Además de la impedancia de la línea de señal de RF, la estructura laminada de la placa única de PCB de RF también debe considerar cuestiones como la disipación de calor, la corriente, los dispositivos, la EMC, la estructura y el efecto superficial. Normalmente nos dedicamos a la estratificación y apilado de tableros impresos multicapa. Siga algunos principios básicos:
A) Cada capa de la PCB de RF está cubierta con un área grande sin plano de potencia. Las capas adyacentes superior e inferior de la capa de cableado de RF deben ser planos de tierra.
Incluso si se trata de un tablero mixto digital-analógico, la parte digital puede tener un plano de potencia, pero el área de RF aún debe cumplir con el requisito de pavimentación de gran superficie en cada piso.
B) Para el panel doble de RF, la capa superior es la capa de señal y la capa inferior es el plano de tierra.
Placa única de RF de cuatro capas, la capa superior es la capa de señal, la segunda y cuarta capas son planos de tierra y la tercera capa es para líneas de alimentación y control. En casos especiales, se pueden utilizar algunas líneas de señal de RF en la tercera capa. Más capas de placas RF, etc.
C) Para la placa posterior de RF, las capas de superficie superior e inferior están rectificadas. Para reducir la discontinuidad de impedancia causada por vías y conectores, la segunda, tercera, cuarta y quinta capa utilizan señales digitales.
Las otras capas de líneas de franja en la superficie inferior son todas capas de señal inferiores. De manera similar, las dos capas adyacentes de la capa de señal de RF deben estar conectadas a tierra y cada capa debe cubrirse con un área grande.
D) Para placas de RF de alta potencia y alta corriente, el enlace principal de RF debe colocarse en la capa superior y conectarse con una línea microstrip más ancha.
Esto favorece la disipación de calor y la pérdida de energía, lo que reduce los errores de corrosión del cable.
E) El plano de potencia de la parte digital debe estar cerca del plano de tierra y dispuesto debajo del plano de tierra.
De esta manera, la capacitancia entre las dos placas metálicas se puede utilizar como condensador de suavizado para la fuente de alimentación y, al mismo tiempo, el plano de tierra también puede proteger la corriente de radiación distribuida en el plano de potencia.
El método de apilamiento específico y los requisitos de división de planos pueden consultar la "Especificación de diseño de placa de circuito impreso-Requisitos EMC 20050818" promulgada por el Departamento de Diseño de EDA, y prevalecerán los estándares en línea.
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Requisitos de cableado de la placa RF
2.1 Esquina
Si las trazas de la señal de RF forman ángulos rectos, el ancho efectivo de la línea en las esquinas aumentará y la impedancia se volverá discontinua y provocará reflejos. Por lo tanto, es necesario tratar las esquinas, principalmente con dos métodos: cortar las esquinas y redondearlas.
(1) La esquina cortada es adecuada para curvas relativamente pequeñas y la frecuencia aplicable de la esquina cortada puede alcanzar los 10 GHz.
(2) El radio del ángulo del arco debe ser lo suficientemente grande. En términos generales, asegúrese de: R>3W.
2.2 Cableado microcinta
La capa superior de la PCB transporta la señal de RF y la capa plana debajo de la señal de RF debe ser un plano de tierra completo para formar una estructura de línea de microcinta. Para garantizar la integridad estructural de la línea microstrip, existen los siguientes requisitos:
(1) Los bordes a ambos lados de la línea microstrip deben tener al menos 3 W de ancho desde el borde del plano de tierra que se encuentra debajo. Y en el rango de 3W no debe haber vías no puestas a tierra.
(2) La distancia entre la línea microstrip y la pared protectora debe mantenerse por encima de 2W. (Nota: W es el ancho de la línea).
(3) Las líneas de microcinta desacopladas en la misma capa deben tratarse con una capa de cobre esmerilada y se deben agregar vías de tierra a la capa de cobre esmerilada. El espacio entre los agujeros es inferior a λ/20 y están dispuestos uniformemente.
El borde de la lámina de cobre molido debe ser liso, plano y sin rebabas afiladas. Se recomienda que el borde del cobre revestido de tierra sea mayor o igual al ancho de 1,5 W o 3 H desde el borde de la línea de microstrip, y H representa el espesor del medio del sustrato de microstrip.
(4) Está prohibido que el cableado de señales de RF cruce el espacio del plano de tierra de la segunda capa.
2.3 Cableado de línea de banda
Las señales de radiofrecuencia a veces pasan a través de la capa intermedia de la PCB. El más común es el de la tercera capa. La segunda y cuarta capa deben ser un plano de tierra completo, es decir, una estructura de líneas excéntricas. Se garantizará la integridad estructural de la línea de franja. Los requisitos serán:
(1) Los bordes a ambos lados de la línea de tira tienen al menos 3 W de ancho desde los bordes del plano de tierra superior e inferior, y dentro de 3 W, no debe haber vías sin conexión a tierra.
(2) Está prohibido que la línea de RF cruce el espacio entre los planos de tierra superior e inferior.
(3) Las líneas de tira en la misma capa deben tratarse con una capa de cobre esmerilado y se deben agregar vías de tierra a la capa de cobre esmerilado. El espacio entre los agujeros es inferior a λ/20 y están dispuestos uniformemente. El borde de la lámina de cobre molido debe ser liso, plano y sin rebabas afiladas.
Se recomienda que el borde de la piel de cobre revestida de tierra sea mayor o igual al ancho de 1,5 W o al ancho de 3 H desde el borde de la línea de la tira. H representa el espesor total de las capas dieléctricas superior e inferior de la línea de tira.
(4) Si la línea de tira va a transmitir señales de alta potencia, para evitar que el ancho de la línea de 50 ohmios sea demasiado delgado, generalmente las capas de cobre de los planos de referencia superior e inferior del área de la línea de tira deben estar ahuecadas, y el ancho del vaciado es la línea de tira más de 5 veces el espesor dieléctrico total, si el ancho de la línea aún no cumple con los requisitos, entonces se ahuecan los planos de referencia de la segunda capa adyacente superior e inferior.