PCB පුවරුවේ RF පරිපථය සහ ඩිජිටල් පරිපථය යන දෙකම ස්ථානගත කරන්නේ කෙසේද?

ඇනලොග් පරිපථය (RF) සහ ඩිජිටල් පරිපථය (ක්ෂුද්‍ර පාලකය) තනි තනිව හොඳින් ක්‍රියා කරයි නම්, නමුත් ඔබ දෙකම එකම පරිපථ පුවරුවක තබා එකම බල සැපයුම භාවිතා කර එකට වැඩ කළ පසු, සම්පූර්ණ පද්ධතියම අස්ථායී වීමට ඉඩ ඇත. මෙයට ප්‍රධාන වශයෙන් සිදුවන්නේ ඩිජිටල් සංඥාව බිම සහ ධන බල සැපයුම (ප්‍රමාණය 3 V) අතර නිතර පැද්දෙන නිසා සහ කාලසීමාව විශේෂයෙන් කෙටි වන අතර බොහෝ විට ns මට්ටමේ වේ. විශාල විස්තාරය සහ කුඩා මාරුවීම් කාලය හේතුවෙන්, මෙම ඩිජිටල් සංඥා මාරු කිරීමේ සංඛ්යාතයෙන් ස්වාධීන වන අධි-සංඛ්යාත සංරචක විශාල සංඛ්යාවක් අඩංගු වේ. ඇනලොග් කොටසේදී, ඇන්ටෙනා සුසර කිරීමේ ලූපයේ සිට රැහැන් රහිත උපාංගයේ ග්‍රාහක කොටස දක්වා සංඥාව සාමාන්‍යයෙන් 1μV ට වඩා අඩුය.

සංවේදී රේඛා සහ ඝෝෂාකාරී සංඥා රේඛා ප්රමාණවත් ලෙස හුදකලා නොවීම නිරන්තර ගැටළුවකි. ඉහත සඳහන් කළ පරිදි, ඩිජිටල් සංඥා ඉහළ පැද්දීමක් ඇති අතර අධි-සංඛ්‍යාත හාර්මොනික්ස් විශාල සංඛ්‍යාවක් අඩංගු වේ. PCB හි ඩිජිටල් සංඥා රැහැන් සංවේදී ඇනලොග් සංඥාවලට යාබදව තිබේ නම්, අධි-සංඛ්‍යාත හාර්මොනික්ස් අතීතයට සම්බන්ධ විය හැක. RF උපාංගවල සංවේදී නෝඩ් සාමාන්‍යයෙන් අදියර-අගුළු දැමූ ලූපයේ (PLL) ලූප් ෆිල්ටර් පරිපථය, බාහිර වෝල්ටීයතා පාලිත දෝලන (VCO) ප්‍රේරකය, ස්ඵටික යොමු සංඥාව සහ ඇන්ටෙනා පර්යන්තය වන අතර, පරිපථයේ මෙම කොටස් ප්‍රතිකාර කළ යුතුය. විශේෂ සැලකිල්ලක් සහිතව.

ආදාන/ප්‍රතිදාන සංඥාවට V කිහිපයක පැද්දීමක් ඇති බැවින්, බල සැපයුම් ශබ්දය (50 mV ට අඩු) සඳහා ඩිජිටල් පරිපථ සාමාන්‍යයෙන් පිළිගත හැකිය. ඇනලොග් පරිපථ බල සැපයුම් ඝෝෂාවට, විශේෂයෙන් බර් වෝල්ටියතා සහ අනෙකුත් අධි සංඛ්‍යාත හර්මොනික් වලට සංවේදී වේ. එබැවින් RF (හෝ වෙනත් ඇනලොග්) පරිපථ සහිත PCB පුවරුවේ විදුලි රැහැන් මාර්ගගත කිරීම සාමාන්‍ය ඩිජිටල් පරිපථ පුවරුවේ රැහැන්වලට වඩා ප්‍රවේශම් විය යුතු අතර ස්වයංක්‍රීය මාර්ගගත වීම වැළැක්විය යුතුය. නවීන ක්ෂුද්‍ර පාලකවල CMOS ක්‍රියාවලි සැලසුම හේතුවෙන් ක්ෂුද්‍ර පාලකයක් (හෝ වෙනත් සංඛ්‍යාංක පරිපථයක්) එක් එක් අභ්‍යන්තර ඔරලෝසු චක්‍රය තුළ කෙටි කාලයක් සඳහා හදිසියේ වැඩි ධාරාවක් උරා ගන්නා බව ද සඳහන් කළ යුතුය.

