Në hartimin e Bordi PCB, me rritjen e shpejtë të frekuencës, do të ketë shumë ndërhyrje e cila është e ndryshme nga ajo e bordit PCB me frekuencë të ulët. Për më tepër, me rritjen e frekuencës dhe kontradiktën midis miniaturizimit dhe kostos së ulët të bordit të PCB, këto ndërhyrje do të bëhen gjithnjë e më të komplikuara.

Në hulumtimin aktual, mund të konkludojmë se ekzistojnë kryesisht katër aspekte të ndërhyrjes, duke përfshirë zhurmën e furnizimit me energji elektrike, ndërhyrjen në linjën e transmetimit, bashkimin dhe ndërhyrjen elektromagnetike (IKE). Përmes analizimit të problemeve të ndryshme të ndërhyrjes të PCB me frekuencë të lartë dhe kombinimit me praktikën në punë, janë paraqitur zgjidhje efektive.

Së pari, zhurma e furnizimit me energji elektrike

Në qarkun me frekuencë të lartë, zhurma e furnizimit me energji elektrike ka një ndikim të dukshëm në sinjalin me frekuencë të lartë. Therefore, the first requirement of the power supply is low noise. Dyshemetë e pastra janë po aq të rëndësishme sa energjia elektrike e pastër. Pse? Karakteristikat e fuqisë janë treguar në Figurën 1. Natyrisht, furnizimi me energji elektrike ka një rezistencë të caktuar, dhe rezistenca shpërndahet në të gjithë furnizimin me energji elektrike, prandaj, zhurma do t’i shtohet furnizimit me energji elektrike.

Then we should minimize the impedance of the power supply, so it is best to have a dedicated power supply layer and grounding layer. Në hartimin e qarkut hf, është shumë më mirë të projektoni furnizimin me energji elektrike si një shtresë sesa si një autobus në shumicën e rasteve, në mënyrë që lak të mund të ndjekë gjithmonë rrugën e rezistencës minimale.

Përveç kësaj, bordi i energjisë duhet të sigurojë një lak sinjali për të gjithë sinjalet e krijuara dhe të marra në PCB. Kjo minimizon lakin e sinjalit dhe kështu zvogëlon zhurmën, e cila shpesh anashkalohet nga projektuesit e qarqeve me frekuencë të ulët.

Dizajni i PCB me frekuencë të lartë ndodh zgjidhje ndërhyrjeje

Figura 1: Karakteristikat e fuqisë

Ka disa mënyra për të eleminuar zhurmën e energjisë në hartimin e PCB:

1. Note the through hole on the board: the through hole requires etched openings on the power supply layer to leave space for the through hole to pass through. Nëse hapja e shtresës së furnizimit me energji është shumë e madhe, është e detyruar të ndikojë në lakin e sinjalit, sinjali detyrohet të anashkalojë, zona e lakut rritet dhe zhurma rritet. At the same time, if several signal lines are clustered near the opening and share the same loop, the common impedance will cause crosstalk. Shikoni Figurën 2.

Dizajni i PCB me frekuencë të lartë ndodh zgjidhje ndërhyrjeje

Figura 2: Rruga e zakonshme e lakut të sinjalit të anashkalimit

2. The connection line needs enough ground: each signal needs to have its own proprietary signal loop, and the loop area of the signal and loop is as small as possible, that is to say, the signal and loop should be parallel.

3. Furnizimi me energji analoge dhe dixhitale për t’u ndarë: pajisjet me frekuencë të lartë në përgjithësi janë shumë të ndjeshme ndaj zhurmës dixhitale, kështu që të dyja duhet të ndahen, të lidhura së bashku në hyrje të furnizimit me energji, nëse sinjali kalon nëpër pjesët analoge dhe dixhitale të fjalët, mund të vendosen në sinjal nëpër një lak për të zvogëluar zonën e lakut. Hapësira dixhitale-analoge e përdorur për lakun e sinjalit është treguar në Figurën 3.

Dizajni i PCB me frekuencë të lartë ndodh zgjidhje ndërhyrjeje

Figure 3: Digital – analog span for signal loop

4. Avoid overlapping of separate power supplies between layers: otherwise circuit noise can easily pass through parasitic capacitive coupling.

