Sut i osod cylched RF a chylched digidol ar fwrdd PCB?

Os yw'r cylched analog (RF) a'r cylched digidol (microreolydd) yn gweithio'n dda yn unigol, ond ar ôl i chi roi'r ddau ar yr un bwrdd cylched a defnyddio'r un cyflenwad pŵer i weithio gyda'i gilydd, mae'r system gyfan yn debygol o fod yn ansefydlog. Mae hyn yn bennaf oherwydd bod y signal digidol yn aml yn siglo rhwng y ddaear a'r cyflenwad pŵer positif (maint 3 V), ac mae'r cyfnod yn arbennig o fyr, yn aml yn lefel ns. Oherwydd yr osgled mawr a'r amser newid bach, mae'r signalau digidol hyn yn cynnwys nifer fawr o gydrannau amledd uchel sy'n annibynnol ar yr amlder newid. Yn y rhan analog, mae'r signal o'r ddolen tiwnio antena i'r rhan dderbyn o'r ddyfais diwifr yn gyffredinol yn llai na 1μV.

Mae ynysu annigonol o linellau sensitif a llinellau signal swnllyd yn broblem aml. Fel y soniwyd uchod, mae gan signalau digidol swing uchel ac maent yn cynnwys nifer fawr o harmonigau amledd uchel. Os yw'r gwifrau signal digidol ar y PCB yn gyfagos i signalau analog sensitif, gellir cysylltu harmonigau amledd uchel heibio. Mae nodau sensitif dyfeisiau RF fel arfer yn gylched hidlo dolen y ddolen wedi'i chloi fesul cam (PLL), yr anwythydd oscillator allanol a reolir gan foltedd (VCO), y signal cyfeirio grisial a'r derfynell antena, a dylid trin y rhannau hyn o'r gylched. gyda gofal arbennig.

Gan fod gan y signal mewnbwn / allbwn siglen o sawl V, mae cylchedau digidol yn gyffredinol dderbyniol ar gyfer sŵn cyflenwad pŵer (llai na 50 mV). Mae cylchedau analog yn sensitif i sŵn cyflenwad pŵer, yn enwedig i folteddau burr a harmonigau amledd uchel eraill. Felly, rhaid i'r llwybr llinell bŵer ar y bwrdd PCB sy'n cynnwys cylchedau RF (neu analog arall) fod yn fwy gofalus na'r gwifrau ar y bwrdd cylched digidol cyffredin, a dylid osgoi llwybro awtomatig. Dylid nodi hefyd y bydd microreolydd (neu gylched digidol arall) yn sugno'r rhan fwyaf o'r cerrynt yn sydyn am gyfnod byr yn ystod pob cylch cloc mewnol, oherwydd dyluniad proses CMOS microreolyddion modern.

Dylai'r bwrdd cylched RF bob amser fod â haen llinell ddaear sy'n gysylltiedig ag electrod negyddol y cyflenwad pŵer, a all gynhyrchu rhai ffenomenau rhyfedd os na chaiff ei drin yn iawn. Gall hyn fod yn anodd i ddylunydd cylched digidol ei ddeall, oherwydd mae'r rhan fwyaf o gylchedau digidol yn gweithio'n dda hyd yn oed heb yr haen sylfaen. Yn y band RF, mae hyd yn oed gwifren fer yn gweithredu fel anwythydd. Wedi'i gyfrifo'n fras, mae'r anwythiad fesul mm o hyd tua 1 nH, ac mae adweithedd anwythol llinell PCB 10 mm ar 434 MHz tua 27 Ω. Os na ddefnyddir yr haen llinell ddaear, bydd y rhan fwyaf o linellau daear yn hirach ac ni fydd y gylched yn gwarantu'r nodweddion dylunio.

Mae hyn yn aml yn cael ei anwybyddu mewn cylchedau sy'n cynnwys yr amledd radio a rhannau eraill. Yn ogystal â'r gyfran RF, fel arfer mae cylchedau analog eraill ar y bwrdd. Er enghraifft, mae gan lawer o ficroreolyddion drawsnewidwyr analog-i-ddigidol (ADCs) i fesur mewnbynnau analog yn ogystal â foltedd batri neu baramedrau eraill. Os yw antena'r trosglwyddydd RF wedi'i leoli ger (neu ymlaen) y PCB hwn, gall y signal amledd uchel a allyrrir gyrraedd mewnbwn analog yr ADC. Peidiwch ag anghofio y gall unrhyw linell gylched anfon neu dderbyn signalau RF fel antena. Os na chaiff y mewnbwn ADC ei brosesu'n iawn, gall y signal RF hunan-gyffroi yn y mewnbwn deuod ESD i'r ADC, gan achosi gwyriad ADC.

