Cumu mette u circuitu RF è u circuitu digitale nantu à a scheda PCB?

Se u circuitu analogicu (RF) è u circuitu digitale (microcontroller) travaglianu bè individualmente, ma una volta chì mette i dui nantu à u stessu circuitu di circuitu è ​​utilizate a listessa alimentazione per travaglià inseme, u sistema tutale hè prubabilmente inestabile.Stu hè soprattuttu perchè u signali digitale friquintimenti swings trà a terra è lu putiri putiri pusitivu (taglia 3 V), è u periodu hè particularmente cortu, à spessu ns liveddu.A causa di a grande amplitude è u picculu tempu di commutazione, sti signali digitali cuntenenu un gran numaru di cumpunenti d'alta frequenza chì sò indipendenti da a frequenza di commutazione.In a parte analogica, u signale da u loop di sintonizazione di l'antenna à a parte ricevente di u dispositivu wireless hè generalmente menu di 1μV.

L'isolamentu inadegwatu di e linee sensittivi è e linee di signali rumorosi hè un prublema frequente.Cumu l'esitatu sopra, i signali digitali anu un altu swing è cuntenenu un gran numaru di armonichi d'alta freccia.Se u filamentu di u signale digitale nantu à a PCB hè adiacente à i segnali analogichi sensittivi, l'armoniche d'alta freccia pò esse accoppiate.I nodi sensittivi di i dispositi RF sò di solitu u circuitu di filtru di loop di u loop in fase (PLL), l'induttore di l'oscillatore cuntrullatu di tensione esterna (VCO), u signale di riferimentu di cristallo è u terminal di l'antenna, è queste parti di u circuitu deve esse trattate. cun cura particulare.

Siccomu u signale di input / output hà un swing di parechji V, i circuiti digitali sò generalmente accettabili per u rumore di l'alimentazione (menu di 50 mV).I circuiti analogichi sò sensibili à u rumore di l'alimentazione, in particulare à i voltaggi di burr è altri armonichi d'alta frequenza.Per quessa, l'itinerariu di a linea di alimentazione nantu à a scheda PCB chì cuntene circuiti RF (o altri analogichi) deve esse più attentu à u cablaggio nantu à u circuitu di circuitu digitale ordinariu, è u routing automaticu deve esse evitatu.Deve ancu esse nutatu chì un microcontroller (o un altru circuitu digitale) suggerà di colpu in a maiò parte di u currente per un cortu periodu di tempu durante ogni ciclu di clock internu, per via di u disignu di u prucessu CMOS di i microcontrollers muderni.

U circuitu RF deve sempre avè una strata di linea di terra cunnessa à l'elettrodu negativu di l'alimentazione, chì pò pruduce fenomeni strani s'ellu ùn hè micca trattatu bè.Questu pò esse difficiule per un disegnatore di circuiti digitale per capiscenu, perchè a maiò parte di i circuiti digitale funziona bè ancu senza a capa di terra.In a banda RF, ancu un filu cortu agisce cum'è un inductor.Approssimativamente calculata, l'induttanza per mm di lunghezza hè di circa 1 nH, è a reattanza induttiva di una linea PCB di 10 mm à 434 MHz hè di circa 27 Ω.Se a strata di a linea di terra ùn hè micca utilizata, a maiò parte di e linee di terra seranu più longu è u circuitu ùn guarantisci micca e caratteristiche di u disignu.

Questu hè spessu ignoratu in i circuiti chì cuntenenu a freccia radio è altre parti.In più di a parte RF, ci sò di solitu altri circuiti analogichi nantu à u bordu.Per esempiu, parechji microcontrollers sò integrati cunvertitori analogico-digitali (ADC) per misurà l'inputs analogichi è a tensione di a bateria o altri parametri.Se l'antenna di u trasmettitore RF hè situata vicinu à (o sopra) stu PCB, u segnu di alta frequenza emessa pò ghjunghje à l'ingressu analogicu di l'ADC.Ùn vi scurdate chì ogni linea di circuitu pò mandà o riceve signali RF cum'è una antenna.Se l'input ADC ùn hè micca trattatu bè, u signale RF pò auto-excite in l'ingressu diode ESD à l'ADC, causendu una deviazione ADC.