5. Isolate sensitive components: such as PLL.

6. Place the power cable: To reduce the signal loop, place the power cable on the edge of the signal line to reduce the noise, as shown in Figure 4.

Dizajni i PCB me frekuencë të lartë ndodh zgjidhje ndërhyrjeje

Figura 4: Vendoseni kordonin e energjisë pranë linjës së sinjalit

Two, transmission line

Ekzistojnë vetëm dy linja të mundshme transmetimi në një PCB:

Problemi më i madh i vijës së shiritit dhe mikrovalës është reflektimi. Reflektimi do të shkaktojë shumë probleme. Për shembull, sinjali i ngarkesës do të jetë mbivendosja e sinjalit origjinal dhe sinjali i jehonës, i cili do të rrisë vështirësinë e analizës së sinjalit. Reflektimi shkakton humbje kthimi (humbje kthimi), e cila ndikon në sinjal aq keq sa ndërhyrja shtesë e zhurmës:

1. Sinjali i pasqyruar në burimin e sinjalit do të rrisë zhurmën e sistemit, duke e bërë më të vështirë për marrësin të dallojë zhurmën nga sinjali;

2. Any reflected signal will basically degrade the signal quality and change the shape of the input signal. Generally speaking, the solution is mainly impedance matching (for example, the impedance of the interconnection should very match the impedance of the system), but sometimes the calculation of impedance is more troublesome, you can refer to some transmission line impedance calculation software. The methods of eliminating transmission line interference in PCB design are as follows:

(a) Shmangni ndërprerjen e impedancës së linjave të transmetimit. Pika e rezistencës së vazhdueshme është pika e mutacionit të linjës së transmetimit, siç është këndi i drejtë, përmes vrimës, etj., Duhet të shmanget sa më shumë që të jetë e mundur. Metodat: Për të shmangur qoshet e drejta të vijës, aq sa është e mundur për të shkuar në kënd 45 ° ose hark, Kënd i madh gjithashtu mund të jetë; Përdorni sa më pak vrima të jetë e mundur, sepse secila vrimë është një ndërprerje e rezistencës, siç tregohet në FIG. 5; Signals from the outer layer avoid passing through the inner layer and vice versa.

Dizajni i PCB me frekuencë të lartë ndodh zgjidhje ndërhyrjeje

Figure 5: Method for eliminating transmission line interference

(b) Do not use stake lines. Sepse çdo vijë grumbull është një burim zhurme. Nëse linja e grumbullit është e shkurtër, mund të lidhet në fund të linjës së transmetimit; Nëse linja e grumbullit është e gjatë, ajo do të marrë linjën kryesore të transmetimit si burim dhe do të prodhojë reflektim të madh, gjë që do ta komplikojë problemin. Rekomandohet të mos e përdorni.

Së treti, bashkimi

1. Common impedance coupling: it is a common coupling channel, that is, the interference source and the interfered device often share some conductors (such as loop power supply, bus, and common grounding), as shown in Figure 6.

Dizajni i PCB me frekuencë të lartë ndodh zgjidhje ndërhyrjeje

Figura 6: Bashkimi i rezistencës së përbashkët

In this channel, the drop back of the Ic causes a common-mode voltage in the series current loop, affecting the receiver.

2. The field common-mode coupling will cause the radiation source to cause common-mode voltages in the loop formed by the interfered circuit and on the common reference surface.

If the magnetic field is dominant, the value of the common-mode voltage generated in the series ground circuit is Vcm=-(△B/△t)* area (where △B= change in magnetic induction intensity). If it is an electromagnetic field, when its electric field value is known, its induced voltage: Vcm=(L* H *F*E)/48, the formula is suitable for L(m)=150MHz, beyond this limit, the calculation of the maximum induced voltage can be simplified as: Vcm=2* H *E.

3. Differential mode field coupling: refers to the direct radiation by wire pair or circuit board on the lead and its loop induction received. If you get as close to the two wires as possible. Ky bashkim zvogëlohet shumë, kështu që të dy telat mund të shtrembërohen së bashku për të zvogëluar ndërhyrjen.

4. Inter-line coupling (crosstalk) can cause unwanted coupling between any line or parallel circuit, which will greatly damage the performance of the system. Its type can be divided into capacitive crosstalk and perceptual crosstalk.

