Truyền thông không dây tần số cao Thiết kế PCB

Truyền thông không dây tần số cao Thiết kế PCB

Trong những năm gần đây, truyền thông không dây, truyền thông cáp quang và các sản phẩm mạng dữ liệu tốc độ cao đã liên tục được đưa ra, xử lý thông tin đã được tăng lên và mô đun hóa mặt trước tương tự không dây đã đưa ra các yêu cầu mới cho công nghệ xử lý tín hiệu số, công nghệ IC và thiết kế PCB vi sóng. Công nghệ PCB đưa ra yêu cầu cao hơn. Ví dụ, giao tiếp không dây thương mại yêu cầu sử dụng các tấm giá rẻ, hằng số điện môi ổn định và tổn thất điện môi thấp. Cụ thể với bo mạch PCB của điện thoại di động, nó cũng cần có các đặc tính của cán nhiều lớp, công nghệ xử lý PCB đơn giản, độ tin cậy cao của bo mạch hoàn thiện, kích thước nhỏ, tích hợp cao và chi phí thấp. Để thách thức sự cạnh tranh thị trường ngày càng khốc liệt, các kỹ sư điện tử phải thỏa hiệp giữa hiệu suất vật liệu, chi phí, khó khăn trong công nghệ xử lý và độ tin cậy của ván hoàn thiện.

Trong thiết kế PCB, nhà thiết kế chọn bảng để xem xét các yếu tố chính sau:

Truyền thông không dây tần số cao Thiết kế PCB

(1) Tần số làm việc tín hiệu khác nhau có các yêu cầu khác nhau cho tấm.

(2) FR4 có thể được sử dụng cho PCB hoạt động dưới 1GHz, là công nghệ laminate nhiều lớp và chi phí thấp. Khi đi dây, cần xem xét nghiêm ngặt trở kháng đặc tính và độ chín của đường truyền. Nếu trở kháng đầu vào và đầu ra tín hiệu thấp, khớp nối 5 dây, nhược điểm là các tấm FR4 được sản xuất bởi các nhà sản xuất và lô khác nhau được pha tạp khác nhau, và hằng số điện môi là khác nhau và không ổn định.

(3) Đối với các sản phẩm truyền thông sợi quang trên 622Mb / giây và các bộ thu phát vi sóng tín hiệu nhỏ trên 1G và dưới 3GHz, có thể sử dụng vật liệu nhựa epoxy đã sửa đổi như S1139, vì hằng số điện môi của nó tương đối ổn định và tốn kém ở 10GHz Quá trình cán mỏng và nhiều lớp giống như FR4. Chẳng hạn như ghép kênh và phân nhánh dữ liệu 622Mb / giây, trích xuất đồng hồ, khuếch đại tín hiệu nhỏ, thu phát quang, v.v., nên sử dụng loại bảng này để tạo điều kiện cho việc sản xuất bảng nhiều lớp và chi phí của bảng cao hơn FR4 một chút. Sự đa dạng đã hoàn tất. Hoặc, sử dụng loạt RO4000 như RO4350, nhưng bảng đôi RO4350 thường được sử dụng ở Trung Quốc. Nhược điểm là số lượng độ dày khác nhau của hai tấm này không đầy đủ. Do yêu cầu về độ dày của tấm, việc các nhà sản xuất tấm sản xuất 10mil / 20mil / 30mil / 60mil để sản xuất bảng in nhiều lớp là bất tiện. RO4350, chẳng hạn như bốn loại độ dày tấm, và nhập khẩu hiện tại của các loại ít hơn, do đó hạn chế thiết kế laminate.

(4) Đối với các mạch vi sóng tín hiệu lớn dưới 3GHz, chẳng hạn như bộ khuếch đại công suất và bộ khuếch đại nhiễu thấp, nên sử dụng các tấm hai mặt tương tự RO4350. RO4350 có hằng số điện môi khá ổn định, hệ số tổn thất thấp và khả năng chịu nhiệt. Tốt, công nghệ xử lý tương đương với FR4. Chi phí tấm của nó là hơi cao hơn FR4.

(5) Các mạch vi sóng trên 10GHz, chẳng hạn như bộ khuếch đại công suất, bộ khuếch đại nhiễu thấp, bộ chuyển đổi lên xuống, v.v., có yêu cầu cao hơn đối với các tấm. Nên sử dụng các tấm hai mặt có hiệu suất tương đương với F4.

