далее в соответствии с формой и размером фактического компонента. Then use the PLACE TRACK command to draw the maximum appearance of the component in the TOP OVERLAYER, select a component name and store it in the component library. D. После того, как компоненты изготовлены, должны быть выполнены компоновка и электромонтаж. Эти две части будут подробно рассмотрены ниже. E. Check after the above procedure is complete. С одной стороны, это включает проверку принципа схемы, с другой стороны, необходимо проверить соответствие и сборку друг друга. The circuit principle can be checked manually or automatically by network (the network formed by schematic diagram can be compared with the network formed by PCB). F. После проверки заархивируйте и выведите файл. В Protel99 SE вы должны запустить команду EXPORT в опции FILE, чтобы сохранить ФАЙЛ по указанному пути и в ФАЙЛ (команда IMPORT предназначена для ИМПОРТИРОВАНИЯ ФАЙЛА в Protel99 SE). Примечание: в Protel99 SE «ФАЙЛ» опция «СОХРАНИТЬ КОПИРОВАТЬ КАК…» После выполнения команды выбранное имя файла не отображается в Windows 98, поэтому файл не отображается в диспетчере ресурсов. Это отличается от «СОХРАНИТЬ КАК…» в Protel 98. Он не работает точно так же.

3. Components layout

Because SMT generally uses infrared furnace heat flow welding to weld components, the layout of components affects the quality of solder joints, and then affects the yield of products. For PCB design of rf circuit, electromagnetic compatibility requires that each circuit module does not generate electromagnetic radiation as far as possible, and has a certain ability to resist electromagnetic interference. Therefore, the layout of components also directly affects the interference and anti-interference ability of the circuit itself, which is also directly related to the performance of the designed circuit. Therefore, in the design of RF circuit PCB, in addition to the layout of ordinary PCB design, we should also consider how to reduce the interference between various parts of the RF circuit, how to reduce the interference of the circuit itself to other circuits and the anti-interference ability of the circuit itself. Согласно опыту, влияние схемы RF зависит не только от показателя производительности самой платы RF, но также в значительной степени от взаимодействия с платой процессора CPU. Поэтому при проектировании печатной платы особенно важна разумная компоновка.

General layout principle: components should be arranged in the same direction as far as possible, and the bad welding phenomenon can be reduced or even avoided by selecting the direction of PCB entering the tin melt system; Согласно опыту, расстояние между компонентами должно быть не менее 0.5 мм, чтобы соответствовать требованиям, предъявляемым к компонентам для плавления олова. Если пространство на печатной плате позволяет, расстояние между компонентами должно быть максимально широким. Для двойных панелей одна сторона должна быть предназначена для компонентов SMD и SMC, а другая сторона – для дискретных компонентов.

Примечание в макете:

* First determine the position of interface components on the PCB with other PCB boards or systems, and pay attention to the coordination of interface components (such as the orientation of components, etc.).

* Из-за небольшого объема портативных устройств компоненты расположены компактно, поэтому для более крупных компонентов следует отдавать приоритет определению подходящего местоположения и рассмотрению проблемы согласования между собой.

* тщательная структура схемы анализа, обработка блока схемы (например, схема высокочастотного усилителя, схема смешения и схема демодуляции и т. д.), насколько это возможно, для разделения сильноточного сигнала и слаботочного сигнала, отдельной схемы цифрового сигнала и аналогового сигнала цепь, выполняющая ту же функцию цепи, должна быть расположена в определенном диапазоне, тем самым уменьшая площадь сигнального контура; Фильтрующая сеть каждой части схемы должна быть подключена поблизости, чтобы не только уменьшить излучение, но и уменьшить вероятность помех в соответствии с противоинтерференционной способностью схемы.

* Сгруппируйте цепи ячеек в соответствии с их чувствительностью к используемой электромагнитной совместимости. The components of the circuit that are vulnerable to interference should also avoid interference sources (such as interference from the CPU on the data processing board).

