Awọn ọran ohun elo lọpọlọpọ ti ile-iṣẹ, imọ-jinlẹ, ati awọn ọja igbohunsafẹfẹ redio (ISM-RF) awọn ọja fihan pe tejede Circuit ọkọ ifilelẹ ti awọn ọja wọnyi ni itara si ọpọlọpọ awọn abawọn.Awọn eniyan nigbagbogbo rii pe IC kanna ti o fi sii lori awọn igbimọ Circuit oriṣiriṣi meji, awọn itọkasi iṣẹ yoo yatọ si pataki. Awọn iyatọ ninu awọn ipo iṣiṣẹ, idapọmọra iṣọkan, agbara kikọlu, ati akoko ibẹrẹ le ṣalaye pataki ti ipilẹ igbimọ Circuit ni apẹrẹ aṣeyọri.

Nkan yii ṣe atokọ awọn ifisilẹ oniruuru, jiroro awọn okunfa ti ikuna kọọkan, ati pese awọn imọran lori bi o ṣe le yago fun awọn abawọn apẹrẹ wọnyi. Ninu iwe yii, fr-4 aisi-itanna, 0.0625in sisanra PCB fẹlẹfẹlẹ meji bi apẹẹrẹ, igbimọ ilẹ ti ilẹ. Ṣiṣẹ ni awọn ẹgbẹ igbohunsafẹfẹ oriṣiriṣi laarin 315MHz ati 915MHz, Tx ati agbara Rx laarin -120dbm ati +13dBm.

Inductance itọsọna

Nigbati awọn inductor meji (tabi paapaa awọn laini PCB meji) sunmọ ara wọn, ifọrọkanra yoo waye. Aaye oofa ti ipilẹṣẹ nipasẹ lọwọlọwọ ni Circuit akọkọ ṣe inudidun lọwọlọwọ ni Circuit keji (Nọmba 1). Ilana yii jẹ iru si ibaraenisepo laarin awọn jc ati awọn iyipo keji ti ẹrọ oluyipada. Nigbati awọn ṣiṣan meji ba n ṣe ajọṣepọ nipasẹ aaye oofa, foliteji ti ipilẹṣẹ jẹ ipinnu nipasẹ ifọrọhan ifowosowopo LM:

Nibo, YB jẹ foliteji aṣiṣe ti o wa sinu Circuit B, IA jẹ 1 lọwọlọwọ ti n ṣiṣẹ lori Circuit A. LM jẹ ifamọra pupọ si aye iyika, agbegbe lupu inductance (ie, ṣiṣan oofa), ati itọsọna lupu. Nitorinaa, iwọntunwọnsi ti o dara julọ laarin ipilẹ Circuit iwapọ ati idapọ ti o dinku jẹ titọ deede ti gbogbo awọn inductors ni itọsọna.

EEYA. 1. O le rii lati awọn laini aaye oofa pe ifọrọkanra ni ibatan si itọsọna titete inductance

A ṣe atunṣe itọsọna ti Circuit B ki lupu lọwọlọwọ rẹ ni afiwe si laini aaye oofa ti Circuit A. Fun idi eyi, bi papẹndikula bi o ti ṣee ṣe si ara wọn, jọwọ tọka si eto iyika ti agbara kekere FSK superheterodyne Evaluation Receiver (EV) (MAX7042EVKIT) (Nọmba 2). Awọn inductors mẹta ti o wa lori ọkọ (L3, L1 ati L2) sunmọ ara wọn, ati pe iṣalaye wọn ni 0 °, 45 ° ati 90 ° ṣe iranlọwọ lati dinku ifunmọ ifowosowopo.

Nọmba 2. Awọn ọna PCB oriṣiriṣi meji ni a fihan, ọkan ninu eyiti o ni awọn eroja ti a ṣeto ni itọsọna ti ko tọ (L1 ati L3), lakoko ti ekeji dara julọ.

Lati ṣe akopọ, awọn ipilẹ atẹle yẹ ki o tẹle:

Ijinna inductance yẹ ki o wa bi o ti ṣee ṣe.

Inductors ti wa ni idayatọ ni awọn igun ọtun lati dinku iṣipopada laarin awọn inductors.

