Als het analoge circuit (RF) en het digitale circuit (microcontroller) goed werken, maar zodra u de twee op dezelfde printplaat hebt geplaatst en dezelfde voeding gebruikt om samen te werken, is het hele systeem waarschijnlijk onstabiel. Dit komt vooral omdat het digitale signaal vaak tussen de grond en de positieve voeding (maat 3 V) zwaait en de periode bijzonder kort is, vaak NS -niveau. Vanwege de grote amplitude en kleine schakeltijd bevatten deze digitale signalen een groot aantal hoogfrequente componenten die onafhankelijk zijn van de schakelfrequentie. In het analoge gedeelte is het signaal van de antennestemmingslus naar het ontvangende deel van het draadloze apparaat over het algemeen minder dan 1μV.
Onvoldoende isolatie van gevoelige lijnen en lawaaierige signaallijnen is een frequent probleem. Zoals hierboven vermeld, hebben digitale signalen een hoge swing en bevatten ze een groot aantal hoogfrequente harmonischen. Als de digitale signaalbedrading op de PCB grenst aan gevoelige analoge signalen, kunnen hoogfrequente harmonischen worden gekoppeld. De gevoelige knooppunten van RF-apparaten zijn meestal het lusfiltercircuit van de fase-vergrendelde lus (PLL), de externe spanningsgestuurde oscillator (VCO) inductor, het kristalreferentiesignaal en de antenne-terminal en deze delen van het circuit moeten met speciale zorg worden behandeld.
Aangezien het invoer-/uitgangssignaal een zwaai van meerdere V heeft, zijn digitale circuits over het algemeen acceptabel voor voedingruis (minder dan 50 mV). Analoge circuits zijn gevoelig voor voedingsruis, vooral voor braamspanningen en andere harmonischen met hoge frequentie. Daarom moet de stroomlijnroutering op de PCB -kaart met RF (of andere analoge) circuits voorzichtiger zijn dan de bedrading op de gewone digitale printplaat, en automatische routing moet worden vermeden. Er moet ook worden opgemerkt dat een microcontroller (of ander digitaal circuit) het grootste deel van de stroom tijdens elke interne klokcyclus plotseling zal opzuigen vanwege het CMOS -procesontwerp van moderne microcontrollers.
De RF -printplaat moet altijd een grondlijnlaag hebben die is aangesloten op de negatieve elektrode van de voeding, die een aantal vreemde fenomenen kan produceren als ze niet correct worden behandeld. Dit kan moeilijk zijn voor een digitale circuitontwerper om te begrijpen, omdat de meeste digitale circuits goed functioneren, zelfs zonder de aardingslaag. In de RF -band werkt zelfs een korte draad als een inductor. Ruwweg berekend, de inductie per mm lengte is ongeveer 1 NH en de inductieve reactantie van een PCB -lijn van 10 mm bij 434 MHz is ongeveer 27 Ω. Als de grondlijnlaag niet wordt gebruikt, zijn de meeste grondlijnen langer en zal het circuit de ontwerpkenmerken niet garanderen.
Dit wordt vaak over het hoofd gezien in circuits die de radiofrequentie en andere onderdelen bevatten. Naast het RF -gedeelte zijn er meestal andere analoge circuits op het bord. Veel microcontrollers hebben bijvoorbeeld ingebouwde analoog-naar-digitale converters (ADC's) om analoge ingangen en batterijspanning of andere parameters te meten. Als de antenne van de RF-zender zich in de buurt van (of op) deze PCB bevindt, kan het uitgezonden hoogfrequente signaal de analoge ingang van de ADC bereiken. Vergeet niet dat elke circuitlijn RF -signalen zoals een antenne kan verzenden of ontvangen. Als de ADC-ingang niet correct wordt verwerkt, kan het RF-signaal zelf-excite in de ESD-diode-ingang naar de ADC, waardoor ADC-afwijking wordt veroorzaakt.