4. Электропроводка

After the components are laid out, wiring can begin. The basic principle of wiring is: under the condition of assembly density, low-density wiring design should be selected as far as possible, and signal wiring should be as thick and thin as possible, which is conducive to impedance matching.

Для радиочастотной схемы необоснованная конструкция направления, ширины и межстрочного интервала сигнальной линии может вызвать интерференцию между линиями передачи сигнала; Кроме того, в самом источнике питания системы также присутствуют шумовые помехи, поэтому при проектировании РЧ-цепи печатной платы необходимо всесторонне продумать разумную проводку.

При подключении вся проводка должна быть далеко от границы платы PCB (около 2 мм), чтобы не вызывать или не иметь скрытой опасности обрыва провода во время производства платы PCB. Линия питания должна быть максимально широкой, чтобы снизить сопротивление контура. В то же время направление линии электропередачи и линии заземления должно согласовываться с направлением передачи данных для улучшения помехоустойчивости. Сигнальные линии должны быть как можно короче, а количество отверстий должно быть уменьшено, насколько это возможно. Чем короче соединение между компонентами, тем лучше, чтобы уменьшить распределение параметров и электромагнитные помехи между собой; For incompatible signal lines should be far away from each other, and try to avoid parallel lines, and in the positive two sides of the application of mutual vertical signal lines; Wiring in need of corner address should be 135° Angle as appropriate, avoid turning right angles.

Линия, непосредственно соединенная с площадкой, не должна быть слишком широкой, и линия должна располагаться как можно дальше от отключенных компонентов, чтобы избежать короткого замыкания; Holes should not be drawn on components, and should be far away from disconnected components as far as possible to avoid virtual welding, continuous welding, short circuit and other phenomena in production.

In PCB design of rf circuit, the correct wiring of power line and ground wire is particularly important, and reasonable design is the most important means to overcome electromagnetic interference. Quite a lot of interference sources on PCB are generated by power supply and ground wire, among which ground wire causes the most noise interference.

Основная причина, по которой заземляющий провод легко вызывает электромагнитные помехи, – это сопротивление заземляющего провода. When a current flows through the ground, a voltage will be generated on the ground, resulting in the ground loop current, forming the loop interference of the ground. Когда несколько цепей используют один кусок заземляющего провода, возникает связь по общему сопротивлению, что приводит к так называемому шуму заземления. Therefore, when wiring the ground wire of the RF circuit PCB, do:

* Прежде всего, схема разделена на блоки, радиочастотная схема может быть в основном разделена на высокочастотное усиление, смешивание, демодуляцию, локальную вибрацию и другие части, чтобы обеспечить общую потенциальную опорную точку для заземления каждой схемы модуля цепи, так что сигнал может передаваться между различными схемными модулями. Затем он суммируется в точке, где печатная плата ВЧ-цепи соединяется с землей, то есть суммируется на основном заземлении. Поскольку существует только одна контрольная точка, нет общего импедансного соединения и, следовательно, нет проблемы взаимных помех.

* Цифровая область и аналоговая область, насколько это возможно, изоляция провода заземления, а также цифровое заземление и аналоговое заземление для разделения, наконец, подключены к заземлению источника питания.

* Заземляющий провод в каждой части цепи также должен учитывать принцип одноточечного заземления, минимизировать площадь сигнального контура и соответствующий адрес цепи фильтра поблизости.

* Если позволяет пространство, лучше изолировать каждый модуль заземляющим проводом, чтобы предотвратить эффект связи сигналов между собой.

5. Заключение

Ключ конструкции РЧ-печатной платы заключается в том, как уменьшить радиационную способность и как улучшить помехоустойчивость. Разумная компоновка и подключение – гарантия РАЗРАБОТКИ RF PCB. Метод, описанный в этой статье, полезен для повышения надежности конструкции печатной платы радиочастотной схемы, решения проблемы электромагнитных помех и достижения цели электромагнитной совместимости.