إذا كانت الدائرة التناظرية (RF) والدائرة الرقمية (وحدة التحكم الدقيقة) تعملان بشكل جيد بشكل فردي، ولكن بمجرد وضعهما على نفس لوحة الدائرة واستخدام نفس مصدر الطاقة للعمل معًا، فمن المحتمل أن يكون النظام بأكمله غير مستقر.ويرجع ذلك أساسًا إلى أن الإشارة الرقمية تتأرجح بشكل متكرر بين الأرض ومصدر الطاقة الموجب (الحجم 3 فولت)، وتكون الفترة قصيرة بشكل خاص، وغالبًا ما تكون على مستوى ns.نظرًا للسعة الكبيرة ووقت التبديل الصغير، تحتوي هذه الإشارات الرقمية على عدد كبير من المكونات عالية التردد المستقلة عن تردد التبديل.في الجزء التناظري، تكون الإشارة الصادرة من حلقة ضبط الهوائي إلى الجزء المستقبل من الجهاز اللاسلكي أقل من 1μV بشكل عام.
يعد العزل غير الكافي للخطوط الحساسة وخطوط الإشارة المزعجة مشكلة متكررة.كما ذكرنا سابقًا، تتمتع الإشارات الرقمية بتأرجح عالٍ وتحتوي على عدد كبير من التوافقيات عالية التردد.إذا كانت أسلاك الإشارة الرقمية على PCB مجاورة لإشارات تناظرية حساسة، فقد تقترن التوافقيات عالية التردد.العقد الحساسة لأجهزة التردد اللاسلكي هي عادة دائرة مرشح الحلقة للحلقة المغلقة الطور (PLL)، ومحث مذبذب الجهد الخارجي (VCO)، والإشارة المرجعية البلورية وطرف الهوائي، ويجب معالجة هذه الأجزاء من الدائرة بعناية خاصة.
نظرًا لأن إشارة الإدخال / الإخراج لها تأرجح يبلغ عدة فولت، فإن الدوائر الرقمية مقبولة بشكل عام لضوضاء مصدر الطاقة (أقل من 50 مللي فولت).تعتبر الدوائر التناظرية حساسة لضوضاء مصدر الطاقة، وخاصة الفولتية المزعجة وغيرها من التوافقيات عالية التردد.لذلك، يجب أن يكون توجيه خط الطاقة على لوحة PCB التي تحتوي على دوائر RF (أو دوائر تناظرية أخرى) أكثر حرصًا من الأسلاك الموجودة على لوحة الدائرة الرقمية العادية، ويجب تجنب التوجيه التلقائي.تجدر الإشارة أيضًا إلى أن المتحكم الدقيق (أو أي دائرة رقمية أخرى) سوف يمتص فجأة معظم التيار لفترة قصيرة من الوقت خلال كل دورة ساعة داخلية، وذلك بسبب تصميم عملية CMOS لوحدات التحكم الدقيقة الحديثة.
يجب أن تحتوي لوحة دائرة التردد اللاسلكي دائمًا على طبقة خط أرضي متصلة بالقطب السالب لمصدر الطاقة، الأمر الذي قد ينتج عنه بعض الظواهر الغريبة إذا لم يتم التعامل معه بشكل صحيح.قد يكون من الصعب على مصمم الدوائر الرقمية فهم ذلك، لأن معظم الدوائر الرقمية تعمل بشكل جيد حتى بدون طبقة التأريض.في نطاق التردد اللاسلكي، حتى السلك القصير يعمل كمحرِّض.محسوبة تقريبًا، تبلغ الحث لكل مم طول حوالي 1 nH، والمفاعلة الحثية لخط ثنائي الفينيل متعدد الكلور مقاس 10 مم عند تردد 434 ميجاهرتز تبلغ حوالي 27 أوم.إذا لم يتم استخدام طبقة الخط الأرضي، فإن معظم الخطوط الأرضية ستكون أطول ولن تضمن الدائرة خصائص التصميم.
غالبًا ما يتم التغاضي عن هذا في الدوائر التي تحتوي على تردد الراديو وأجزاء أخرى.بالإضافة إلى جزء التردد اللاسلكي، توجد عادةً دوائر تناظرية أخرى على اللوحة.على سبيل المثال، تحتوي العديد من وحدات التحكم الدقيقة على محولات تناظرية إلى رقمية مدمجة (ADCs) لقياس المدخلات التناظرية بالإضافة إلى جهد البطارية أو المعلمات الأخرى.إذا كان هوائي مرسل التردد اللاسلكي موجودًا بالقرب من (أو على) لوحة PCB هذه، فقد تصل الإشارة عالية التردد المنبعثة إلى الإدخال التناظري لـ ADC.لا تنس أن أي خط دائرة يمكنه إرسال أو استقبال إشارات التردد اللاسلكي مثل الهوائي.إذا لم تتم معالجة مدخل ADC بشكل صحيح، فقد يتم إثارة إشارة التردد اللاسلكي ذاتيًا في إدخال الصمام الثنائي ESD إلى ADC، مما يتسبب في انحراف ADC.
