Analog devre (RF) ve dijital devre (mikrodenetleyici) ayrı ayrı iyi çalışıyorsa, ancak ikisini aynı devre kartına yerleştirip birlikte çalışmak için aynı güç kaynağını kullandığınızda, tüm sistemin kararsız olması muhtemeldir. Bunun temel nedeni, dijital sinyalin sıklıkla toprak ile pozitif güç kaynağı (boyut 3 V) arasında salınması ve periyodun özellikle kısa, genellikle ns düzeyinde olmasıdır. Büyük genlik ve küçük anahtarlama süresi nedeniyle bu dijital sinyaller, anahtarlama frekansından bağımsız çok sayıda yüksek frekanslı bileşen içerir. Analog kısımda, anten ayarlama döngüsünden kablosuz cihazın alıcı kısmına giden sinyal genellikle 1μV'den azdır.
Hassas hatların ve gürültülü sinyal hatlarının yetersiz izolasyonu sık karşılaşılan bir sorundur. Yukarıda bahsedildiği gibi dijital sinyaller yüksek salınımlara sahiptir ve çok sayıda yüksek frekans harmonikleri içerir. PCB üzerindeki dijital sinyal kabloları hassas analog sinyallere bitişikse, yüksek frekanslı harmonikler geçmişe bağlanabilir. RF cihazlarının hassas düğümleri genellikle faz kilitli döngünün (PLL) döngü filtre devresi, harici voltaj kontrollü osilatör (VCO) indüktörü, kristal referans sinyali ve anten terminalidir ve devrenin bu kısımlarının ele alınması gerekir. özel bir dikkatle.
Giriş/çıkış sinyalinin birkaç V salınımı olduğundan, dijital devreler genellikle güç kaynağı gürültüsü için kabul edilebilirdir (50 mV'den az). Analog devreler güç kaynağı gürültüsüne, özellikle çapak gerilimlerine ve diğer yüksek frekans harmoniklerine karşı duyarlıdır. Bu nedenle, RF (veya diğer analog) devreleri içeren PCB kartındaki güç hattı yönlendirmesi, sıradan dijital devre kartındaki kablolamaya göre daha dikkatli olmalı ve otomatik yönlendirmeden kaçınılmalıdır. Ayrıca, modern mikrokontrolörlerin CMOS süreç tasarımı nedeniyle, bir mikrokontrolcünün (veya başka bir dijital devrenin), her dahili saat döngüsü sırasında kısa bir süre için akımın çoğunu aniden emeceği de unutulmamalıdır.
RF devre kartında her zaman güç kaynağının negatif elektroduna bağlı bir toprak hattı katmanı bulunmalıdır; bu, düzgün şekilde kullanılmadığı takdirde bazı garip olaylara neden olabilir. Bunu bir dijital devre tasarımcısının anlaması zor olabilir çünkü çoğu dijital devre, topraklama katmanı olmadan bile iyi çalışır. RF bandında kısa bir tel bile indüktör gibi davranır. Kabaca hesaplandığında, mm uzunluk başına endüktans yaklaşık 1 nH'dir ve 10 mm PCB hattının 434 MHz'deki endüktif reaktansı yaklaşık 27 Ω'dur. Toprak hattı katmanı kullanılmazsa çoğu toprak hattı daha uzun olur ve devre tasarım özelliklerini garanti etmez.
Radyo frekansını ve diğer parçaları içeren devrelerde bu genellikle gözden kaçırılır. RF kısmına ek olarak kart üzerinde genellikle başka analog devreler de bulunur. Örneğin, birçok mikro denetleyicide, analog girişlerin yanı sıra pil voltajı veya diğer parametreleri ölçmek için yerleşik analogdan dijitale dönüştürücüler (ADC'ler) bulunur. RF vericisinin anteni bu PCB'nin yakınında (veya üzerinde) bulunuyorsa, yayılan yüksek frekanslı sinyal ADC'nin analog girişine ulaşabilir. Herhangi bir devre hattının anten gibi RF sinyalleri gönderip alabileceğini unutmayın. ADC girişi düzgün şekilde işlenmezse, RF sinyali ADC'ye giden ESD diyot girişinde kendiliğinden uyarılabilir ve ADC sapmasına neden olabilir.
