Pokud analogový obvod (RF) a digitální obvod (mikrokontrolér) fungují dobře jednotlivě, ale jakmile je umístíte na stejnou desku plošných spojů a použijete stejný zdroj napájení, bude pravděpodobně celý systém nestabilní.Je to hlavně proto, že digitální signál často kolísá mezi zemí a kladným napájecím zdrojem (velikost 3 V) a perioda je zvláště krátká, často na úrovni ns.Díky velké amplitudě a malé spínací době obsahují tyto digitální signály velké množství vysokofrekvenčních složek, které jsou nezávislé na spínací frekvenci.V analogové části je signál z anténní ladicí smyčky do přijímací části bezdrátového zařízení obecně menší než 1μV.
Častým problémem je nedostatečná izolace citlivých vedení a rušivých signálových vedení.Jak již bylo zmíněno výše, digitální signály mají vysoký swing a obsahují velké množství vysokofrekvenčních harmonických.Pokud kabeláž digitálního signálu na desce plošných spojů sousedí s citlivými analogovými signály, vysokofrekvenční harmonické mohou být propojeny.Citlivými uzly RF zařízení jsou obvykle obvod smyčkového filtru smyčky fázového závěsu (PLL), induktor externího napětí řízeného oscilátoru (VCO), referenční signál krystalu a terminál antény a tyto části obvodu by měly být ošetřeny se zvláštní péčí.
Protože vstupní/výstupní signál má kolísání několika V, jsou digitální obvody obecně přijatelné pro rušení napájecího zdroje (méně než 50 mV).Analogové obvody jsou citlivé na šum napájecího zdroje, zejména na napětí otřepů a další vysokofrekvenční harmonické.Proto musí být vedení elektrického vedení na desce PCB obsahující RF (nebo jiné analogové) obvody opatrnější než vedení na běžné desce s digitálními obvody a je třeba se vyhnout automatickému vedení.Je třeba také poznamenat, že mikrokontrolér (nebo jiný digitální obvod) náhle nasaje většinu proudu na krátkou dobu během každého cyklu vnitřních hodin, což je způsobeno procesem CMOS moderních mikrokontrolérů.
Deska RF plošných spojů by měla mít vždy zemnící vrstvu připojenou k záporné elektrodě napájecího zdroje, což může při nesprávném zacházení způsobit podivné jevy.To může být pro návrháře digitálních obvodů obtížné pochopit, protože většina digitálních obvodů funguje dobře i bez zemnící vrstvy.V pásmu RF se i krátký drát chová jako induktor.Zhruba vypočítaná indukčnost na mm délky je asi 1 nH a indukční reaktance 10 mm linky PCB při 434 MHz je asi 27 Ω.Pokud se vrstva zemnícího vedení nepoužije, většina zemnících vedení bude delší a obvod nezaručí konstrukční charakteristiky.
To je často přehlíženo v obvodech, které obsahují rádiovou frekvenci a další části.Kromě RF části jsou na desce obvykle další analogové obvody.Například mnoho mikrokontrolérů má vestavěné analogově-digitální převodníky (ADC) pro měření analogových vstupů a také napětí baterie nebo jiných parametrů.Pokud je anténa RF vysílače umístěna blízko (nebo na) této PCB, vysílaný vysokofrekvenční signál může dosáhnout analogového vstupu ADC.Nezapomeňte, že jakákoli obvodová linka může vysílat nebo přijímat RF signály jako anténa.Pokud není vstup ADC správně zpracován, RF signál se může samovzbudit na vstupu diody ESD do ADC, což způsobí odchylku ADC.
Všechna připojení k zemní vrstvě musí být co nejkratší a zemnící průchozí otvor by měl být umístěn (nebo velmi blízko) podložky součásti.Nikdy nedovolte, aby dva zemní signály sdílely zemní průchozí otvor, což může způsobit přeslechy mezi dvěma pady kvůli impedanci průchozího připojení.Oddělovací kondenzátor by měl být umístěn co nejblíže kolíku a na každém kolíku, který je třeba odpojit, by se mělo použít oddělovací kondenzátor.Při použití vysoce kvalitních keramických kondenzátorů je dielektrický typ "NPO", "X7R" také funguje dobře ve většině aplikací.Ideální hodnota zvolené kapacity by měla být taková, aby její sériová rezonance byla rovna frekvenci signálu.
Například na 434 MHz bude dobře fungovat kondenzátor 100 pF osazený na SMD, při této frekvenci je kapacitní reaktance kondenzátoru asi 4 Ω a indukční reaktance otvoru je ve stejném rozsahu.Kondenzátor a otvor v sérii tvoří zářezový filtr pro frekvenci signálu, což umožňuje jeho efektivní oddělení.Na frekvenci 868 MHz jsou ideální volbou kondenzátory 33 pF.Kromě vysokofrekvenčního odděleného kondenzátoru s malou hodnotou by měl být na napájecím vedení umístěn také kondenzátor s velkou hodnotou, aby se oddělila nízká frekvence, lze zvolit 2,2 μF keramický nebo 10 μF tantalový kondenzátor.
Hvězdicové zapojení je dobře známá technika v návrhu analogových obvodů.Zapojení do hvězdy - Každý modul na desce má své vlastní napájecí vedení ze společného napájecího bodu zdroje.V tomto případě zapojení do hvězdy znamená, že digitální a RF část obvodu by měly mít vlastní napájecí vedení a tato napájecí vedení by měla být oddělena odděleně v blízkosti IC.Toto je oddělení od čísel
Efektivní metoda pro částečný a napájecí šum z RF části.Pokud jsou moduly se silným šumem umístěny na stejné desce, může být induktor (magnetická kulička) nebo malý odporový odpor (10 Ω) zapojen do série mezi napájecím vedením a modulem a tantalový kondenzátor alespoň 10 μF musí být použit jako oddělovač napájení těchto modulů.Takovými moduly jsou ovladače RS 232 nebo spínané regulátory napájení.
Aby se snížilo rušení od šumového modulu a okolní analogové části, je důležité rozložení každého modulu obvodu na desce.Citlivé moduly (RF části a antény) by měly být vždy umístěny mimo rušivé moduly (mikrokontroléry a ovladače RS 232), aby se zabránilo rušení.Jak bylo uvedeno výše, RF signály mohou při odesílání způsobit rušení jiných citlivých modulů analogových obvodů, jako jsou ADC.Většina problémů se vyskytuje v nižších provozních pásmech (jako je 27 MHz) a také při vysokých úrovních výstupního výkonu.Je dobrým konstrukčním postupem oddělit citlivé body pomocí RF oddělovacího kondenzátoru (100p F) připojeného k zemi.
Pokud pro připojení desky RF k externímu digitálnímu obvodu používáte kabely, použijte kroucené dvoulinky.Každý signálový kabel musí být propojen s kabelem GND (DIN/GND, DOUT/GND, CS/GND, PWR _ UP/GND).Nezapomeňte propojit obvodovou desku RF a obvodovou desku digitální aplikace s kabelem GND kroucené dvoulinky a délka kabelu by měla být co nejkratší.Kabeláž, která napájí RF desku, musí být také zkroucená – s GND (VDD/GND).
