site logo

Basic methods for minimizing RF effects during PCB interconnect design

The interconnect of circuit board system includes chip-to-circuit board, interconnect within PCB and interconnect between PCB and external devices. ආර්එෆ් සැලසුමේදී, අන්තර් සම්බන්ධක ස්ථානයේ ඇති විද්‍යුත් චුම්භක ලක්‍ෂණ ඉංජිනේරු සැලසුම මුහුණ දෙන එක් ප්‍රධාන ගැටලුවකි. මෙම ලිපිය මඟින් ඉහත සඳහන් අන්තර් සම්බන්ධක සැලසුම් ක්‍රම තුනේ විවිධ තාක්‍ෂණ හඳුන්වා දෙන අතර ඒවාට උපාංග සවිකිරීමේ ක්‍රම, වයරින් හුදකලා වීම සහ ඊයම් ප්‍රේරණය අඩු කිරීමේ පියවර ඇතුළත් වේ.

ipcb

මුද්‍රිත පරිපථ පුවරු වැඩි වන වාර ගණනකින් සැලසුම් කර ඇති බවට ලකුණු තිබේ. දත්ත අනුපාත අඛණ්ඩව ඉහළ යත්ම, දත්ත සම්ප්‍රේෂණය සඳහා අවශ්‍ය වන කලාප පළල ද සංඥා සංඛ්‍යාත සිවිලිම 1GHz හෝ ඊට වැඩි අගයකට තල්ලු කරයි. මෙම අධි සංඛ්‍යාත සංඥා තාක්‍ෂණය, මිලිමීටර තරංග තාක්‍ෂණයෙන් (30GHz) බොහෝ දුරට වඩා, ආර්එෆ් සහ පහළ මට්ටමේ මයික්‍රෝවේව් තාක්‍ෂණය ඇතුළත් වේ.

සාමාන්‍යයෙන් ඉහළ සංඛ්‍යාත වලින් ජනනය වන ප්‍රබල විද්‍යුත් චුම්භක ක්ෂේත්‍ර ආචරණ හැසිරවීමට ආර්එෆ් ඉංජිනේරු සැලසුම් ක්‍රම වලට හැකි විය යුතුය. මෙම විද්‍යුත් චුම්භක ක්ෂේත්‍රයන්ට යාබද සංඥා රේඛා හෝ පීසීබී රේඛා හරහා සංඥා ඇති කළ හැකි අතර එමඟින් අනවශ්‍ය හරස්කඩ (ඇඟිලි ගැසීම් සහ සම්පූර්ණ ශබ්දය) ඇති වන අතර පද්ධති ක්‍රියාකාරිත්වයට හානි වේ. පසුබිම් වීම ප්‍රධාන වශයෙන් සිදු වන්නේ සම්බාධනය නොගැලපීම නිසා වන අතර එමඟින් සංඥා කෙරෙහි ආකලන ශබ්දය හා ඇඟිලි ගැසීම් මෙන් ම බලපෑමක් ඇති කරයි.

ඉහළ ප්‍රතිලාභය අහිමි වීම negativeණාත්මක බලපෑම් දෙකක් ඇති කරයි: 1. සංඥා ප්‍රභවයට නැවත පරාවර්තනය වන සංඥා මඟින් පද්ධතියේ ශබ්දය වැඩි කරන අතර එමඟින් ග්‍රාහකයාට සංඥා වලින් ශබ්දය වෙන්කර හඳුනා ගැනීම වඩාත් දුෂ්කර වේ; 2 2. ආදාන සංඥා වල හැඩය වෙනස් වන හෙයින් පරාවර්තනය වන ඕනෑම සංඥාවක් අත්‍යවශ්‍යයෙන්ම සංඥා වල ගුණාත්මක භාවය පිරිහෙයි.

