Além da impedância da linha de sinal de RF, a estrutura laminada da placa única RF PCB também precisa considerar questões como dissipação de calor, corrente, dispositivos, EMC, estrutura e efeito de pele. Normalmente estamos na estratificação e empilhamento de placas impressas multicamadas. Siga alguns princípios básicos:
A) Cada camada do RF PCB é coberta por uma grande área sem plano de potência. As camadas adjacentes superior e inferior da camada de fiação de RF devem ser planos de aterramento.
Mesmo que seja uma placa mista digital-analógica, a parte digital pode ter um plano de potência, mas a área de RF ainda precisa atender à exigência de pavimentação de grandes áreas em cada andar.
B) Para o painel duplo de RF, a camada superior é a camada de sinal e a camada inferior é o plano de aterramento.
Placa única de RF de quatro camadas, a camada superior é a camada de sinal, a segunda e a quarta camadas são planos de aterramento e a terceira camada é para linhas de energia e controle. Em casos especiais, algumas linhas de sinal RF podem ser usadas na terceira camada. Mais camadas de placas RF e assim por diante.
C) Para o backplane de RF, as camadas superficiais superior e inferior são aterradas. Para reduzir a descontinuidade de impedância causada por vias e conectores, a segunda, terceira, quarta e quinta camadas utilizam sinais digitais.
As outras camadas stripline na superfície inferior são todas camadas de sinal inferiores. Da mesma forma, as duas camadas adjacentes da camada de sinal de RF devem ser aterradas e cada camada deve ser coberta por uma grande área.
D) Para placas de RF de alta potência e alta corrente, o link principal de RF deve ser colocado na camada superior e conectado a uma linha de microfita mais larga.
Isso contribui para a dissipação de calor e perda de energia, reduzindo erros de corrosão do fio.
E) O plano de potência da parte digital deve estar próximo ao plano de terra e disposto abaixo do plano de terra.
Desta forma, a capacitância entre as duas placas metálicas pode ser utilizada como capacitor de suavização para a fonte de alimentação e, ao mesmo tempo, o plano de aterramento também pode proteger a corrente de radiação distribuída no plano de potência.
O método específico de empilhamento e os requisitos de divisão de plano podem consultar a “Especificação de Design de Placa de Circuito Impresso 20050818 - Requisitos EMC” promulgados pelo Departamento de Design da EDA, e os padrões on-line devem prevalecer.
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Requisitos de fiação da placa RF
2.1 Canto
Se os traços do sinal de RF formarem ângulos retos, a largura efetiva da linha nos cantos aumentará e a impedância se tornará descontínua e causará reflexões. Portanto, é necessário tratar os cantos, principalmente por dois métodos: corte de cantos e arredondamento.
(1) O canto cortado é adequado para curvas relativamente pequenas e a frequência aplicável do canto cortado pode chegar a 10 GHz
(2) O raio do ângulo do arco deve ser grande o suficiente. De modo geral, garanta: R>3W.
2.2 Fiação microfita
A camada superior do PCB carrega o sinal de RF, e a camada plana sob o sinal de RF deve ser um plano de aterramento completo para formar uma estrutura de linha de microfita. Para garantir a integridade estrutural da linha de microfita, existem os seguintes requisitos:
(1) As bordas em ambos os lados da linha de microfita devem ter pelo menos 3W de largura a partir da borda do plano de aterramento abaixo. E na faixa de 3W não deve haver vias não aterradas.
(2) A distância entre a linha microfita e a parede de blindagem deve ser mantida acima de 2W. (Nota: W é a largura da linha).
(3) Linhas de microfita desacopladas na mesma camada devem ser tratadas com revestimento de cobre aterrado e vias de aterramento devem ser adicionadas ao revestimento de cobre aterrado. O espaçamento dos furos é menor que λ/20 e eles estão dispostos uniformemente.
A borda da folha de cobre moída deve ser lisa, plana e sem rebarbas afiadas. Recomenda-se que a borda do cobre revestido com aterramento seja maior ou igual à largura de 1,5 W ou 3H da borda da linha de microfita, e H representa a espessura do meio do substrato de microfita.
(4) É proibido que a fiação do sinal de RF atravesse a lacuna do plano de aterramento da segunda camada.
2.3 Fiação Stripline
Os sinais de radiofrequência às vezes passam pela camada intermediária do PCB. O mais comum é da terceira camada. A segunda e quarta camadas devem ser um plano de aterramento completo, ou seja, uma estrutura excêntrica de stripline. A integridade estrutural da linha de tira deve ser garantida. Os requisitos serão:
(1) As bordas em ambos os lados da linha de tira têm pelo menos 3W de largura das bordas superior e inferior do plano de aterramento e, dentro de 3W, não deve haver vias não aterradas.
(2) É proibido que o stripline de RF cruze a lacuna entre os planos de aterramento superior e inferior.
(3) As linhas de tira na mesma camada devem ser tratadas com revestimento de cobre moído e vias de aterramento devem ser adicionadas ao revestimento de cobre moído. O espaçamento dos furos é menor que λ/20 e eles estão dispostos uniformemente. A borda da folha de cobre moída deve ser lisa, plana e sem rebarbas afiadas.
Recomenda-se que a borda da película de cobre revestida com aterramento seja maior ou igual à largura de 1,5 W ou à largura de 3H da borda da linha de tira. H representa a espessura total das camadas dielétricas superior e inferior da linha de tira.
(4) Se a linha de tira transmitir sinais de alta potência, a fim de evitar que a largura da linha de 50 ohm seja muito fina, geralmente as películas de cobre dos planos de referência superior e inferior da área da linha de tira devem ser escavadas, e a largura do esvaziamento é a linha da tira Mais de 5 vezes a espessura dielétrica total. Se a largura da linha ainda não atender aos requisitos, os planos de referência da segunda camada adjacente superior e inferior serão escavados.