Si le circuit analogique (RF) et le circuit numérique (microcontrôleur) fonctionnent bien individuellement, mais une fois que vous avez mis les deux sur le même circuit imprimé et utilisez la même alimentation pour travailler ensemble, l'ensemble du système est susceptible d'être instable. Cela est principalement dû au fait que le signal numérique oscille fréquemment entre le sol et l'alimentation positive (taille 3 V), et la période est particulièrement courte, souvent du niveau NS. En raison de la grande amplitude et du petit temps de commutation, ces signaux numériques contiennent un grand nombre de composants à haute fréquence qui sont indépendants de la fréquence de commutation. Dans la partie analogique, le signal de la boucle de réglage de l'antenne à la partie réceptrice du dispositif sans fil est généralement inférieur à 1 μV.
L'isolement inadéquat des lignes sensibles et des lignes de signal bruyant est un problème fréquent. Comme mentionné ci-dessus, les signaux numériques ont un swing élevé et contiennent un grand nombre d'harmoniques à haute fréquence. Si le câblage du signal numérique sur le PCB est adjacent aux signaux analogiques sensibles, les harmoniques à haute fréquence peuvent être couplées. Les nœuds sensibles des dispositifs RF sont généralement le circuit de filtre de boucle de la boucle à verrouillage de phase (PLL), l'inductance de l'oscillateur à tension externe (VCO), le signal de référence cristallin et la terminale de l'antenne, et ces parties du circuit doivent être traitées avec des soins spéciaux.
Étant donné que le signal d'entrée / sortie a une balançoire de plusieurs V, les circuits numériques sont généralement acceptables pour le bruit d'alimentation (moins de 50 mV). Les circuits analogiques sont sensibles au bruit d'alimentation, notamment aux tensions de la bavure et à d'autres harmoniques à haute fréquence. Par conséquent, le routage de la ligne électrique sur la carte PCB contenant des circuits RF (ou d'autres analogiques) doit être plus prudent que le câblage sur la carte de circuit imprimé numérique ordinaire, et le routage automatique doit être évité. Il convient également de noter qu'un microcontrôleur (ou un autre circuit numérique) aspire soudainement la majeure partie du courant pendant une courte période pendant chaque cycle d'horloge interne, en raison de la conception du processus CMOS des microcontrôleurs modernes.
La carte de circuit imprimé RF doit toujours avoir une couche de ligne de terre connectée à l'électrode négative de l'alimentation, qui peut produire des phénomènes étranges s'ils ne sont pas gérés correctement. Cela peut être difficile pour un concepteur de circuits numériques, car la plupart des circuits numériques fonctionnent bien même sans la couche de mise à la terre. Dans la bande RF, même un fil court agit comme une inductance. À peu près calculé, l'inductance par longueur de mm est d'environ 1 NH, et la réactance inductive d'une ligne PCB de 10 mm à 434 MHz est d'environ 27 Ω. Si la couche de ligne de base n'est pas utilisée, la plupart des lignes de terre seront plus longues et le circuit ne garantira pas les caractéristiques de conception.
Ceci est souvent négligé dans les circuits qui contiennent la radiofréquence et d'autres pièces. En plus de la partie RF, il y a généralement d'autres circuits analogiques sur la carte. Par exemple, de nombreux microcontrôleurs ont des convertisseurs analogiques intégrés (ADC) pour mesurer les entrées analogiques ainsi que la tension de la batterie ou d'autres paramètres. Si l'antenne de l'émetteur RF est située à proximité (ou sur) ce PCB, le signal haute fréquence émis peut atteindre l'entrée analogique de l'ADC. N'oubliez pas que n'importe quelle ligne de circuit peut envoyer ou recevoir des signaux RF comme une antenne. Si l'entrée ADC n'est pas correctement traitée, le signal RF peut s'auto-exciter dans l'entrée de la diode ESD à l'ADC, provoquant une déviation ADC.
Toutes les connexions à la couche de sol doivent être aussi courtes que possible, et le trou à travers le sol doit être placé (ou très proche) le coussin du composant. Ne permettez jamais à deux signaux de sol de partager un trou à travers le sol, ce qui peut provoquer une diaphonie entre les deux coussinets en raison de l'impédance de connexion par trou à travers. Le condensateur de découplage doit être placé le plus près possible de la broche, et le découplage des condensateurs doit être utilisé à chaque broche qui doit être découplé. En utilisant des condensateurs en céramique de haute qualité, le type diélectrique est "NPO", "x7R" fonctionne également bien dans la plupart des applications. La valeur idéale de la capacité sélectionnée doit être telle que sa résonance série est égale à la fréquence du signal.
Par exemple, à 434 MHz, le condensateur de 100 PF monté SMD fonctionnera bien, à cette fréquence, la réactance capacitive du condensateur est d'environ 4 Ω et la réactance inductive du trou est dans la même plage. Le condensateur et le trou de la série forment un filtre d'encoche pour la fréquence du signal, ce qui lui permet de découpler efficacement. À 868 MHz, les condensateurs de 33 P F sont un choix idéal. En plus du condensateur RF découplé à petite valeur, un condensateur de grande valeur doit également être placé sur la ligne électrique pour découpler la fréquence basse, peut choisir une céramique de 2,2 μF ou un condensateur de tantale de 10 μF.
Le câblage des étoiles est une technique bien connue dans la conception de circuits analogiques. Câblage en étoile - Chaque module de la carte a sa propre ligne électrique à partir du point d'alimentation d'alimentation commun. Dans ce cas, le câblage de l'étoile signifie que les parties numériques et RF du circuit devraient avoir leurs propres lignes électriques, et ces lignes électriques doivent être découplées séparément près du CI. Ceci est une séparation des nombres
Une méthode efficace pour le bruit d'alimentation partielle et électrique de la partie RF. Si les modules avec un bruit sévère sont placés sur la même planche, l'inductance (perle magnétique) ou la petite résistance à la résistance (10 Ω) peut être connectée en série entre la ligne électrique et le module, et que le condensateur en tantale d'au moins 10 μF doit être utilisé comme découplage de l'alimentation électrique de ces modules. Ces modules sont des pilotes Rs 232 ou des régulateurs d'alimentation de commutation.
Afin de réduire l'interférence du module de bruit et de la partie analogique environnante, la disposition de chaque module de circuit sur la carte est importante. Les modules sensibles (pièces RF et antennes) doivent toujours être tenus à l'écart des modules bruyants (microcontrôleurs et pilotes RS 232) pour éviter les interférences. Comme mentionné ci-dessus, les signaux RF peuvent provoquer des interférences à d'autres modules de circuit analogique sensibles tels que les ADC lorsqu'ils sont envoyés. La plupart des problèmes se produisent dans des bandes de fonctionnement plus faibles (telles que 27 MHz) ainsi que des niveaux de sortie élevés. C'est une bonne pratique de conception de découpler des points sensibles avec un condensateur de découplage RF (100p f) connecté au sol.
Si vous utilisez des câbles pour connecter la carte RF à un circuit numérique externe, utilisez des câbles à paires torsadées. Chaque câble de signal doit être jumelé avec le câble GND (DIN / GND, DOUT / GND, CS / GND, PWR _ UP / GND). N'oubliez pas de connecter la carte de circuit imprimé RF et la carte de circuit imprimé d'application numérique avec le câble GND du câble à paire torsadé, et la longueur du câble doit être aussi courte que possible. Le câblage qui alimente la carte RF doit également être tordu avec GND (VDD / GND).
