Як размясціць як радыёчастотную, так і лічбавую схему на друкаванай плаце?

Калі аналагавая схема (ВЧ) і лічбавая схема (мікракантролер) добра працуюць паасобку, але калі вы размясціце іх на адной плаце і выкарыстоўваеце для сумеснай працы адзін і той жа крыніца сілкавання, уся сістэма, верагодна, будзе нестабільнай. Гэта галоўным чынам таму, што лічбавы сігнал часта вагаецца паміж зямлёй і станоўчым крыніцай харчавання (памер 3 В), а перыяд асабліва кароткі, часта на ўзроўні ns. З-за вялікай амплітуды і малога часу пераключэння гэтыя лічбавыя сігналы ўтрымліваюць вялікую колькасць высокачашчынных кампанентаў, якія не залежаць ад частаты пераключэння. У аналагавай частцы сігнал ад ланцуга налады антэны да прыёмнай часткі бесправаднога прылады звычайна складае менш за 1 мкВ.

Частай праблемай з'яўляецца недастатковая ізаляцыя адчувальных ліній і шумных сігнальных ліній. Як было сказана вышэй, лічбавыя сігналы маюць высокі размах і ўтрымліваюць вялікую колькасць высокачашчынных гармонік. Калі правадка лічбавага сігналу на друкаванай плаце знаходзіцца побач з адчувальнымі аналагавымі сігналамі, высокачашчынныя гармонікі могуць прайсці міма. Адчувальнымі вузламі радыёчастотных прылад звычайна з'яўляюцца ланцуг контурнага фільтра фазавай аўтападстройкі частоты (ФАПЧ), індуктыўнасць знешняга генератара з кіраваннем напругай (VCO), апорны сігнал крышталя і клема антэны, і гэтыя часткі ланцуга павінны быць апрацаваны з асаблівым клопатам.

Паколькі ўваходны/выхадны сігнал мае размах у некалькі В, лічбавыя схемы ў цэлым прымальныя для шуму крыніцы харчавання (менш за 50 мВ). Аналагавыя схемы адчувальныя да шуму крыніцы харчавання, асабліва да напружання задзірын і іншых высокачашчынных гармонік. Такім чынам, пракладка лініі электраперадачы на ​​плаце друкаванай платы, якая змяшчае радыёчастотныя (ці іншыя аналагавыя) схемы, павінна быць больш асцярожнай, чым праводка на звычайнай лічбавай плаце, і варта пазбягаць аўтаматычнай пракладкі. Варта таксама адзначыць, што мікракантролер (ці іншая лічбавая схема) будзе раптоўна ўсмоктваць большую частку току на працягу кароткага перыяду часу падчас кожнага ўнутранага тактавага цыклу з-за канструкцыі працэсу CMOS сучасных мікракантролераў.

ВЧ-плата заўсёды павінна мець зазямляльны пласт, падлучаны да адмоўнага электрода крыніцы сілкавання, які можа выклікаць некаторыя дзіўныя з'явы, калі з імі не звяртацца належным чынам. Распрацоўшчыку лічбавых схем гэта можа быць цяжка зразумець, таму што большасць лічбавых схем добра функцыянуе нават без зазямляльнага пласта. У радыёчастотным дыяпазоне нават кароткі провад дзейнічае як індуктар. Прыкладна разлічана, індуктыўнасць на мм даўжыні складае каля 1 нГн, а індуктыўнае супраціўленне 10-міліметровай лініі друкаванай платы на частаце 434 МГц складае каля 27 Ом. Калі пласт зазямлення не выкарыстоўваецца, большасць ліній зазямлення будуць даўжэйшымі, і схема не будзе гарантаваць праектныя характарыстыкі.

На гэта часта не звяртаюць увагі ў схемах, якія змяшчаюць радыёчастоту і іншыя часткі. У дадатак да ВЧ-часткі на плаце звычайна ёсць іншыя аналагавыя схемы. Напрыклад, многія мікракантролеры маюць убудаваныя аналагава-лічбавыя пераўтваральнікі (АЦП) для вымярэння аналагавых уваходаў, а таксама напружання батарэі або іншых параметраў. Калі антэна радыёчастотнага перадатчыка размешчана каля (або на) гэтай друкаванай плаце, выпраменьваны высокачашчынны сігнал можа дасягнуць аналагавага ўваходу АЦП. Не забывайце, што любая ланцуговая лінія можа адпраўляць або прымаць радыёчастотныя сігналы, як антэна. Калі ўваход АЦП не апрацоўваецца належным чынам, РЧ-сігнал можа самаўзбуджацца на ўваходзе дыёда ESD да АЦП, выклікаючы адхіленне АЦП.

