როგორ მოვათავსოთ როგორც RF წრე და ციფრული წრე PCB დაფაზე?

თუ ანალოგური წრე (RF) და ციფრული წრე (მიკროკონტროლერი) კარგად მუშაობენ ინდივიდუალურად, მაგრამ მას შემდეგ, რაც ორს დააყენა იმავე წრეზე დაფაზე და გამოიყენეთ იგივე ელექტრომომარაგება, რომ ერთად იმუშაოთ, მთელი სისტემა სავარაუდოდ არასტაბილური იქნება. ეს ძირითადად იმიტომ ხდება, რომ ციფრული სიგნალი ხშირად იცვლება მიწასა და პოზიტიურ ელექტრომომარაგებას შორის (ზომა 3 ვ), და პერიოდი განსაკუთრებით მოკლე, ხშირად NS დონეზე. დიდი ამპლიტუდის და მცირე გადართვის დროის გამო, ეს ციფრული სიგნალები შეიცავს მაღალი სიხშირის კომპონენტების დიდ რაოდენობას, რომლებიც დამოუკიდებელია გადართვის სიხშირისგან. ანალოგურ ნაწილში, სიგნალი ანტენის დამაგრების მარყუჟიდან უკაბელო მოწყობილობის მიმღებ ნაწილამდე, ზოგადად, ნაკლებია 1μV.

მგრძნობიარე ხაზების და ხმაურიანი სიგნალის ხაზების არაადეკვატური იზოლაცია ხშირი პრობლემაა. როგორც ზემოთ აღვნიშნეთ, ციფრულ სიგნალებს აქვთ მაღალი საქანელები და შეიცავს მაღალი სიხშირის ჰარმონიის დიდ რაოდენობას. თუ PCB- ზე ციფრული სიგნალის გაყვანილობა მგრძნობიარე ანალოგური სიგნალების მიმდებარედ, მაღალი სიხშირის ჰარმონიას შეიძლება წარსული იყოს. RF მოწყობილობების მგრძნობიარე კვანძები, როგორც წესი განსაკუთრებული სიფრთხილით.

მას შემდეგ, რაც შეყვანის/გამომავალი სიგნალი აქვს რამდენიმე V- ს საქანელას, ციფრული სქემები ზოგადად მისაღებია ელექტრომომარაგების ხმაურისთვის (50 მვ -ზე ნაკლები). ანალოგური სქემები მგრძნობიარეა ელექტრომომარაგების ხმაურის მიმართ, განსაკუთრებით ძაბვისა და სხვა მაღალი სიხშირის ჰარმონიის მიმართ. ამრიგად, PCB დაფაზე ელექტროგადამცემი მარშრუტიზაცია, რომელიც შეიცავს RF (ან სხვა ანალოგური) სქემებს, უფრო ფრთხილად უნდა იყოს, ვიდრე ჩვეულებრივი ციფრული მიკროსქემის დაფაზე გაყვანილობა, და თავიდან უნდა იქნას აცილებული ავტომატური მარშრუტიზაცია. აქვე უნდა აღინიშნოს, რომ მიკროკონტროლერი (ან სხვა ციფრული წრე) მოულოდნელად იწოვს დენის უმეტეს ნაწილში მოკლე პერიოდის განმავლობაში, თითოეული შიდა საათის ციკლის განმავლობაში, თანამედროვე მიკროკონტროლების CMOS პროცესის დიზაინის გამო.

