PCB의 Sensitive Analog 및 Rf 회로의 전자기 간섭 감소를위한 전략

아날로그 및 RF 회로의 전자기 간섭 소개

EMI는 PCB의 고성능 인쇄 회로 기판 (PCB) 디자인에 있는 가장 큰 지속 가능한 도전의 하나, 특히 과민한 아날로그 및 고주파 (RF) 회로가 디지털 또는 힘 회로로 동일한 널을 공유할 때, 전자기 방해 (Electromagnetic interference) 디자인, 특히 남아 있습니다. 낮은 수준 또는 빛난 EMI는 낮은 수준 아날로그 신호, degrade 신호에 노이즈 비율을 지휘하고, RF 단계에 있는 쓸모 없는 단계 소음 또는 경련한 방출을 일으키는 원인이 됩니다. 가동 빈도로 인해 EMI는 전압과 섞는 둘 다를 위한 계기가, 좁히는 계기에 있는 계기에 있는 계기를 통제하는 것을 허용하.

소스와 커플링 메커니즘 이해

EMI는 3개의 1 차적인 연결 형태를 통해서 회로를 들어갈 수 있습니다: 실시하고, 방사성, 유도적인 또는 전기 용량 가까운 분야 연결. 디지털 시계, 엇바꾸기 규칙, 및 고속 자료 버스는 일반적인 내장된 소음 근원입니다. 그들의 조화는 수시로 아날로그 또는 RF 회로의 운영 악대로 떨어졌습니다. 게다가, 지상 부수기, 인접한 추적 사이 교차하는 현재, 그리고 층 사이 기공 축전기는 층 사이 무인한 통로를 위한 무인한 통로를 창조합니다. 이 방해 기계장치는 이 기체의 앞에 이 필수 기술을 선택하기 전에 선택적입니다.

민감한 아날로그 회로를 위해, 결합된 소음의 조차 마이크로볼트는 과실 예산을 초과할 수 있습니다. RF 회로에서는, 통행대 내의 어떤 spurious 음색은 소음 수치를 degrade하고 조금 과실 비율을 올리는 수 있습니다. 첫번째 단계는 중요한 신호 경로 및 가장 공격적인 소음 근원을 확인하기 위한 것입니다, 그 후에 고립, 거르고는 및 주의한 임피던스 통제를 사용하여 층을 꿴 방위를 실행합니다.

PCB 스택 업 및 지상 플래티넘 디자인

연속 지상 계획

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방패 담의 바느질 그리고 지상에 놓기

보호 캔이나 가드 추적을 사용할 때, 가장 높은 관심의 주파수에서 λ / 20의 출발을 통해 지상 비행기로 바느질하십시오. 이것은 공명 캐비티로 행동으로부터 방패를 방지하고 외부 필드가 민감한 노드에서 멀리 거꾸로 보장합니다. 마찬가지로, 모든 구성 요소 지상 핀, 특히 RFIC 및 op-amps에서, 파라시틱 유도를 최소화하기 위해 지상 비행기로 직접 통해 자신의해야합니다.

구성 요소 배치 및 파티션

소음의 공간 분리

Place high-frequency digital circuits, oscillators, and switching power converters as far as possible from analog inputs and RF front-ends. A physical distance of at least 10 mm per 100 MHz of edge rate is a rough guideline. If board space is tight, insert a conductive barrier (copper pour or grounded via fence) between noisy and quiet sections. Partition the board into functional zones and route signals so that they never cross a zone boundary unless absolutely necessary.

보호 Cans 및 가드 링

가장 민감한 RF 단계 (LNA, VCO, 믹서), 개별 구획 보호 권장. 방패는 납땜 된 금속 또는 사전 형성된 인클로저 일 수 있습니다. 방패는 여러 vias를 통해 지상 비행기와 연속 접촉을 보장한다. 높은 ‐ 해상도 ADC 또는 계측 증폭기와 같은 아날로그 회로를 들어, 조용한 접지에 연결된 상단 구리 층에 가드 링 - 수 있습니다. 전류 및 커넥티비티를 싱크 할 수 있습니다.

Routing 및 추적 관리

제어 임피던스 및 Microstrip 대. 스트립 라인

RF 추적은 반사 및 광선 방출을 피하기 위해 제어 임피던스 전송 라인으로 설계해야합니다. Microstrip (위, 아래 지상 비행기에 서명)은 일반적이지 만 스트립 라인 (두 개의 지상면 사이에 매장)보다 더 많은 것을 반경. 고속 차동 쌍의 경우, 지상 (CPWG) 구조를 가진 coplanar 파 가이드를 사용합니다. 가능한 한 빨리 모든 RF 추적을 유지하고, 특히 안테나 커넥터에 마지막 증폭기에서 경로.