සංඥා 1 සහ 0 සමඟ පමණක් කටයුතු කරන නිසා ඩිජිටල් පද්ධති ඉතා වැරදි ලෙස ඉවසා සිටියත්, ස්පන්දනය අධික වේගයෙන් ඉහළ යන විට ජනනය වන හාර්මොනික්ස් නිසා ඉහළ සංඛ්‍යාත වලින් සංඥා දුර්වල වීමට හේතු වේ. ඉදිරි වැරදි නිවැරදි කිරීම මඟින් සමහර negativeණාත්මක බලපෑම් ඉවත් කළ හැකි වුවද, පද්ධති තරංග පළලෙන් කොටසක් අතිරික්ත දත්ත සම්ප්‍රේෂණය සඳහා භාවිතා කරන අතර එමඟින් කාර්ය සාධන පිරිහීම සිදු වේ. සංඥා අඛණ්ඩතාවයෙන් thanත් වීමට වඩා උපකාරී වන ආර්එෆ් බලපෑම් තිබීම වඩා හොඳ විසඳුමකි. VSWR 25 ට සමාන ඩිජිටල් පද්ධතියක (සාමාන්‍යයෙන් දුර්වල දත්ත ලක්ෂ්‍යයක) ඉහළම සංඛ්‍යාතයේ මුළු ප්‍රතිලාභ අලාභය -1.1dB වීම රෙකමදාරු කරනු ලැබේ.

PCB සැලසුම කුඩා, වේගවත් හා අඩු වියදම් සහිත වීම අරමුණු කරයි. For RF PCBS, high-speed signals sometimes limit the miniaturization of PCB designs. At present, the main method to solve the problem of cross-talk is ground management, spacing between wiring and reducing lead inductance. ප්‍රතිලාභය අඩු කිරීමේ ප්‍රධාන ක්‍රමය නම් සම්බාධනය ගැලපීමයි. මෙම ක්‍රමයට විශේෂයෙන් සංඥා රේඛාවේ සහ භූමියේ තත්ත්‍වය අතර පරිවාරක ද්‍රව්‍ය කාර්යක්ෂම ලෙස කළමනාකරණය කිරීම සහ ක්‍රියාකාරී සංඥා රේඛා සහ බිම් රේඛා හුදකලා වීම ඇතුළත් වේ.

RF සැලසුමේදී පරිපථ දාමයේ අන්තර් සම්බන්ධකය දුර්වලම සම්බන්ධකය වන හෙයින්, ඉංජිනේරු සැලසුම මුහුණ දෙන ප්‍රධාන ගැටළුව වන්නේ අන්තර් සම්බන්ධක ලක්ෂ්‍යයේ විද්‍යුත් චුම්භක ගුණාංගයන් වන හෙයින්, සෑම අන්තර් සම්බන්ධක ලක්ෂ්‍යයක්ම සොයා බලා පවතින ගැටලු විසඳිය යුතුය. පරිපථ මණ්ඩල අන්තර් සම්බන්ධතාවයට චිප්-සිට-පරිපථ පුවරුව අතර සම්බන්ධතාවය, පීසීබී අන්තර් සම්බන්ධතාවය සහ පීසීබී සහ බාහිර උපාංග අතර සංඥා ආදානය/ප්‍රතිදාන සම්බන්ධතාවය ඇතුළත් වේ.

Interconnection between chip and PCB board

The PenTIum IV and high-speed chips containing a large number of input/output interconnects are already available. As for the chip itself, its performance is reliable, and the processing rate has been able to reach 1GHz. One of the most exciting aspects of the recent GHz Interconnect symposium (www.az.ww. Com) is that approaches to dealing with the ever-increasing volume and frequency of I/O are well known. The main problem of interconnect between chip and PCB is that the density of interconnect is too high. An innovative solution was presented that uses a local wireless transmitter inside the chip to transmit data to a nearby circuit board.

මෙම විසඳුම ක්‍රියාත්මක වුවත් නැතත්, එච්එෆ් යෙදුම් සඳහා අයිසී සැලසුම් තාක්‍ෂණය පීසීබී සැලසුම් කිරීමේ තාක්‍ෂණයට වඩා බොහෝ ඉදිරියෙන් සිටින බව පැමිණ සිටි අයට පැහැදිලි විය.

PCB අන්තර් සම්බන්ධිත

එච්එෆ් පීසීබී සැලසුම් කිරීමේ ක්‍රම සහ ක්‍රම පහත පරිදි වේ:

1. ආපසු ලැබීමේ පාඩුව අඩු කිරීම සඳහා සම්ප්‍රේෂණ රේඛා කෙළවර සඳහා 45 ° කෝණයක් භාවිතා කළ යුතුය (FIG. 1);

2 දැඩි ලෙස පාලනය කරන ලද ඉහළ ක්‍රියාකාරී පරිවාරක පරිපථ පුවරුවේ මට්ටම අනුව පරිවාරක නියත අගය. පරිවාරක ද්‍රව්‍ය සහ යාබද වයර් අතර විද්‍යුත් චුම්භක ක්ෂේත්‍රය ඵලදායීව කළමනාකරණය කිරීම සඳහා මෙම ක්‍රමය වාසිදායක වේ.