图 llun 1

Rhaid i bob cysylltiad â'r haen ddaear fod mor fyr â phosibl, a dylid gosod twll trwodd y ddaear (neu'n agos iawn at) pad y gydran. Peidiwch byth â chaniatáu i ddau arwydd daear rannu twll trwodd daear, a all achosi croessiarad rhwng y ddau bad oherwydd rhwystriant cysylltiad twll trwodd. Dylid gosod y cynhwysydd datgysylltu mor agos â phosibl at y pin, a dylid defnyddio datgysylltu cynhwysydd wrth bob pin y mae angen ei ddatgysylltu. Gan ddefnyddio cynwysorau ceramig o ansawdd uchel, y math deuelectrig yw "NPO", "X7R" hefyd yn gweithio'n dda yn y rhan fwyaf o gymwysiadau. Dylai gwerth delfrydol y cynhwysedd a ddewiswyd fod yn gyfryw fel bod cyseiniant ei gyfres yn hafal i amledd y signal.

Er enghraifft, ar 434 MHz, bydd y cynhwysydd 100 PF wedi'i osod ar SMD yn gweithio'n dda, ar yr amlder hwn, mae adweithedd capacitive y cynhwysydd tua 4 Ω, ac mae adweithedd anwythol y twll yn yr un ystod. Mae'r cynhwysydd a'r twll mewn cyfres yn ffurfio hidlydd rhicyn ar gyfer amledd y signal, gan ganiatáu iddo gael ei ddatgysylltu'n effeithiol. Ar 868 MHz, mae cynwysyddion 33 p F yn ddewis delfrydol. Yn ogystal â'r cynhwysydd gwerth bach datgysylltu RF, dylid gosod cynhwysydd gwerth mawr hefyd ar y llinell bŵer i ddatgysylltu'r amledd isel, a all ddewis cynhwysydd tantalwm ceramig 2.2 μF neu 10μF.

Mae gwifrau seren yn dechneg adnabyddus mewn dylunio cylched analog. Gwifrau seren - Mae gan bob modiwl ar y bwrdd ei linell bŵer ei hun o'r pwynt pŵer cyflenwad pŵer cyffredin. Yn yr achos hwn, mae'r gwifrau seren yn golygu y dylai fod gan rannau digidol ac RF y gylched eu llinellau pŵer eu hunain, a dylid datgysylltu'r llinellau pŵer hyn ar wahân ger yr IC. Mae hyn yn wahaniad oddi wrth y niferoedd

Dull effeithiol ar gyfer sŵn cyflenwad rhannol a phŵer o'r gyfran RF. Os gosodir y modiwlau â sŵn difrifol ar yr un bwrdd, gellir cysylltu'r inductor (gleiniau magnetig) neu'r gwrthiant gwrthiant bach (10 Ω) mewn cyfres rhwng y llinell bŵer a'r modiwl, a'r cynhwysydd tantalwm o 10 μF o leiaf. rhaid ei ddefnyddio fel datgysylltu cyflenwad pŵer y modiwlau hyn. Modiwlau o'r fath yw gyrwyr RS 232 neu newid rheoleiddwyr cyflenwad pŵer.

Er mwyn lleihau'r ymyrraeth o'r modiwl sŵn a'r rhan analog o'i amgylch, mae gosodiad pob modiwl cylched ar y bwrdd yn bwysig. Dylid cadw modiwlau sensitif (rhannau RF ac antenâu) bob amser i ffwrdd o fodiwlau swnllyd (microreolyddion a gyrwyr RS 232) er mwyn osgoi ymyrraeth. Fel y soniwyd uchod, gall signalau RF achosi ymyrraeth i fodiwlau cylched analog sensitif eraill megis ADCs pan gânt eu hanfon. Mae'r rhan fwyaf o broblemau'n digwydd mewn bandiau gweithredu is (fel 27 MHz) yn ogystal â lefelau allbwn pŵer uchel. Mae'n arfer dylunio da i ddatgysylltu pwyntiau sensitif gyda chynhwysydd datgysylltu RF (100c F) wedi'i gysylltu â'r ddaear.

Os ydych chi'n defnyddio ceblau i gysylltu'r bwrdd RF â chylched digidol allanol, defnyddiwch geblau pâr troellog. Rhaid gefeillio pob cebl signal â'r cebl GND (DIN/ GND, DOUT/GND, CS/ GND, PWR _ UP/ GND). Cofiwch gysylltu'r bwrdd cylched RF a'r bwrdd cylched cymhwysiad digidol â chebl GND y cebl pâr troellog, a dylai hyd y cebl fod mor fyr â phosib. Rhaid i'r gwifrau sy'n pweru'r bwrdd RF hefyd gael eu troelli â GND (VDD / GND).

图 llun 2