아날로그 및 디지털 신호 분리

아날로그 추적은 몇 밀리미터 이상 디지털 버스로 평행을 실행하지 않아야합니다. 교차 할 때 비폭행이 불가능할 때 90도 교차 (또는 더 나은, 전환을 통해 매장)을 사용하여 연결 영역이 최소화됩니다. 프린트 필드가 반경 할 수있는 보드의 가장자리에서 아날로그 추적을 유지하십시오. 디지털 라인의 경우, 시리즈 종료 저항기는 드라이버가 링 링을 억제하고 유조 에너지가 줄어들기 근처에 배치됩니다.

힘 완전성 및 Decoupling

현지화 Decoupling

아날로그 또는 RF 경로의 모든 활성 IC는 1 ~ 2 mm 이내에 전원 핀에 최대한 가까이 배치 자체 디코딩 커패시터가 있어야한다. 대량 커패시터 (1 ~ 10 μF) 및 소음의 주파수에 따라 낮은 ‐ESL 세라믹 (100 pF ~ 100 nF)의 조합을 사용합니다. RFIC의 경우, 비스듬한 선에 입력하여 고주파 소음을 차단하는 파워 피드에 페라이트 구슬을 포함한다. 이 나라의 주요 비행기 힘과 지역 주민 사이의 공군의 주요 비행기 힘이 배치되어야한다.

별점 힘 배급

아날로그 섹션의 스타 포인트 또는 트리 토폴로지 및 전원 분배를 사용할 수 있습니다. 이것은 디지털 또는 스위칭 회로에서 소음을 방지하여 일반적인 임피던스 커플 링을 통해 아날로그 공급으로 주입됩니다. RF 및 아날로그 공급을위한 전용 낮은 스트레이아웃 (LDO) 조절기는 격리의 여분 층을 추가합니다. 마이크로 컨트롤러와 VCO 사이의 단일 레귤레이터의 출력을 공유하지 마십시오.

필터링 기술

LC와 RC 저하 통행 여과기

신호 경로에서, ADC 또는 증폭기의 입력에 간단한 RC 낮은 통행 여과기는 고주파 해시를 억압할 수 있습니다. 커트오프 빈도는 최대 신호 대역폭의 위 다만 놓아야 합니다. RF 선을 위해, 사용 LC 여과기 또는 SAW 여과기는 알려진 방해 밴드를 지적했습니다. 여과기의 삽입 손실 및 임피던스 일치의 마음이 – 일치한 여과기는 그것을 해결하기 보다는 더 많은 문제를 창조할 수 있습니다.

I/O 라인에 페라이트 구슬

신호가 ‐ 널을 끄는 각 케이블 또는 연결관은 EMI를 찢거나 위로 쑤일 수 있습니다. 널 가장자리에 모든 외부 I/O 선에 알파철 구슬을 두십시오 – 아날로그, 디지털 방식으로 및 힘 –. 예상된 잡음 빈도 (일반적으로 100개 MHz에 1개 GHz)에 임피던스 최고봉을 가진 구슬을 선택하십시오. 차별 쌍 (USB, LVDS)를 위해, 다른 균형의 붕괴를 피하기 위하여 개인적인 구슬 대신에 일반적인 형태 초크를 이용합니다.

케이블 및 커넥터의 접지

보호된 케이블은 RF 보호를 위한 두 끝에서 포좌 배경 (또는 전용 청결한 배경)에 방패 유대되어야 합니다, 그러나 아날로그 신호를 위해, 수신기에 단 하나 끝난 지상 연결은 지상 반복을 방지할지도 모릅니다. 혼합 디자인에서는, 사용 고립 변압기 또는 신호 무결성을 보존하는 동안 일반적인 형태 여과기를 끊기 위하여 일반적인 필터를 이용합니다. 연결관 포탄은 다수 vias를 통해서 지상 비행기에 낮은 충격 연결이 있어야 합니다.

PCB 물자 선택

표준 FR‐4에는 1 GHz 이상 문제되는 높은 방산 인자 및 불변성 유전체 상수가 있습니다. RF 회로를 위해, Rogers 4003C 또는 4350B와 같은 laminates를 사용하거나 Isola Astra MT77와 같은 고주파 합성물. 이 물자는 낮은 손실 tangent (0.002-0.004)를 제안하고 안정되어 있는 Dk는, 신호 강렬을 감소시키고 가장자리 결합한 방사선을 위한 propensity를 감소시킵니다. 혼합 널을 위해 비용에 대한, RF ‐4를 위한 고밀도를 위한 고밀도를 위한 고밀도를, ‐4를 위한 높은 방사성능을 제안합니다.

시뮬레이션 및 사전 준수 테스트

EMI는 EMI의 EMI를 사용하여 EMI를 갖춰야 합니다. EMI는 EMI를 갖춰야 합니다. EMI는 EMI를 갖춰야 합니다. EMI는 EMI를 갖춰야 합니다. EMI는 EMI를 갖춰야 합니다. EMI는 EMI는 EMI를 갖춰야 합니다. EMI는 EMI는 EMI를 갖춰야 합니다. EMI는 EMI는 EMI를 갖춰야 합니다. EMI는 EMI는 EMI를 갖춰야 합니다.