Projeto de PCB para circuito de radiofrequência e compatibilidade eletromagnética

O desenvolvimento da tecnologia de comunicação testemunhou aplicações gradualmente amplas de circuitos de radiofrequência (RF) sem fio, como nos campos de telefones celulares, produtos Bluetooth e circuitos de RF, que têm sido a tecnologia central da propagação de rádio. Nos últimos anos, no entanto, a prevalência gradual de 4G e o aumento óbvio em termos de ordem de magnitude de transferência de dados levaram a desafios ao projeto de circuitos de RF de PCB. Afinal, o número de sinais transferidos pelo circuito de RF aumenta centenas de vezes todos os dias. Além disso, como o circuito de RF é aplicado principalmente em dispositivos portáteis que possuem atributos de pequena escala e portabilidade, o requisito básico de todo o circuito reside no pequeno volume, roteamento uniforme e razoável e não interferência entre microcomponentes. No entanto, parece inevitável que a interferência eletromagnética ocorra entre os componentes dentro dos telefones celulares. Não se preocupe. Algumas operações podem ser aplicadas para reduzir efetivamente a influência causada pela interferência eletromagnética. Este artigo apresentará um projeto de PCB razoável para circuito de RF e as características desse projeto incluem pequeno volume e capacidade óbvia de anti-interferência.

Seleção de material de substrato

Como alguns CIs (circuitos integrados) são implementados no substrato, o substrato adequado deve ser escolhido primeiro para o circuito de RF como um modelo que transporta componentes eletrônicos. Em termos de seleção do material do substrato, os primeiros elementos a serem considerados incluem constante dielétrica, perda dielétrica e coeficiente de expansão térmica, entre os quais a constante dielétrica é a mais significativa, pois afeta muito a impedância e a velocidade de transmissão do circuito, especialmente aqueles circuitos com valores extremamente altos. frequência que têm requisitos rigorosos para constante dielétrica. Portanto, geralmente é uma regra pegar material de substrato com constante dielétrica relativamente pequena.

Procedimento de Projeto de PCB

• Projeto de Diagrama Esquemático


A primeira etapa do projeto de PCB é projetar o diagrama esquemático, que deve ser concluído com a ajuda de computadores. O projeto do diagrama esquemático é implementado através do software de projeto de PCB que contém todos os componentes analógicos eletrônicos. Em primeiro lugar, o diagrama de circuito é projetado simulando o circuito real no computador. Em seguida, o diagrama de circuito deve ser conectado com os componentes correspondentes. Em seguida, a simulação de operação é implementada com base no diagrama esquemático para determinar a viabilidade da operação básica.


• Projeto PCB


Após o projeto do diagrama esquemático, o padrão e o tamanho do PCB podem ser cientificamente determinados com base no diagrama esquemático. O padrão e o tamanho do PCB podem ser otimizados de acordo com a posição, dimensão, padrão e outros parâmetros para que todo o sistema alcance o desempenho ideal. Neste processo, é necessário determinar as posições dos furos de localização, olhos de visão e furos de referência.


Localize todos os componentes necessários. Componentes comuns são fáceis de serem encontrados no armazém. Se os componentes não estiverem disponíveis no armazém, é necessário adquirir ou fabricar componentes. A PCBCart possui um sistema de fornecimento de componentes profissional e estável no qual os clientes podem confiar. Em seguida, os componentes devem ser distribuídos e o roteamento implementado em torno deles. A etapa final é detectar a operação do circuito para garantir que o desempenho do circuito seja capaz de atender aos requisitos e a operação do circuito possa ser basicamente estável.

Layout dos componentes

Diferente do layout de componentes comuns, todos os componentes no circuito de RF são tão pequenos como resultado da pequena escala do circuito que SMT (tecnologia de montagem em superfície) é aplicada para layout de componentes e forno de refluxo infravermelho para a soldagem de componentes microeletrônicos. A soldagem é um elo importante no projeto de circuitos de RF, cuja qualidade afeta diretamente a qualidade geral de todo o circuito. Para o PCB do circuito de RF, uma excelente compatibilidade eletromagnética precisa ser formada entre os componentes eletrônicos, que é o elemento mais importante a ser considerado. A radiação eletromagnética entre os diferentes componentes eletrônicos influencia o funcionamento independente de cada componente eletrônico, por isso é necessário primeiro pegar os componentes com capacidade anti-interferência.


Além disso, no processo de operação geral do circuito, a corrente no circuito tende a levar à geração de campo magnético. Portanto, do ponto de vista do circuito de RF, além da consideração da interferência entre os componentes, a interferência eletromagnética do circuito para outros circuitos deve ser levada em consideração. O layout macroscópico do circuito é bastante crítico e os seguintes princípios básicos do layout do circuito podem ser considerados como referência.


Primeiro, o arranjo dos componentes deve ser organizado em uma linha. A determinação da direção do sistema de revestimento de estanho de entrada de PCB é aplicada para reduzir os problemas causados ​​por soldas soltas. Geralmente, o espaçamento entre os componentes deve ser de 0,5 mm ou mais para que a solda de estanho possa ser implementada entre os componentes. Caso contrário, a soldagem não pode ser implementada devido à pequena distância entre os componentes.


Em segundo lugar, todas as interfaces devem ser compatíveis entre si no sistema PCB. Ambas as posições, dimensões e forma das interfaces dos componentes devem ser levadas em consideração para garantir uma conexão suave entre eles. A complexidade do circuito inevitavelmente leva à diferença de potencial elétrico entre os circuitos. Como resultado do pequeno espaço entre essas diferenças, sempre ocorrem curtos-circuitos. Portanto, componentes com alto potencial elétrico não devem ser colocados muito próximos uns dos outros para evitar a ocorrência de curtos-circuitos. Mais atenção deve ser dada no ambiente de alta tensão.


Finalmente, a estrutura do circuito deve ser cuidadosamente considerada como um todo e o circuito deve ser cortado em módulos separados, cada um com muitos componentes eletrônicos. Os componentes devem ser distribuídos de acordo com os diferentes módulos. Por exemplo, o circuito de amplificação de alta frequência ou o circuito do misturador devem ser colocados juntos no processo de layout para que a área do loop do fio possa ser efetivamente reduzida e o consumo do circuito e a radiação eletromagnética. Além disso, é capaz de interromper a interferência mútua entre diferentes módulos.

Roteamento

O roteamento é implementado após o layout básico, classificado em roteamento detalhado e roteamento geral. O primeiro refere-se ao roteamento dentro de diferentes módulos no circuito. Embora o roteamento detalhado possa ocorrer no projeto do IC, o roteamento detalhado preliminar é concluído antes da aquisição dos componentes. Às vezes, apenas uma pequena modificação é necessária.


O roteamento geral refere-se ao roteamento mútuo entre diferentes módulos ou ao roteamento de rede entre a alimentação e cada módulo. Alguns aspectos devem ser levados em consideração no processo de roteamento geral. Muitas limitações serão causadas como resultado da particularidade da posição e distância diferente entre os módulos. Se cada módulo for considerado como um ponto e a conexão entre os pontos for determinada, o melhor plano com o menor comprimento de roteamento será gerado para economizar o custo de material e tornar o circuito simples e organizado.

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