图片 1

Tutte e cunnessione à a strata di a terra deve esse u più cortu pussibule, è a terra attraversu a terra deve esse piazzata (o assai vicinu à) u pad di u cumpunente.Ùn mai permette à dui segnali di terra per sparte un foru di terra, chì pò causà crosstalk trà i dui pads per via di l'impedenza di cunnessione à traversu.U condensatore di decoupling deve esse piazzatu u più vicinu à u pin quant'è pussibule, è u capacitor decoupling deve esse usatu in ogni pin chì deve esse disaccoppiatu.Utilizendu condensatori ceramichi d'alta qualità, u tipu dielettricu hè "NPO", "X7R" funziona ancu bè in a maiò parte di l'applicazioni.U valore ideale di a capacità selezziunata deve esse tali chì a so resonance seria hè uguale à a frequenza di u signale.

Per esempiu, à 434 MHz, u capacitore 100 pF montatu in SMD hà da travaglià bè, à questa frequenza, a reactance capacitiva di u capacitor hè di circa 4 Ω, è a reactance induttiva di u pirtusu hè in u stessu intervallu.U condensatore è u pirtusu in serie formanu un filtru notch per a frequenza di u signale, chì permettenu esse disaccoppiatu in modu efficace.A 868 MHz, i condensatori 33 p F sò una scelta ideale.In più di u condensatore di pocu valore disaccoppiatu RF, un condensatore di grande valore deve ancu esse piazzatu nantu à a linea di alimentazione per disaccoppià a freccia bassa, pò sceglie un condensatore ceramicu 2.2 μF o tantalu 10μF.

Star wiring hè una tecnica ben cunnisciuta in u disignu di circuitu analogicu.Star wiring - Ogni modulu nantu à u bordu hà a so propria linea di alimentazione da u puntu di alimentazione cumuna.In questu casu, u cablaggio di stella significa chì e parti digitale è RF di u circuitu duveranu avè e so propiu linee di alimentazione, è queste linee di alimentazione deve esse disaccoppiate separatamente vicinu à l'IC.Questa hè una separazione da i numeri

Un metudu efficace per u rumore parziale è di alimentazione da a parte RF.Se i moduli cù un rumore severu sò posti nantu à a stessa scheda, l'induttore (perla magnetica) o a resistenza di resistenza chjuca (10 Ω) ponu esse cunnessi in serie trà a linea di alimentazione è u modulu, è u condensatore di tantalu di almenu 10 μF. deve esse usatu cum'è u disaccoppiamentu di l'alimentazione di sti moduli.Tali moduli sò cunduttori RS 232 o regulatori di alimentazione di commutazione.

Per riduce l'interferenza da u modulu di rumore è di a parte analogica circundante, u layout di ogni modulu di circuitu nantu à u bordu hè impurtante.I moduli sensittivi (parti RF è antenne) sò sempre tenuti luntanu da i moduli rumorosi (microcontrollers è driver RS ​​232) per evità interferenze.Cumu l'esitatu sopra, i signali RF ponu causà interferenza à altri moduli di circuitu analogicu sensitivu cum'è ADC quandu sò mandati.A maiò parte di i prublemi si trovanu in bande di uperazione più bassu (cum'è 27 MHz) è ancu in livelli d'alta putenza.Hè una bona pratica di cuncepimentu per disaccoppià i punti sensibili cù un condensatore di disaccoppiamentu RF (100p F) cunnessu à a terra.

Sè vo aduprate cables per cunnette u bordu RF à un circuitu digitale esternu, utilizate cavi torciati.Ogni cable di signale deve esse gemellatu cù u cable GND (DIN/ GND, DOUT/ GND, CS/ GND, PWR _ UP/ GND).Ricurdatevi di cunnette u circuitu RF è u circuitu di l'applicazione digitale cù u cable GND di u cable twisted-pair, è a lunghezza di u cable deve esse u più corta pussibule.U cablaggio chì alimenta a scheda RF deve ancu esse torciatu cù GND (VDD / GND).

图片 2