RF მიკროსქემის დაფას ყოველთვის უნდა ჰქონდეს სახმელეთო ხაზის ფენა, რომელიც უკავშირდება ელექტრომომარაგების უარყოფით ელექტროდს, რამაც შეიძლება წარმოქმნას უცნაური მოვლენა, თუ სწორად არ მოგვარდება. ეს შეიძლება იყოს რთული ციფრული წრეების დიზაინერის გაგება, რადგან ციფრული სქემების უმეტესობა კარგად ფუნქციონირებს დასაბუთებული ფენის გარეშე. RF Band- ში, მოკლე მავთულის თუნდაც ინდუქტორით მოქმედებს. უხეშად გაანგარიშებულია, მმ სიგრძეზე ინდუქცია დაახლოებით 1 ნჰჰ, ხოლო ინდუქციური რეაგირება 10 მმ PCB ხაზის 434 MHz- ზე დაახლოებით 27 Ω. თუ მიწის ხაზის ფენა არ გამოიყენება, მიწის ხაზების უმეტესობა უფრო გრძელი იქნება და წრე არ უზრუნველყოფს დიზაინის მახასიათებლებს.

ეს ხშირად უგულებელყოფილია სქემებში, რომლებიც შეიცავს რადიო სიხშირეს და სხვა ნაწილებს. გარდა RF ნაწილისა, დაფაზე, როგორც წესი, არსებობს სხვა ანალოგური სქემები. მაგალითად, ბევრ მიკროკონტროლერს აქვს ჩაშენებული ანალოგური ციფრული გადამყვანები (ADC) ანალოგური შეყვანის, აგრეთვე ბატარეის ძაბვის ან სხვა პარამეტრების გასაზომად. თუ RF გადამცემი ანტენა მდებარეობს ამ PCB- ს მახლობლად (ან ჩართულზე), გამოსხივებულმა მაღალი სიხშირის სიგნალმა შეიძლება მიაღწიოს ADC– ს ანალოგურ შეყვანას. არ უნდა დაგვავიწყდეს, რომ რომელიმე წრიულ ხაზს შეუძლია ანტენის მსგავსი RF სიგნალების გაგზავნა ან მიღება. თუ ADC შეყვანა სათანადოდ არ არის დამუშავებული, RF სიგნალმა შეიძლება თვითგამორკვეული იყოს ESD დიოდური შეყვანისას ADC– ში, რაც იწვევს ADC გადახრა.

图片 1

მიწის ფენასთან ყველა კავშირი უნდა იყოს რაც შეიძლება მოკლე, ხოლო მიწისქვეშა ხვრელი უნდა განთავსდეს (ან ძალიან ახლოს) კომპონენტის ბალიში. არასოდეს დაუშვათ ორი სახმელეთო სიგნალი, რომ გაზიარონ მიწის ნაკვეთი, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ორ ბალიშს შორის ჯვარედინი ხვრელის წინაღობის გამო. Decoupling კონდენსატორი უნდა განთავსდეს რაც შეიძლება ახლოს პინთან, ხოლო კონდენსატორის განლაგება უნდა იქნას გამოყენებული თითოეულ პინზე, რომელიც უნდა განადგურდეს. მაღალი ხარისხის კერამიკული კონდენსატორების გამოყენებით, დიელექტრიკული ტიპი არის "NPO", "X7R" ასევე კარგად მუშაობს უმეტეს პროგრამებში. შერჩეული ტევადობის იდეალური მნიშვნელობა უნდა იყოს ისეთი, რომ მისი სერიის რეზონანსი ტოლია სიგნალის სიხშირეზე.

მაგალითად, 434 MHz– ზე, SMD– ზე დამონტაჟებული 100 pF კონდენსატორი კარგად იმუშავებს, ამ სიხშირით, კონდენსატორის კონდენსატორის რეაქტივა დაახლოებით 4 Ω, ხოლო ხვრელის ინდუქციური რეაქტიული რეაქტივა იმავე დიაპაზონშია. კონდენსატორი და სერიის ხვრელი ქმნიან დონის ფილტრს სიგნალის სიხშირეზე, რაც საშუალებას აძლევს მას ეფექტურად გაანადგუროს. 868 MHz- ზე, 33 P F კონდენსატორები იდეალური არჩევანია. გარდა RF Decoupled მცირე მნიშვნელობის კონდენსატორისა, დიდი მნიშვნელობის კონდენსატორი ასევე უნდა განთავსდეს ელექტროგადამცემი ხაზზე დაბალი სიხშირის გასანადგურებლად, შეგიძლიათ აირჩიოთ 2.2 μF კერამიკული ან 10μF Tantalum capacitor.