Ṣe itọsọna idapọ

Gẹgẹ bi iṣalaye ti awọn inductors ṣe ni ipa lori isọdọkan oofa, bẹẹ ni idapọ ti awọn idari ba sunmọ ara wọn ju. Iru iṣoro akọkọ yii tun ṣe agbejade ohun ti a pe ni ifamọra ajọṣepọ. Ọkan ninu awọn iṣoro ti o ni ifiyesi pupọ julọ ti Circuit RF jẹ wiwa ti awọn apakan ifamọra ti eto, gẹgẹ bi nẹtiwọọki ibaramu titẹ sii, ikanni ifunni ti olugba, nẹtiwọọki ibaramu eriali ti atagba, abbl.

Ọna ti ipadabọ pada yẹ ki o wa nitosi ọna akọkọ lọwọlọwọ bi o ti ṣee ṣe lati dinku aaye oofa itankalẹ. Eto yii ṣe iranlọwọ lati dinku agbegbe lupu lọwọlọwọ. Ona idena kekere ti o peye fun lọwọlọwọ ipadabọ jẹ igbagbogbo agbegbe ilẹ ti o wa ni isalẹ idari – ni idiwọn diwọn agbegbe lupu si agbegbe kan nibiti sisanra ti aisi -itanna pọ si nipasẹ gigun ti asiwaju. Bibẹẹkọ, ti agbegbe ilẹ ba pin, agbegbe lupu pọ si (Nọmba 3). Fun awọn itọsọna ti n kọja nipasẹ agbegbe pipin, ipadabọ ipadabọ yoo fi agbara mu nipasẹ ọna resistance giga, pọsi agbegbe lupu lọwọlọwọ. Eto yii tun jẹ ki Circuit nyorisi diẹ sii ni ifaragba si ifọrọkanra ara ẹni.

Aworan 3. Ipari ilẹ nla ti o tobi ṣe iranlọwọ ilọsiwaju iṣẹ ṣiṣe eto

Fun inductor gangan, itọsọna itọsọna tun ni ipa pataki lori isọdọkan aaye oofa. Ti awọn itọsọna ti Circuit ti o ni imọra gbọdọ wa ni isunmọ si ara wọn, o dara julọ lati mö awọn idari ni inaro lati dinku isopọ (eeya 4). Ti titete inaro ko ba ṣeeṣe, ronu lilo laini oluṣọ. Fun apẹrẹ waya aabo, jọwọ tọka si ilẹ -ilẹ ati kikun apakan itọju ni isalẹ.

Olusin 4. Gegebi Aworan 1, fihan idapo ti o ṣeeṣe ti awọn laini aaye oofa.

Lati ṣe akopọ, awọn ipilẹ atẹle yẹ ki o tẹle nigbati a ba pin awo naa:

Ilẹ pipe yẹ ki o ni idaniloju ni isalẹ asiwaju.

Awọn itọsọna ifamọra yẹ ki o ṣeto ni inaro.

Ti awọn itọsọna gbọdọ wa ni idayatọ ni afiwe, rii daju aye to peye tabi lo awọn okun onirin.

Ilẹ nipasẹ

Iṣoro akọkọ pẹlu ipilẹ Circuit RF jẹ igbagbogbo aiṣedede abuda suboptimal ti Circuit, pẹlu awọn paati agbegbe ati awọn asopọ wọn. Asiwaju pẹlu ideri idẹ ti tinrin jẹ deede si okun waya inductance ati ṣe agbekalẹ kaakiri kaakiri pẹlu awọn itọsọna miiran ni agbegbe. Asiwaju tun ṣafihan ifa -agbara ati awọn ohun -ini kapasito bi o ti n kọja nipasẹ iho naa.

Agbara capacitance nipasẹ-iho ni pataki wa lati kapasito ti a ṣe laarin agbada idẹ ni ẹgbẹ ti paadi iho-iho ati fifẹ bàbà lori ilẹ, ti o ya sọtọ nipasẹ iwọn kekere kan. Ipa miiran wa lati silinda ti perforation irin funrararẹ. Ipa ti agbara parasitic jẹ gbogbo kekere ati nigbagbogbo nikan fa iyatọ eti ni awọn ifihan agbara oni-nọmba giga (eyiti ko ṣe ijiroro ninu iwe yii).

