Conas ciorcad RF agus ciorcad digiteach a chur ar bhord PCB?

Má oibríonn an ciorcad analógach (RF) agus an ciorcad digiteach (microcontroller) go maith ina n-aonar, ach nuair a chuireann tú an dá cheann ar an mbord ciorcad céanna agus an soláthar cumhachta céanna a úsáid chun oibriú le chéile, is dócha go mbeidh an córas ar fad éagobhsaí. Tá sé seo go príomha toisc go luascann an comhartha digiteach go minic idir an talamh agus an soláthar cumhachta dearfach (méid 3 V), agus go bhfuil an tréimhse gearr go háirithe, go minic leibhéal ns. Mar gheall ar an aimplitiúid mhór agus an t-am aistrithe beag, tá líon mór comhpháirteanna ard-minicíochta atá neamhspleách ar mhinicíocht an lasc sna comharthaí digiteacha seo. Sa chuid analógach, tá an comhartha ón lúb tiúnadh antenna go dtí an chuid glactha den fheiste gan sreang i gcoitinne níos lú ná 1μV.

Is fadhb mhinic é leithlisiú neamhleor línte íogaire agus línte comhartha torannacha. Mar a luadh thuas, tá luascadh ard ag comharthaí digiteacha agus tá líon mór armónacha ard-minicíochta iontu. Má tá an sreangú comhartha digiteach ar an PCB cóngarach do chomharthaí analógacha íogaire, féadfar armónach ard-minicíochta a chomhcheangal anuas. Is gnách gurb iad nóid íogair feistí RF an ciorcad scagaire lúb den lúb céim-ghlas (PLL), an inductor oscillator seachtrach rialaithe voltais (VCO), an comhartha tagartha criostail agus an críochfort antenna, agus ba cheart go gcaithfí na codanna seo den chiorcad. le cúram speisialta.

Ós rud é go bhfuil luascadh roinnt V ag an gcomhartha ionchuir/aschuir, is gnách go mbíonn ciorcaid dhigiteacha inghlactha le haghaidh torann an tsoláthair chumhachta (níos lú ná 50 mV). Tá ciorcaid analógacha íogair do thorann an tsoláthair chumhachta, go háirithe do voltais burr agus armónacha ardmhinicíochta eile. Dá bhrí sin, ní mór an ródú líne cumhachta ar an mbord PCB ina bhfuil ciorcaid RF (nó analógach eile) a bheith níos cúramach ná an sreangú ar an ngnáthchlár ciorcad digiteach, agus ba cheart ródú uathoibríoch a sheachaint. Ba chóir a thabhairt faoi deara freisin go ndéanfaidh microcontroller (nó ciorcad digiteach eile) tarraing go tobann sa chuid is mó den sruth ar feadh tréimhse ghearr ama le linn gach timthriall inmheánach clog, mar gheall ar dhearadh próisis CMOS na microcontrollers nua-aimseartha.

Ba cheart go mbeadh ciseal líne talún ag an mbord ciorcad RF i gcónaí ceangailte le leictreoid dhiúltach an tsoláthair chumhachta, rud a d'fhéadfadh roinnt feiniméin aisteach a tháirgeadh mura láimhseáiltear iad i gceart. D'fhéadfadh sé seo a bheith deacair do dhearthóir ciorcad digiteach a thuiscint, toisc go bhfeidhmíonn an chuid is mó de na ciorcaid dhigiteacha go maith fiú gan an ciseal talún. Sa bhanna RF, feidhmíonn fiú sreang gearr cosúil le ionduchtóir. Ríomhtar go garbh, tá an ionduchtacht in aghaidh an fad mm thart ar 1 nH, agus tá imoibríocht ionduchtach líne PCB 10 mm ag 434 MHz thart ar 27 Ω. Mura n-úsáidtear an ciseal líne talún, beidh an chuid is mó de na línte talún níos faide agus ní ráthóidh an ciorcad na saintréithe dearaidh.

Is minic nach ndéantar dearmad air seo i gciorcaid ina bhfuil an minicíocht raidió agus páirteanna eile. Chomh maith leis an gcuid RF, de ghnáth tá ciorcaid analógacha eile ar an mbord. Mar shampla, tá tiontairí analógach go digiteach (ADCanna) ionsuite ag go leor microcontrollers chun ionchuir analógacha a thomhas chomh maith le voltas ceallraí nó paraiméadair eile. Má tá antenna an tarchuradóra RF suite in aice (nó ar) an PCB seo, féadfaidh an comhartha ard-minicíochta a astaítear ionchur analógach an ADC a bhaint amach. Ná déan dearmad gur féidir le haon líne ciorcad comharthaí RF cosúil le haeróg a sheoladh nó a fháil. Mura ndéantar an t-ionchur ADC a phróiseáil i gceart, féadfaidh an comhartha RF féin-spreagadh san ionchur dé-óid ESD chuig an ADC, rud is cúis le diall ADC.

