Ji ber mezinahî û mezinahîya piçûk, hema hema ti standardên panelê yên çapkirî yên heyî yên ji bo mezinbûna bazara IoT-ê ya pêçandî tune. Berî ku ev standard derkevin, diviya bû ku em xwe bispêrin zanîn û ezmûna hilberînê ya ku di pêşkeftina asta panelê de hîn bûne û bifikirin ka meriv çawa wan li ser kêşeyên bêhempa yên derketinê bicîh tîne. Sê war hene ku bala me ya taybetî hewce dike. Ew ev in: materyalên rûbera panelê, sêwirana RF / mîkroş û xetên veguheztina RF.

Materyalên PCB

"PCB" bi gelemperî ji lamînatan pêk tê, ku dibe ku ji epoksî ya bi fîber-hêzkirî (FR4), materyalên polyimide an Rogers an jî materyalên din ên laminate bêne çêkirin. Materyalên îzolekirinê yên di navbera qatên cuda de jê re prepreg tê gotin.

Amûrên lixwekirî pêbaweriyek bilind hewce dikin, ji ber vê yekê gava ku sêwiranerên PCB bi hilbijartina karanîna FR4 (materyalên çêkirina PCB-ê yên herî biha) an materyalên pêşkeftî û bihatir re rû bi rû bimînin, ev dê bibe pirsgirêk.

Ger serîlêdanên PCB-ê yên pêçandî hewceyê materyalên bilez û frekansa bilind hewce dike, dibe ku FR4 ne bijareya çêtirîn be. Berdewamiya dîelektrîkê (Dk) ya FR4 4,5 e, berdewamiya dielektrîkê ya maddeya rêza Rogers 4003 ya pêşkeftî 3,55 e, û berdewamiya dielektrîkê ya rêzika bira Rogers 4350 3,66 e.

"Dîbara dielektrîkê ya laminateyê bi rêjeya kapasîteyê an enerjiyê ya di navbera cotek rêgirên nêzê lamînatê de bi kapasîteya an enerjiyê ya di navbera cotek rêgirên di valahiyê de vedibêje. Di frekansên bilind de, çêtirîn e ku windayek piçûk hebe. Ji ber vê yekê, Roger 4350 bi berdewamiya dielektrîkî ya 3.66 ji bo serîlêdanên frekansa bilindtir ji FR4 bi domdariya dielektrîkî ya 4.5 re maqûltir e.

Di bin şert û mercên normal de, hejmara tebeqeyên PCB-ê yên ji bo cîhazên pêçandî ji 4 heta 8 qatan diguhere. Prensîba avakirina qatê ev e ku heke ew PCB-yek 8-qat be, divê ew bikaribe têra xwe qatên zevî û hêzê peyda bike û qata têlê sandwich bike. Bi vî rengî, bandora ripple di crosstalk de dikare herî kêm were girtin û destwerdana elektromagnetîk (EMI) dikare bi girîngî kêm bibe.

Di qonaxa sêwirana sêwirana panelê de, pilana sêwiranê bi gelemperî ev e ku meriv qatek erdek mezin li nêzî qata belavkirina hêzê bi cîh bike. Ev dikare bandorek ripple ya pir kêm çêbike, û dengê pergalê jî dikare hema hema sifir kêm bibe. Ev bi taybetî ji bo jêrpergala frekansa radyoyê girîng e.

Li gorî materyalê Rogers, FR4 xwedan faktorek belavbûnê (Df) bilindtir e, nemaze di frekansa bilind de. Ji bo laminatên FR4 performansa bilind, nirxa Df bi qasî 0.002 e, ku rêzek mezinahiyê ji FR4-a normal çêtir e. Lêbelê, stoka Rogers tenê 0.001 an kêmtir e. Dema ku materyalê FR4 ji bo serîlêdanên frekansa bilind tê bikar anîn, dê di windakirina têketinê de cûdahiyek girîng hebe. Wendakirina têketinê wekî windabûna hêza sînyalê ji xala A heya xala B dema ku FR4, Rogers an materyalên din bikar tînin tê pênase kirin.

pirsgirêkan çêbikin

PCB-ya pêçandî hewceyê kontrola impedansê ya hişktir hewce dike. Ev faktorek girîng e ji bo cîhazên cilê. Lihevhatina impedance dikare veguheztina sînyala paqijtir hilberîne. Berê, tolerasyona standard ji bo şopên hilgirtina sînyala ± 10% bû. Ev nîşanker eşkere ye ku ji bo çerxên frekansa bilind û bilez ên îroyîn ne bes e. Pêdiviya heyî ± 7%, û di hin rewşan de jî ± 5% an kêmtir e. Ev parametre û guhêrbarên din dê bi ciddî bandorê li çêkirina van PCB-yên lixwekirî yên bi taybetî bi kontrola impedansê ya hişk bike, bi vî rengî hejmara karsaziyên ku dikarin wan çêbikin sînordar bikin.

