Jika rangkaian analog (RF) dan rangkaian digital (mikrokontroler) bekerja dengan baik secara individual, namun setelah Anda meletakkan keduanya pada papan sirkuit yang sama dan menggunakan catu daya yang sama untuk bekerja bersama, keseluruhan sistem kemungkinan besar akan menjadi tidak stabil.Hal ini terutama karena sinyal digital sering berayun antara tanah dan catu daya positif (ukuran 3 V), dan periodenya sangat pendek, seringkali pada level ns.Karena amplitudo yang besar dan waktu peralihan yang kecil, sinyal digital ini mengandung sejumlah besar komponen frekuensi tinggi yang tidak bergantung pada frekuensi peralihan.Di bagian analog, sinyal dari loop penyetelan antena ke bagian penerima perangkat nirkabel umumnya kurang dari 1μV.
Isolasi yang tidak memadai pada jalur sensitif dan jalur sinyal yang berisik merupakan masalah yang sering terjadi.Seperti disebutkan di atas, sinyal digital memiliki ayunan yang tinggi dan mengandung sejumlah besar harmonik frekuensi tinggi.Jika kabel sinyal digital pada PCB berdekatan dengan sinyal analog yang sensitif, harmonisa frekuensi tinggi dapat digabungkan.Node sensitif perangkat RF biasanya merupakan rangkaian filter loop dari loop fase-terkunci (PLL), induktor osilator yang dikontrol tegangan eksternal (VCO), sinyal referensi kristal dan terminal antena, dan bagian-bagian rangkaian ini harus diperlakukan dengan perawatan khusus.
Karena sinyal input/output mempunyai ayunan beberapa V, rangkaian digital umumnya dapat diterima untuk gangguan catu daya (kurang dari 50 mV).Sirkuit analog sensitif terhadap kebisingan catu daya, terutama tegangan duri dan harmonik frekuensi tinggi lainnya.Oleh karena itu, perutean saluran listrik pada papan PCB yang berisi sirkuit RF (atau analog lainnya) harus lebih hati-hati dibandingkan kabel pada papan sirkuit digital biasa, dan perutean otomatis harus dihindari.Perlu juga dicatat bahwa mikrokontroler (atau sirkuit digital lainnya) akan tiba-tiba menyedot sebagian besar arus untuk jangka waktu singkat selama setiap siklus jam internal, karena desain proses CMOS pada mikrokontroler modern.
Papan sirkuit RF harus selalu memiliki lapisan saluran arde yang terhubung ke elektroda negatif catu daya, yang dapat menimbulkan beberapa fenomena aneh jika tidak ditangani dengan benar.Hal ini mungkin sulit dipahami oleh perancang sirkuit digital, karena sebagian besar sirkuit digital berfungsi dengan baik bahkan tanpa lapisan grounding.Pada pita RF, bahkan kabel pendek pun bertindak seperti induktor.Dihitung secara kasar, induktansi per mm panjang adalah sekitar 1 nH, dan reaktansi induktif dari garis PCB 10 mm pada 434 MHz adalah sekitar 27 Ω.Jika lapisan saluran arde tidak digunakan, sebagian besar saluran arde akan lebih panjang dan rangkaian tidak menjamin karakteristik desain.
Hal ini sering diabaikan di sirkuit yang berisi frekuensi radio dan bagian lainnya.Selain bagian RF, biasanya ada sirkuit analog lain di papan.Misalnya, banyak mikrokontroler memiliki konverter analog-ke-digital (ADC) bawaan untuk mengukur input analog serta tegangan baterai atau parameter lainnya.Jika antena pemancar RF terletak di dekat (atau pada) PCB ini, sinyal frekuensi tinggi yang dipancarkan dapat mencapai input analog ADC.Jangan lupa bahwa jalur sirkuit apa pun dapat mengirim atau menerima sinyal RF seperti antena.Jika masukan ADC tidak diproses dengan benar, sinyal RF dapat tereksitasi sendiri pada masukan dioda ESD ke ADC, menyebabkan penyimpangan ADC.