Alle verbindingen met de grondlaag moeten zo kort mogelijk zijn en de grond door gat moet het kussen van de component worden geplaatst (of heel dicht bij). Sta nooit toe dat twee grondsignalen een grond door de hole delen, wat overspraak tussen de twee pads kan veroorzaken vanwege de doorgaande hole-verbindingsimpedantie. De ontkoppelingscondensator moet zo dicht mogelijk bij de pen worden geplaatst en de ontkoppeling van de condensator moet worden gebruikt bij elke pin die moet worden ontkoppeld. Met behulp van hoogwaardige keramische condensatoren, is het diëlektrische type "NPO", "X7R" werkt ook goed in de meeste toepassingen. De ideale waarde van de geselecteerde capaciteit moet zodanig zijn dat de serie resonantie gelijk is aan de signaalfrequentie.
Bij bijvoorbeeld 434 MHz werkt de SMD-gemonteerde 100 PF-condensator goed, bij deze frequentie is de capacitieve reactantie van de condensator ongeveer 4 Ω en de inductieve reactantie van het gat ligt in hetzelfde bereik. De condensator en het gat in serie vormen een notch -filter voor de signaalfrequentie, waardoor deze effectief kan worden ontkoppeld. Bij 868 MHz zijn 33 P F -condensatoren een ideale keuze. Naast de RF ontkoppelde condensator met kleine waarde, moet een condensator met een grote waarde ook op de voedingslijn worden geplaatst om de lage frequentie te ontkoppelen, kan een 2,2 μF keramische of 10μF tantalum condensator kiezen.
STAR-bedrading is een bekende techniek in analoog circuitontwerp. STAR -bedrading - Elke module op het bord heeft zijn eigen stroomlijn van het gewone stroomvoorziening. In dit geval betekent de starbedrading dat de digitale en RF -delen van het circuit hun eigen elektriciteitsleidingen moeten hebben, en deze elektriciteitsleidingen moeten afzonderlijk worden ontkoppeld nabij de IC. Dit is een scheiding van de cijfers
Een effectieve methode voor gedeeltelijke en voeding van het RF -gedeelte. Als de modules met ernstige ruis op hetzelfde bord worden geplaatst, kan de inductor (magnetische parel) of de kleine weerstandsweerstand (10 Ω) in serie worden verbonden tussen de stroomlijn en de module, en de tantalum -condensator van ten minste 10 μF moet worden gebruikt als de voeding van deze modules. Dergelijke modules zijn Rs 232 -stuurprogramma's of schakelvoedingsregelaars.
Om de interferentie van de ruismodule en het omliggende analoge gedeelte te verminderen, is de lay -out van elke circuitmodule op het bord belangrijk. Gevoelige modules (RF -onderdelen en antennes) moeten altijd worden weggehouden van lawaaierige modules (microcontrollers en Rs 232 -stuurprogramma's) om interferentie te voorkomen. Zoals hierboven vermeld, kunnen RF -signalen interferentie veroorzaken met andere gevoelige analoge circuitmodules zoals ADC's wanneer ze worden verzonden. De meeste problemen treden op in lagere werkbanden (zoals 27 MHz) en hoogvermogensniveaus. Het is een goede ontwerppraktijk om gevoelige punten te ontkoppelen met een RF -ontkoppelingscondensator (100p F) verbonden met de grond.
Als u kabels gebruikt om het RF-bord aan te sluiten op een extern digitaal circuit, gebruik dan Twisted-Pair-kabels. Elke signaalkabel moet worden geteisterd met de GND -kabel (din/ gnd, dout/ gnd, cs/ gnd, pwr _ up/ gnd). Vergeet niet om de RF-printplaat en de digitale applicatie-printplaat aan te sluiten met de GND-kabel van de Twisted-Pair-kabel en de kabellengte moet zo kort mogelijk zijn. De bedrading die het RF-bord aandrijft, moet ook worden gedraaid met GND (VDD/ GND).