pictiúr 1

Ní mór do gach nasc leis an gciseal talún a bheith chomh gearr agus is féidir, agus ba chóir go gcuirfí tríd an bpoll talún (nó an-ghar dó) eochaircheap an chomhpháirte. Ná lig do dhá chomhartha talaimh trí-pholl talún a roinnt riamh, rud a d'fhéadfadh a bheith ina chúis le crostalk idir an dá pillín mar gheall ar an gcosc ar nasc tríd an bpoll. Ba chóir an toilleoir díchúplála a chur chomh gar don bhioráin agus is féidir, agus ba cheart díchúpláil toilleora a úsáid ag gach bioráin is gá a dhíchúpláil. Ag baint úsáide as toilleoirí ceirmeacha ardchaighdeáin, is é an cineál tréleictreach "NPO", oibríonn "X7R" go maith freisin i bhformhór na n-iarratas. Ba cheart go mbeadh luach idéalach an toilleas roghnaithe den sórt sin go bhfuil a sraith athshondas comhionann leis an minicíocht comhartha.

Mar shampla, ag 434 MHz, oibreoidh an toilleoir SMD-suite 100 pF go maith, ag an minicíocht seo, tá imoibríocht capacitive an toilleora thart ar 4 Ω, agus tá imoibríocht ionduchtach an poll sa raon céanna. Cruthaíonn an toilleoir agus an poll sa tsraith scagaire notch don mhinicíocht comhartha, rud a fhágann gur féidir é a dhíchúpláil go héifeachtach. Ag 868 MHz, is rogha iontach iad toilleoirí 33 p F. Chomh maith leis an toilleoir luach beag díchúpláilte RF, ba cheart toilleoir luach mór a chur ar an líne cumhachta freisin chun an minicíocht íseal a dhíchúpláil, is féidir le toilleoir tantalam 2.2 μF ceirmeach nó 10μF a roghnú.

Is teicníc aitheanta go maith é sreangú réalta i ndearadh ciorcad analógach. Sreangú réalta - Tá a líne cumhachta féin ag gach modúl ar an mbord ón bpointe cumhachta soláthair cumhachta coitianta. Sa chás seo, ciallaíonn an sreangú réalta gur chóir go mbeadh a gcuid línte cumhachta féin ag na codanna digiteacha agus RF den chiorcad, agus ba cheart na línte cumhachta seo a dhíchúpláil ar leithligh in aice leis an IC. Scaradh é seo ó na huimhreacha

Modh éifeachtach le haghaidh torann soláthair páirteach agus cumhachta ón gcuid RF. Má chuirtear na modúil le torann mór ar an mbord céanna, is féidir an inductor (coirnín maighnéadach) nó an fhriotaíocht friotaíochta beag (10 Ω) a nascadh i sraith idir an líne cumhachta agus an modúl, agus an toilleoir tantalum 10 μF ar a laghad. a úsáid mar dhíchúpláil soláthar cumhachta na modúil seo. Is tiománaithe RS 232 nó rialtóirí soláthair cumhachta aistrithe iad modúil den sórt sin.

D'fhonn an cur isteach ón modúl torainn agus an chuid analógach máguaird a laghdú, tá leagan amach gach modúl ciorcad ar an mbord tábhachtach. Ba cheart modúil íogair (páirteanna RF agus antennas) a choinneáil ar shiúl ó mhodúil torannacha (micrea-rialaitheoirí agus tiománaithe RS 232) i gcónaí chun cur isteach a sheachaint. Mar a luadh thuas, is féidir le comharthaí RF cur isteach ar mhodúil ciorcaid analógacha íogaire eile cosúil le ADCanna nuair a sheoltar iad. Tarlaíonn formhór na bhfadhbanna i mbandaí oibriúcháin níos ísle (amhail 27 MHz) chomh maith le leibhéil aschuir cumhachta arda. Is dea-chleachtas dearaidh é pointí íogaire a dhíchúpláil le toilleoir díchúplála RF (100p F) atá ceangailte leis an talamh.

Má tá cáblaí á n-úsáid agat chun an clár RF a nascadh le ciorcad digiteach seachtrach, bain úsáid as cáblaí péire casta. Ní mór gach cábla comhartha a nascadh leis an gcábla GND (DIN/ GND, DOUT/GND, CS/ GND, PWR _ UP/ GND). Cuimhnigh an bord ciorcad RF agus an bord ciorcad iarratais digiteach a nascadh le cábla GND an chábla péire casta, agus ba cheart go mbeadh fad an chábla chomh gearr agus is féidir. Ní mór an sreangú a chumhachtaíonn an bord RF a chasadh le GND (VDD/GND) freisin.

pictiúr 2