site logo

PCB ఇంటర్‌కనక్షన్ డిజైన్‌లో RF ప్రభావాలను ఎలా సమర్థవంతంగా తగ్గించవచ్చు?

The interconnect of ముద్రిత సర్క్యూట్ బోర్డు సిస్టమ్‌లో చిప్-టు-సర్క్యూట్ బోర్డ్, PCB లోపల ఇంటర్‌కనెక్ట్ మరియు PCB మరియు బాహ్య పరికరాల మధ్య ఇంటర్‌కనెక్ట్ ఉన్నాయి. In RF design, the electromagnetic characteristics at the interconnect point is one of the main problems faced by engineering design. This paper introduces various techniques of the above three types of interconnect design, including device installation methods, isolation of wiring and measures to reduce lead inductance.

ipcb

ముద్రిత సర్క్యూట్ బోర్డులు పెరుగుతున్న ఫ్రీక్వెన్సీతో రూపొందించబడినట్లు సంకేతాలు ఉన్నాయి. As data rates continue to increase, the bandwidth required for data transmission also pushes the signal frequency ceiling to 1GHz or higher. This high frequency signal technology, although far beyond the millimeter wave technology (30GHz), does involve RF and low-end microwave technology.

RF ఇంజనీరింగ్ డిజైన్ పద్ధతులు బలమైన విద్యుదయస్కాంత క్షేత్ర ప్రభావాలను నిర్వహించగలవు, ఇవి సాధారణంగా అధిక పౌనenciesపున్యాల వద్ద ఉత్పత్తి చేయబడతాయి. ఈ విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రాలు ప్రక్కనే ఉన్న సిగ్నల్ లైన్‌లు లేదా పిసిబి లైన్‌లపై సిగ్నల్‌లను ప్రేరేపించగలవు, అవాంఛనీయ క్రాస్‌స్టాక్ (జోక్యం మరియు మొత్తం శబ్దం) మరియు సిస్టమ్ పనితీరును దెబ్బతీస్తాయి. Backloss is mainly caused by impedance mismatch, which has the same effect on the signal as additive noise and interference.

High return loss has two negative effects: 1. The signal reflected back to the signal source will increase the noise of the system, making it more difficult for the receiver to distinguish noise from signal; 2. 2. ఏదైనా ప్రతిబింబించే సిగ్నల్ తప్పనిసరిగా సిగ్నల్ నాణ్యతను దిగజారుస్తుంది ఎందుకంటే ఇన్‌పుట్ సిగ్నల్ ఆకారం మారుతుంది.

డిజిటల్ సిస్టమ్‌లు 1 మరియు 0 సిగ్నల్‌లతో మాత్రమే వ్యవహరిస్తున్నందున చాలా తప్పుగా తట్టుకోగలిగినప్పటికీ, పల్స్ అధిక వేగంతో పెరుగుతున్నప్పుడు ఉత్పన్నమయ్యే హార్మోనిక్స్ అధిక పౌన .పున్యాల వద్ద సిగ్నల్ బలహీనంగా ఉంటుంది. ఫార్వర్డ్ ఎర్రర్ కరెక్షన్ కొన్ని ప్రతికూల ప్రభావాలను తొలగించగలిగినప్పటికీ, సిస్టమ్ బ్యాండ్‌విడ్త్‌లో కొంత భాగం అనవసరమైన డేటాను ప్రసారం చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది, ఫలితంగా పనితీరు క్షీణత ఏర్పడుతుంది. సిగ్నల్ సమగ్రతను తగ్గించకుండా సహాయపడే RF ప్రభావాలను కలిగి ఉండటం మంచి పరిష్కారం. డిజిటల్ సిస్టమ్ (సాధారణంగా పేలవమైన డేటా పాయింట్) అత్యధిక ఫ్రీక్వెన్సీలో మొత్తం రిటర్న్ నష్టం -25dB, ఇది VSWR 1.1 కి సమానం అని సిఫార్సు చేయబడింది.

PCB డిజైన్ చిన్నది, వేగవంతమైనది మరియు తక్కువ ఖర్చుతో కూడుకున్నది. RFPCB కొరకు, హై-స్పీడ్ సిగ్నల్స్ కొన్నిసార్లు PCB డిజైన్ల సూక్ష్మీకరణను పరిమితం చేస్తాయి. ప్రస్తుతం, క్రాసరేషన్ సమస్యను పరిష్కరించడానికి ప్రధాన పద్ధతి గ్రౌండ్ కనెక్షన్ నిర్వహణ, వైరింగ్ మధ్య అంతరాన్ని నిర్వహించడం మరియు లీడ్ ఇండక్టెన్స్‌ను తగ్గించడం. రాబడి నష్టాన్ని తగ్గించడానికి ప్రధాన పద్ధతి ఇంపెడెన్స్ మ్యాచింగ్. ఈ పద్ధతిలో ఇన్సులేషన్ మెటీరియల్స్ యొక్క సమర్థవంతమైన నిర్వహణ మరియు యాక్టివ్ సిగ్నల్ లైన్స్ మరియు గ్రౌండ్ లైన్స్‌ని వేరుచేయడం, ముఖ్యంగా సిగ్నల్ లైన్ మరియు గ్రౌండ్ మధ్య ఉంటుంది.