RF පරිපථ පුවරුව සෑම විටම බල සැපයුමේ සෘණ ඉලෙක්ට්රෝඩයට සම්බන්ධ බිම් රේඛා ස්ථරයක් තිබිය යුතු අතර, එය නිසි ලෙස හසුරුවා නොගත හොත් සමහර අමුතු සංසිද්ධි ඇති කළ හැකිය. ඩිජිටල් පරිපථ නිර්මාණකරුවෙකුට මෙය තේරුම් ගැනීමට අපහසු විය හැක, මන්ද බොහෝ ඩිජිටල් පරිපථ බිම් ස්ථරය නොමැතිව වුවද හොඳින් ක්‍රියා කරයි. RF කලාපයේ, කෙටි වයරයක් පවා ප්රේරකයක් ලෙස ක්රියා කරයි. දළ වශයෙන් ගණනය කර ඇත්නම්, මිලිමීටර දිගකට ප්‍රේරණය 1 nH පමණ වන අතර 434 MHz හි 10 mm PCB රේඛාවක ප්‍රේරක ප්‍රතික්‍රියාකාරකය 27 Ω පමණ වේ. බිම් රේඛා ස්ථරය භාවිතා නොකළහොත්, බොහෝ බිම් රේඛා දිගු වන අතර පරිපථය සැලසුම් ලක්ෂණ සහතික නොකරයි.

රේඩියෝ සංඛ්‍යාතය සහ අනෙකුත් කොටස් අඩංගු පරිපථ වලදී මෙය බොහෝ විට නොසලකා හරිනු ලැබේ. RF කොටසට අමතරව, සාමාන්යයෙන් පුවරුවේ වෙනත් ඇනලොග් පරිපථ ඇත. උදාහරණයක් ලෙස, බොහෝ ක්ෂුද්‍ර පාලකයන් සතුව ඇනලොග් ආදාන මෙන්ම බැටරි වෝල්ටීයතාව හෝ වෙනත් පරාමිතීන් මැනීමට ප්‍රතිසම-ඩිජිටල් පරිවර්තක (ADC) ඇත. RF සම්ප්‍රේෂකයේ ඇන්ටනාව මෙම PCB අසල (හෝ මත) පිහිටා තිබේ නම්, විමෝචනය වන අධි-සංඛ්‍යාත සංඥාව ADC හි ප්‍රතිසම ආදානය වෙත ළඟා විය හැක. ඕනෑම පරිපථ රේඛාවකට ඇන්ටෙනාවක් වැනි RF සංඥා යැවීමට හෝ ලබා ගැනීමට හැකි බව අමතක කරන්න එපා. ADC ආදානය නිසි ලෙස සකසා නොමැති නම්, RF සංඥාව ADC වෙත ESD ඩයෝඩ ආදානය තුළ ස්වයං-උද්දීපනය වී ADC අපගමනය ඇති කරයි.

1

බිම් ස්ථරයට ඇති සියලුම සම්බන්ධතා හැකිතාක් කෙටි විය යුතු අතර, බිම් හරහා සිදුරු සංරචකයේ පෑඩ් (හෝ ඉතා ආසන්නව) තැබිය යුතුය. බිම් සංඥා දෙකකට කිසිවිටකත් සිදුරක් හරහා සිදුරක් බෙදා ගැනීමට ඉඩ නොදෙන්න, එමඟින් සිදුරු සම්බන්ධතා සම්බාධනය හේතුවෙන් පෑඩ් දෙක අතර හරස් ටෝක් ඇති විය හැක. විසංයෝජන ධාරිත්‍රකය හැකිතාක් පින් එකට ආසන්නව තැබිය යුතු අතර, විසංයෝජනය කිරීමට අවශ්‍ය සෑම පින් එකකම ධාරිත්‍රක විසංයෝජනය භාවිතා කළ යුතුය. උසස් තත්ත්වයේ සෙරමික් ධාරිත්‍රක භාවිතා කරමින්, පාර විද්‍යුත් වර්ගය "NPO", "X7R" ද බොහෝ යෙදුම්වල හොඳින් ක්‍රියා කරයි. තෝරාගත් ධාරණාවෙහි පරමාදර්ශී අගය විය යුත්තේ එහි ශ්‍රේණි අනුනාදය සංඥා සංඛ්‍යාතයට සමාන වීමයි.

