Giới thiệu sự gián đoạn điện từ ở Analog và RF

Sự can thiệp điện từ (EMI) vẫn còn một trong những thách thức dai dẳng nhất trong bảng mạch mạch in cao (PCB) thiết kế hệ thống mạch điện tử in thấp nhất (PCB), đặc biệt khi các mạch điện tử tương tự và tần số (RF) chia sẻ cùng một bảng với mạch điện số hay điện. Ngay cả mức thấp nhất của hệ thống điện tử EMI có thể bị hỏng, tỷ lệ giảm tín hiệu tín hiệu, giảm thiểu tín hiệu, và gây ra nhiễu không mong muốn hoặc phản xạ trong giai đoạn RF. Khi hoạt động tần số chạy vào phạm vi đa số và cung cấp điện thu hẹp, lỗi rất nhiều. Các bài viết này có thể gây ra các dấu hiệu ứng ứng ứng ứng ứng thấp, hiệu gây ra các chiến lược, và cả các thiết kế hóa thiết kế tối ưu tiên, trong hệ thống lọc và thiết kế cơ bản.

Hiểu rõ nguồn gốc và sự kết hợp của cơ khí

EMI có thể nhập một vòng quanh thông qua ba chế độ kết nối chính: được điều khiển, phóng xạ, và giảm tải hoặc giảm cực gần bãi. Đồng hồ điện tử, điều chỉnh tốc độ cao, và xe buýt dữ liệu tốc độ cao là phổ biến trên bảng. Các phần tử điều hòa thường rơi trực tiếp vào các chuỗi hoạt động của mạch tương tự hoặc RF. Hơn nữa, các dòng chảy trong mặt đất, đối xứng giữa dấu vết bên cạnh nhau, và khả năng điều khiển sóng âm giữa các lớp tạo đường dẫn không được sửa chữa để can thiệp. Một nắm bắt kỹ lưỡng các cơ chế này là cần thiết để chọn lựa chọn kỹ thuật cần thiết trước khi có chức năng thập phân.

Trong các mạch RF, bất kỳ tiếng động giả định nào trong băng thông có thể làm giảm con số nhiễu và tăng tốc độ lỗi. Bước đầu tiên là xác định các đường dẫn quan trọng và các nguồn nhiễu hung hăng nhất, sau đó thực hiện một lớp phòng thủ được bảo vệ bằng cách cô lập, lọc, và cẩn thận kiểm soát lỗi.

Thiết kế máy tính xếp chồng PCB

Những mặt phẳng đất liên tục

Nền tảng của bất kỳ thiết kế ítEMI là một mặt phẳng mặt đất vững chắc và không thể phá vỡ. Một máy bay liên tục cung cấp đường dẫn quay về thấp nhất có thể, giảm mức độ lệch tối thiểu cho hiệu suất chấp nhận được. Máy bay mặt đất nên được đặt gần lớp mang các tín hiệu nhạy nhất. Tránh đặt rãnh hay tách rời máy bay, nếu cần thiết, hãy nối lại với máy bay bằng harter–ctad hay chỉ cần thiết để có dấu vết qua đường băng.

Qua việc làm dơ bẩn và đứng vững trong những khía cạnh của lá chắn

Khi sử dụng các hộp bảo vệ hoặc các dấu vết bảo vệ, khâu chúng vào mặt đất với thông qua các điểm không quá khoảng trống với tần số quan tâm cao nhất. Điều này ngăn ngừa lớp khiên hoạt động như khoang đối xứng và đảm bảo rằng các trường bên ngoài bị chuyển hướng ra khỏi các nút nhạy. Tương tự, mỗi điểm nối mặt đất, đặc biệt trên các cột nền RFIC và các ống phun năng lượng, nên có các đường thẳng đến mặt đất để giảm thiểu việc sử dụng ống dẫn phóng tên lửa.

Name

Phân cách giữa các nguồn nhiễu

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.