图片 1

Усе злучэнні з зазямляльным пластом павінны быць як мага карацейшымі, а скразное адтуліну зазямлення павінна размяшчацца (або вельмі блізка) да пляцоўкі кампанента. Ніколі не дазваляйце двум сігналам зазямлення выкарыстоўваць скразную адтуліну для зазямлення, што можа выклікаць перакрыжаваныя перашкоды паміж двума пляцоўкамі з-за імпедансу злучэння скразнога адтуліны. Развязвальны кандэнсатар павінен быць размешчаны як мага бліжэй да высновы, а развязка кандэнсатара павінна выкарыстоўвацца на кожным вывадзе, які трэба развязаць. Выкарыстанне высакаякасных керамічных кандэнсатараў дыэлектрычнага тыпу "NPO", "X7R" таксама добра працуе ў большасці прыкладанняў. Ідэальнае значэнне абранай ёмістасці павінна быць такім, каб яе паслядоўны рэзананс быў роўны частаце сігналу.

Напрыклад, пры 434 МГц будзе добра працаваць усталяваны на SMD кандэнсатар 100 пФ, на гэтай частаце ёмістнае супраціўленне кандэнсатара складае каля 4 Ом, а індуктыўнае супраціўленне адтуліны знаходзіцца ў тым жа дыяпазоне. Кандэнсатар і адтуліна паслядоўна ўтвараюць рэжэктарны фільтр для частоты сігналу, што дазваляе эфектыўна развязваць яго. Пры 868 МГц ідэальным выбарам з'яўляюцца кандэнсатары 33 pF. У дадатак да радыёчастотнага развязанага кандэнсатара малога значэння, кандэнсатар вялікага значэння таксама павінен быць размешчаны на лініі электраперадач, каб развязаць нізкія частоты, можна выбраць керамічны кандэнсатар 2,2 мкФ або танталавы кандэнсатар 10 мкФ.

Праводка зоркай - гэта добра вядомы метад у распрацоўцы аналагавых схем. Праводка зоркай - кожны модуль на плаце мае ўласную лінію харчавання ад агульнай кропкі харчавання блока харчавання. У гэтым выпадку праводка зоркай азначае, што лічбавая і радыёчастотная часткі схемы павінны мець свае ўласныя лініі электраперадач, і гэтыя лініі электраперадачы павінны быць развязаны асобна побач з мікрасхемай. Гэта адрыў ад лічбаў

Эфектыўны метад частковага шуму і шуму крыніцы харчавання ад радыёчастотнай часткі. Калі модулі з моцным шумам размешчаны на адной плаце, шпульку індуктыўнасці (магнітны шарык) або супраціў малога супраціву (10 Ом) можна падключыць паслядоўна паміж лініяй харчавання і модулем, а таксама танталавы кандэнсатар ёмістасцю не менш за 10 мкФ. павінны выкарыстоўвацца ў якасці развязкі крыніцы харчавання гэтых модуляў. Такімі модулямі з'яўляюцца драйверы RS 232 або імпульсныя рэгулятары харчавання.

Каб паменшыць перашкоды ад шумавога модуля і навакольнай аналагавай часткі, размяшчэнне кожнага схемнага модуля на плаце важна. Каб пазбегнуць перашкод, адчувальныя модулі (радыёчастотныя часткі і антэны) трэба заўсёды трымаць далей ад шумных модуляў (мікракантролераў і драйвераў RS 232). Як згадвалася вышэй, пры адпраўцы радыёчастотныя сігналы могуць выклікаць перашкоды для іншых адчувальных модуляў аналагавых схем, такіх як АЦП. Большасць праблем узнікае ў ніжніх працоўных дыяпазонах (напрыклад, 27 МГц), а таксама пры высокіх узроўнях выхадной магутнасці. Добрай практыкай праектавання з'яўляецца раздзяленне адчувальных кропак з дапамогай радыёчастотнага развязвальнага кандэнсатара (100p F), падлучанага да зямлі.

Калі вы выкарыстоўваеце кабелі для падлучэння радыёчастотнай платы да знешняй лічбавай схемы, выкарыстоўвайце вітую пару. Кожны сігнальны кабель павінен быць здвоены з кабелем GND (DIN/ GND, DOUT/ GND, CS/ GND, PWR _ UP/ GND). Не забудзьцеся злучыць ВЧ-плату і плату лічбавага прыкладання з дапамогай кабеля GND вітай пары, і даўжыня кабеля павінна быць як мага карацей. Праводка, якая сілкуе радыёчастотную плату, таксама павінна быць скручана з зазямленнем (VDD/GND).

图片 2