РФ болон дижитал хэлхээг ПХБ хавтан дээр хэрхэн байрлуулах вэ?

Хэрэв аналог хэлхээ (RF) болон дижитал хэлхээ (микроконтроллер) тус тусад нь сайн ажилладаг боловч нэг хэлхээний самбар дээр хоёуланг нь тавиад, ижил тэжээлийн эх үүсвэрийг ашиглан хамтран ажиллахад систем бүхэлдээ тогтворгүй байх магадлалтай. Энэ нь гол төлөв тоон дохио нь газар ба эерэг тэжээлийн эх үүсвэрийн хооронд байнга эргэлддэг (хэмжээ 3 V) бөгөөд энэ хугацаа нь ялангуяа богино, ихэвчлэн ns түвшинд байдагтай холбоотой юм. Том далайцтай, шилжих хугацаа бага байдаг тул эдгээр тоон дохио нь шилжих давтамжаас хамааралгүй олон тооны өндөр давтамжийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулдаг. Аналог хэсэгт антенны тааруулах гогцооноос утасгүй төхөөрөмжийн хүлээн авах хэсэг хүртэлх дохио ерөнхийдөө 1μV-ээс бага байна.

Мэдрэмтгий шугам, чимээ шуугиантай дохионы шугамыг хангалтгүй тусгаарлах нь байнгын асуудал юм. Дээр дурдсанчлан тоон дохио нь өндөр хэлбэлзэлтэй бөгөөд олон тооны өндөр давтамжийн гармоникуудыг агуулдаг. Хэрэв ПХБ дээрх дижитал дохионы утас нь мэдрэмтгий аналог дохиотой зэргэлдээ байвал өндөр давтамжийн гармоникууд хоорондоо холбогдож болно. RF төхөөрөмжүүдийн мэдрэмтгий зангилаанууд нь ихэвчлэн фазын түгжигдсэн гогцоо (PLL), гадаад хүчдэлийн хяналттай осциллятор (VCO) индуктор, болор лавлагаа дохио ба антенны терминалын хүрд шүүлтүүрийн хэлхээ бөгөөд хэлхээний эдгээр хэсгүүдийг эмчлэх шаардлагатай. онцгой анхаарал болгоомжтой.

Оролтын гаралтын дохио нь хэд хэдэн V-ийн хэлбэлзэлтэй байдаг тул дижитал хэлхээг цахилгаан хангамжийн дуу чимээг (50 мВ-аас бага) хүлээн зөвшөөрдөг. Аналог хэлхээ нь тэжээлийн хангамжийн дуу чимээ, ялангуяа burr хүчдэл болон бусад өндөр давтамжийн гармоникуудад мэдрэмтгий байдаг. Тиймээс RF (эсвэл бусад аналог) хэлхээг агуулсан ПХБ самбар дээрх цахилгааны шугамын чиглүүлэлт нь энгийн дижитал хэлхээний самбар дээрх утаснаас илүү болгоомжтой байх ёстой бөгөөд автомат чиглүүлэлтээс зайлсхийх хэрэгтэй. Орчин үеийн микроконтроллеруудын CMOS процессын загвараас шалтгаалан микроконтроллер (эсвэл бусад дижитал хэлхээ) нь дотоод цагийн мөчлөг бүрт богино хугацаанд гүйдлийн ихэнх хэсгийг гэнэт сордог гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.

RF хэлхээний самбар нь цахилгаан тэжээлийн сөрөг электродтой холбогдсон газрын шугамын давхаргатай байх ёстой бөгөөд энэ нь зөв ажиллахгүй бол зарим нэг хачирхалтай үзэгдлийг үүсгэж болзошгүй юм. Дижитал хэлхээний зохион бүтээгчид үүнийг ойлгоход хэцүү байж магадгүй, учир нь ихэнх дижитал хэлхээнүүд газардуулгын давхаргагүй ч сайн ажилладаг. RF-ийн зурваст богино утас ч гэсэн индуктор шиг ажилладаг. Ойролцоогоор нэг мм урттай индукц нь ойролцоогоор 1 nH, 434 МГц давтамжтай 10 мм-ийн ПХБ шугамын индуктив урвал нь ойролцоогоор 27 Ом байна. Хэрэв газрын шугамын давхаргыг ашиглаагүй бол ихэнх газардуулгын шугамууд урт байх ба хэлхээ нь дизайны шинж чанарыг баталгаажуулахгүй.

Радио давтамж болон бусад хэсгүүдийг агуулсан хэлхээнд үүнийг ихэвчлэн анзаардаггүй. RF-ийн хэсгээс гадна самбар дээр ихэвчлэн бусад аналог хэлхээнүүд байдаг. Жишээлбэл, олон микроконтроллерууд нь аналог оролт, батерейны хүчдэл эсвэл бусад параметрүүдийг хэмжихэд зориулагдсан аналог-тоон хувиргагчтай (ADCs). Хэрэв RF дамжуулагчийн антенн нь энэ ПХБ-ийн ойролцоо (эсвэл дээр) байрладаг бол өндөр давтамжийн дохио нь ADC-ийн аналог оролтод хүрч болно. Ямар ч хэлхээний шугам нь антенн шиг RF дохиог илгээж эсвэл хүлээн авах боломжтой гэдгийг бүү мартаарай. Хэрэв ADC оролтыг зохих ёсоор боловсруулаагүй бол RF дохио нь ADC-ийн ESD диодын оролтод өөрөө өдөөгдөж, ADC-ийн хазайлтыг үүсгэж болзошгүй.