3. ඉහළ නිරවද්‍යතාවයකින් කැටයම් කිරීම සඳහා PCB සැලසුම් පිරිවිතරයන් වැඩිදියුණු කළ යුතුය. අඟල් +/- 0.0007 ක මුළු රේඛා පළල දෝශයක් සඳහන් කිරීම, වයර් හැඩයේ යටි පතුල් සහ හරස්කඩ කළමනාකරණය කිරීම සහ පැති බිත්ති සැකසීමේ කොන්දේසි සඳහන් කිරීම සලකා බලන්න. මයික්‍රෝවේව් තරංග සංඛ්‍යාත වලට අදාළ සමේ බලපෑම් වලට පිළියම් යෙදීම සහ මෙම පිරිවිතරයන් ක්‍රියාත්මක කිරීම සඳහා වයර් (වයර්) ජ්‍යාමිතිය සහ ආලේපන මතුපිට සමස්ථ කළමනාකරණය කිරීම වැදගත් වේ.

4. නෙරා ඇති ඊයම් වල ටැප් ප්‍රේරණය ඇත. ඊයම් සහිත සංරචක භාවිතා කිරීමෙන් වලකින්න. ඉහළ සංඛ්‍යාත පරිසරයන් සඳහා මතුපිට සවිකර ඇති සංරචක භාවිතා කිරීම වඩාත් සුදුසුය.

5. සිදුරු හරහා සංඥා ලබා ගැනීම සඳහා සංවේදී තහඩුව මත PTH ක්‍රියාවලිය භාවිතා කිරීමෙන් වලකින්න, මෙම ක්‍රියාවලිය සිදුර හරහා ඊයම් ප්‍රේරණය වීමට හේතු විය හැක.

6. බහුල බිම් ස්ථර ලබා දීම. 3 ඩී විද්‍යුත් චුම්භක ක්ෂේත්‍ර පරිපථ පුවරුවට ඇතිවීම වැළැක්වීම සඳහා මෙම බිම් ස්ථර සම්බන්ධ කිරීම සඳහා අච්චු කළ සිදුරු භාවිතා කෙරේ.

7. විද්‍යුත් විච්ඡේදනය නොවන නිකල් ආලේප කිරීම හෝ ගිල්වීමේ රන් ආලේපන ක්‍රියාවලිය තෝරා ගැනීමට, එච්ඒඑස්එල් ආලේපන ක්‍රමය භාවිතා නොකරන්න. මෙම විද්‍යුත් විච්ඡේදනය කරන ලද මතුපිට ඉහළ සංඛ්‍යාත ධාරා සඳහා වඩා හොඳ සමේ බලපෑමක් ලබා දෙයි (රූපය 2). ඊට අමතරව, ඉහළ වෑල්ඩින් කළ හැකි මෙම ආලේපනයට පාරිසරික දූෂණය අවම කිරීමට උපකාරී වන ඊයම් ප්‍රමාණය අඩු වේ.

8. පෑස්සුම් ප්‍රතිරෝධී තට්ටුවට පෑස්සුම් ඇලවීම ගලා යාම වැළැක්විය හැකිය. කෙසේ වෙතත්, ඝනකමේ අවිනිශ්චිතතාවය සහ නොදන්නා පරිවාරක ක්‍රියාකාරිත්වය හේතුවෙන්, මුළු තහඩු මතුපිටම පෑස්සුම් ප්‍රතිරෝධක ද්‍රව්‍ය වලින් ආවරණය කිරීම, මයික්‍රොස්ට්‍රිප් සැලැස්මේ විද්‍යුත් චුම්භක ශක්තියේ විශාල වෙනසකට තුඩු දෙනු ඇත. Generally, solder dam is used as solder resistance layer.