Những thùng và vòng bảo vệ

Đối với giai đoạn RF nhạy cảm nhất (LNAS, VCOs, bộ trộn), cần thiết bảo vệ từng khoang riêng. Khi khiên có thể là một hộp kim loại đã hàn lại hoặc một chốt bảo vệ ở tầng đồng phía trên, hoặc một lớp đồng được kết nối sẵn. Bảo đảm là lá chắn liên tục tiếp xúc với máy bay mặt đất qua nhiều đường. Đối với các mạch tương tự như ADC hay thiết bị khuếch đại, một vòng bảo vệ ở tầng trên cùng, có thể bị chìm xuống đất yên tĩnh — có thể làm tắc mạch dẫn nước và làm giảm sự kết nối cực đại.

Quản lý theo dõi và trưng bày

Vi thu và vi thu nhỏ có kiểm soát

Dấu vết RF phải được thiết kế như là đường truyền được kiểm soát để tránh phản xạ và tỏa ra. Các cấu trúc vi sóng (dấu hiệu trên mặt đất, máy bay mặt đất) thường xuyên hơn, nhưng có thể phát ra nhiều hơn so với đường thoát (được chôn giữa hai mặt đất). Để tránh các cặp vi phân tốc độ cao, hãy dùng các nhóm sóng radio có độ cao, dùng các cấu trúc sóng (CPWG). Giữ mọi dấu vết RF ở mức ngắn và trực tiếp, đặc biệt là đường dẫn cuối cùng đến bộ đăng nhập anten.

Phân cách các thông tin kỹ thuật số và phân tích

Dấu vết của dấu vết không bao giờ nên chạy song song với xe buýt số chỉ vàimm. Khi vượt qua, hãy dùng một đường ngang 90 độ (hoặc tốt hơn, bị chôn vùi qua quá trình chuyển tiếp) để khu vực nối bị giảm thiểu. Giữ dấu vết tương tự từ các cạnh của bảng nơi các trường có thể phát xạ. Đối với các đường điện số, các dây kháng thể được đặt gần các trình điều khiển để giảm điện và giảm năng lượng gây tổn hại.

Sự thanh liêm và thiếu lòng trung kiên

Phân hủy cục bộ

Mỗi IC hoạt động trong đường dẫn tương tự hoặc RF phải có bộ tụ điện phân tách riêng đặt gần với kim điện nhất có thể. Dùng một tổ hợp của một bộ tụ điện lớn (1–10 mở rộng) và một bộ phận đo độ cao thấp (100 pF đến 100 nF) tùy thuộc vào tần số nhiễu. Đối với RFC, bao gồm một bộ phận phát điện được cấp nguồn cấp năng lượng để chặn nhiễu tần số cao từ thành kiến vào dòng. Thead nên được đặt giữa các máy bay chính và máy bay IC.

Phân phối điểm quyền lực giữa các ngôi sao

Nếu có thể, hãy dùng một bộ phận phát điện mặt trời trên cây hoặc điểm kim loại để phân phối các phần tương tự. Điều này ngăn nhiễu tiếng ồn từ các mạch điện số hoặc chuyển đổi từ các nguồn cung cấp tương tự qua sự kết hợp không kết hợp với nhau.

Công nghệ lọc

Bộ lọc LC và RC Low- Java

Theo đường dẫn tín hiệu, một bộ lọc RC nhỏ ở đầu vào của ADC hoặc bộ khuếch đại có thể thu hồi sự mất mát tần số cao. Tần số cắt giảm nên được đặt ngay trên băng tần số tín hiệu tối đa. Đối với RF, hãy dùng bộ lọc LC hoặc bộ lọc quang hợp để ghi chú các dải giao thoa đã biết. Hãy chú ý đến độ mất đi bộ lọc và tính toán của bộ lọc khớp với nhau — Đối với bộ lọc không đúng có thể gây ra nhiều vấn đề hơn là nó giải quyết.

