Se o circuíto analóxico (RF) e o circuíto dixital (microcontrolador) funcionan ben individualmente, pero unha vez que colocas os dous na mesma placa de circuíto e utilizas a mesma fonte de alimentación para traballar xuntos, é probable que todo o sistema sexa inestable.Isto débese principalmente a que o sinal dixital oscila frecuentemente entre o chan e a fonte de alimentación positiva (tamaño 3 V), e o período é particularmente curto, moitas veces de nivel ns.Debido á gran amplitude e ao pequeno tempo de conmutación, estes sinais dixitais conteñen un gran número de compoñentes de alta frecuencia que son independentes da frecuencia de conmutación.Na parte analóxica, o sinal do bucle de sintonización da antena á parte receptora do dispositivo sen fíos é xeralmente inferior a 1μV.
O illamento inadecuado das liñas sensibles e as liñas de sinal ruidosas é un problema frecuente.Como se mencionou anteriormente, os sinais dixitais teñen un alto swing e conteñen un gran número de harmónicos de alta frecuencia.Se o cableado do sinal dixital da PCB está adxacente a sinais analóxicos sensibles, os harmónicos de alta frecuencia poden estar acoplados.Os nodos sensibles dos dispositivos de RF adoitan ser o circuíto de filtro de bucle do bucle de bloqueo de fase (PLL), o indutor do oscilador controlado por voltaxe externo (VCO), o sinal de referencia de cristal e o terminal da antena, e estas partes do circuíto deben tratarse. con especial coidado.
Dado que o sinal de entrada/saída ten unha variación de varios V, os circuítos dixitais son xeralmente aceptables para o ruído da fonte de alimentación (menos de 50 mV).Os circuítos analóxicos son sensibles ao ruído da fonte de alimentación, especialmente ás tensións de rebaba e outros harmónicos de alta frecuencia.Polo tanto, o enrutamento da liña de alimentación na placa PCB que contén circuítos de RF (ou outros analóxicos) debe ter máis coidado que o cableado da tarxeta de circuíto dixital común e debe evitarse o enrutamento automático.Tamén hai que ter en conta que un microcontrolador (ou outro circuíto dixital) absorberá de súpeto a maior parte da corrente durante un curto período de tempo durante cada ciclo de reloxo interno, debido ao deseño do proceso CMOS dos microcontroladores modernos.
A placa de circuíto de RF sempre debe ter unha capa de liña de terra conectada ao electrodo negativo da fonte de alimentación, o que pode producir algúns fenómenos estraños se non se manexa correctamente.Isto pode ser difícil de entender para un deseñador de circuítos dixitais, porque a maioría dos circuítos dixitais funcionan ben mesmo sen a capa de terra.Na banda de RF, mesmo un fío curto actúa como un indutor.Calculado aproximadamente, a inductancia por mm de lonxitude é de aproximadamente 1 nH e a reactancia indutiva dunha liña de PCB de 10 mm a 434 MHz é de aproximadamente 27 Ω.Se non se utiliza a capa de liña de terra, a maioría das liñas de terra serán máis longas e o circuíto non garantirá as características do deseño.
Isto adoita pasar por alto nos circuítos que conteñen a frecuencia de radio e outras partes.Ademais da parte de RF, normalmente hai outros circuítos analóxicos no taboleiro.Por exemplo, moitos microcontroladores teñen incorporados conversores analóxico a dixital (ADC) para medir entradas analóxicas, así como a tensión da batería ou outros parámetros.Se a antena do transmisor de RF está situada preto (ou sobre) desta PCB, o sinal de alta frecuencia emitido pode chegar á entrada analóxica do ADC.Non esquezas que calquera liña de circuíto pode enviar ou recibir sinais de RF como unha antena.Se a entrada do ADC non se procesa correctamente, o sinal de RF pode autoexcitarse na entrada do díodo ESD ao ADC, provocando unha desviación do ADC.
Todas as conexións á capa de terra deben ser o máis curtas posible e o orificio pasante do chan debe colocarse (ou moi preto) da almofada do compoñente.Nunca permita que dous sinais de terra compartan un orificio pasante, o que pode provocar unha diafonía entre as dúas almofadas debido á impedancia de conexión do orificio pasante.O capacitor de desacoplamento debe colocarse o máis preto posible do pin, e debe usarse o desacoplamento do capacitor en cada pin que deba ser desacoplado.Usando capacitores cerámicos de alta calidade, o tipo dieléctrico é "NPO", "X7R" tamén funciona ben na maioría das aplicacións.O valor ideal da capacitancia seleccionada debe ser tal que a súa resonancia en serie sexa igual á frecuencia do sinal.
Por exemplo, a 434 MHz, o capacitor de 100 pF montado en SMD funcionará ben, a esta frecuencia, a reactancia capacitiva do capacitor é de aproximadamente 4 Ω e a reactancia indutiva do burato está no mesmo rango.O capacitor e o burato en serie forman un filtro de muesca para a frecuencia do sinal, o que permite desacoplalo de forma efectiva.A 868 MHz, os capacitores de 33 p F son unha opción ideal.Ademais do capacitor de pequeno valor desacoplado por RF, tamén se debe colocar un capacitor de gran valor na liña eléctrica para desacoplar a baixa frecuencia, pode escoller un capacitor cerámico de 2,2 μF ou un capacitor de tantalio de 10 μF.
O cableado en estrela é unha técnica coñecida no deseño de circuítos analóxicos.Cableado en estrela: cada módulo da placa ten a súa propia liña de alimentación desde o punto de alimentación común.Neste caso, o cableado en estrela significa que as partes dixitais e RF do circuíto deben ter as súas propias liñas eléctricas, e estas liñas eléctricas deben desacoplarse por separado preto do IC.Esta é unha separación dos números
Un método eficaz para o ruído parcial e da fonte de alimentación da parte de RF.Se os módulos con ruído severo colócanse na mesma placa, o indutor (perla magnética) ou a pequena resistencia de resistencia (10 Ω) pódense conectar en serie entre a liña eléctrica e o módulo, e o capacitor de tantalio de polo menos 10 μF. debe utilizarse como desacoplamento da fonte de alimentación destes módulos.Tales módulos son controladores RS 232 ou reguladores de alimentación conmutada.
Para reducir a interferencia do módulo de ruído e da parte analóxica circundante, a disposición de cada módulo de circuíto na tarxeta é importante.Os módulos sensibles (partes de RF e antenas) deben manterse sempre afastados dos módulos ruidosos (microcontroladores e controladores RS 232) para evitar interferencias.Como se mencionou anteriormente, os sinais de RF poden causar interferencias a outros módulos de circuítos analóxicos sensibles como os ADC cando se envían.A maioría dos problemas ocorren en bandas operativas máis baixas (como 27 MHz) así como en niveis de saída de alta potencia.É unha boa práctica de deseño desacoplar puntos sensibles cun capacitor de desacoplamento de RF (100p F) conectado á terra.
Se está a usar cables para conectar a placa de RF a un circuíto dixital externo, use cables de pares trenzados.Cada cable de sinal debe ir irmandado co cable GND (DIN/ GND, DOUT/ GND, CS/ GND, PWR _ UP/ GND).Lembra conectar a placa de circuíto de RF e a placa de circuíto da aplicación dixital co cable GND do cable de par trenzado e a lonxitude do cable debe ser o máis curta posible.O cableado que alimenta a placa de RF tamén debe estar retorcido con GND (VDD/GND).
