Z razvojem komunikacijske tehnologije ročni radio visokofrekvenčno vezje tehnologija se vse pogosteje uporablja, na primer: brezžični pozivni signal, mobilni telefon, brezžični dlančnik itd., delovanje radijskega frekvenčnega vezja neposredno vpliva na kakovost celotnega izdelka. Ena največjih značilnosti teh ročnih naprav je miniaturizacija, miniaturizacija pa pomeni, da je gostota komponent zelo velika, zaradi česar se komponente (vključno s SMD, SMC, golimi čipi itd.) Medsebojno motijo. Če z signalom elektromagnetnih motenj ne ravnate pravilno, celoten sistem vezja morda ne bo deloval pravilno. Zato je način preprečevanja in zatiranja elektromagnetnih motenj ter izboljšanja elektromagnetne združljivosti postal zelo pomembna tema pri oblikovanju tiskanega vezja RF vezja. Isti tokokrog, drugačna struktura PCB, njegov indeks učinkovitosti se bo močno razlikoval. Ta članek obravnava, kako povečati zmogljivost vezja za doseganje zahtev glede elektromagnetne združljivosti pri uporabi programske opreme Protel99 SE za oblikovanje PC vezja iz RF izdelkov iz dlani.

1. Izbira plošče

Podlaga tiskanega vezja vključuje organske in anorganske kategorije. Najpomembnejše lastnosti substrata so dielektrična konstanta ε R, faktor disipacije (ali dielektrične izgube) Tan δ, koeficient toplotnega raztezanja CET in absorpcija vlage. ε R vpliva na impedanco vezja in hitrost prenosa signala. Za visokofrekvenčna vezja je toleranca dovoljene prepustnosti prvi in ​​kritičnejši faktor, ki ga je treba upoštevati, zato je treba izbrati podlago z nizko toleranco prepustnosti.

2. Postopek oblikovanja PCB

Ker se programska oprema Protel99 SE razlikuje od Protel 98 in druge programske opreme, je na kratko obravnavan proces oblikovanja PCB s programsko opremo Protel99 SE.

① Ker Protel99 SE sprejme upravljanje načina baze podatkov PROJECT, ki je implicitno v sistemu Windows 99, bi morali najprej nastaviti datoteko zbirke podatkov za upravljanje shematskega diagrama vezja in oblikovane postavitve tiskanega vezja.

Oblikovanje shematskega diagrama. Za vzpostavitev omrežne povezave morajo vse uporabljene komponente obstajati v knjižnici komponent pred zasnovo načela; v nasprotnem primeru morajo biti zahtevane komponente narejene v SCHLIB in shranjene v datoteki knjižnice. Nato preprosto pokličete potrebne komponente iz knjižnice komponent in jih povežete v skladu z načrtovanim vezjem.

③ Po končani shematski zasnovi je mogoče oblikovati omrežno tabelo za uporabo pri načrtovanju tiskanih vezij.

DesignPCB zasnova. A. Določitev oblike in velikosti CB. Oblika in velikost PCB sta določena glede na položaj PCB v izdelku, velikost in obliko prostora ter sodelovanje z drugimi deli. Narišite obliko tiskanega vezja z ukazom PLACE TRACK na MECHANICAL LAYER. B. Naredite luknje za pozicioniranje, oči in referenčne točke na tiskanem vezju v skladu z zahtevami SMT. C. Proizvodnja sestavnih delov. Če morate uporabiti nekatere posebne komponente, ki ne obstajajo v knjižnici komponent, morate sestaviti komponente pred postavitvijo. Postopek izdelave komponent v Protel99 SE je razmeroma preprost. Izberite ukaz »MAKE LIBRARY« v meniju »DESIGN«, da vstopite v okno za izdelavo komponent, nato pa izberite ukaz »NEW COMPONENT« v meniju »TOOL« za DESIGN komponente. Trenutno samo narišite ustrezno PAD na določenem mestu in jo uredite v zahtevano PAD (vključno z obliko, velikostjo, notranjim premerom in kotom PAD itd. In označite ustrezno ime zatiča PAD) na TOP LAYER z ukazom PLACE PAD in tako naprej glede na obliko in velikost dejanske komponente. Nato z ukazom PLACE TRACK narišite največji videz komponente v TOP OVERLAYER, izberite ime komponente in jo shranite v knjižnico komponent. D. Po izdelavi sestavnih delov se izvede postavitev in ožičenje. Ta dva dela bosta podrobneje obravnavana v nadaljevanju. E. Preverite po zaključku zgornjega postopka. Po eni strani to vključuje pregled načela vezja, po drugi strani pa je treba preveriti ujemanje in sestavljanje drug drugega. Načelo vezja je mogoče ročno ali samodejno preveriti po omrežju (omrežje, ki ga tvori shematski diagram, je mogoče primerjati z omrežjem, ki ga tvori tiskana vezja). F. Po preverjanju arhivirajte in iznesite datoteko. V Protel99 SE morate zagnati ukaz EXPORT v možnosti FILE, da datoteko shranite na podano pot in FILE (ukaz IMPORT je IMPORT A FILE to Protel99 SE). Opomba: V možnosti »FILE« Protel99 SE »SAVE COPY AS…« Po izvedbi ukaza izbrano ime datoteke ni vidno v sistemu Windows 98, zato datoteke ni mogoče videti v upravitelju virov. To se razlikuje od »SAVE AS…« v Protel 98. Ne deluje popolnoma enako.

