Se il circuito analogico (RF) e il circuito digitale (microcontrollore) funzionano bene singolarmente, ma una volta che si mettono i due sullo stesso circuito e usi lo stesso alimentatore per lavorare insieme, è probabile che l'intero sistema sia instabile. Ciò è principalmente dovuto al fatto che il segnale digitale oscilla spesso tra il terreno e l'alimentazione positiva (dimensione 3 V) e il periodo è particolarmente breve, spesso a livello di NS. A causa della grande ampiezza e dei piccoli tempi di commutazione, questi segnali digitali contengono un gran numero di componenti ad alta frequenza che sono indipendenti dalla frequenza di commutazione. Nella parte analogica, il segnale dall'anello di sintonizzazione dell'antenna alla parte ricevente del dispositivo wireless è generalmente inferiore a 1μV.
L'isolamento inadeguato di linee sensibili e linee di segnale rumorose è un problema frequente. Come accennato in precedenza, i segnali digitali hanno un'altezza elevata e contengono un gran numero di armoniche ad alta frequenza. Se il cablaggio del segnale digitale sul PCB è adiacente a segnali analogici sensibili, le armoniche ad alta frequenza possono essere accoppiate. I nodi sensibili dei dispositivi RF sono generalmente il circuito di filtro ad anello del ciclo bloccato a fase (PLL), l'induttore di oscillatore a tensione esterna (VCO), il segnale di riferimento del cristallo e il terminale dell'antenna e queste parti del circuito devono essere trattate con cure speciali.
Poiché il segnale di ingresso/uscita ha un'oscillazione di diversi V, i circuiti digitali sono generalmente accettabili per il rumore dell'alimentazione (meno di 50 mV). I circuiti analogici sono sensibili al rumore dell'alimentazione, in particolare alle tensioni di bara e ad altre armoniche ad alta frequenza. Pertanto, il routing della linea di alimentazione sulla scheda PCB contenente circuiti RF (o altri analogici) deve essere più attento del cablaggio sul circuito digitale ordinario e il routing automatico dovrebbe essere evitato. Va anche notato che un microcontrollore (o altro circuito digitale) succherà improvvisamente la maggior parte della corrente per un breve periodo di tempo durante ciascun ciclo di clock interno, a causa della progettazione del processo CMOS di moderni microcontrollori.
Il circuito RF dovrebbe sempre avere uno strato di linea di terra collegato all'elettrodo negativo dell'alimentazione, che può produrre alcuni strani fenomeni se non gestiti correttamente. Questo può essere difficile da capire per un circuito digitale, perché la maggior parte dei circuiti digitali funziona bene anche senza il livello di messa a terra. Nella banda RF, anche un filo corto si comporta come un induttore. Calcolato approssimativamente, l'induttanza per lunghezza mm è di circa 1 NH e la reattanza induttiva di una linea PCB da 10 mm a 434 MHz è di circa 27 Ω. Se lo strato di linea di terra non viene utilizzato, la maggior parte delle linee di terra sarà più lunga e il circuito non garantirà le caratteristiche di progettazione.
Questo è spesso trascurato nei circuiti che contengono la radiofrequenza e altre parti. Oltre alla porzione RF, di solito ci sono altri circuiti analogici sulla scheda. Ad esempio, molti microcontrollori hanno convertitori analogici a digitali integrati (ADC) per misurare gli ingressi analogici, nonché la tensione della batteria o altri parametri. Se l'antenna del trasmettitore RF si trova vicino (o acceso) questo PCB, il segnale ad alta frequenza emesso può raggiungere l'ingresso analogico dell'ADC. Non dimenticare che qualsiasi linea di circuiti può inviare o ricevere segnali RF come un'antenna. Se l'ingresso ADC non viene elaborato correttamente, il segnale RF può autoeccitare nell'ingresso del diodo ESD nell'ADC, causando la deviazione ADC.
Tutte le connessioni allo strato di terra devono essere il più brevi possibile e il foro attraverso il terreno deve essere posizionato (o molto vicino) al cuscinetto del componente. Non consentire mai a due segnali di terra di condividere un foro attraverso il foro, che può causare la crosstalk tra i due cuscinetti a causa dell'impedenza di connessione a foro. Il condensatore di disaccoppiamento deve essere posizionato il più vicino possibile al pin e il disaccoppiamento del condensatore deve essere utilizzato su ciascun pin che deve essere disaccoppiato. Utilizzando condensatori ceramici di alta qualità, il tipo dielettrico è "NPO", "X7R" funziona bene anche nella maggior parte delle applicazioni. Il valore ideale della capacità selezionata dovrebbe essere tale che la sua risonanza in serie sia uguale alla frequenza del segnale.
Ad esempio, a 434 MHz, il condensatore da 100 pf montato da SMD funzionerà bene, a questa frequenza, la reattanza capacitiva del condensatore è di circa 4 Ω e la reattanza induttiva del foro è nello stesso intervallo. Il condensatore e il foro in serie formano un filtro di tacca per la frequenza del segnale, consentendo di essere efficacemente disaccoppiato. A 868 MHz, i condensatori 33 p F sono una scelta ideale. Oltre al condensatore a valore piccolo disaccoppiato RF, un condensatore di valore di grande valore dovrebbe essere posizionato anche sulla linea di alimentazione per disaccoppiarsi la bassa frequenza, può scegliere un condensatore ceramico o 10 μf di 2,2 μF.
Il cablaggio a stella è una tecnica ben nota nel design del circuito analogico. Cablaggio a stella: ogni modulo sulla scheda ha una propria linea elettrica dal punto di alimentazione di alimentazione comune. In questo caso, il cablaggio a stella significa che le parti digitali e RF del circuito dovrebbero avere le proprie linee elettriche e queste linee elettriche dovrebbero essere disaccoppiate separatamente vicino all'IC. Questa è una separazione dai numeri
Un metodo efficace per il rumore parziale e dell'alimentazione dalla parte RF. Se i moduli con rumore grave vengono posizionati sulla stessa scheda, l'induttore (tallone magnetico) o la piccola resistenza di resistenza (10 Ω) possono essere collegati in serie tra la linea di alimentazione e il modulo e il condensatore Tantalum di almeno 10 μF deve essere usato come disaccoppiamento dell'alimentazione di questi moduli. Tali moduli sono driver Rs 232 o regolatori di alimentazione di commutazione.
Al fine di ridurre l'interferenza dal modulo di rumore e dalla parte analogica circostante, è importante il layout di ciascun modulo circuito sulla scheda. I moduli sensibili (parti RF e antenne) devono sempre essere tenuti lontani dai moduli rumorosi (microcontrollori e driver Rs 232) per evitare interferenze. Come accennato in precedenza, i segnali RF possono causare interferenze ad altri moduli del circuito analogico sensibili come gli ADC quando vengono inviati. La maggior parte dei problemi si verificano nelle bande operative inferiori (come 27 MHz) e livelli di uscita elevati. È una buona pratica di progettazione per disaccoppiare i punti sensibili con un condensatore di disaccoppiamento RF (100p F) collegato a terra.
Se si utilizzano cavi per collegare la scheda RF a un circuito digitale esterno, utilizzare cavi a coppia intrecciata. Ogni cavo di segnale deve essere gemello con il cavo GND (Din/ GND, Dout/ GND, CS/ GND, PWR _ UP/ GND). Ricorda di collegare il circuito RF e il circuito di applicazione digitale con il cavo GND del cavo della coppia intrecciata e la lunghezza del cavo dovrebbe essere il più breve possibile. Il cablaggio che alimenta la scheda RF deve anche essere attorcigliato con GND (VDD/ GND).
