Дар тарҳрезии Шӯрои PCB, бо афзоиши босуръати басомад, халалҳои зиёде ба амал меоянд, ки аз тахтаи PCB-и басомади паст фарқ мекунанд. Гузашта аз ин, бо афзоиши басомад ва зиддият байни миниатюризатсия ва арзиши пасти тахтаи PCB, ин дахолат торафт мураккабтар мегардад.

Дар таҳқиқоти воқеӣ, мо метавонем хулоса барорем, ки асосан чаҳор ҷанбаи дахолат вуҷуд дорад, аз ҷумла садои таъминоти барқ, дахолати хати интиқоли барқ, пайвастшавӣ ва дахолати электромагнитӣ (EMI). Тавассути таҳлили мушкилоти мухталифи дахолати PCB-и басомадҳои баланд ва омезиш бо амалия дар кор, ҳалли муассир пешкаш карда мешаванд.

Якум, садои таъминоти барқ

Дар занҷири басомади баланд садои таъминоти барқ ​​ба сигнали басомади баланд таъсири возеҳ дорад. Therefore, the first requirement of the power supply is low noise. Фаршҳои тоза мисли нерӯи барқ ​​муҳиманд. Чаро? Хусусиятҳои барқ ​​дар расми 1 нишон дода шудаанд. Аён аст, ки таъминоти барқ ​​як импеданси муайян дорад ва импеданс дар тамоми таъминоти барқ ​​тақсим карда мешавад, аз ин рӯ, садо ба таъминоти барқ ​​илова карда мешавад.

Then we should minimize the impedance of the power supply, so it is best to have a dedicated power supply layer and grounding layer. Дар тарҳрезии схемаи hf, беҳтар аст, ки таъминоти барқро ҳамчун қабат тарҳрезӣ кунем, дар аксари ҳолатҳо, то ки ҳалқа ҳамеша роҳи импеданси ҳадди ақалро пайравӣ кунад.

In addition, the power board must provide a signal loop for all generated and received signals on the PCB. This minimizes the signal loop and thus reduces noise, which is often overlooked by low-frequency circuit designers.

Тарҳи PCB-и басомадҳои баланд ҳалли халалдоршавиро ба вуҷуд меорад

Тасвири 1: Хусусиятҳои барқ

Роҳҳои якчанд нест кардани садои барқ ​​дар тарҳи PCB мавҷуданд:

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. Агар кушодани қабати таъминоти барқ ​​хеле калон бошад, он ҳатман ба ҳалқаи сигнал таъсир мерасонад, сигнал маҷбур мешавад, ки онро давр занад, майдони ҳалқа афзоиш ёбад ва садо баланд шавад. At the same time, if several signal lines are clustered near the opening and share the same loop, the common impedance will cause crosstalk. Ба расми 2 нигаред.

Тарҳи PCB-и басомадҳои баланд ҳалли халалдоршавиро ба вуҷуд меорад

Тасвири 2: Роҳи маъмули ҳалқаи сигнали гузариш

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. Таъмини қудрати аналогӣ ва рақамӣ ба алоҳида: дастгоҳҳои басомадҳои баланд одатан ба садои рақамӣ хеле ҳассосанд, аз ин рӯ ҳарду бояд дар даромадгоҳи таъминоти барқ ​​ҷудо карда шаванд, агар сигнал дар қисмҳои аналогӣ ва рақамии калимаҳо метавонанд барои кам кардани майдони ҳалқа дар сигнал дар як ҳалқа ҷойгир карда шаванд. Давраи рақамии аналогӣ, ки барои ҳалқаи сигнал истифода мешавад, дар расми 3 нишон дода шудааст.

Тарҳи PCB-и басомадҳои баланд ҳалли халалдоршавиро ба вуҷуд меорад

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.

Тарҳи PCB-и басомадҳои баланд ҳалли халалдоршавиро ба вуҷуд меорад

Тасвири 4: Сими барқро дар канори хати сигнал ҷойгир кунед

Two, transmission line

Дар як PCB танҳо ду хатти интиқоли имконпазир мавҷуданд:

Бузургтарин мушкили хати лента ва хати печи он инъикос аст. Мулоҳиза боиси мушкилоти зиёд мегардад. Масалан, сигнали боркунӣ суперпозицияи сигнали аслӣ ва сигнали акси садо хоҳад буд, ки мушкилии таҳлили сигналро афзоиш медиҳад. Инъикос боиси талафоти бозгашт (талафоти бозгашт) мегардад, ки ба сигнал ҳамчун дахолати садои иловагӣ таъсири бад мерасонад:

1. Сигнале, ки ба манбаи сигнал инъикос меёбад, садои системаро зиёд мекунад ва барои қабулкунанда фарқ кардани садоро аз сигнал душвортар мекунад;

