RF zanjiri va raqamli elektronni tenglikni plataga qanday joylashtirish mumkin?

Agar analog sxema (RF) va raqamli sxema (mikrokontroller) alohida-alohida yaxshi ishlasa, lekin ikkalasini bitta elektron plataga qo'yib, birgalikda ishlash uchun bir xil quvvat manbaidan foydalansangiz, butun tizim beqaror bo'lishi mumkin. Bu, asosan, raqamli signal tez-tez er va musbat quvvat manbai (o'lchami 3 V) o'rtasida o'zgarib turadi va davr ayniqsa qisqa, ko'pincha ns darajasida bo'ladi. Katta amplituda va kichik kommutatsiya vaqti tufayli, bu raqamli signallar kommutatsiya chastotasidan mustaqil bo'lgan ko'p sonli yuqori chastotali komponentlarni o'z ichiga oladi. Analog qismda antennani sozlash halqasidan simsiz qurilmaning qabul qiluvchi qismiga signal odatda 1mV dan kam.

Nozik chiziqlar va shovqinli signal liniyalarining etarli darajada izolyatsiyasi tez-tez uchraydigan muammodir. Yuqorida aytib o'tilganidek, raqamli signallar yuqori tebranish xususiyatiga ega va ko'p sonli yuqori chastotali harmoniklarni o'z ichiga oladi. Agar PCBdagi raqamli signal simlari sezgir analog signallarga ulashgan bo'lsa, yuqori chastotali harmonikalar o'tmishda ulanishi mumkin. RF qurilmalarining sezgir tugunlari odatda fazali blokirovka qilingan pastadir (PLL), tashqi kuchlanish bilan boshqariladigan osilator (VCO) induktori, kristall mos yozuvlar signali va antenna terminalining pastadir filtri davri bo'lib, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan bu qismlarini davolash kerak. alohida e'tibor bilan.

Kirish / chiqish signali bir necha V ga teng bo'lganligi sababli, raqamli sxemalar odatda quvvat manbai shovqini (50 mV dan kam) uchun maqbuldir. Analog sxemalar elektr ta'minoti shovqiniga, ayniqsa burr kuchlanishiga va boshqa yuqori chastotali harmoniklarga sezgir. Shuning uchun, RF (yoki boshqa analog) davrlarini o'z ichiga olgan PCB platasidagi elektr uzatish liniyasi oddiy raqamli elektron platadagi simlardan ko'ra ehtiyot bo'lishi kerak va avtomatik marshrutlashdan qochish kerak. Shuni ham ta'kidlash kerakki, mikrokontroller (yoki boshqa raqamli sxema) zamonaviy mikrokontrollerlarning CMOS jarayoni dizayni tufayli har bir ichki takt siklida qisqa vaqt davomida to'satdan ko'p oqimni so'rib oladi.

RF elektron platada har doim elektr ta'minotining salbiy elektrodiga ulangan tuproq chizig'i qatlami bo'lishi kerak, bu esa to'g'ri ishlatilmasa, ba'zi g'alati hodisalarni keltirib chiqarishi mumkin. Raqamli sxema dizayneri uchun buni tushunish qiyin bo'lishi mumkin, chunki ko'pchilik raqamli sxemalar topraklama qatlamisiz ham yaxshi ishlaydi. RF diapazonida hatto qisqa sim ham induktor kabi ishlaydi. Taxminan hisoblangan holda, mm uzunlikdagi indüktans taxminan 1 nH ni tashkil qiladi va 434 MGts chastotada 10 mm PCB liniyasining induktiv reaktivligi taxminan 27 Ō ni tashkil qiladi. Tuproq chizig'i qatlami ishlatilmasa, ko'pchilik tuproqli chiziqlar uzunroq bo'ladi va sxema dizayn xususiyatlarini kafolatlamaydi.

Radiochastota va boshqa qismlarni o'z ichiga olgan sxemalarda bu ko'pincha e'tibordan chetda qoladi. RF qismiga qo'shimcha ravishda, odatda platada boshqa analog sxemalar mavjud. Misol uchun, ko'pgina mikrokontrollerlar analog kirishlarni, shuningdek batareya kuchlanishini yoki boshqa parametrlarni o'lchash uchun o'rnatilgan analog-raqamli konvertorlarga (ADC) ega. Agar RF uzatuvchining antennasi ushbu tenglikni yaqinida (yoki ustida) joylashgan bo'lsa, chiqarilgan yuqori chastotali signal ADC ning analog kirishiga etib borishi mumkin. Shuni unutmangki, har qanday elektron liniyasi antenna kabi RF signallarini yuborishi yoki qabul qilishi mumkin. Agar ADC kirishiga to'g'ri ishlov berilmagan bo'lsa, RF signali ESD diodining ADCga kirishida o'z-o'zidan qo'zg'alib, ADC og'ishiga olib kelishi mumkin.

