Kif tpoġġi kemm iċ-ċirkwit RF kif ukoll iċ-ċirkwit diġitali fuq il-bord tal-PCB?

Jekk iċ-ċirkwit analogu (RF) u ċ-ċirkwit diġitali (mikrokontrollur) jaħdmu tajjeb individwalment, iżda ladarba tpoġġi t-tnejn fuq l-istess bord ta 'ċirkwit u tuża l-istess provvista ta' enerġija biex taħdem flimkien, is-sistema kollha x'aktarx tkun instabbli. Dan huwa prinċipalment minħabba li s-sinjal diġitali spiss jitbandal bejn l-art u l-provvista ta 'enerġija pożittiva (daqs 3 V), u l-perjodu huwa partikolarment qasir, ħafna drabi ns livell. Minħabba l-amplitudni kbira u l-ħin tal-bidla żgħira, dawn is-sinjali diġitali fihom numru kbir ta 'komponenti ta' frekwenza għolja li huma indipendenti mill-frekwenza tal-bidla. Fil-parti analoga, is-sinjal mill-linja tal-irfinar tal-antenna sal-parti li tirċievi tal-apparat mingħajr fili ġeneralment ikun inqas minn 1μV.

L-iżolament inadegwat tal-linji sensittivi u l-linji tas-sinjali storbjużi hija problema frekwenti. Kif imsemmi hawn fuq, is-sinjali diġitali għandhom swing għoli u fihom numru kbir ta 'armoniċi ta' frekwenza għolja. Jekk il-wiring tas-sinjal diġitali fuq il-PCB huwa maġenb sinjali analogi sensittivi, armoniċi ta 'frekwenza għolja jistgħu jiġu akkoppjati fil-passat. In-nodi sensittivi tal-apparati RF huma ġeneralment iċ-ċirkwit tal-filtru tal-linja tal-linja msakkra b'fażi (PLL), l-inductor tal-oxxillatur ikkontrollat ​​bil-vultaġġ estern (VCO), is-sinjal ta 'referenza tal-kristall u t-terminal tal-antenna, u dawn il-partijiet taċ-ċirkwit għandhom jiġu ttrattati b'attenzjoni speċjali.

Peress li s-sinjal tad-dħul/ħruġ għandu swing ta 'diversi V, iċ-ċirkwiti diġitali huma ġeneralment aċċettabbli għall-istorbju tal-provvista tal-enerġija (inqas minn 50 mV). Ċirkwiti analogi huma sensittivi għall-istorbju tal-provvista tal-enerġija, speċjalment għal vultaġġi burr u armoniċi oħra ta 'frekwenza għolja. Għalhekk, ir-rotot tal-linja tal-enerġija fuq il-bord tal-PCB li jkun fih ċirkwiti RF (jew analogi oħra) għandhom ikunu aktar attenti mill-wajers fuq il-bord taċ-ċirkwit diġitali ordinarju, u r-rotot awtomatiku għandu jiġi evitat. Għandu jiġi nnutat ukoll li mikrokontrollur (jew ċirkwit diġitali ieħor) f'daqqa waħda se terda fil-biċċa l-kbira tal-kurrent għal perjodu qasir ta 'żmien matul kull ċiklu ta' arloġġ intern, minħabba d-disinn tal-proċess CMOS ta 'mikrokontrolluri moderni.

Il-bord taċ-ċirkwit RF għandu dejjem ikollu saff tal-linja tal-art imqabbad mal-elettrodu negattiv tal-provvista tal-enerġija, li jista 'jipproduċi xi fenomeni strambi jekk ma jiġix immaniġġjat kif suppost. Dan jista 'jkun diffiċli għal disinjatur ta' ċirkwit diġitali biex jifhem, minħabba li l-biċċa l-kbira taċ-ċirkwiti diġitali jiffunzjonaw tajjeb anke mingħajr is-saff ta 'l-ert. Fil-medda RF, anke wajer qasir jaġixxi bħal induttur. Ikkalkulat bejn wieħed u ieħor, l-inductance għal kull mm tul hija madwar 1 nH, u r-reattanza induttiva ta 'linja PCB ta' 10 mm f'434 MHz hija madwar 27 Ω. Jekk is-saff tal-linja tal-art ma jintużax, il-biċċa l-kbira tal-linji tal-art se jkunu itwal u ċ-ċirkwit mhux se jiggarantixxi l-karatteristiċi tad-disinn.

Dan spiss jiġi injorat f'ċirkwiti li fihom il-frekwenza tar-radju u partijiet oħra. Minbarra l-porzjon RF, ġeneralment ikun hemm ċirkwiti analogi oħra fuq il-bord. Pereżempju, ħafna mikrokontrolluri għandhom konvertituri analog-to-digital (ADCs) integrati biex ikejlu inputs analogi kif ukoll vultaġġ tal-batterija jew parametri oħra. Jekk l-antenna tat-trasmettitur RF tinsab ħdejn (jew fuq) dan il-PCB, is-sinjal ta 'frekwenza għolja emess jista' jilħaq l-input analogu tal-ADC. Tinsiex li kwalunkwe linja ta 'ċirkwit tista' tibgħat jew tirċievi sinjali RF bħal antenna. Jekk l-input ADC ma jiġix ipproċessat kif suppost, is-sinjal RF jista 'jiħoloq waħdu fl-input tad-dijodu ESD għall-ADC, u jikkawża devjazzjoni ADC.