3. Postavitev komponent

Ker SMT na splošno uporablja toplotno varjenje z infrardečo pečjo za varjenje komponent, postavitev komponent vpliva na kakovost spajkalnih spojev in nato vpliva na donos izdelkov. Za načrtovanje PCB vezja RF elektromagnetna združljivost zahteva, da vsak modul vezja ne proizvaja elektromagnetnega sevanja v največji možni meri in ima določeno sposobnost, da se upira elektromagnetnim motnjam. Zato razporeditev komponent neposredno vpliva tudi na motnje in sposobnost proti motnjam samega vezja, kar je tudi neposredno povezano z zmogljivostmi projektiranega vezja. Zato bi morali pri načrtovanju RF vezja PCB poleg postavitve običajne zasnove PCB upoštevati tudi, kako zmanjšati motnje med različnimi deli RF vezja, kako zmanjšati motnje samega vezja v druga vezja in sposobnost vezja proti motnjam. Po izkušnjah učinek RF vezja ni odvisen le od indeksa zmogljivosti samega vezja RF, temveč tudi od interakcije s procesorsko ploščo CPU. Zato je pri načrtovanju PCB razumna postavitev še posebej pomembna.

Splošno načelo postavitve: sestavne dele je treba čim bolj razporediti v isto smer, slab zvarni pojav pa lahko zmanjšamo ali se mu celo izognemo, če izberemo smer PCB, ki vstopa v sistem taljenja kositra; Po izkušnjah mora biti prostor med komponentami najmanj 0.5 mm, da ustreza zahtevam komponent za taljenje kositra. Če prostor plošče PCB dopušča, mora biti prostor med komponentami čim širši. Za dvojne plošče mora biti ena stran zasnovana za komponente SMD in SMC, druga stran pa so ločene komponente.

Opomba pri postavitvi:

* Najprej določite položaj komponent vmesnika na tiskanem vezju z drugimi ploščami ali sistemi tiskanih vezij in bodite pozorni na usklajevanje komponent vmesnika (na primer usmerjenost komponent itd.).

* Zaradi majhne količine ročnih izdelkov so komponente kompaktno razporejene, zato je treba pri večjih sestavnih delih dati prednost določitvi ustrezne lokacije in razmisliti o problemu usklajevanja med seboj.

* skrbno analizo strukture vezja, obdelavo bloka vezja (kot je visokofrekvenčni ojačevalni krog, mešalni tokokrog in demodulacijski krog itd.), kolikor je mogoče ločiti signal močnega toka in signal šibkega toka, ločeno vezje digitalnega signala in analogni signal vezje, dokončati enako funkcijo vezja je treba razporediti v določenem območju, s čimer se zmanjša območje signalne zanke; Filtrirno omrežje vsakega dela vezja mora biti povezano v bližini, tako da se lahko zmanjša ne le sevanje, ampak tudi verjetnost motenj, glede na sposobnost motenj vezja.

* Združite celična vezja glede na njihovo občutljivost na elektromagnetno združljivost v uporabi. Komponente vezja, ki so občutljive na motnje, se morajo izogibati tudi virom motenj (na primer motnjam iz procesorja na plošči za obdelavo podatkov).

4. Ožičenje

Ko so sestavljeni deli, se lahko začne ožičenje. Osnovno načelo ožičenja je: glede na gostoto montaže je treba čim bolj izbrati obliko ožičenja z nizko gostoto, signalno ožičenje pa naj bo čim debelejše in tanjše, kar prispeva k ujemanju impedance.