Ipa ti o tobi julọ ti iho-nipasẹ jẹ inductance parasitic ti o fa nipasẹ ipo isopọpọ ti o baamu. Nitori ọpọlọpọ awọn perforations irin ninu awọn apẹrẹ PCB RF jẹ iwọn kanna bi awọn paati ti o ni idapọ, ipa ti awọn perforations itanna le ṣe iṣiro ni lilo agbekalẹ ti o rọrun (FIG. 5):

Nibiti, LVIA ti jẹ inductance lumped nipasẹ iho; H ni iga ti iho, ni awọn inches; D jẹ iwọn ila opin ti iho, ni awọn inṣi 2.

Bii o ṣe le yago fun ọpọlọpọ awọn abawọn ni ipilẹ PCB ti awọn igbimọ atẹjade

EEYA. 5. PCB agbelebu apakan ti a lo lati ṣe iṣiro awọn ipa parasitic lori awọn ẹya iho-nipasẹ

Awọn inductance parasitic nigbagbogbo ni ipa nla lori asopọ ti awọn kapasito fori. Awọn kapasito fori ti o dara pese awọn iyika kukuru kukuru igbohunsafẹfẹ giga laarin agbegbe ipese ati dida, ṣugbọn awọn iho ti kii ṣe apẹrẹ le ni ipa lori ọna ifamọra kekere laarin dida ati agbegbe ipese. PCB aṣoju nipasẹ iho (d = 10 mil, h = 62.5 mil) jẹ isunmọ deede si inductor 1.34nH kan. Fi fun igbohunsafẹfẹ iṣiṣẹ kan pato ti ọja ISM-RF, awọn iho-nipasẹ le ni odi ni ipa lori awọn iyika ifamọra bii awọn iyika ikanni resonant, awọn asẹ, ati awọn nẹtiwọọki ti o baamu.

Awọn iṣoro miiran dide ti awọn iyika ifamọra pin awọn iho, gẹgẹbi awọn apa meji ti nẹtiwọọki π -iru. Fun apẹẹrẹ, nipa gbigbe iho ti o peye ti o ṣe deede si inductance lumped, isọdi deede jẹ ohun ti o yatọ si apẹrẹ Circuit atilẹba (Ọpọtọ. 6). Gẹgẹbi pẹlu iṣipopada ti ọna lọwọlọwọ 3 ti o wọpọ, ti o yorisi ilosoke ifowosowopo pọ si, ilosoke ilosoke ati ifunni-nipasẹ.

Bii o ṣe le yago fun awọn iṣoro apẹrẹ PCB

Aworan 6. Bojumu la awọn ayaworan ti kii ṣe apẹrẹ, awọn “awọn ọna ifihan” ti o pọju wa ni Circuit naa.

Lati ṣe akopọ, iṣeto Circuit yẹ ki o tẹle awọn ipilẹ wọnyi:

Ensure modeling of through-hole inductance in sensitive areas.

Àlẹmọ tabi nẹtiwọọki ibaramu nlo ominira nipasẹ awọn iho.

Note that a thinner PCB copper-clad will reduce the effect of parasitic inductance through the hole.

Awọn ipari ti asiwaju

Data ọja Maxim ISM-RF nigbagbogbo ṣe iṣeduro lilo kikuru ti o ṣee ṣe titẹ sii igbohunsafẹfẹ giga ati iṣelọpọ yorisi lati dinku awọn adanu ati itankalẹ. Ni ida keji, iru awọn adanu bẹẹ ni a maa n fa nipasẹ awọn ipilẹ parasitic ti ko bojumu, nitorinaa mejeeji parasitic inductance ati capacitance ni ipa lori eto Circuit, ati lilo itọsọna ti o kuru ju ti o ṣe iranlọwọ ṣe iranlọwọ lati dinku awọn eto parasitic. Ni deede, idari PCB mil mil 10 pẹlu ijinna kan ti 0.0625in… ​​Lati igbimọ FR4 kan ṣe agbejade inductance ti isunmọ 19nH/in ati kaakiri kaakiri ti o to 1pF/in. Fun Circuit LAN/ aladapo pẹlu inductor 20nH ati kapasito 3pF kan, iye paati ti o munadoko yoo ni ipa pupọ nigbati Circuit ati ipilẹ paati jẹ iwapọ pupọ.