图片 1

Il-konnessjonijiet kollha mas-saff ta 'l-art għandhom ikunu qosra kemm jista' jkun, u t-toqba ta 'l-art għandha titqiegħed (jew viċin ħafna) tal-kuxxinett tal-komponent. Qatt tħalli żewġ sinjali ta 'l-art jaqsmu toqba ta' l-art, li tista 'tikkawża crosstalk bejn iż-żewġ pads minħabba l-impedenza tal-konnessjoni tat-toqba. Il-kapaċitatur tad-diżakkoppjar għandu jitqiegħed kemm jista 'jkun qrib il-pin, u d-diżakkoppjar tal-kapaċitatur għandu jintuża f'kull pin li jeħtieġ li jiġi diżakkoppjat. Bl-użu ta 'capacitors taċ-ċeramika ta' kwalità għolja, it-tip dielettriku huwa "NPO", "X7R" jaħdem tajjeb ukoll f'ħafna applikazzjonijiet. Il-valur ideali tal-kapaċità magħżula għandu jkun tali li r-reżonanza tas-serje tagħha hija ugwali għall-frekwenza tas-sinjal.

Pereżempju, f'434 MHz, il-kapaċitatur 100 pF immuntat fuq SMD se jaħdem tajjeb, f'din il-frekwenza, ir-reattanza kapaċità tal-kapaċitatur hija ta 'madwar 4 Ω, u r-reattanza induttiva tat-toqba hija fl-istess medda. Il-kapaċitatur u t-toqba f'serje jiffurmaw filtru talja għall-frekwenza tas-sinjal, li jippermettilu li jiġi diżakkoppjat b'mod effettiv. F'868 MHz, capacitors 33 p F huma għażla ideali. Minbarra l-capacitor ta 'valur żgħir diżakkoppjat RF, kapaċitur ta' valur kbir għandu wkoll jitqiegħed fuq il-linja tal-enerġija biex diżakkoppjar il-frekwenza baxxa, jista 'jagħżel capacitor taċ-ċeramika ta' 2.2 μF jew tantalu 10μF.

Star wiring huwa teknika magħrufa sew fid-disinn taċ-ċirkwit Analog. Star wiring - Kull modulu fuq il-bord għandu l-linja tal-enerġija tiegħu stess mill-punt tal-enerġija tal-provvista tal-enerġija komuni. F'dan il-każ, il-wajers tal-istilla jfisser li l-partijiet diġitali u RF taċ-ċirkwit għandu jkollhom il-linji tal-enerġija tagħhom stess, u dawn il-linji tal-enerġija għandhom jiġu diżakkoppjati separatament ħdejn l-IC. Din hija separazzjoni min-numri

Metodu effettiv għall-istorbju parzjali u tal-provvista tal-enerġija mill-porzjon RF. Jekk il-moduli b'ħoss qawwi jitqiegħdu fuq l-istess bord, l-inductor (xoffa manjetika) jew ir-reżistenza żgħira tar-reżistenza (10 Ω) jistgħu jiġu konnessi f'serje bejn il-linja tal-enerġija u l-modulu, u l-kapaċitatur tat-tantalu ta 'mill-inqas 10 μF għandu jintuża bħala d-diżakkoppjar tal-provvista tal-enerġija ta 'dawn il-moduli. Moduli bħal dawn huma sewwieqa RS 232 jew regolaturi tal-provvista tal-enerġija li jaqilbu.

Sabiex titnaqqas l-interferenza mill-modulu tal-ħoss u l-parti analoga tal-madwar, it-tqassim ta 'kull modulu taċ-ċirkwit fuq il-bord huwa importanti. Moduli sensittivi (partijiet RF u antenni) għandhom dejjem jinżammu 'l bogħod minn moduli storbjużi (mikrokontrolluri u sewwieqa RS 232) biex tiġi evitata interferenza. Kif imsemmi hawn fuq, is-sinjali RF jistgħu jikkawżaw interferenza għal moduli oħra ta 'ċirkwiti analogi sensittivi bħal ADCs meta jintbagħtu. Il-biċċa l-kbira tal-problemi jseħħu f'meded operattivi aktar baxxi (bħal 27 MHz) kif ukoll livelli ta 'output ta' qawwa għolja. Hija prattika ta 'disinn tajba li diżakkoppjar punti sensittivi b'kapaċitatur ta' diżakkoppjar RF (100p F) imqabbad mal-art.

Jekk qed tuża kejbils biex tgħaqqad il-bord RF ma 'ċirkwit diġitali estern, uża kejbils b'par mibrum. Kull kejbil tas-sinjal għandu jkun ġemellat mal-kejbil GND (DIN/ GND, DOUT/ GND, CS/ GND, PWR _ UP/ GND). Ftakar li tqabbad il-bord taċ-ċirkwit RF u l-bord taċ-ċirkwit tal-applikazzjoni diġitali mal-kejbil GND tal-kejbil tal-par mibrum, u t-tul tal-kejbil għandu jkun qasir kemm jista 'jkun. Il-wiring li jħaddem il-bord RF għandu wkoll ikun mibrum b'GND (VDD/GND).

图片 2