Semua sambungan ke lapisan tanah harus sependek mungkin, dan lubang tembus tanah harus ditempatkan (atau sangat dekat dengan) bantalan komponen.Jangan biarkan dua sinyal ground berbagi ground through-hole, yang dapat menyebabkan crosstalk antara kedua pad karena impedansi koneksi through-hole.Kapasitor decoupling harus ditempatkan sedekat mungkin dengan pin, dan kapasitor decoupling harus digunakan pada setiap pin yang perlu dipisahkan.Menggunakan kapasitor keramik berkualitas tinggi, tipe dielektriknya adalah "NPO", "X7R" juga berfungsi dengan baik di sebagian besar aplikasi.Nilai ideal kapasitansi yang dipilih harus sedemikian rupa sehingga resonansi serinya sama dengan frekuensi sinyal.
Misalnya, pada 434 MHz, kapasitor 100 pF yang dipasang SMD akan bekerja dengan baik, pada frekuensi ini, reaktansi kapasitif kapasitor sekitar 4 Ω, dan reaktansi induktif lubang berada pada kisaran yang sama.Kapasitor dan lubang secara seri membentuk filter takik untuk frekuensi sinyal, sehingga dapat dipisahkan secara efektif.Pada 868 MHz, kapasitor 33 p F adalah pilihan ideal.Selain kapasitor nilai kecil yang dipisahkan RF, kapasitor bernilai besar juga harus ditempatkan pada saluran listrik untuk memisahkan frekuensi rendah, dapat memilih kapasitor keramik 2,2 μF atau kapasitor tantalum 10 μF.
Pengkabelan bintang adalah teknik terkenal dalam desain sirkuit analog.Pengkabelan bintang - Setiap modul di papan memiliki saluran listriknya sendiri dari titik daya catu daya umum.Dalam hal ini, kabel bintang berarti bagian digital dan RF dari rangkaian harus memiliki saluran listriknya sendiri, dan saluran listrik ini harus dipisahkan secara terpisah di dekat IC.Ini adalah pemisahan dari angka-angka
Metode yang efektif untuk kebisingan parsial dan catu daya dari bagian RF.Jika modul dengan kebisingan parah ditempatkan pada papan yang sama, induktor (manik magnetik) atau resistansi resistansi kecil (10 Ω) dapat dihubungkan secara seri antara saluran listrik dan modul, dan kapasitor tantalum minimal 10 μF harus digunakan sebagai pemisah catu daya dari modul-modul ini.Modul tersebut adalah driver RS 232 atau regulator catu daya switching.
Untuk mengurangi interferensi dari modul noise dan bagian analog di sekitarnya, tata letak setiap modul sirkuit di papan sangatlah penting.Modul sensitif (bagian RF dan antena) harus selalu dijauhkan dari modul yang berisik (mikrokontroler dan driver RS 232) untuk menghindari interferensi.Seperti disebutkan di atas, sinyal RF dapat menyebabkan interferensi pada modul sirkuit analog sensitif lainnya seperti ADC saat dikirim.Sebagian besar masalah terjadi pada pita operasi yang lebih rendah (seperti 27 MHz) serta tingkat keluaran daya yang tinggi.Merupakan praktik desain yang baik untuk memisahkan titik-titik sensitif dengan kapasitor decoupling RF (100p F) yang terhubung ke ground.
Jika Anda menggunakan kabel untuk menyambungkan papan RF ke sirkuit digital eksternal, gunakan kabel pasangan terpilin.Setiap kabel sinyal harus dijalin kembar dengan kabel GND (DIN/ GND, DOUT/ GND, CS/ GND, PWR _ UP/ GND).Ingatlah untuk menghubungkan papan sirkuit RF dan papan sirkuit aplikasi digital dengan kabel GND dari kabel pasangan terpilin, dan panjang kabel harus sependek mungkin.Kabel yang memberi daya pada papan RF juga harus dipelintir dengan GND (VDD/ GND).
