Jika sirkuit analog (RF) dan sirkuit digital (mikrokontroler) bekerja dengan baik secara individual, tetapi begitu Anda meletakkan keduanya pada papan sirkuit yang sama dan menggunakan catu daya yang sama untuk bekerja bersama, seluruh sistem cenderung tidak stabil. Ini terutama karena sinyal digital sering berayun di antara tanah dan catu daya positif (ukuran 3 V), dan periode tersebut sangat pendek, seringkali tingkat NS. Karena amplitudo besar dan waktu switching yang kecil, sinyal digital ini mengandung sejumlah besar komponen frekuensi tinggi yang tidak tergantung pada frekuensi switching. Pada bagian analog, sinyal dari loop tuning antena ke bagian penerima perangkat nirkabel umumnya kurang dari 1μV.
Isolasi garis sensitif yang tidak memadai dan garis sinyal berisik adalah masalah yang sering. Seperti disebutkan di atas, sinyal digital memiliki ayunan tinggi dan mengandung sejumlah besar harmonik frekuensi tinggi. Jika kabel sinyal digital pada PCB berdekatan dengan sinyal analog yang sensitif, harmonik frekuensi tinggi dapat ditambah masa lalu. Node sensitif dari perangkat RF biasanya merupakan sirkuit filter loop dari loop terkunci fase (PLL), induktor osilator terkontrol tegangan eksternal (VCO), sinyal referensi kristal dan terminal antena, dan bagian-bagian dari sirkuit ini harus diobati dengan perawatan khusus.
Karena sinyal input/output memiliki ayunan beberapa V, sirkuit digital umumnya dapat diterima untuk kebisingan catu daya (kurang dari 50 mV). Sirkuit analog sensitif terhadap kebisingan catu daya, terutama terhadap tegangan burr dan harmonik frekuensi tinggi lainnya. Oleh karena itu, routing saluran listrik pada papan PCB yang berisi sirkuit RF (atau analog lainnya) harus lebih hati -hati daripada kabel pada papan sirkuit digital biasa, dan perutean otomatis harus dihindari. Perlu juga dicatat bahwa mikrokontroler (atau sirkuit digital lainnya) tiba -tiba akan menyedot sebagian besar arus untuk jangka waktu yang singkat selama setiap siklus clock internal, karena desain proses CMOS dari mikrokontroler modern.
Papan sirkuit RF harus selalu memiliki lapisan garis tanah yang terhubung ke elektroda negatif catu daya, yang dapat menghasilkan beberapa fenomena aneh jika tidak ditangani dengan benar. Ini mungkin sulit untuk dipahami oleh perancang sirkuit digital, karena sebagian besar sirkuit digital berfungsi dengan baik bahkan tanpa lapisan grounding. Di band RF, bahkan kawat pendek bertindak seperti induktor. Secara kasar dihitung, induktansi per mM adalah sekitar 1 NH, dan reaktansi induktif dari garis PCB 10 mM pada 434 MHz adalah sekitar 27 Ω. Jika lapisan garis tanah tidak digunakan, sebagian besar garis tanah akan lebih lama dan sirkuit tidak akan menjamin karakteristik desain.
Ini sering diabaikan dalam sirkuit yang berisi frekuensi radio dan bagian lainnya. Selain bagian RF, biasanya ada sirkuit analog lainnya di papan tulis. 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 menyala) 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 input ADC tidak diproses dengan benar, sinyal RF dapat meluas sendiri dalam input dioda ESD ke ADC, menyebabkan penyimpangan ADC.
Semua koneksi ke lapisan tanah harus sesingkat mungkin, dan lubang melalui lubang harus ditempatkan (atau sangat dekat dengan) bantalan komponen. Jangan pernah mengizinkan dua sinyal tanah untuk berbagi lubang melalui lubang, yang dapat menyebabkan crosstalk antara kedua bantalan karena impedansi koneksi lubang-lubang. Kapasitor decoupling harus ditempatkan sedekat mungkin dengan pin, dan decoupling kapasitor harus digunakan pada setiap pin yang perlu dipisahkan. Menggunakan kapasitor keramik berkualitas tinggi, tipe dielektrik adalah "NPO", "X7R" juga bekerja dengan baik di sebagian besar aplikasi. Nilai ideal dari kapasitansi yang dipilih harus sedemikian rupa sehingga resonansinya sama dengan frekuensi sinyal.
Misalnya, pada 434 MHz, kapasitor 100 PF yang dipasang di SMD akan bekerja dengan baik, pada frekuensi ini, reaktansi kapasitif kapasitor adalah sekitar 4 Ω, dan reaktansi induktif lubang berada dalam kisaran yang sama. Kapasitor dan lubang dalam seri membentuk filter takik untuk frekuensi sinyal, memungkinkannya dipisahkan secara efektif. Pada 868 MHz, kapasitor 33 p f adalah pilihan yang ideal. Selain kapasitor nilai kecil yang dipisahkan RF, kapasitor nilai besar juga harus ditempatkan pada saluran listrik untuk memisahkan frekuensi rendah, dapat memilih kapasitor keramik 2,2 μF atau 10μF tantalum.
Star Wiring adalah teknik terkenal dalam desain sirkuit analog. Star Wiring - Setiap modul di papan memiliki saluran daya sendiri dari titik daya catu daya umum. Dalam hal ini, kabel bintang berarti bahwa bagian digital dan RF dari sirkuit harus memiliki saluran listrik sendiri, dan saluran listrik ini harus dipisahkan secara terpisah di dekat IC. Ini adalah pemisahan dari angka
Metode yang efektif untuk kebisingan sebagian dan catu daya dari bagian RF. Jika modul dengan noise 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 setidaknya 10 μF harus digunakan sebagai decoupling catu daya dari modul -modul ini. Modul tersebut adalah driver Rs 232 atau pengatur catu daya.
Untuk mengurangi gangguan dari modul noise dan bagian analog di sekitarnya, tata letak setiap modul sirkuit di papan adalah penting. Modul sensitif (bagian RF dan antena) harus selalu dijauhkan dari modul bising (mikrokontroler dan driver Rs 232) untuk menghindari gangguan. Seperti disebutkan di atas, sinyal RF dapat menyebabkan gangguan 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 output daya tinggi. Ini adalah praktik desain yang baik untuk memisahkan titik sensitif dengan kapasitor decoupling RF (100p f) yang terhubung ke tanah.
Jika Anda menggunakan kabel untuk menghubungkan papan RF ke sirkuit digital eksternal, gunakan kabel twisted-pair. Setiap kabel sinyal harus 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 twisted-pair, dan panjang kabel harus sesingkat mungkin. Pengkabelan yang menggerakkan papan RF juga harus dipelintir dengan GND (VDD/ GND).