Ipc-d-317a4 ni ‘Institute for Printed Circuits’ n pese idogba bošewa ile-iṣẹ kan fun iṣiroye ọpọlọpọ awọn aye ifura ti PCB microstrip. A rọpo iwe yii ni ọdun 2003 nipasẹ IPC-2251 5, eyiti o pese ọna iṣiro iṣiro deede diẹ sii fun ọpọlọpọ awọn idari PCB. Awọn iṣiro ori ayelujara wa lati oriṣi awọn orisun, pupọ julọ eyiti o da lori awọn idogba ti a pese nipasẹ IPC-2251. Lab Labẹ Ibaramu Itanna ni Ile -iṣẹ Imọ -ẹrọ Missouri n pese ọna ti o wulo pupọ fun iṣiro iṣiro ikọlu PCB 6.

Awọn agbekalẹ ti a gba fun iṣiro iṣiro ikọja ti awọn laini microstrip jẹ:

Ninu agbekalẹ, εr jẹ ibakan aisi -itanna ti aisi -itanna, h jẹ giga ti asiwaju lati stratum, W jẹ iwọn asiwaju, ati T jẹ sisanra asiwaju (Ọpọtọ. 7). Nigbati w/h wa laarin 0.1 ati 2.0 ati isr wa laarin 1 ati 15, awọn abajade iṣiro ti agbekalẹ yii jẹ deede.

Nọmba 7. Nọmba yii jẹ apakan agbelebu PCB kan (ti o jọra si Aworan 5) ati pe o duro fun eto ti a lo lati ṣe iṣiro ifura ti laini microstrip kan.

Lati le ṣe akojopo ipa ti ipari gigun, o wulo diẹ sii lati pinnu ipa ipa ti Circuit ti o dara nipasẹ awọn ipilẹ parasitical asiwaju. Ni apẹẹrẹ yii, a jiroro agbara kaakiri ati inductance. Idogba boṣewa ti kapasito abuda fun awọn laini microstrip jẹ:

Bakanna, inductance abuda le ṣe iṣiro lati idogba nipa lilo idogba ti o wa loke:

Fun apẹẹrẹ, ro pe sisanra PCB ti 0.0625in. (h = 62.5 mil), 1 iwon haunsi ti a bo idẹ (t = 1.35 mil), 0.01ni. (w = 10 mil), ati igbimọ FR-4 kan. Ṣe akiyesi pe ε R ti FR-4 jẹ deede 4.35 farad/m (F/m), ṣugbọn o le wa lati 4.0F/m si 4.7F/m. Awọn eigenvalues ​​iṣiro ni apẹẹrẹ yii jẹ Z0 = 134 ω, C0 = 1.04pF/in, L0 = 18.7nH/in.

Fun apẹrẹ ISM-RF, ipari ipari 12.7mm (0.5in) ti awọn itọsọna lori ọkọ le gbe awọn parasitic paramiti ti o to 0.5pF ati 9.3nH (Nọmba 8). Ipa ti awọn parasitic paramiti ni ipele yii lori ikanni resonant ti olugba (iyatọ ti ọja LC) le ja si 315MHz ± 2% tabi 433.92mhz ± 3.5% iyatọ. Nitori afikun kapasito ati inductance ti o fa nipasẹ ipa parasitic ti asiwaju, tente oke ti igbohunsafẹfẹ oscillation 315MHz de ọdọ 312.17mhz, ati pe oke ti 433.92mhz igbohunsafẹfẹ oscillation de ọdọ 426.6mhz.

Apẹẹrẹ miiran jẹ ikanni ifunni ti olugba Maxim superheterodyne (MAX7042). Awọn paati ti a ṣe iṣeduro jẹ 1.2pF ati 30nH ni 315MHz; At 433.92MHz, it is 0pF and 16nH. Ṣe iṣiro igbohunsafẹfẹ oscillation ti Circuit resonant nipa lilo idogba:

Iṣiro ti Circuit resonant ti awo yẹ ki o pẹlu awọn ipa parasitic ti package ati ipilẹ, ati awọn parasitic paramita jẹ 7.3PF ati 7.5PF lẹsẹsẹ nigbati o n ṣe iṣiro igbohunsafẹfẹ ifilọlẹ 315MHz. Ṣe akiyesi pe ọja LC duro fun agbara kaakiri.