సర్క్యూట్ చైన్‌లో ఇంటర్‌కనెక్ట్ బలహీనమైన లింక్ అయినందున, RF డిజైన్‌లో, ఇంటర్‌కనెక్ట్ పాయింట్ యొక్క విద్యుదయస్కాంత లక్షణాలు ఇంజనీరింగ్ డిజైన్‌ను ఎదుర్కొంటున్న ప్రధాన సమస్య, ప్రతి ఇంటర్‌కనెక్ట్ పాయింట్‌ని పరిశోధించి, ఉన్న సమస్యలను పరిష్కరించాలి. సర్క్యూట్ బోర్డ్ ఇంటర్ కనెక్షన్‌లో చిప్-టు-సర్క్యూట్ బోర్డ్ ఇంటర్‌కనక్షన్, పిసిబి ఇంటర్‌కనక్షన్ మరియు పిసిబి మరియు బాహ్య పరికరాల మధ్య సిగ్నల్ ఇన్‌పుట్/అవుట్‌పుట్ ఇంటర్‌కనక్షన్ ఉన్నాయి.

I. చిప్ మరియు PCB బోర్డ్ మధ్య ఇంటర్ కనెక్షన్

ఈ పరిష్కారం పనిచేస్తుందో లేదో, హెచ్‌ఎఫ్ అప్లికేషన్‌ల కోసం పిసిబి డిజైన్ టెక్నాలజీ కంటే ఐసి డిజైన్ టెక్నాలజీ చాలా ముందుందని హాజరైన వారికి స్పష్టమైంది.

PCB ఇంటర్‌కనెక్ట్

Hf PCB డిజైన్ కోసం సాంకేతికతలు మరియు పద్ధతులు క్రింది విధంగా ఉన్నాయి:

1. రిటర్న్ లాస్ (FIG. 45) తగ్గించడానికి ట్రాన్స్మిషన్ లైన్ కార్నర్ కోసం 1 ° యాంగిల్ ఉపయోగించాలి;

2 ఇన్సులేషన్ స్థిరమైన విలువ ఖచ్చితంగా నియంత్రించబడిన అధిక-పనితీరు ఇన్సులేటింగ్ సర్క్యూట్ బోర్డ్ స్థాయి ప్రకారం. ఇన్సులేటింగ్ మెటీరియల్ మరియు ప్రక్కనే ఉన్న వైరింగ్ మధ్య విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సమర్థవంతంగా నిర్వహించడానికి ఈ పద్ధతి ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది.

3. అధిక సూక్ష్మత ఎచింగ్ కోసం PCB డిజైన్ లక్షణాలు మెరుగుపరచబడాలి. మొత్తం లైన్ వెడల్పు లోపం +/- 0.0007 అంగుళాలు పేర్కొనడాన్ని పరిగణించండి, వైరింగ్ ఆకారాల అండర్‌కట్ మరియు క్రాస్ సెక్షన్‌లను నిర్వహించడం మరియు వైరింగ్ సైడ్ వాల్ ప్లేటింగ్ పరిస్థితులను పేర్కొనడం. Overall management of wiring (wire) geometry and coating surfaces is important to address skin effects related to microwave frequencies and to implement these specifications.

4. పొడుచుకు వచ్చిన లీడ్స్‌లో ట్యాప్ ఇండక్టెన్స్ ఉంది. లీడ్స్‌తో భాగాలను ఉపయోగించడం మానుకోండి. అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ పరిసరాల కోసం, ఉపరితల మౌంటెడ్ భాగాలను ఉపయోగించడం ఉత్తమం.

5. రంధ్రాల ద్వారా సిగ్నల్ కోసం, సున్నితమైన ప్లేట్‌లో PTH ప్రక్రియను ఉపయోగించకుండా ఉండండి, ఎందుకంటే ఈ ప్రక్రియ ద్వారా రంధ్రం ద్వారా సీసం ఇండక్టెన్స్ ఏర్పడుతుంది. Lead inductance can affect layers 4 to 19 if a through-hole in a 20-ply board is used to connect layers 1 to 3.

6. సమృద్ధిగా నేల పొరలను అందించండి. Moulded holes are used to connect these grounding layers to prevent 3d electromagnetic fields from affecting the circuit board.

7. విద్యుద్విశ్లేషణ లేని నికెల్ ప్లేటింగ్ లేదా ఇమ్మర్షన్ గోల్డ్ ప్లేటింగ్ ప్రక్రియను ఎంచుకోవడానికి, HASL ప్లేటింగ్ పద్ధతిని ఉపయోగించవద్దు. ఈ ఎలక్ట్రోప్లేటెడ్ ఉపరితలం అధిక పౌన frequencyపున్య ప్రవాహాల కోసం మెరుగైన చర్మ ప్రభావాన్ని అందిస్తుంది (మూర్తి 2). In addition, this highly weldable coating requires fewer leads, helping to reduce environmental pollution.