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) Аз қатъи импедансионии хатҳои интиқоли барқ ​​худдорӣ намоед. Нуқтаи импеданси қатъшуда нуқтаи мутацияи хати интиқоли барқ ​​аст, ба монанди кунҷи рост, сӯрох ва ғайра, то ҳадди имкон пешгирӣ карда шавад. Усулҳо: Барои роҳ надодан ба кунҷҳои рости хат, то ҳадди имкон рафтани 45 ° кунҷ ё камон, кунҷи калон низ метавонад бошад; Ба қадри имкон аз сӯрохиҳо камтар истифода баред, зеро ҳар як сӯрохӣ як таваққуфи импеданс аст, тавре ки дар расми 5 нишон дода шудааст. XNUMX; Signals from the outer layer avoid passing through the inner layer and vice versa.

Тарҳи PCB-и басомадҳои баланд ҳалли халалдоршавиро ба вуҷуд меорад

Figure 5: Method for eliminating transmission line interference

(b) Do not use stake lines. Зеро ҳар як хати нурӣ манбаи садо аст. Агар хати нурӣ кӯтоҳ бошад, онро дар охири хати интиқоли барқ ​​пайваст кардан мумкин аст; Агар хати нурӣ дароз бошад, он хати асосии интиқолро ҳамчун манбаъ мегирад ва инъикоси олӣ хоҳад дод, ки мушкилотро мушкилтар мекунад. Тавсия дода мешавад, ки онро истифода набаред.

Сеюм, пайвастшавӣ

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.

Тарҳи PCB-и басомадҳои баланд ҳалли халалдоршавиро ба вуҷуд меорад

Тасвири 6: Пайвастшавии умумии импеданс

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. Ин пайвастшавӣ ба таври назаррас коҳиш ёфтааст, аз ин рӯ ду симро бо ҳам печондан мумкин аст, то халалро кам кунанд.

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. Андозаи убури индуктивӣ аз наздикии ду ҳалқа, андозаи майдони ҳалқа ва импеденти сарбории зарардида вобаста аст.

5. Пайвасти кабели барқ: Кабелҳои барқии AC ё DC бо дахолати электромагнитӣ халалдор мешаванд

Интиқол ба дастгоҳҳои дигар.

There are several ways to eliminate crosstalk in PCB design:

1. Ҳарду намуди crosstalk бо афзоиши импедансҳои сарборӣ меафзоянд, аз ин рӯ хатҳои сигнале, ки ба халалҳое, ки аз убури кросс ба вуҷуд омадаанд, ҳатман бояд қатъ карда шаванд.

2. Масофаи байни хатҳои сигналро ба таври муассир коҳиш диҳед. Идоракунии замин, фосила байни ноқилҳо (ба монанди хатҳои сигнали фаъол ва хатҳои зеризаминӣ барои изолятсия, хусусан дар ҳолати ҷаҳиш байни хати сигнал ва замин то фосила) ва кам кардани индуктивии сурб.

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. Барои гардиши оқилона, майдони ҳалқа бояд кам карда шавад ва агар иҷозат дода шавад, ҳалқа бояд нест карда шавад.

5. Avoid signal sharing loops.

6. Ба беайбии сигнал диққат диҳед: тарроҳ бояд барои ҳалли беайбии сигнал ақсои раванди кафшерро амалӣ кунад. Дизайнерҳое, ки ин усулро истифода мебаранд, метавонанд ба дарозии микросхемаи фолгаи мисии муҳофизаткунанда диққат диҳанд, то иҷрои хуби беайбии сигналро ба даст оранд. 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.

There are several ways to eliminate electromagnetic interference in PCB design:

1. Кам кардани ҳалқаҳо: Ҳар як ҳалқа ба антенна баробар аст, аз ин рӯ мо бояд шумораи ҳалқаҳо, майдони ҳалқаҳо ва таъсири антеннаи ҳалқаҳоро кам кунем. 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.

Тарҳи PCB-и басомадҳои баланд ҳалли халалдоршавиро ба вуҷуд меорад

Тасвири 7: Намудҳои филтр

3. The shielding. Дар натиҷаи дарозии масъала плюс баҳсҳои зиёди мақолаҳои муҳофизаткунанда, дигар муаррифии мушаххас нест.

4. Reduce the speed of high-frequency devices.

5. Баланд бардоштани доимии диэлектрикии тахтаи PCB, ки метавонад қисмҳои басомади баландро, аз қабили хати интиқоли барқ ​​дар наздикии тахта, аз радиатсияи беруна пешгирӣ кунад; 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. Ноқилҳои бодиққат баррасӣшуда ва қатъшавии дуруст метавонанд кросси потенсиалӣ ва индуктивиро коҳиш диҳанд.

4. Бартараф кардани садо барои қонеъ кардани талаботи EMC лозим аст.