Oprócz impedancji linii sygnałowej RF, laminowana struktura pojedynczej płytki PCB RF musi również uwzględniać takie kwestie, jak rozpraszanie ciepła, prąd, urządzenia, EMC, struktura i efekt naskórkowości. Zwykle zajmujemy się układaniem warstw i układaniem wielowarstwowych płyt drukowanych. Przestrzegaj kilku podstawowych zasad:
A) Każda warstwa płytki RF jest pokryta dużą powierzchnią bez płaszczyzny zasilania. Górna i dolna przylegająca warstwa warstwy okablowania RF powinna być płaszczyzną uziemienia.
Nawet jeśli jest to płyta mieszana cyfrowo-analogowa, część cyfrowa może mieć płaszczyznę zasilania, ale obszar RF nadal musi spełniać wymagania dotyczące nawierzchni o dużej powierzchni na każdym piętrze.
B) W przypadku podwójnego panelu RF górna warstwa to warstwa sygnału, a dolna warstwa to płaszczyzna uziemienia.
Czterowarstwowa pojedyncza płytka RF, górna warstwa to warstwa sygnału, druga i czwarta warstwa to płaszczyzny uziemienia, a trzecia warstwa to linie zasilające i sterujące. W szczególnych przypadkach niektóre linie sygnałowe RF mogą być użyte w trzeciej warstwie. Więcej warstw kart RF i tak dalej.
C) W przypadku płyty montażowej RF górna i dolna warstwa powierzchniowa są szlifowane. Aby zmniejszyć nieciągłość impedancji powodowaną przez przelotki i złącza, druga, trzecia, czwarta i piąta warstwa wykorzystują sygnały cyfrowe.
Wszystkie pozostałe warstwy linii paskowych na dolnej powierzchni są dolnymi warstwami sygnałowymi. Podobnie należy zeszlifować dwie sąsiednie warstwy warstwy sygnału RF, a każdą warstwę pokryć dużą powierzchnią.
D) W przypadku płyt RF o dużej mocy i prądzie, główne łącze RF powinno być umieszczone na górnej warstwie i połączone szerszą linią mikropaskową.
Sprzyja to rozpraszaniu ciepła i stratom energii, redukując błędy korozji drutu.
E) Płaszczyzna zasilania części cyfrowej powinna znajdować się blisko płaszczyzny uziemienia i znajdować się poniżej płaszczyzny uziemienia.
W ten sposób pojemność pomiędzy dwiema metalowymi płytkami może zostać wykorzystana jako kondensator wygładzający zasilanie, a jednocześnie płaszczyzna uziemienia może również ekranować prąd promieniowania rozprowadzany w płaszczyźnie zasilania.
Konkretne wymagania dotyczące metody układania w stosy i wymagania dotyczące podziału płaszczyzn mogą odnosić się do „Specyfikacji projektu płytki drukowanej 20050818 – Wymagania EMC” opublikowanej przez Dział Projektowy EDA, przy czym pierwszeństwo mają standardy internetowe.
2
Wymagania dotyczące okablowania karty RF
2.1 Narożnik
Jeśli ścieżki sygnału RF przebiegają pod kątem prostym, efektywna szerokość linii w rogach wzrośnie, a impedancja stanie się nieciągła i spowoduje odbicia. Dlatego konieczne jest radzenie sobie z narożnikami, głównie dwoma metodami: wycinaniem narożników i zaokrąglaniem.
(1) Ścięty róg nadaje się do stosunkowo małych zakrętów, a odpowiednia częstotliwość ściętego narożnika może osiągnąć 10 GHz
(2) Promień kąta łuku powinien być wystarczająco duży. Ogólnie rzecz biorąc, należy zapewnić: R>3W.
2.2 Okablowanie mikropaskowe
Górna warstwa płytki PCB przenosi sygnał RF, a płaska warstwa pod sygnałem RF musi stanowić kompletną płaszczyznę uziemienia, aby utworzyć strukturę linii mikropaskowej. Aby zapewnić integralność strukturalną linii mikropaskowej, obowiązują następujące wymagania:
(1) Krawędzie po obu stronach linii mikropaskowej muszą mieć szerokość co najmniej 3 W od krawędzi płaszczyzny uziemienia znajdującej się poniżej. A w zakresie 3W nie może być żadnych nieuziemionych przelotek.
(2) Odległość pomiędzy linią mikropasków a ścianą ekranującą powinna być utrzymywana powyżej 2W. (Uwaga: W to szerokość linii).
(3) Niesprzężone linie mikropaskowe w tej samej warstwie należy pokryć zmieloną miedzianą powłoką, a uziemione przelotki należy dodać do zmielonej miedzianej powłoki. Rozstaw otworów jest mniejszy niż λ/20 i są one równomiernie rozmieszczone.
Krawędź szlifowanej folii miedzianej powinna być gładka, płaska i pozbawiona ostrych zadziorów. Zaleca się, aby krawędź szlifowanej miedzi była większa lub równa szerokości 1,5 W lub 3H od krawędzi linii mikropaskowej, a H oznacza grubość podłoża mikropaskowego.
(4) Zabrania się, aby okablowanie sygnału RF przechodziło przez szczelinę uziemienia drugiej warstwy.
2.3 Okablowanie liniowe
Sygnały o częstotliwości radiowej czasami przechodzą przez środkową warstwę płytki drukowanej. Najczęściej spotykany jest z warstwy trzeciej. Druga i czwarta warstwa muszą stanowić kompletną płaszczyznę podłoża, czyli mimośrodową strukturę paskową. Należy zagwarantować integralność strukturalną linii pasów. Wymagania powinny być następujące:
(1) Krawędzie po obu stronach linii paska mają szerokość co najmniej 3 W od górnej i dolnej krawędzi płaszczyzny uziemienia, a w promieniu 3 W nie mogą znajdować się nieuziemione przelotki.
(2) Zabrania się, aby linia paskowa RF przecinała szczelinę pomiędzy górną i dolną płaszczyzną uziemienia.
(3) Linie pasków w tej samej warstwie należy pokryć zmieloną miedzianą powłoką, a uziemione przelotki należy dodać do zmielonej miedzianej powłoki. Rozstaw otworów jest mniejszy niż λ/20 i są one równomiernie rozmieszczone. Krawędź szlifowanej folii miedzianej powinna być gładka, płaska i pozbawiona ostrych zadziorów.
Zaleca się, aby krawędź szlifowanej powłoki miedzianej była większa lub równa szerokości 1,5W lub szerokości 3H od krawędzi linii paska. H reprezentuje całkowitą grubość górnej i dolnej warstwy dielektrycznej linii paska.
(4) Jeżeli linia paskowa ma przesyłać sygnały o dużej mocy, aby uniknąć zbyt cienkiej linii o wartości 50 omów, zazwyczaj należy wydrążyć miedziane powłoki górnej i dolnej płaszczyzny odniesienia obszaru linii paskowej, oraz szerokość wydrążenia jest linią paska. Ponad 5-krotność całkowitej grubości dielektryka, jeśli szerokość linii w dalszym ciągu nie spełnia wymagań, wówczas wydrąża się górną i dolną sąsiadującą płaszczyznę odniesienia drugiej warstwy.