Ha az analóg áramkör (RF) és a digitális áramkör (mikrokontroller) külön-külön jól működik, de ha a kettőt ugyanarra az áramköri lapra helyezi, és ugyanazt a tápegységet használja, akkor az egész rendszer valószínűleg instabil lesz.Ennek főként az az oka, hogy a digitális jel gyakran ingadozik a föld és a pozitív tápegység között (3 V-os), és az időszak különösen rövid, gyakran ns szintű.A nagy amplitúdó és a kis kapcsolási idő miatt ezek a digitális jelek nagyszámú, a kapcsolási frekvenciától független nagyfrekvenciás komponenst tartalmaznak.Az analóg részben az antenna hangolóhurokból a vezeték nélküli eszköz vevőrésze felé irányuló jel általában kevesebb, mint 1 μV.
Az érzékeny vonalak és a zajos jelvonalak nem megfelelő izolálása gyakori probléma.Mint fentebb említettük, a digitális jelek nagy kilengéssel rendelkeznek, és nagyszámú nagyfrekvenciás harmonikust tartalmaznak.Ha a NYÁK-on lévő digitális jelvezetékek érzékeny analóg jelekkel szomszédosak, előfordulhat, hogy a nagyfrekvenciás harmonikusok túl vannak csatolva.Az RF eszközök érzékeny csomópontjai általában a fáziszárolt hurok (PLL) hurokszűrő áramköre, a külső feszültségvezérelt oszcillátor (VCO) induktor, a kristály referenciajel és az antenna kivezetése, és az áramkör ezen részeit kell kezelni. különös gonddal.
Mivel a bemeneti/kimeneti jel több V-os kilengéssel rendelkezik, a digitális áramkörök általában elfogadhatók a tápegység zajára (50 mV-nál kisebb).Az analóg áramkörök érzékenyek a tápegység zajára, különösen a sorjafeszültségre és más nagyfrekvenciás harmonikusokra.Ezért az RF (vagy más analóg) áramköröket tartalmazó nyomtatott áramköri lapon a tápvezetékek elvezetésének óvatosabbnak kell lennie, mint a hagyományos digitális áramköri lapon, és kerülni kell az automatikus útválasztást.Azt is meg kell jegyezni, hogy a mikrokontroller (vagy más digitális áramkör) a modern mikrokontrollerek CMOS folyamattervezése miatt minden belső órajelciklus során hirtelen rövid időre felszívja az áram nagy részét.
Az RF áramköri lapon mindig legyen egy földelőréteg, amely a tápegység negatív elektródájához csatlakozik, ami furcsa jelenségeket idézhet elő, ha nem megfelelően kezelik.Ezt a digitális áramkör-tervező számára nehéz lehet megérteni, mivel a legtöbb digitális áramkör még a földelőréteg nélkül is jól működik.Az RF sávban még egy rövid vezeték is induktorként működik.Durván számolva az induktivitás mm hosszúságonként körülbelül 1 nH, és egy 10 mm-es PCB-vonal induktív reaktanciája 434 MHz-en körülbelül 27 Ω.Ha a földvezeték réteget nem használják, a legtöbb földvezeték hosszabb lesz, és az áramkör nem garantálja a tervezési jellemzőket.
Ezt gyakran figyelmen kívül hagyják a rádiófrekvenciát és más alkatrészeket tartalmazó áramkörökben.Az RF részen kívül általában más analóg áramkörök is vannak az alaplapon.Például sok mikrokontroller rendelkezik beépített analóg-digitális átalakítóval (ADC) az analóg bemenetek, valamint az akkumulátorfeszültség vagy más paraméterek mérésére.Ha az RF adó antennája a nyomtatott áramkör közelében (vagy azon) található, a kibocsátott nagyfrekvenciás jel elérheti az ADC analóg bemenetét.Ne felejtse el, hogy bármely áramköri vonal képes RF jeleket küldeni vagy fogadni, mint egy antenna.Ha az ADC bemenet feldolgozása nem megfelelő, az RF jel öngerjesztődhet az ADC ESD dióda bemenetén, ami ADC eltérést okoz.
