Ako analogni krug (RF) i digitalni krug (mikrokontroler) rade dobro zasebno, ali nakon što ih stavite na istu ploču i koristite isto napajanje za zajednički rad, cijeli će sustav vjerojatno biti nestabilan.To je uglavnom zato što digitalni signal često varira između mase i pozitivnog napajanja (veličina 3 V), a period je posebno kratak, često na razini ns.Zbog velike amplitude i malog vremena preklapanja ovi digitalni signali sadrže velik broj visokofrekventnih komponenti koje su neovisne o frekvenciji preklapanja.U analognom dijelu, signal od petlje za ugađanje antene do prijemnog dijela bežičnog uređaja općenito je manji od 1 μV.
Neadekvatna izolacija osjetljivih vodova i signalnih vodova s šumom je čest problem.Kao što je gore spomenuto, digitalni signali imaju veliki zamah i sadrže veliki broj visokofrekventnih harmonika.Ako je ožičenje digitalnog signala na PCB-u u blizini osjetljivih analognih signala, visokofrekventni harmonici mogu biti povezani.Osjetljivi čvorovi RF uređaja obično su krug filtera petlje fazno zaključane petlje (PLL), induktor vanjskog napona kontroliranog oscilatora (VCO), kristalni referentni signal i terminal antene, a te dijelove kruga treba tretirati s posebnom pažnjom.
Budući da ulazni/izlazni signal ima zamah od nekoliko V, digitalni sklopovi općenito su prihvatljivi za šum napajanja (manje od 50 mV).Analogni sklopovi osjetljivi su na šum napajanja, posebno na napone oštrica i druge visokofrekventne harmonike.Stoga, usmjeravanje vodova na PCB ploči koja sadrži RF (ili druge analogne) krugove mora biti pažljivije od ožičenja na običnoj digitalnoj ploči, a automatsko usmjeravanje treba izbjegavati.Također treba napomenuti da će mikrokontroler (ili drugi digitalni sklop) iznenada usisati većinu struje tijekom kratkog vremenskog perioda tijekom svakog unutarnjeg ciklusa takta, zbog dizajna CMOS procesa modernih mikrokontrolera.
RF sklopna ploča uvijek treba imati sloj uzemljenja spojen na negativnu elektrodu napajanja, što može proizvesti neke čudne pojave ako se ne rukuje ispravno.Ovo može biti teško razumjeti dizajneru digitalnih sklopova, jer većina digitalnih sklopova dobro funkcionira čak i bez sloja uzemljenja.U RF pojasu, čak i kratka žica djeluje kao induktor.Grubo izračunato, induktivitet po mm duljine je oko 1 nH, a induktivna reaktancija 10 mm PCB linije na 434 MHz je oko 27 Ω.Ako se sloj uzemljenja ne koristi, većina uzemljenih vodova bit će dulja i krug neće jamčiti projektirane karakteristike.
Ovo se često zanemaruje u krugovima koji sadrže radiofrekvenciju i druge dijelove.Osim RF dijela, obično postoje i drugi analogni sklopovi na ploči.Na primjer, mnogi mikrokontroleri imaju ugrađene analogno-digitalne pretvarače (ADC) za mjerenje analognih ulaza, kao i napona baterije ili drugih parametara.Ako se antena RF odašiljača nalazi u blizini (ili na) ovoj tiskanoj pločici, emitirani visokofrekventni signal može doći do analognog ulaza ADC-a.Ne zaboravite da bilo koja strujna linija može slati ili primati RF signale poput antene.Ako ulaz ADC-a nije ispravno obrađen, RF signal se može sam pobuditi na ulazu ESD diode u ADC, uzrokujući odstupanje ADC-a.
Svi spojevi sa slojem uzemljenja moraju biti što kraći, a otvor za uzemljenje treba biti postavljen (ili vrlo blizu) podloge komponente.Nikada ne dopustite da dva signala uzemljenja dijele rupu za uzemljenje, što može uzrokovati preslušavanje između dva jastučića zbog impedancije priključka kroz rupu.Kondenzator za odvajanje treba postaviti što bliže pinu, a odvajanje kondenzatora treba koristiti na svakom pinu koji treba odvojiti.Koristeći visokokvalitetne keramičke kondenzatore, tip dielektrika je "NPO", "X7R" također dobro radi u većini aplikacija.Idealna vrijednost odabranog kapaciteta treba biti takva da njegova serijska rezonancija bude jednaka frekvenciji signala.
Na primjer, na 434 MHz, SMD-montirani kondenzator od 100 pF će raditi dobro, na ovoj frekvenciji, kapacitivna reaktancija kondenzatora je oko 4 Ω, a induktivna reaktancija otvora je u istom rasponu.Kondenzator i rupa u seriji tvore filtar s usjecima za frekvenciju signala, omogućujući njegovo učinkovito odvajanje.Na 868 MHz, kondenzatori od 33 pF su idealan izbor.Uz RF odvojeni kondenzator male vrijednosti, kondenzator velike vrijednosti također treba postaviti na strujni vod za odvajanje niske frekvencije, možete odabrati keramički kondenzator od 2,2 μF ili tantalski kondenzator od 10 μF.
Zvjezdasto ožičenje dobro je poznata tehnika u dizajnu analognih sklopova.Zvjezdasto ožičenje - Svaki modul na ploči ima vlastitu strujnu liniju iz zajedničke točke napajanja.U ovom slučaju, zvjezdasto ožičenje znači da bi digitalni i RF dijelovi kruga trebali imati svoje vlastite vodove napajanja, a ti vodovi napajanja trebali bi biti odvojeni odvojeno u blizini IC-a.Ovo je odvajanje od brojeva
Učinkovita metoda za djelomični šum i šum napajanja iz RF dijela.Ako su moduli s jakim šumom postavljeni na istu ploču, induktor (magnetsko zrno) ili mali otpor otpora (10 Ω) mogu se spojiti u seriju između naponskog voda i modula, te tantalski kondenzator od najmanje 10 μF mora se koristiti kao razdvajanje napajanja ovih modula.Takvi moduli su RS 232 drajveri ili prekidački regulatori napajanja.
Kako bi se smanjile smetnje od modula buke i okolnog analognog dijela, raspored svakog modula sklopa na ploči je važan.Osjetljive module (RF dijelove i antene) uvijek treba držati podalje od bučnih modula (mikrokontrolera i RS 232 drajvera) kako bi se izbjegle smetnje.Kao što je gore spomenuto, RF signali mogu uzrokovati smetnje drugim osjetljivim modulima analognih krugova kao što su ADC kada se pošalju.Većina problema javlja se u nižim radnim pojasima (kao što je 27 MHz) kao i pri visokim razinama izlazne snage.Dobra je praksa projektiranja odvojiti osjetljive točke RF kondenzatorom za odvajanje (100p F) spojenim na masu.
Ako koristite kabele za spajanje RF ploče na vanjski digitalni krug, koristite kabele s upletenim paricama.Svaki signalni kabel mora biti spojen s GND kabelom (DIN/ GND, DOUT/ GND, CS/ GND, PWR _ UP/ GND).Ne zaboravite spojiti RF strujnu ploču i digitalnu aplikacijsku sklopnu ploču s GND kabelom kabela s upredenom paricom, a duljina kabela treba biti što kraća.Ožičenje koje napaja RF ploču također mora biti upleteno s GND (VDD/ GND).