මෙම ක්‍රම ගැන ඔබ නොදන්නා නම්, හමුදාව සඳහා මයික්‍රෝවේව් තරංග පරිපථ පුවරුවල වැඩ කර ඇති පළපුරුදු නිර්මාණ ඉංජිනේරුවෙකුගෙන් විමසන්න. ඔබට දැරිය හැකි මිල පරාසය ගැන ද ඔවුන් සමඟ සාකච්ඡා කළ හැකිය. For example, it is more economical to use a copper-backed coplanar microstrip design than a strip design. Discuss this with them to get a better idea. හොඳ ඉංජිනේරුවන් පිරිවැය ගැන සිතීමට පුරුදු නොවිය හැකි නමුත් ඔවුන්ගේ උපදෙස් බෙහෙවින් ප්‍රයෝජනවත් විය හැකිය. ආර්එෆ් බලපෑම් ගැන හුරුපුරුදු නැති සහ ආර්එෆ් බලපෑම් සමඟ කටයුතු කිරීමේ පළපුරුද්දක් නැති තරුණ ඉංජිනේරුවන් පුහුණු කිරීම දිගු කාලීන රැකියාවක් වනු ඇත.

ඊට අමතරව, ආර්එෆ් ප්‍රයෝග හැසිරවීමට හැකි වන පරිදි පරිගණක ආකෘතිය වැඩි දියුණු කිරීම වැනි වෙනත් විසඳුම් ලබා ගත හැකිය.

PCB බාහිර උපාංග සමඟ අන්තර් සම්බන්ධිතයි

පුවරුවේ සහ විවික්ත සංරචක වල අන්තර් සම්බන්ධතාවයන් මත සංඥා කළමනාකරණයේ සියලු ගැටලු අප විසඳා ඇතැයි අපට දැන් උපකල්පනය කළ හැකිය. ඉතින් පරිපථ පුවරුවේ සිට දුරස්ථ උපකරණය සම්බන්ධ කරන වයර් දක්වා සංඥා ආදාන/ප්‍රතිදාන ගැටලුව ඔබ විසඳන්නේ කෙසේද? Trompeter Electronics, an innovator in coaxial cable technology, is working on this problem and has made some important progress (Figure 3). එසේම, පහත රූප සටහන 4 හි දැක්වෙන විද් යුත් චුම්භක ක්ෂේත් රය දෙස බලන්න. මෙම අවස්ථාවේදී, අපි මයික්‍රෝ ස්ට්‍රිප් සිට කොක්සියල් කේබල් දක්වා පරිවර්තනය කිරීම කළමනාකරණය කරමු. කෝක්ෂික කේබල් වල, බිම් ස්ථර වල මුදු වලට සම්බන්ධ වී ඒකාකාරව තබා ඇත. මයික්‍රෝබෙල්ට් වල, භූගත තට්ටුව ක්‍රියාකාරී රේඛාවට පහළින් ඇත. මෙය සැලසුම් කරන අවස්ථාවේ තේරුම් ගත යුතු, පුරෝකථනය කළ යුතු සහ සලකා බැලිය යුතු යම් යම් අද්විතීය බලපෑම් හඳුන්වා දෙයි. ඇත්ත වශයෙන්ම, මෙම නොගැලපීම පසුබෑමට හේතු විය හැකි අතර ශබ්දය සහ සංඥා බාධා වළක්වා ගැනීම සඳහා එය අවම කළ යුතුය.

අභ්යන්තර සම්බාධනය ගැටළුව කළමනාකරණය කිරීම නොසලකා හැරිය හැකි සැලසුම් ගැටළුවක් නොවේ. සම්බාධනය පරිපථ පුවරුවේ මතුපිටින් ආරම්භ වන අතර, පෑස්සුම් සන්ධියක් හරහා සන්ධිය දක්වා ගමන් කර කොක්සියල් කේබලයෙන් අවසන් වේ. සම්බාධනය සංඛ්‍යාතය අනුව වෙනස් වන හෙයින්, සංඛ්‍යාතය වැඩි වන තරමට සම්බාධනය කළමනාකරණය කිරීම වඩාත් දුෂ්කර ය. බ්‍රෝඩ්බෑන්ඩ් හරහා සංඥා සම්ප්‍රේෂණය කිරීමට ඉහළ සංඛ්‍යාත භාවිතා කිරීමේ ගැටලුව ප්‍රධාන සැලසුම් ගැටළුව ලෙස පෙනේ.

This paper summarizes

PCB platform technology needs continuous improvement to meet the requirements of IC designers. Hf signal management in PCB design and signal input/output management on PCB board need continuous improvement. Whatever exciting innovations are coming, I think bandwidth is going to get higher and higher, and using high frequency signals is going to be a prerequisite for that growth.