(6) PCB đa lớp cho điện thoại di động không dây đòi hỏi độ ổn định điện môi ổn định, hệ số tổn thất thấp, chi phí thấp và yêu cầu che chắn điện môi cao. Nên sử dụng một tấm có hiệu suất tương tự như PTFE hoặc kết hợp giữa FR4 và bảng tần số cao. Chi phí thấp, hiệu suất cao. Đồng tấm cao tần, màng liên kết cao tần, màng polyester FR4FR4 tần số cao, màng polyester FR4 đồng, đồng FR4, cấu trúc bảng đa lớp RF / kỹ thuật số, cấu trúc bảng đa lớp RF / kỹ thuật số điển hình, có thể dựa trên tấm RO4350 Các đường dây dải và cấu trúc đường truyền microstrip. 5 Công nghệ PCB của bảng tần số cao dựa trên phần giới thiệu ở trên về các đặc tính của đường truyền và hơn nữa có thể giải thích tần số cao từ bốn khía cạnh như độ rộng đường truyền, vias, nhiễu xuyên âm giữa các đường và che chắn.

Thiết kế PCB cần chú ý đến các chi tiết.

A. Trong thiết kế PCB tín hiệu nhỏ tần số thấp và tương tự, ngoài việc phân chia mặt đất kỹ thuật số và mặt đất tương tự, cũng cần đặt mặt đất trong khu vực đấu dây tín hiệu nhỏ và khoảng cách giữa mặt đất và đường tín hiệu lớn hơn chiều rộng đường dây.

B. Trong thiết kế PCB tín hiệu nhỏ tần số cao và tương tự, cũng cần phải thêm một tấm che chắn hoặc mở mặt đất thông qua các biện pháp cách ly trong phần tần số cao.

C. Trong thiết kế PCB tín hiệu lớn tần số cao, phần tần số cao cần được thiết kế với các mô đun chức năng độc lập và hộp che chắn được thêm vào để giảm bức xạ bên ngoài của tín hiệu tần số cao. Chẳng hạn như mô-đun thu phát sợi quang 155M, 622M, 2Gb / s. Bố trí PCB nhiều lớp, vị trí hai mặt của thiết bị. Anten song công NẾU thu phát giọng nói / chip / điều khiển công suất máy phát hồng ngoại Bộ khuếch đại công suất nguồn phát tần số RF.

(1) Bảng chuyển tiếp vi sóng kỹ thuật số trải phổ 2,4 GHz được chọn. Cấu trúc của nó bao gồm giao diện kỹ thuật số 2M, phổ rộng 20M, bảng điều chế và giải điều chế tần số trung gian 70M. Chúng tôi sử dụng bo mạch FR4, bo mạch PCB bốn lớp, sàn diện tích lớn, phần tương tự tần số cao của nguồn điện được cách ly với phần kỹ thuật số bằng cuộn cảm. Bộ thu phát tần số vô tuyến 2.4GHz thông qua bảng điều khiển kép F4, bộ thu phát được bảo vệ bởi hộp kim loại và đầu vào nguồn được lọc.

(2) Bộ thu phát tần số vô tuyến 1.9GHz, bộ khuếch đại công suất sử dụng tấm PTFE, bo mạch PCB hai mặt, bộ thu phát tần số vô tuyến sử dụng tấm PTFE, bo mạch PCB bốn lớp. Tất cả áp dụng các biện pháp lát và cách ly diện tích lớn của vỏ che chắn mô-đun chức năng.

(3) Lớp trên cùng của bộ thu phát IF 140 MHz được làm bằng bo mạch S1139 0,3mm, với diện tích lớn trên mặt đất và thông qua cách ly.

(4) Bộ thu phát tần số trung gian 70 MHz sử dụng bo mạch FR4 và bo mạch PCB bốn lớp. Mở một khu vực rộng lớn và vành đai cách ly mô đun chức năng được cách ly bởi một loạt các lỗ thông qua.

(5) Bộ khuếch đại công suất 30W sử dụng bo mạch RO4350, bo mạch PCB hai mặt. Pave mặt đất trong một khu vực rộng lớn, với một ràng buộc khoảng cách lớn hơn hoặc bằng chiều rộng dòng 50 ohm, được che chắn bởi một hộp kim loại và được lọc ở đầu vào nguồn.

(6) Nguồn tần số vi sóng 2000 MHz sử dụng bo mạch S1139 dày 0,8mm và bo mạch PCB hai mặt. Các thiết bị trong lĩnh vực không dây liên quan đến một loạt các ứng dụng và ứng dụng của chúng tương đối phức tạp. Đặc biệt trong thị trường truyền thông không dây hiện nay, giá cả và thời gian để tiếp thị sản phẩm đang ngày càng trở thành tâm điểm của cạnh tranh. Các thỏa hiệp khác nhau được coi là để cân bằng các yếu tố chính như tiến bộ công nghệ, lợi thế về giá và rút ngắn thời gian tiếp thị sản phẩm để cải thiện khả năng cạnh tranh của sản phẩm.