Ni akojọpọ, awọn ipilẹ wọnyi gbọdọ tẹle:

Jeki asiwaju bi kukuru bi o ti ṣee.

Gbe awọn iyika bọtini sunmọ ẹrọ naa bi o ti ṣee.

Awọn paati bọtini jẹ isanpada ni ibamu si parasitism ipilẹ akọkọ.

Ilẹ ilẹ ati itọju kikun

Ilẹ ilẹ tabi fẹlẹfẹlẹ asọye asọye itọkasi itọkasi ti o pese agbara si gbogbo awọn apakan ti eto nipasẹ ọna resistance kekere. Dagba gbogbo awọn aaye ina ni ọna yii n ṣe agbekalẹ ẹrọ aabo to dara.

Taara lọwọlọwọ nigbagbogbo duro lati ṣàn ni ọna ọna resistance kekere. Ni ni ọna kanna, lọwọlọwọ-igbohunsafẹfẹ giga preferentially nṣàn nipasẹ ọna pẹlu resistance ti o kere julọ. Nitorinaa, fun laini microstrip PCB boṣewa kan loke dida, lọwọlọwọ ipadabọ n gbiyanju lati ṣàn sinu agbegbe ilẹ taara ni isalẹ itọsọna. As described in the lead coupling section above, the cut ground area introduces various noises that increase crosstalk either through magnetic field coupling or by converging currents (Figure 9).

Bii o ṣe le yago fun ọpọlọpọ awọn abawọn ni ipilẹ PCB ti awọn igbimọ atẹjade

EEYA. 9. Jeki didaṣe mule bi o ti ṣee ṣe, bibẹkọ ti ipadabọ lọwọlọwọ yoo fa crosstalk.

Ilẹ ti o kun, ti a tun mọ gẹgẹbi awọn laini oluso, ni a lo ni awọn agbegbe iyika nibiti ilẹ ti tẹsiwaju le lati dubulẹ tabi nibiti o nilo aabo awọn iyika ifura (Ọpọtọ. 10). Ipa aabo le pọ si nipa gbigbe awọn ihò ilẹ (ie awọn akojọpọ iho) ni awọn opin mejeeji ti asiwaju tabi lẹgbẹ iwaju. 8. Ma ṣe dapọ okun waya ẹṣọ pẹlu adari ti a ṣe apẹrẹ lati pese ipadabọ ọna lọwọlọwọ. Eto yii le ṣafihan crosstalk.

Bii o ṣe le yago fun ọpọlọpọ awọn abawọn ni ipilẹ PCB ti awọn igbimọ atẹjade

EEYA. 10. Apẹrẹ eto RF yẹ ki o yago fun awọn okun onigbọwọ ti idẹ, paapaa ti o ba nilo wiwọ epo.

Agbegbe ti o ni idẹ ko ni ilẹ (lilefoofo loju omi) tabi ti ilẹ nikan ni opin kan, eyiti o ṣe ihamọ ipa rẹ. Ni awọn igba miiran, o le fa awọn ipa ti a ko fẹ nipa dida agbara parasitic ti o yi iyipada ikọja ti okun agbegbe pada tabi ṣẹda ọna “wiwaba” laarin awọn iyika. Ni kukuru, ti a ba gbe nkan kan ti iṣupọ idẹ (wiwọ ifihan agbara ti kii-Circuit) lori igbimọ Circuit lati rii daju sisanra fifẹ ni ibamu. Awọn agbegbe ti a wọ ni idẹ yẹ ki o yago fun bi wọn ṣe ni ipa lori apẹrẹ Circuit.

Lakotan, rii daju lati ronu awọn ipa ti eyikeyi agbegbe ilẹ nitosi eriali naa. Eyikeyi eriali monopole yoo ni agbegbe ilẹ, wiwu ati awọn iho gẹgẹ bi apakan ti iwọntunwọnsi eto, ati wiwọn iwọntunwọnsi ti ko pe yoo ni ipa lori ṣiṣe itankalẹ ati itọsọna ti eriali (awoṣe itankalẹ). Nitorinaa, agbegbe ilẹ ko yẹ ki o gbe taara ni isalẹ eriali oludari PCB monopole.