Zemin katmanına yapılan tüm bağlantılar mümkün olduğu kadar kısa olmalı ve zemin geçiş deliği bileşenin pedine (veya çok yakınına) yerleştirilmelidir. İki toprak sinyalinin bir toprak geçiş deliğini paylaşmasına asla izin vermeyin; bu, delik bağlantı empedansı nedeniyle iki ped arasında çapraz karışmaya neden olabilir. Dekuplaj kapasitörü pime mümkün olduğunca yakın yerleştirilmeli ve ayrılması gereken her pimde kapasitör dekuplajı kullanılmalıdır. Yüksek kaliteli seramik kapasitörlerin kullanıldığı dielektrik tipi "NPO" olup "X7R" de çoğu uygulamada iyi çalışır. Seçilen kapasitansın ideal değeri, seri rezonansının sinyal frekansına eşit olacağı şekilde olmalıdır.
Örneğin 434 MHz'de SMD monteli 100 pF kapasitör iyi çalışacaktır, bu frekansta kapasitörün kapasitif reaktansı yaklaşık 4 Ω'dur ve deliğin endüktif reaktansı da aynı aralıktadır. Kondansatör ve seri halindeki delik, sinyal frekansı için bir çentik filtresi oluşturarak sinyalin etkili bir şekilde ayrıştırılmasına olanak tanır. 868 MHz'de 33 p F kapasitörler ideal bir seçimdir. RF ayrıştırılmış küçük değerli kapasitöre ek olarak, düşük frekansı ayırmak için güç hattına büyük değerli bir kapasitör de yerleştirilmelidir; 2,2 μF seramik veya 10 μF tantal kapasitör seçilebilir.
Yıldız kablolama, analog devre tasarımında iyi bilinen bir tekniktir. Yıldız kablolama - Karttaki her modülün ortak güç kaynağı güç noktasından gelen kendi güç hattı vardır. Bu durumda yıldız kablolama, devrenin dijital ve RF kısımlarının kendi güç hatlarına sahip olması gerektiği ve bu güç hatlarının IC yakınında ayrı ayrı ayrılması gerektiği anlamına gelir. Bu sayılardan bir ayrılıktır
RF kısmından gelen kısmi ve güç kaynağı gürültüsü için etkili bir yöntem. Şiddetli gürültüye sahip modüller aynı kart üzerine yerleştirilirse, güç hattı ile modül arasına indüktör (manyetik boncuk) veya küçük direnç direnci (10 Ω) ve en az 10 μF'lik tantal kapasitör seri olarak bağlanabilir. bu modüllerin güç kaynağı ayırıcısı olarak kullanılmalıdır. Bu tür modüller RS 232 sürücüleri veya anahtarlamalı güç kaynağı regülatörleridir.
Gürültü modülünden ve çevredeki analog parçadan kaynaklanan paraziti azaltmak için her devre modülünün kart üzerindeki yerleşimi önemlidir. Paraziti önlemek için hassas modüller (RF parçaları ve antenler), gürültülü modüllerden (mikro denetleyiciler ve RS 232 sürücüleri) her zaman uzak tutulmalıdır. Yukarıda bahsedildiği gibi RF sinyalleri gönderildiklerinde ADC'ler gibi diğer hassas analog devre modüllerinde girişime neden olabilir. Sorunların çoğu, düşük çalışma bantlarında (27 MHz gibi) ve yüksek güç çıkış seviyelerinde ortaya çıkar. Hassas noktaların toprağa bağlı bir RF ayrıştırma kapasitörü (100p F) ile ayrıştırılması iyi bir tasarım uygulamasıdır.
RF kartını harici bir dijital devreye bağlamak için kablo kullanıyorsanız çift bükümlü kablolar kullanın. Her sinyal kablosunun GND kablosuyla (DIN/ GND, DOUT/ GND, CS/ GND, PWR _ UP/ GND) ikizlenmesi gerekir. RF devre kartını ve dijital uygulama devre kartını çift bükümlü kablonun GND kablosuna bağlamayı unutmayın ve kablo uzunluğu mümkün olduğu kadar kısa olmalıdır. RF kartına güç sağlayan kabloların da GND (VDD/GND) ile bükülmesi gerekir.