උදාහරණයක් ලෙස, 434 MHz දී, SMD සවිකර ඇති 100 pF ධාරිත්‍රකය හොඳින් ක්‍රියා කරනු ඇත, මෙම සංඛ්‍යාතයේ දී, ධාරිත්‍රකයේ ධාරිත්‍රක ප්‍රතික්‍රියාකාරකය 4 Ω පමණ වන අතර, කුහරයේ ප්‍රේරක ප්‍රතික්‍රියාව එකම පරාසයක පවතී. ධාරිත්‍රකය සහ ශ්‍රේණියේ සිදුර සංඥා සංඛ්‍යාතය සඳහා නොච් ෆිල්ටරයක් ​​සාදන අතර, එය ඵලදායි ලෙස විසංයෝජනය කිරීමට ඉඩ සලසයි. 868 MHz දී, 33 p F ධාරිත්‍රක කදිම තේරීමක් වේ. RF විසංයෝජනය කරන ලද කුඩා අගය ධාරිත්‍රකයට අමතරව, අඩු සංඛ්‍යාතය විසංයෝජනය කිරීම සඳහා විශාල අගයක ධාරිත්‍රකයක් ද විදුලි රැහැන් මත තැබිය යුතුය, 2.2 μF සෙරමික් හෝ 10μF ටැන්ටලම් ධාරිත්‍රකයක් තෝරා ගත හැකිය.

තරු රැහැන් ඇනලොග් පරිපථ නිර්මාණයේ සුප්රසිද්ධ තාක්ෂණයකි. තරු රැහැන් - පුවරුවේ ඇති සෑම මොඩියුලයකටම පොදු බල සැපයුම් බල ලක්ෂ්‍යයෙන් තමන්ගේම විදුලි රැහැන් ඇත. මෙම අවස්ථාවෙහිදී, තරු රැහැන් යනු පරිපථයේ ඩිජිටල් සහ RF කොටස් වලට ඔවුන්ගේම විදුලි රැහැන් තිබිය යුතු අතර, මෙම විදුලි රැහැන් IC අසල වෙන වෙනම විසන්ධි කළ යුතුය. මෙය සංඛ්යා වලින් වෙන් කිරීමකි

RF කොටසෙන් අර්ධ සහ බල සැපයුම් ශබ්දය සඳහා ඵලදායී ක්රමයක්. දැඩි ඝෝෂාවක් ඇති මොඩියුල එකම පුවරුවක තැබුවහොත්, ප්‍රේරකය (චුම්බක පබළු) හෝ කුඩා ප්‍රතිරෝධක ප්‍රතිරෝධය (10 Ω) විදුලි රැහැන සහ මොඩියුලය අතර ශ්‍රේණිගතව සම්බන්ධ කළ හැකි අතර ටැන්ටලම් ධාරිත්‍රකය අවම වශයෙන් 10 μF වේ. මෙම මොඩියුලවල බල සැපයුම විසන්ධි කිරීම ලෙස භාවිතා කළ යුතුය. එවැනි මොඩියුල RS 232 ධාවකයන් හෝ මාරු කිරීමේ බල සැපයුම් නියාමකයින් වේ.

ශබ්ද මොඩියුලයෙන් සහ අවට ඇනලොග් කොටසෙන් බාධා අවම කිරීම සඳහා, පුවරුවේ එක් එක් පරිපථ මොඩියුලයේ සැලැස්ම වැදගත් වේ. මැදිහත්වීම් වලක්වා ගැනීම සඳහා සංවේදී මොඩියුල (RF කොටස් සහ ඇන්ටනා) සෑම විටම ඝෝෂාකාරී මොඩියුලවලින් (ක්ෂුද්‍ර පාලක සහ RS 232 ධාවක) ඈත් කළ යුතුය. ඉහත සඳහන් කළ පරිදි, RF සංඥා යවන විට ADC වැනි අනෙකුත් සංවේදී ඇනලොග් පරිපථ මොඩියුලවලට බාධා ඇති කළ හැකිය. බොහෝ ගැටළු අඩු මෙහෙයුම් කලාප (27 MHz වැනි) මෙන්ම ඉහළ බල නිමැවුම් මට්ටම් වල සිදු වේ. බිමට සම්බන්ධ RF විසංයෝජන ධාරිත්‍රකයක් (100p F) සමඟ සංවේදී ලක්ෂ්‍ය විසංයෝජනය කිරීම හොඳ සැලසුම් පරිචයකි.

ඔබ RF පුවරුව බාහිර ඩිජිටල් පරිපථයකට සම්බන්ධ කිරීමට කේබල් භාවිතා කරන්නේ නම්, විකෘති යුගල කේබල් භාවිතා කරන්න. සෑම සංඥා කේබලයක්ම GND කේබලය (DIN/ GND, DOUT/ GND, CS/ GND, PWR _ UP/ GND) සමඟ ද්විත්ව කළ යුතුය. RF පරිපථ පුවරුව සහ ඩිජිටල් යෙදුම් පරිපථ පුවරුව ඇඹරුණු යුගල කේබලයේ GND කේබලය සමඟ සම්බන්ධ කිරීමට මතක තබා ගන්න, කේබල් දිග හැකි තරම් කෙටි විය යුතුය. RF පුවරුව බලගන්වන රැහැන් ද GND (VDD/ GND) සමඟ ඇඹරී තිබිය යුතුය.

2