Za RF vezje lahko nerazumna zasnova smeri signalne linije, širine in razmika med črtami povzroči motnje med prenosnimi linijami signalnih signalov; Poleg tega pri samem napajanju sistema obstajajo tudi motnje hrupa, zato je treba pri načrtovanju RF vezja tiskano vezje upoštevati celovito, razumno ožičenje.

Pri ožičenju morajo biti vsa ožičenja daleč od meje plošče PCB (približno 2 mm), da ne bi povzročila ali imela skrito nevarnost prekinitve žice med proizvodnjo tiskane plošče. Daljnovod mora biti čim širši, da se zmanjša upor zanke. Hkrati bi morala biti smer daljnovoda in ozemljitvena linija skladna s smerjo prenosa podatkov, da se izboljša sposobnost preprečevanja motenj. Signalni vodi morajo biti čim krajši, število lukenj pa čim bolj zmanjšano. Čim krajša je povezava med komponentami, tem bolje, da se zmanjša porazdelitev parametrov in elektromagnetnih motenj med seboj; Za nezdružljive signalne črte bi morale biti daleč drug od drugega in se izogibati vzporednim črtam, pri pozitivnih dveh straneh pa uporabiti vzajemne navpične signalne črte; Ožičenje, ki potrebuje naslov vogala, mora biti kot 135 °, kot je ustrezno, izogibajte se obračanju pod pravim kotom.

Linija, ki je neposredno povezana z blazinico, ne sme biti preširoka, žica pa mora biti čim bolj oddaljena od odklopljenih komponent, da bi se izognili kratkemu stiku; Luknje ne smejo biti vlečene na sestavnih delih in morajo biti čim dlje od ločenih komponent, da se izognemo virtualnemu varjenju, neprekinjenemu varjenju, kratkemu stiku in drugim pojavom v proizvodnji.

Pri načrtovanju PCB vezja RF je pravilno ožičenje daljnovoda in ozemljitvene žice še posebej pomembno, razumna zasnova pa je najpomembnejše sredstvo za premagovanje elektromagnetnih motenj. Precej virov motenj na tiskanih vezjih povzroča napajanje in ozemljitvena žica, med katerimi ozemljitvena žica povzroča največ hrupa.

Glavni razlog, zakaj ozemljitvena žica zlahka povzroči elektromagnetne motnje, je impedanca ozemljitvene žice. Ko tok teče skozi zemljo, se na tleh ustvari napetost, ki povzroči tok ozemljitvene zanke, ki tvori zanko tal. Ko več tokokrogov deli en kos ozemljitvene žice, pride do skupne impedančne sklopke, kar povzroči tako imenovani šum ozemljitve. Zato pri ožičenju ozemljitvene žice tiskanega vezja RF vezja naredite:

* Najprej je vezje razdeljeno na bloke, RF vezje je v osnovi mogoče razdeliti na visokofrekvenčno ojačanje, mešanje, demodulacijo, lokalne vibracije in druge dele, da se zagotovi skupna potencialna referenčna točka za ozemljitev vsakega vezja modula vezja, tako da signal se lahko prenaša med različnimi moduli vezja. Nato se povzame na mestu, kjer je tiskano vezje RF vezja povezano z maso, torej povzeto na glavnem ozemljitvi. Ker obstaja le ena referenčna točka, ni skupne impedančne sklopke in s tem tudi težav z medsebojnimi motnjami.

* Digitalno območje in analogno območje, kolikor je mogoče, izolacija ozemljitvene žice, digitalno ozemljitev in analogno ozemljitev pa ločite, končno priključite na ozemljitev za napajanje.

* Ozemljitvena žica v vsakem delu vezja mora biti pozorna tudi na načelo ozemljitve z eno točko, zmanjšati območje signalne zanke in ustrezen naslov vezja filtra v bližini.

* Če prostor dopušča, je bolje, da vsak modul izolirate z ozemljitveno žico, da preprečite učinek spenjanja signala med seboj.

5. Zaključek

Ključ zasnove RF PCB je v tem, kako zmanjšati sposobnost sevanja in kako izboljšati sposobnost proti motnjam. Razumna postavitev in ožičenje sta jamstvo ZA OBLIKOVANJE RF PCB. Metoda, opisana v tem prispevku, je v pomoč pri izboljšanju zanesljivosti zasnove tiskanega vezja RF vezja, reševanju problema elektromagnetnih motenj in doseganju namena elektromagnetne združljivosti.