Hạt màu trên đường I/O

Mỗi dây cáp hay kết nối mang tín hiệu từ bảng tính có thể phát ra hoặc nhận được EMI. Nơi harite bead trên tất cả các đường I/O tương tự như nhau, số — ở cạnh bảng. Chọn hạt có độ dẫn nhiệt ở tần số âm thanh mong đợi (thường là 100 MHz đến 1 GHz). Đối với các cặp vi phân (USB, LVDS), hãy dùng các đường xoắn chung thay vì các hạt bead để tránh phá vỡ sự cân bằng vi phân.

Nghề đóng tàu và nối kết

Dây cáp được che chắn phải gắn vào mặt đất (hay mặt đất sạch) ở cả hai đầu cho việc bảo vệ RF, nhưng với các tín hiệu tương tự, một kết nối mặt đất được xây dựng đơn lẻ có thể ngăn chặn vòng lặp mặt đất. Trong thiết kế lẫn nhau, hãy dùng bộ lọc biến đổi hay bộ lọc điều hòa thông dụng để phá vỡ vòng tròn trong khi bảo tồn tín hiệu. Hệ thống kết nối thiết bị kết nối nên có một kết nối ít kết nối đến máy bay qua nhiều hướng.

Chọn vật liệu PCB

Theo chuẩn FRP4, yếu tố biến dạng và hằng số điện cực không ổn định, mà trở thành vấn đề trên 1 GHz. Đối với mạch RF, sử dụng các điện tử dạng như Rogers 4003C hay 4350B, hoặc cao hơn, hoặc nhiều bộ tổng hợp như Isola Astra MT77. Những vật liệu này cung cấp sự mất dần ( ác lượng thấp ( ác tính) và Dk, giảm cả độ phân bổ lẫn độ hấp dẫn cho bức xạ cạnh. Đối với chi phí trộn, hãy dùng một chồng chồng phụ: FRR4 cho các lớp lớp tính năng cao và độ phân giải cao để chuyển đổi và độ phân giải cao để cẩn thận.

Thử ra Mô phỏng và đa thức

Không có thiết kế nào hoàn tất không hợp lệ. Hãy dùng trình mô phỏng EM sóng (v. d., Ansys HFSS, keyight moment, hoặc công cụ mã nguồn mở như OpenEMS) để hình dung các khe và phát tán các mẫu trường hiện thời trước thời bố trí. Kiểm tra đa phổ và thăm dò gần sân có thể xác định các điểm nóng nơi bảo vệ hoặc lọc không đủ. Nhiều vấn đề EM có thể được sửa đổi bằng cách điều chỉnh thông qua các địa điểm, thêm một bộ điều chỉnh, hoặc sửa đồng đổ về bảng tạo, hoặc sửa đổi đồng trước khi bào tạo ra vải.

Kết luận

Để tạo ra sự can thiệp điện từ trong các mạch cảm biến nhạy cảm và RF đòi hỏi một phương pháp tiếp cận được cải tiến, hệ thống bảo vệ, bố trí, chọn thành phần, lọc và vật chất. Bằng cách áp dụng các kỹ thuật được mô tả ở đây: liên tục máy bay mặt đất, kiểm soát các đường cong phụ, các vùng bị cắt giảm nhỏ, các khu vực được bảo vệ, và mô phỏng kỹ lưỡng — các kỹ sư có thể luôn luôn đạt được hiệu suất đáng tin cậy trong môi trường ký hiệu hỗn hợp. Mỗi thiết kế nên được xem như một thử thách duy nhất được điều khiển bởi cùng nguyên tắc cơ bản: đường dẫn vật lý cơ bản: đường dẫn về thấp, vòng lặp ít được giảm mạnh, và sự cô lập mạnh mẽ. Với các nguyên tắc này, EMI có thể quản lý một cách hiệu quả và tương tự hoạt động đầy đủ các vòng quanh.

Để đọc thêm, hãy tra cứu ) ) ) ) ) [FLT:] [FLT:] [FLT:] [FT:] [FT:5] [FT:5] [N:] T thuyết phục EML: T] [FL: T] [FL: T] [FL:] [FL] [FL:] [FL]]