mín 1

Tuproq qatlamiga barcha ulanishlar imkon qadar qisqa bo'lishi kerak va tuproqli teshik komponentning yostig'iga (yoki juda yaqin) joylashtirilishi kerak. Hech qachon ikkita yer signalining tuproqli teshikni ulashiga yo'l qo'ymang, bu teshik orqali ulanish empedansi tufayli ikkita prokladka o'rtasida o'zaro bog'lanishga olib kelishi mumkin. Ajratish kondensatori pinga iloji boricha yaqinroq joylashtirilishi kerak va ajratilishi kerak bo'lgan har bir pinda kondansatkichni ajratishdan foydalanish kerak. Yuqori sifatli keramik kondansatkichlardan foydalangan holda, dielektrik turi "NPO", "X7R" ham ko'pchilik ilovalarda yaxshi ishlaydi. Tanlangan sig'imning ideal qiymati uning ketma-ket rezonansi signal chastotasiga teng bo'lishi kerak.

Misol uchun, 434 MGts chastotada SMD o'rnatilgan 100 pF kondansatör yaxshi ishlaydi, bu chastotada kondansatörning sig'imli reaktivligi taxminan 4 Ō ni tashkil qiladi va teshikning induktiv reaktivligi bir xil diapazonda. Kondensator va teshik ketma-ket signal chastotasi uchun tishli filtr hosil qiladi, bu esa uni samarali ajratish imkonini beradi. 868 MGts chastotada 33 p F kondansatörler ideal tanlovdir. RF ajratilgan kichik qiymatli kondansatkichga qo'shimcha ravishda, past chastotani ajratish uchun quvvat liniyasiga katta qiymatli kondansatör ham joylashtirilishi kerak, 2,2 mF keramika yoki 10 mkF tantal kondansatkichni tanlashi mumkin.

Yulduzli simlar analog sxemalar dizaynida taniqli texnikadir. Yulduzli simlar - kengashdagi har bir modul umumiy quvvat manbai quvvat nuqtasidan o'z quvvat liniyasiga ega. Bunday holda, yulduz simlari kontaktlarning zanglashiga olib keladigan raqamli va RF qismlari o'z elektr uzatish liniyalariga ega bo'lishi kerakligini anglatadi va bu elektr uzatish liniyalari IC yaqinida alohida ajratilishi kerak. Bu raqamlardan ajratish

RF qismidan qisman va quvvat manbai shovqini uchun samarali usul. Agar qattiq shovqinli modullar bitta taxtaga joylashtirilsa, induktor (magnit boncuk) yoki kichik qarshilik qarshiligi (10 Ō) quvvat liniyasi va modul o'rtasida ketma-ket ulanishi mumkin va kamida 10 mF tantal kondansatörü. ushbu modullarning quvvat manbaini ajratish sifatida ishlatilishi kerak. Bunday modullar RS 232 drayverlari yoki kommutatsiya quvvat manbai regulyatorlaridir.

Shovqin moduli va uning atrofidagi analog qismning shovqinini kamaytirish uchun platadagi har bir elektron modulning joylashuvi muhim ahamiyatga ega. Nozik modullar (RF qismlari va antennalar) shovqinni oldini olish uchun har doim shovqinli modullardan (mikrokontrollerlar va RS 232 drayverlari) uzoqroq tutilishi kerak. Yuqorida aytib o'tilganidek, RF signallari yuborilganda ADC kabi boshqa sezgir analog elektron modullarga shovqin tug'dirishi mumkin. Aksariyat muammolar pastroq ish diapazonlarida (masalan, 27 MGts) va yuqori quvvat chiqishi darajasida yuzaga keladi. Nozik nuqtalarni erga ulangan RF ajratuvchi kondansatkich (100p F) bilan ajratish yaxshi dizayn amaliyotidir.

Agar siz RF platasini tashqi raqamli kontaktlarning zanglashiga ulash uchun kabellardan foydalansangiz, o'ralgan juft kabellardan foydalaning. Har bir signal kabeli GND kabeli (DIN/ GND, DOUT/ GND, CS/ GND, PWR _ UP/ GND) bilan birlashtirilgan bo'lishi kerak. RF elektron platasini va raqamli dastur platasini o'ralgan juft kabelning GND kabeli bilan ulashni unutmang va kabel uzunligi imkon qadar qisqa bo'lishi kerak. RF platasini quvvatlaydigan simlar ham GND (VDD/GND) bilan o'ralgan bo'lishi kerak.

mín 2