8. Solder resistance layer can prevent solder paste from flowing. అయినప్పటికీ, మందం యొక్క అనిశ్చితి మరియు తెలియని ఇన్సులేషన్ పనితీరు కారణంగా, మొత్తం ప్లేట్ ఉపరితలాన్ని టంకము నిరోధక పదార్థంతో కప్పి ఉంచడం వలన మైక్రోస్ట్రిప్ డిజైన్‌లో విద్యుదయస్కాంత శక్తిలో పెద్ద మార్పు వస్తుంది. Generally, solderdam is used as welding resistance layer.

మీకు ఈ పద్ధతులు తెలియకపోతే, మిలిటరీ కోసం మైక్రోవేవ్ సర్క్యూట్ బోర్డ్‌లపై పనిచేసిన అనుభవజ్ఞుడైన డిజైన్ ఇంజనీర్‌ను సంప్రదించండి. You can also discuss with them what price range you can afford. ఉదాహరణకు, స్ట్రిప్‌లైన్ డిజైన్ కంటే కాపర్-బ్యాక్డ్ కోప్లనార్ మైక్రోస్ట్రిప్ డిజైన్‌ను ఉపయోగించడం మరింత పొదుపుగా ఉంటుంది మరియు మెరుగైన సలహాలు పొందడానికి మీరు వారితో చర్చించవచ్చు. మంచి ఇంజనీర్లు ఖర్చు గురించి ఆలోచించడం అలవాటు చేసుకోకపోవచ్చు, కానీ వారి సలహా చాలా ఉపయోగకరంగా ఉంటుంది. RF ప్రభావాలతో పరిచయం లేని మరియు RF ప్రభావాలతో వ్యవహరించే అనుభవం లేని యువ ఇంజనీర్లకు శిక్షణ ఇవ్వడం దీర్ఘకాలిక పని.

అదనంగా, RF ప్రభావాలను నిర్వహించగలిగేలా కంప్యూటర్ మోడల్‌ను మెరుగుపరచడం వంటి ఇతర పరిష్కారాలను స్వీకరించవచ్చు.

PCB బాహ్య పరికరాలతో ఇంటర్‌కనెక్ట్ అవుతుంది

మేము ఇప్పుడు బోర్డులో మరియు వివిక్త భాగాల ఇంటర్‌కనెక్షన్‌లలో అన్ని సిగ్నల్ మేనేజ్‌మెంట్ సమస్యలను పరిష్కరించాము. రిమోట్ పరికరాన్ని కనెక్ట్ చేసే వైర్‌కి సర్క్యూట్ బోర్డ్ నుండి సిగ్నల్ ఇన్‌పుట్/అవుట్‌పుట్ సమస్యను మీరు ఎలా పరిష్కరిస్తారు? TrompeterElectronics, ఏకాక్షక కేబుల్ టెక్నాలజీలో ఆవిష్కర్త, ఈ సమస్యపై పని చేస్తున్నారు మరియు కొన్ని ముఖ్యమైన పురోగతిని సాధించారు (ఫిగర్ 3). Also, take a look at the electromagnetic field shown in Figure 4 below. ఈ సందర్భంలో, మేము మైక్రోస్ట్రిప్ నుండి ఏకాక్షక కేబుల్‌కు మార్పిడిని నిర్వహిస్తాము. ఏకాక్షక కేబుల్స్‌లో, నేల పొరలు రింగులుగా మరియు సమానంగా ఖాళీగా ఉంటాయి. మైక్రోబెల్ట్‌లలో, గ్రౌండింగ్ పొర క్రియాశీల రేఖకు దిగువన ఉంటుంది. ఇది డిజైన్ సమయంలో అర్థం చేసుకోవడం, అంచనా వేయడం మరియు పరిగణించాల్సిన కొన్ని ఎడ్జ్ ఎఫెక్ట్‌లను పరిచయం చేస్తుంది. వాస్తవానికి, ఈ అసమతుల్యత బ్యాక్‌లాస్‌కు దారితీస్తుంది మరియు శబ్దం మరియు సిగ్నల్ జోక్యాన్ని నివారించడానికి తప్పనిసరిగా తగ్గించాలి.

అంతర్గత ఇంపెడెన్స్ సమస్య నిర్వహణ అనేది నిర్లక్ష్యం చేయగల డిజైన్ సమస్య కాదు. ఇంపెడెన్స్ సర్క్యూట్ బోర్డ్ ఉపరితలం నుండి మొదలవుతుంది, ఒక టంకము ఉమ్మడి గుండా జాయింట్‌కి వెళుతుంది మరియు ఏకాక్షక కేబుల్ వద్ద ముగుస్తుంది. ఫ్రీక్వెన్సీతో ఇంపెడెన్స్ మారుతుంది కాబట్టి, ఫ్రీక్వెన్సీ ఎక్కువగా ఉంటుంది, ఇంపెడెన్స్ నిర్వహణ చాలా కష్టం. The problem of using higher frequencies to transmit signals over broadband appears to be the main design problem.