У дизајну ПЦБ плоча, са брзим повећањем фреквенције, доћи ће до много сметњи које се разликују од оних на нискофреквентним ПЦБ плочама. Штавише, са повећањем фреквенције и контрадикцијом између минијатуризације и ниске цене ПЦБ плоче, ове сметње постају све компликованије.

У стварном истраживању можемо закључити да постоје углавном четири аспекта сметњи, укључујући шум напајања, сметње у далеководу, спрезање и електромагнетне сметње (ЕМИ). Анализом различитих проблема сметњи високофреквентних ПЦБ-а и комбиновањем са праксом у раду, долазе се до ефикасних решења.

Прво, бука напајања

У високофреквентном колу, шум напајања има очигледан утицај на високофреквентни сигнал. Стога је први захтев напајања ниска бука. Чисти подови су једнако важни као и чиста електрична енергија. Зашто? Карактеристике снаге приказане су на слици 1. Очигледно, напајање има одређену импеданцију, а импеданса је распоређена по целом напајању, па ће се напајању додати и бука.

Тада бисмо требали минимизирати импеданцију напајања, па је најбоље имати намјенски слој напајања и слој уземљења. У дизајну хф кола, много је боље пројектовати напајање као слој него као магистралу у већини случајева, тако да петља увек може пратити пут минималне импедансе.

Осим тога, плоча за напајање мора обезбедити сигналну петљу за све генерисане и примљене сигнале на штампаној плочи. Ово минимизира сигналну петљу и на тај начин смањује шум, што дизајнери нискофреквентних кола често занемарују.

Дизајн ПЦБ-а високе фреквенције јавља се ометајућим решењима

Слика 1: Карактеристике снаге

Постоји неколико начина за уклањање шума напајања у дизајну ПЦБ -а:

1. Забележите пролазну рупу на плочи: пролазна рупа захтева урезане отворе на слоју напајања како би се оставио простор за пролаз кроз отвор. Ако је отвор слоја напајања превелик, он ће утицати на сигналну петљу, сигнал је присиљен да заобиђе, површина петље се повећава, а шум се повећава. У исто време, ако је неколико сигналних линија груписано близу отвора и деле исту петљу, заједничка импеданса ће изазвати преслушавање. Погледајте слику КСНУМКС.

Дизајн ПЦБ-а високе фреквенције јавља се ометајућим решењима

Слика 2: Уобичајена путања петље заобилазног сигнала

2. Прикључној линији је потребно довољно уземљења: сваки сигнал мора имати властиту власничку сигналну петљу, а површина петље сигнала и петље је што је могуће мања, што значи да сигнал и петља требају бити паралелни.

3. Аналогно и дигитално напајање за одвајање: високофреквентни уређаји су генерално веома осетљиви на дигиталну буку, па их треба раздвојити, повезати заједно на улазу у напајање, ако сигнал преко аналогног и дигиталног дела речи, могу се поставити у сигнал преко петље како би се смањила површина петље. Дигитално-аналогни распон који се користи за сигналну петљу приказан је на слици 3.

Дизајн ПЦБ-а високе фреквенције јавља се ометајућим решењима

Слика 3: Дигитално – аналогни распон за сигналну петљу

4. Избегавајте преклапање одвојених извора напајања између слојева: у противном шум кола може лако проћи кроз паразитску капацитивну спрегу.

5. Изолирајте осетљиве компоненте: као што је ПЛЛ.

6. Поставите кабл за напајање: Да бисте смањили сигналну петљу, поставите кабл за напајање на ивицу сигналне линије да бисте смањили шум, као што је приказано на слици 4.

Дизајн ПЦБ-а високе фреквенције јавља се ометајућим решењима

Слика 4: Поставите кабл за напајање поред сигналне линије

Два, далековод

У ПЦБ -у постоје само две могуће преносне линије:

Највећи проблем линије врпце и микроталасне линије је рефлексија. Рефлексија ће изазвати многе проблеме. На пример, сигнал оптерећења ће бити суперпозиција оригиналног сигнала и ехо сигнала, што ће повећати потешкоће у анализи сигнала. Рефлексија узрокује повратни губитак (повратни губитак), који утиче на сигнал једнако као и адитивне сметње у шуму:

1. Сигнал који се рефлектује назад до извора сигнала ће повећати шум система, отежавајући пријемнику разликовање шума од сигнала;

2. Сваки одбијени сигнал ће у основи погоршати квалитет сигнала и променити облик улазног сигнала. Уопштено говорећи, решење је углавном подударање импедансе (на пример, импеданса интерконекције би требало да се подудара са импедансом система), али понекад је прорачун импедансе проблематичнији, можете се обратити неком софтверу за прорачун импедансе далековода. Методе уклањања сметњи далековода у дизајну ПЦБ -а су следеће:

(а) Избегавајте прекид импедансе далековода. Тачку дисконтинуиране импедансе је тачку мутације далековода, попут правог угла, кроз отвор итд., Коју треба избегавати што је више могуће. Методе: Да бисте избегли праве углове линије, што је могуће даље до угла или лука од 45 °, велики угао такође може бити; Користите што је могуће мање пролазних рупа, јер свака пролазна рупа представља дисконтинуитет импедансе, као што је приказано на Сл. 5; Сигнали из спољног слоја избегавају пролаз кроз унутрашњи слој и обрнуто.

Дизајн ПЦБ-а високе фреквенције јавља се ометајућим решењима

Слика 5: Метода за уклањање сметњи у далеководу

(б) Не користите линије улога. Зато што је свака линија гомиле извор буке. Ако је вод за гомилу кратак, може се спојити на крају далековода; Ако је линија гомиле дугачка, она ће узети главни далековод као извор и произвести велику рефлексију, што ће закомпликовати проблем. Препоручује се да се не користи.