ვარსკვლავების გაყვანილობა ცნობილი ტექნიკაა ანალოგური წრის დიზაინში. ვარსკვლავების გაყვანილობა - ბორტზე თითოეულ მოდულს აქვს საკუთარი ელექტროგადამცემი ხაზი საერთო ელექტრომომარაგების სიმძლავრის წერტილიდან. ამ შემთხვევაში, ვარსკვლავების გაყვანილობა ნიშნავს, რომ მიკროსქემის ციფრული და RF ნაწილები უნდა ჰქონდეს საკუთარი ელექტროგადამცემი ხაზები, და ეს ელექტროგადამცემი ხაზები უნდა განლაგდეს ცალკე IC- ს მახლობლად. ეს არის რიცხვების განცალკევება

ნაწილობრივი და ელექტრომომარაგების ხმაურის ეფექტური მეთოდი RF ნაწილიდან. თუ მძიმე ხმაურის მქონე მოდულები მოთავსებულია იმავე დაფაზე, ინდუქტორი (მაგნიტური მძივი) ან მცირე წინააღმდეგობის წინააღმდეგობა (10 Ω) შეიძლება დაუკავშირდეს სერიას ელექტროგადამცემი ხაზსა და მოდულს შორის, ხოლო მინიმუმ 10 μf ტანტალის კონდენსატორს შორის უნდა იქნას გამოყენებული, როგორც ამ მოდულების ელექტრომომარაგების განლაგება. ასეთი მოდულებია 232 რს მძღოლები ან ელექტრომომარაგების რეგულატორები.

ხმაურის მოდულიდან და მიმდებარე ანალოგური ნაწილის ჩარევის შესამცირებლად, მნიშვნელოვანია დაფაზე თითოეული მიკროსქემის მოდულის განლაგება. მგრძნობიარე მოდულები (RF ნაწილები და ანტენა) ყოველთვის უნდა იყოს დაცული ხმაურიანი მოდულებისგან (მიკროკონტროლერები და 232 მძღოლები), რათა არ მოხდეს ჩარევა. როგორც ზემოთ აღინიშნა, RF სიგნალებმა შეიძლება გამოიწვიოს სხვა მგრძნობიარე ანალოგური მიკროსქემის მოდულების ჩარევა, როგორიცაა ADC– ები, როდესაც ისინი გაგზავნიან. პრობლემების უმეტესობა გვხვდება ქვედა საოპერაციო ზოლებში (მაგალითად, 27 MHz), ასევე მაღალი ენერგიის გამომუშავების დონეზე. კარგი დიზაინის პრაქტიკაა მგრძნობიარე წერტილების განადგურება RF– ის განლაგების კონდენსატორთან (100p F), რომელიც დაკავშირებულია მიწასთან.

თუ იყენებთ კაბელებს RF დაფის გარე ციფრულ წრეზე დასაკავშირებლად, გამოიყენეთ გადაბმული წყვილი კაბელები. თითოეული სიგნალის კაბელი უნდა იყოს twinned gnd კაბელით (din/ gnd, dout/ gnd, cs/ gnd, pwr _ up/ gnd). დაიმახსოვრე RF წრიული დაფა და ციფრული განაცხადის მიკროსქემის დაფა გადაბმული წყვილის კაბელის GND კაბელთან, ხოლო საკაბელო სიგრძე უნდა იყოს რაც შეიძლება მოკლე. გაყვანილობა, რომელიც უფლებამოსილია RF დაფა, ასევე უნდა იყოს გადახრილი GND (VDD/ GND).

图片 2