Tolerasyona domdar a dielektrîkê ya laminate ya ku ji materyalên Rogers UHF hatî çêkirin bi gelemperî li% ±2% tê domandin û hin hilber jî dikarin bigihîjin% ±1%. Berevajî vê, tolerasyona domdar a dielektrîkî ya laminate FR4 bi qasî 10%. Ji ber vê yekê, Van her du materyalan bidin ber hev ku windabûna têketina Rogers bi taybetî kêm e. Li gorî materyalên kevneşopî yên FR4, windabûna veguheztinê û windakirina têketina stûyê Rogers nîv kêmtir e.

Di pir rewşan de, lêçûn herî girîng e. Lêbelê, Rogers dikare performansa laminate ya bi frekansa bilind-wenda kêm kêm bi bihayek pejirandî peyda bike. Ji bo serîlêdanên bazirganî, Rogers dikare bi FR4-a-based epoxy ve bibe PCB-ya hybrid, ku hin qatên ku materyalê Rogers bikar tînin, û qatên din FR4 bikar tînin.

Dema ku stûnek Rogers hilbijêrin, frekansa baldariya bingehîn e. Gava ku frekansa ji 500 MHz derbas dibe, sêwiranerên PCB-ê meyl dikin ku materyalên Rogers hilbijêrin, nemaze ji bo çerxên RF / mîkro pêlavê, ji ber ku ev materyal dikarin performansa bilindtir peyda bikin dema ku şopên jorîn bi tundî ji hêla impedansê ve têne kontrol kirin.

Li gorî materyalê FR4, materyalê Rogers dikare di heman demê de windabûna dielektrîkê kêmtir peyda bike, û domdariya wê ya dielektrîkî di navberek frekansa berfireh de domdar e. Wekî din, materyalê Rogers dikare performansa windabûna kêm a îdeal a ku ji hêla operasyona frekansa bilind ve tê xwestin peyda bike.

Rêjeya berfirehbûna germî (CTE) ya materyalên rêza Rogers 4000 xwedan îstîqrara pîvanê ya hêja ye. Ev tê vê wateyê ku li gorî FR4-ê, dema ku PCB di çerxên ziravkirina sar, germ û pir germ de derbas dibe, berfirehbûna termal û girêbesta panelê dikare di bin frekansa bilindtir û dorhêlên germahiya bilind de li ser sînorek aram were domandin.

Di bûyera berhevkirina tevlihev de, hêsan e ku meriv teknolojiya pêvajoya hilberîna hevpar bikar bîne da ku Rogers û FR4-a-performansa bilind bi hev re tevlihev bike, ji ber vê yekê gihîştina berberiya hilberîna bilind bi nisbî hêsan e. Stack Rogers bi pêvajoya amadekirina taybetî re hewce nake.

FR4-ya hevpar nikare performansa elektrîkî ya pir pêbawer bi dest bixe, lê materyalên FR4-a performansa bilind xwedan taybetmendiyên pêbaweriyê yên baş in, wek Tg-ya bilind, hîn jî lêçûnek nizm kêm e, û dikare di cûrbecûr sepanan de were bikar anîn, ji sêwirana dengî ya hêsan heya serîlêdanên mîkropêla tevlihev. .

Fikrên sêwirana RF / Microwave

Teknolojiya portable û Bluetooth rê li ber sepanên RF/microwave di cîhazên lixwekirî de vekiriye. Rêjeya frekansê ya îro her ku diçe dînamîktir dibe. Çend sal berê, frekansa pir bilind (VHF) wekî 2GHz~3GHz hate diyarkirin. Lê naha em dikarin serîlêdanên frekansa ultra-bilind (UHF) ji 10GHz heya 25GHz bibînin.

Ji ber vê yekê, ji bo PCB-ya guhêzbar, beşa RF bêtir baldarî mijarên têlan hewce dike, û divê îşaret ji hev veqetin, û şopên ku sînyalên frekansa bilind çêdikin divê ji erdê dûr werin girtin. Nêrînên din ev in: peydakirina parzûnek derbazkirinê, kapasîteyên veqetandî yên têr, zevî, û sêwirana xeta veguheztinê û xeta vegerê hema hema wekhev.