A talajréteghez való minden csatlakozásnak a lehető legrövidebbnek kell lennie, és a földelő átmenő lyukat kell elhelyezni (vagy nagyon közel) az alkatrész alátétéhez.Soha ne engedje, hogy két földjel megosszon egy földelőnyíláson, mert ez áthallást okozhat a két pad között az átmenőlyuk csatlakozási impedanciája miatt.A leválasztó kondenzátort a lehető legközelebb kell elhelyezni a tűhöz, és minden leválasztandó érintkezőnél kondenzátorleválasztást kell alkalmazni.Kiváló minőségű kerámia kondenzátorok használatával a dielektromos típus "NPO", az "X7R" is jól működik a legtöbb alkalmazásban.A kiválasztott kapacitás ideális értékének olyannak kell lennie, hogy soros rezonanciája egyenlő legyen a jel frekvenciájával.
Például 434 MHz-en az SMD-re szerelt 100 pF-os kondenzátor jól fog működni, ezen a frekvencián a kondenzátor kapacitív reaktanciája körülbelül 4 Ω, a lyuk induktív reaktanciája pedig ugyanabban a tartományban van.A kondenzátor és a sorba kapcsolt lyuk rovátkolt szűrőt képez a jelfrekvenciához, lehetővé téve annak hatékony szétválasztását.868 MHz-en a 33 p F kondenzátorok ideális választás.Az RF lecsatolt kis értékű kondenzátor mellett egy nagy értékű kondenzátort is el kell helyezni a tápvezetékre az alacsony frekvencia leválasztásához, választhat 2,2 μF kerámia vagy 10 μF tantál kondenzátort.
A csillagkábelezés jól ismert technika az analóg áramkörök tervezésében.Csillagkábelezés - A kártyán lévő minden modulnak saját tápvezetéke van a közös tápellátási pontról.Ebben az esetben a csillagkábelezés azt jelenti, hogy az áramkör digitális és RF részeinek saját tápvezetékkel kell rendelkezniük, és ezeket a tápvezetékeket külön kell leválasztani az IC közelében.Ez elválasztás a számoktól
Hatékony módszer az RF részből származó részleges és tápellátási zajok kiküszöbölésére.Ha az erős zajjal járó modulokat ugyanarra a táblára helyezzük, akkor az induktor (mágneses gyöngy) vagy a kis ellenállású ellenállás (10 Ω) sorba köthető a tápvezeték és a modul, valamint a legalább 10 μF-os tantál kondenzátor közé. ezeknek a moduloknak a tápellátás-leválasztásaként kell használni.Ilyen modulok RS 232 meghajtók vagy kapcsolóüzemű tápegység-szabályozók.
A zajmodulból és a környező analóg részből származó interferencia csökkentése érdekében fontos az egyes áramköri modulok elrendezése a kártyán.Az érzékeny modulokat (RF részek és antennák) mindig távol kell tartani a zajos moduloktól (mikrovezérlők és RS 232 illesztőprogramok), az interferencia elkerülése érdekében.Ahogy fentebb említettük, az RF jelek interferenciát okozhatnak más érzékeny analóg áramköri modulokban, például az ADC-kben, amikor elküldik őket.A legtöbb probléma az alacsonyabb működési sávokban (például 27 MHz), valamint a nagy teljesítményszinteknél jelentkezik.Jó tervezési gyakorlat az érzékeny pontok leválasztása a földre csatlakoztatott RF leválasztó kondenzátorral (100p F).
Ha kábelekkel csatlakoztatja az RF kártyát egy külső digitális áramkörhöz, használjon csavart érpárú kábeleket.Minden jelkábelt össze kell kötni a GND kábellel (DIN/GND, DOUT/GND, CS/GND, PWR _ UP/GND).Ne felejtse el csatlakoztatni az RF áramköri kártyát és a digitális alkalmazás áramköri kártyáját a sodrott érpárú kábel GND kábelével, és a kábel hosszának a lehető legrövidebbnek kell lennie.Az RF kártyát tápláló vezetékeket szintén GND-vel (VDD/GND) kell csavarni.