Треће, спојница

1. Веза са заједничком импедансом: то је заједнички канал за повезивање, односно извор сметњи и сметњи често деле неке проводнике (као што су напајање петље, магистрала и заједничко уземљење), као што је приказано на слици 6.

Дизајн ПЦБ-а високе фреквенције јавља се ометајућим решењима

Слика 6: Спојница са заједничком импедансом

У овом каналу, повратак Иц изазива напон заједничког режима у петљи серијске струје, утичући на пријемник.

2. Пољопривредна спрега заједничког режима ће узроковати да извор зрачења изазове заједнички мод напона у петљи коју формира интерферисано коло и на заједничкој референтној површини.

Ако је магнетско поље доминантно, вредност напона у заједничком моду генерисаног у серијском кругу масе је Вцм =-(△ Б/△ т)* површина (где је △ Б = промена интензитета магнетне индукције). Ако се ради о електромагнетном пољу, када је позната његова вредност електричног поља, његов индуковани напон: Вцм = (Л*Х*Ф*Е)/48, формула је погодна за Л (м) = 150МХз, изван ове границе, прорачун максималног индукованог напона може се поједноставити као: Вцм = 2*Х*Е.

3. Повезивање поља у диференцијалном режиму: односи се на директно зрачење помоћу жичаног пара или плоче на електроди и примљену индукцију његове петље. Ако се што више приближите двема жицама. Ова спојница је знатно смањена, па се две жице могу увити заједно како би се смањиле сметње.

4. Међурејно повезивање (преслушавање) може проузроковати нежељено спајање између било које линије или паралелног кола, што ће у великој мери оштетити перформансе система. Његов тип се може поделити на капацитивне и перцептивне преслушавања.

Први је зато што паразитски капацитет између водова ствара буку на извору буке спојену са линијом за пријем буке кроз убризгавање струје. Ово последње се може сматрати спрегом сигнала између примарних степена нежељеног паразитског трансформатора. Величина индуктивног преслушавања зависи од близине две петље, величине подручја петље и импедансе оптерећеног оптерећења.

5. Повезивање каблова за напајање: Наизменичне или једносмерне каблове за напајање ометају електромагнетне сметње

Пренос на друге уређаје.

Постоји неколико начина за уклањање преслушавања у дизајну ПЦБ -а:

1. Оба типа преслушавања се повећавају са повећањем импедансе оптерећења, тако да сигналне линије осетљиве на сметње изазване преслушавањем треба правилно прекинути.

2. Максимално повећајте растојање између сигналних водова како бисте ефикасно смањили капацитивне преслушавања. Управљање уземљењем, размаком између ожичења (као што су активни сигнални водови и водови уземљења за изолацију, посебно у стању скока између сигналне линије и масе на интервал) и смањење индуктивности електроде.

3. Капацитивни преслушавање се такође може ефикасно смањити уметањем жице за уземљење између суседних сигналних водова, која мора бити повезана са формацијом сваке четвртине таласне дужине.

4. За разумно преслушавање, подручје петље треба минимизирати, а ако је дозвољено, петљу треба уклонити.

5. Избегавајте петље за дељење сигнала.

6. Обратите пажњу на интегритет сигнала: пројектант би требао имплементирати крајеве у процес заваривања како би ријешио интегритет сигнала. Дизајнери који користе овај приступ могу се фокусирати на дужину микротраке заштитне бакрене фолије како би постигли добре перформансе интегритета сигнала. За системе са густим конекторима у комуникационој структури, дизајнер може користити ПЦБ као терминал.

Четири, електромагнетне сметње

Како се брзина повећава, ЕМИ постаје све озбиљнији и представља се у многим аспектима (попут електромагнетних сметњи на међусобним везама). Уређаји велике брзине су посебно осетљиви на то и примаће лажне сигнале велике брзине, док ће уређаји ниске брзине занемарити такве лажне сигнале.

Постоји неколико начина за уклањање електромагнетних сметњи у дизајну ПЦБ -а:

1. Смањите петље: Свака петља је еквивалентна антени, тако да морамо минимизирати број петљи, површину петљи и антенски ефекат петљи. Уверите се да сигнал има само једну путању петље у било које две тачке, избегавајте вештачке петље и користите енергетски слој кад год је то могуће.

2. Филтрирање: Филтрирање се може користити за смањење ЕМИ и на електричном и на сигналном воду. Постоје три методе: одвајање кондензатора, ЕМИ филтер и магнетни елемент. ЕМИ филтер приказан је на слици 7.

Дизајн ПЦБ-а високе фреквенције јавља се ометајућим решењима

Слика 7: Врсте филтера

3. Заштита. Као резултат дужине издања плус много дискусија о заштићеним чланцима, нема више конкретног увода.

4. Смањите брзину високофреквентних уређаја.

5. Повећајте диелектричну константу ПЦБ плоче, што може спречити да делови високе фреквенције, попут далековода у близини плоче, зраче према споља; Повећајте дебљину ПЦБ плоче, смањите дебљину микротракасте линије, можете спречити преливање електромагнетне линије, такође можете спречити зрачење.

На овом месту можемо закључити да у дизајну хф ПЦБ -а требамо следити следеће принципе:

1. Уједињење и стабилност напајања и уземљења.

2. Пажљиво размотрено ожичење и одговарајући завршеци могу уклонити рефлексије.

3. Пажљиво размотрено ожичење и одговарајући завршеци могу смањити капацитивне и индуктивне преслушавања.

4. Сузбијање буке је потребно да би се испунили захтеви ЕМЦ.