يجب أن تكون جميع التوصيلات بالطبقة الأرضية قصيرة قدر الإمكان، ويجب وضع فتحة الأرض (أو قريبة جدًا) من لوحة المكون.لا تسمح مطلقًا بإشارتين أرضيتين بمشاركة فتحة أرضية، مما قد يتسبب في تداخل بين اللوحتين بسبب مقاومة الاتصال عبر الفتحة.يجب وضع مكثف الفصل بالقرب من الطرف قدر الإمكان، ويجب استخدام فصل المكثف عند كل طرف يحتاج إلى فصله.باستخدام مكثفات سيراميكية عالية الجودة، النوع العازل هو "NPO"، كما يعمل "X7R" بشكل جيد في معظم التطبيقات.يجب أن تكون القيمة المثالية للسعة المحددة بحيث يكون رنينها المتسلسل مساوياً لتردد الإشارة.
على سبيل المثال، عند 434 ميجاهرتز، سيعمل مكثف 100 pF المثبت على SMD بشكل جيد، عند هذا التردد، تكون المفاعلة السعوية للمكثف حوالي 4 أوم، وتكون المفاعلة الحثية للفتحة في نفس النطاق.يشكل المكثف والفتحة المتصلة على التوالي مرشحًا لتردد الإشارة، مما يسمح بفصله بشكل فعال.عند التردد 868 ميجا هرتز، تعد المكثفات 33 p F خيارًا مثاليًا.بالإضافة إلى مكثف القيمة الصغيرة المنفصل عن الترددات اللاسلكية، يجب أيضًا وضع مكثف ذو قيمة كبيرة على خط الطاقة لفصل التردد المنخفض، ويمكن اختيار مكثف سيراميك 2.2 ميكروفاراد أو مكثف تنتالوم 10 ميكروفاراد.
تعتبر الأسلاك النجمية تقنية معروفة في تصميم الدوائر التناظرية.الأسلاك النجمية - تحتوي كل وحدة على اللوحة على خط طاقة خاص بها من نقطة طاقة مصدر الطاقة المشتركة.في هذه الحالة، تعني الأسلاك النجمية أن الأجزاء الرقمية وأجزاء التردد اللاسلكي من الدائرة يجب أن يكون لها خطوط طاقة خاصة بها، ويجب فصل خطوط الطاقة هذه بشكل منفصل بالقرب من الدائرة المتكاملة.هذا هو الانفصال عن الأرقام
طريقة فعالة للضوضاء الجزئية ومصدر الطاقة من جزء التردد اللاسلكي.إذا تم وضع الوحدات ذات الضوضاء الشديدة على نفس اللوحة، فيمكن توصيل المحث (الخرزة المغناطيسية) أو المقاومة المقاومة الصغيرة (10 Ω) على التوالي بين خط الطاقة والوحدة، ومكثف التنتالوم الذي لا يقل عن 10 ميكروفاراد. يجب أن تستخدم بمثابة فصل إمدادات الطاقة لهذه الوحدات.هذه الوحدات هي برامج تشغيل RS 232 أو منظمات تبديل إمداد الطاقة.
من أجل تقليل التداخل من وحدة الضوضاء والجزء التناظري المحيط، من المهم تخطيط كل وحدة دائرة على اللوحة.يجب دائمًا إبعاد الوحدات الحساسة (أجزاء التردد اللاسلكي والهوائيات) عن الوحدات المزعجة (وحدات التحكم الدقيقة وبرامج تشغيل RS 232) لتجنب التداخل.كما هو مذكور أعلاه، يمكن أن تتسبب إشارات التردد اللاسلكي في حدوث تداخل مع وحدات الدوائر التناظرية الحساسة الأخرى مثل ADC عند إرسالها.تحدث معظم المشكلات في نطاقات التشغيل المنخفضة (مثل 27 ميجاهرتز) بالإضافة إلى مستويات خرج الطاقة العالية.من ممارسات التصميم الجيدة فصل النقاط الحساسة باستخدام مكثف فصل التردد اللاسلكي (100p F) المتصل بالأرض.
إذا كنت تستخدم كبلات لتوصيل لوحة التردد اللاسلكي بدائرة رقمية خارجية، فاستخدم كبلات مزدوجة مجدولة.يجب أن يكون كل كابل إشارة مزدوجًا مع كابل GND (DIN/ GND، DOUT/ GND، CS/ GND، PWR _ UP/ GND).تذكر توصيل لوحة دائرة التردد اللاسلكي ولوحة دائرة التطبيقات الرقمية بكابل GND الخاص بكابل الزوج الملتوي، ويجب أن يكون طول الكابل قصيرًا قدر الإمكان.يجب أيضًا أن تكون الأسلاك التي تزود لوحة التردد اللاسلكي بالطاقة ملتوية باستخدام GND (VDD/ GND).