Parzûna Bypass dikare bandora ripple ya naverok û dengbêjê bitepisîne. Pêdivî ye ku kondensatorên veqetandî nêzikî pêlên amûrê bibin ku sînyalên hêzê digirin.

Xetên veguheztinê yên bilez û şebekeyên sînyalê hewce dikin ku qatek zemîn di navbera sînyalên qata hêzê de were danîn da ku jittera ku ji hêla sînyalên deng ve hatî çêkirin xweş bike. Di leza sînyala bilind de, nelihevkirinên piçûk ên impedansê dê bibe sedema veguheztin û wergirtina sînyalan nehevseng, û di encamê de berovajîkirinê. Ji ber vê yekê, pêdivî ye ku balek taybetî li pirsgirêka hevberdana impedansê ya ku bi sînyala frekansa radyoyê ve girêdayî ye were dayîn, ji ber ku sînyala frekansa radyoyê xwedan leza bilind û toleransek taybetî ye.

Xtên veguheztina RF ji bo ku îşaretên RF-ê ji substratek taybetî ya IC-ê berbi PCB-ê veguhezîne impedansek kontrolkirî hewce dike. Van xetên veguheztinê dikarin li ser qata derveyî, qata jorîn, û qata jêrîn werin bicîh kirin, an jî dikarin di qata navîn de bêne sêwirandin.

Rêbazên ku di dema sêwirana sêwirana PCB RF de têne bikar anîn xeta mîkroşrîp, xeta tîrêjê ya herikîn, rêberiya pêlê ya hevplanar an zemîn e. Rêza microstrip ji dirêjiyek sabît a metal an şopan û tevahiya balafira erdê an beşek ji balafirgeha erdê rasterast li binê wê pêk tê. Hêza taybetmendiyê di avahiya rêza mîkroşiya gelemperî de ji 50Ω heya 75Ω ye.

Stripline floating rêbazek din a têlkirin û tepeserkirina deng e. Ev xet ji têl-firehiya sabît li ser qata hundurîn û balafirek erdek mezin a li jor û jêrê rêgirê navendê pêk tê. Balafira zevî di navbera balafira hêzê de tête sandwichkirin, ji ber vê yekê ew dikare bandorek zemînek pir bi bandor peyda bike. Ev rêbaza bijartî ye ji bo têlkirina sînyala RF-ya cilêkirî ya PCB.

Rêvebira pêlê ya hevplanar dikare îzolasyonek çêtir li nêzikî çerxa RF û çerxa ku divê nêzîktir were rêve kirin peyda bike. Ev navgîn ji rêgezek navendî û balafirên erdê li her du aliyan an li jêr pêk tê. Awayê çêtirîn ji bo veguheztina îşaretên frekansa radyoyê sekinandina xetên xêz an rêgirên pêlên hevplanar e. Van her du rêbazan dikarin îzolasyonek çêtir di navbera şopên nîşan û RF de peyda bikin.

Tête pêşniyar kirin ku li her du aliyên pêlêkêşê hevpişk bi navê "via fence" bikar bînin. Ev rêbaz dikare rêzek rêyên erdê li ser her balafirgeha erdê ya metal a rêgirê navendê peyda bike. Şopa sereke ya ku di navîn de dimeşe li her aliyek têl heye, ji ber vê yekê kurtebirek ji bo vegerê ya li binê erdê peyda dike. Ev rêbaz dikare asta dengê ku bi bandora ripple ya bilind a sînyala RF ve girêdayî ye kêm bike. Berdewamiya dîelektrîkê ya 4.5 wekî maddeya FR4 ya prepreg dimîne, dema ku domdariya dielektrîkî ya prepreg-ji mîkroşrîp, stripline an stripline offset- ji 3.8 heta 3.9 e.

Di hin cîhazên ku balafirek erdê bikar tînin de, dibe ku rêyên kor werin bikar anîn da ku performansa veqetandinê ya kapasîtorê hêzê baştir bikin û rêyek şûntê ji cîhazê berbi erdê peyda bikin. Rêya şûntê ya ber bi erdê ve dikare dirêjahiya via kurt bike. Ev dikare du armancan bi dest bixe: hûn ne tenê şunt an zemînek çêdikin, lê di heman demê de dûrahiya veguheztina amûrên bi deverên piçûk jî kêm dikin, ku ev faktorek sêwirana RF-ya girîng e.