Lati ṣe akopọ, awọn ipilẹ atẹle yẹ ki o tẹle:

Pese awọn agbegbe ilẹ ti o tẹsiwaju ati kekere-resistance bi o ti ṣee ṣe.

Awọn opin mejeeji ti laini kikun ti wa ni ilẹ, ati pe a ti lo akojọpọ nipasẹ iho bi o ti ṣee ṣe.

Maṣe ṣafofo okun waya ti o ni agbada ti o wa nitosi Circuit RF, ma ṣe dubulẹ idẹ ni ayika agbegbe RF.

Ti igbimọ Circuit ni awọn fẹlẹfẹlẹ lọpọlọpọ, o dara julọ lati dubulẹ ilẹ nipasẹ iho nigbati okun ifihan ba kọja lati ẹgbẹ kan si ekeji.

Alagbara kirisita ti o pọju

Agbara karọọti yoo fa ki igbohunsafẹfẹ kristali yapa lati iye ibi -afẹde 9. Nitorinaa, diẹ ninu awọn itọsọna gbogbogbo yẹ ki o tẹle lati dinku kaakiri agbara ti awọn pinni gara, awọn paadi, awọn okun, tabi awọn asopọ si awọn ẹrọ RF.

Awọn ipilẹ atẹle yẹ ki o tẹle:

Asopọ laarin kirisita ati ẹrọ RF yẹ ki o kuru bi o ti ṣee.

Jeki wiwa lati ọdọ ara wọn bi o ti ṣee ṣe.

Ti o ba ti shunt parasitic kapasito jẹ ju tobi, yọ awọn grounding ekun ni isalẹ awọn gara.

Iṣeduro onirin Planar

Eto wiwọn tabi awọn inductor ajija PCB ko ṣe iṣeduro. Awọn ilana iṣelọpọ PCB aṣoju ni awọn aiṣedeede kan, gẹgẹ bi iwọn ati awọn ifarada aaye, eyiti o ni ipa pupọ lori deede ti awọn iye paati. Nitorinaa, iṣakoso pupọ julọ ati awọn induct Q giga jẹ iru ọgbẹ. Ni ẹẹkeji, o le yan inductor seramiki multilayer, awọn olupilẹṣẹ kapasito kaakiri pupọ tun pese ọja yii. Sibẹsibẹ, diẹ ninu awọn apẹẹrẹ yan awọn inductors ajija nigbati wọn ni lati. The standard formula for calculating planar spiral inductance is usually Wheeler’s formula 10:

Nibo, a jẹ radius apapọ ti okun, ni awọn inches; N jẹ nọmba awọn iyipo; C jẹ iwọn ti mojuto okun (olulana-rinner), ni awọn inṣi. Nigbati okun c “0.2a 11, deede ti ọna iṣiro wa laarin 5%.

Awọn inductors ajija-nikan ti square, hexagonal, tabi awọn apẹrẹ miiran le ṣee lo. Awọn isunmọ ti o dara pupọ ni a le rii lati ṣe apẹẹrẹ inductance apẹrẹ lori awọn wafers Circuit ti a ṣepọ. Lati le ṣaṣeyọri ibi -afẹde yii, agbekalẹ Wheeler boṣewa jẹ atunṣe lati gba ọna iṣiro ifa ọkọ ofurufu ti o yẹ fun iwọn kekere ati iwọn onigun 12.

Nibo, ρ ni ipin kikun :; N jẹ nọmba awọn iyipo, ati dAVG jẹ iwọn ila opin :. Fun awọn Helices square, K1 = 2.36, K2 = 2.75.

Awọn idi pupọ lo wa lati yago fun lilo iru inductor yii, eyiti o jẹ abajade nigbagbogbo ni awọn iye ifunni dinku nitori awọn idiwọn aaye. Awọn idi akọkọ fun yiyẹra fun awọn inductor planar jẹ jiometirika ti o ni opin ati iṣakoso ti ko dara ti awọn iwọn to ṣe pataki, eyiti o jẹ ki ko ṣee ṣe lati ṣe asọtẹlẹ awọn iye inductor. Ni afikun, awọn iye inductance gangan nira lati ṣakoso lakoko iṣelọpọ PCB, ati inductance tun duro lati ṣe ariwo ariwo si awọn apakan miiran ti Circuit naa.