The former is because the parasitic capacitance between the lines makes the noise on the noise source coupled to the noise receiving line through current injection. The latter can be thought of as the coupling of signals between the primary stages of an unwanted parasitic transformer. Madhësia e kryqëzimit induktiv varet nga afërsia e dy sytheve, madhësia e zonës së lakut dhe rezistenca e ngarkesës së prekur.

5. Bashkimi i kabllove të energjisë: Kabllot e rrymës AC ose DC ndërhyjnë nga ndërhyrja elektromagnetike

Transferimi në pajisje të tjera.

There are several ways to eliminate crosstalk in PCB design:

1. Të dy llojet e kryqëzimeve rriten me rritjen e rezistencës së ngarkesës, kështu që linjat e sinjalit të ndjeshme ndaj ndërhyrjeve të shkaktuara nga kryqëzimi duhet të përfundojnë siç duhet.

2. Maksimizoni distancën midis linjave të sinjalit për të zvogëluar në mënyrë efektive kryqëzimin kapacitiv. Menaxhimi i tokës, distanca midis instalimeve elektrike (të tilla si linjat e sinjalit aktiv dhe linjat e tokës për izolim, veçanërisht në gjendjen e kërcimit midis vijës së sinjalit dhe tokës në interval) dhe zvogëloni induktancën e plumbit.

3. Capacitive crosstalk can also be effectively reduced by inserting a ground wire between adjacent signal lines, which must be connected to the formation every quarter of a wavelength.

4. Për një kryqëzim të arsyeshëm, zona e lakut duhet të minimizohet, dhe nëse lejohet, laku duhet të eliminohet.

5. Avoid signal sharing loops.

6. Kushtojini vëmendje integritetit të sinjalit: projektuesi duhet të zbatojë përfundimet në procesin e saldimit për të zgjidhur integritetin e sinjalit. Projektuesit që përdorin këtë qasje mund të përqëndrohen në gjatësinë e mikrostripit të fletës së bakrit mbrojtëse në mënyrë që të arrijnë një performancë të mirë të integritetit të sinjalit. For systems with dense connectors in the communication structure, the designer can use a PCB as the terminal.

Four, electromagnetic interference

As the speed increases, EMI becomes more and more serious and presents in many aspects (such as electromagnetic interference at interconnects). High-speed devices are particularly sensitive to this and will receive high-speed spurious signals, while low-speed devices will ignore such spurious signals.

Ka disa mënyra për të eleminuar ndërhyrjen elektromagnetike në hartimin e PCB:

1. Reduktoni sythe: Çdo lak është ekuivalent me një antenë, kështu që ne duhet të minimizojmë numrin e sytheve, zonën e sytheve dhe efektin e antenës të sytheve. Make sure the signal has only one loop path at any two points, avoid artificial loops and use the power layer whenever possible.

2. Filtering: Filtering can be used to reduce EMI on both the power line and the signal line. There are three methods: decoupling capacitor, EMI filter and magnetic element. EMI filter is shown in Figure 7.

Dizajni i PCB me frekuencë të lartë ndodh zgjidhje ndërhyrjeje

Figura 7: Llojet e filtrave

3. The shielding. Si rezultat i gjatësisë së çështjes plus shumë artikuj mbrojtës të diskutimit, pa hyrje specifike.

4. Reduce the speed of high-frequency devices.

5. Rritja e konstantes dielektrike të pllakës PCB, e cila mund të parandalojë që pjesët me frekuencë të lartë të tilla si linja e transmetimit pranë bordit të rrezatojnë nga jashtë; Increase the thickness of PCB board, minimize the thickness of microstrip line, can prevent electromagnetic line spillover, can also prevent radiation.

At this point, we can conclude that in hf PCB design, we should follow the following principles:

1. Unification and stability of power supply and ground.

2. Carefully considered wiring and proper terminations can eliminate reflections.

3. Instalimet e konsideruara me kujdes dhe përfundimet e duhura mund të zvogëlojnë kryqëzimin kapacitiv dhe induktiv.

4. Shtypja e zhurmës kërkohet për të përmbushur kërkesat e EMC.