图片 1

Газрын давхаргатай бүх холболтууд нь аль болох богино байх ёстой бөгөөд газардуулгын нүхийг бүрэлдэхүүн хэсгийн дэвсгэр дээр (эсвэл маш ойрхон) байрлуулна. Газардуулгын хоёр дохиог газардуулах нүхийг хуваалцахыг хэзээ ч бүү зөвшөөр, энэ нь нүхний холболтын эсэргүүцлийн улмаас хоёр дэвсгэрийн хооронд хөндлөн огтлолцол үүсгэж болзошгүй. Салгах конденсаторыг тээглүүртэй аль болох ойр байрлуулж, салгах шаардлагатай зүү тус бүр дээр конденсаторыг салгах хэрэгтэй. Өндөр чанартай керамик конденсаторыг ашиглан диэлектрик төрөл нь "NPO", "X7R" нь ихэнх хэрэглээнд сайн ажилладаг. Сонгосон багтаамжийн хамгийн тохиромжтой утга нь түүний цуврал резонансын дохионы давтамжтай тэнцүү байх ёстой.

Жишээлбэл, 434 МГц-т SMD-д суурилуулсан 100 pF конденсатор сайн ажиллах болно, энэ давтамж дээр конденсаторын багтаамжийн реактив нь 4 Ом орчим, нүхний индуктив урвал нь ижил мужид байна. Конденсатор болон цуврал нүх нь дохионы давтамжийн ховилын шүүлтүүр үүсгэдэг бөгөөд үүнийг үр дүнтэй салгах боломжийг олгодог. 868 МГц давтамжтай 33 p F конденсатор нь хамгийн тохиромжтой сонголт юм. RF-ийн салангид бага утгатай конденсатораас гадна бага давтамжийг салгахын тулд их хэмжээний конденсаторыг цахилгаан шугамд байрлуулах шаардлагатай бөгөөд 2.2 μF керамик эсвэл 10μF тантал конденсаторыг сонгох боломжтой.

Оддын утас нь аналог хэлхээний дизайнд алдартай техник юм. Оддын утас - Самбар дээрх модуль бүр нь нийтлэг тэжээлийн тэжээлийн цэгээс өөрийн цахилгаан шугамтай байдаг. Энэ тохиолдолд одны утас нь хэлхээний дижитал болон RF хэсгүүд нь өөрийн цахилгаан шугамтай байх ёстой бөгөөд эдгээр цахилгааны шугамыг IC-ийн ойролцоо тусад нь салгах ёстой гэсэн үг юм. Энэ бол тоонуудаас тусгаарлах явдал юм

RF-ийн хэсгээс хэсэгчилсэн болон цахилгаан хангамжийн дуу чимээг арилгах үр дүнтэй арга. Хэрэв хүчтэй дуу чимээтэй модулиудыг нэг самбар дээр байрлуулсан бол индуктор (соронзон ирмэг) эсвэл бага эсэргүүцэл (10 Ом) -ийг цахилгаан шугам ба модулийн хооронд цувралаар холбож, хамгийн багадаа 10 мкФ тантал конденсаторыг холбож болно. Эдгээр модулиудын тэжээлийн холболтыг салгахад ашиглах ёстой. Ийм модулиуд нь RS 232 драйверууд эсвэл сэлгэн залгах тэжээлийн зохицуулагч юм.

Дуу чимээний модуль болон түүний эргэн тойрон дахь аналог хэсгийн хөндлөнгийн оролцоог багасгахын тулд самбар дээрх хэлхээний модуль бүрийн зохион байгуулалт нь чухал юм. Мэдрэмтгий модулиудыг (RF-ийн хэсгүүд ба антеннууд) хөндлөнгөөс зайлсхийхийн тулд дуу чимээ ихтэй модулиудаас (микроконтроллерууд болон RS 232 драйверууд) үргэлж хол байлгах хэрэгтэй. Дээр дурдсанчлан, RF дохио нь илгээгдэх үед ADC гэх мэт бусад эмзэг аналог хэлхээний модулиудад саад учруулж болзошгүй юм. Ихэнх асуудал нь бага үйлдлийн зурваст (27 МГц гэх мэт), мөн өндөр чадлын гаралтын түвшинд тохиолддог. Газарт холбогдсон RF-ийн салгах конденсатор (100p F) ашиглан мэдрэмтгий цэгүүдийг салгах нь дизайны сайн арга юм.

Хэрэв та RF-ийн самбарыг гадаад дижитал хэлхээнд холбохдоо кабель ашиглаж байгаа бол эрчилсэн хос кабель ашиглана уу. Дохионы кабель бүрийг GND кабель (DIN/ GND, DOUT/ GND, CS/ GND, PWR _ UP/ GND) хосолсон байх ёстой. RF хэлхээний самбар болон дижитал хэрэглээний хэлхээний самбарыг эрчилсэн хос кабелийн GND кабелиар холбохоо бүү мартаарай, кабелийн урт нь аль болох богино байх ёстой. RF-ийн самбарыг тэжээдэг утаснууд нь GND (VDD/GND)-ээр мушгисан байх ёстой.

图片 2