Conception de circuits imprimés pour circuit radiofréquence et compatibilité électromagnétique

Le développement de la technologie de communication a vu des applications progressivement étendues du circuit radiofréquence (RF) sans fil, comme dans les domaines des téléphones mobiles, des produits Bluetooth et le circuit RF a été la technologie de base de la propagation radio. Au cours des dernières années, cependant, la prévalence progressive de la 4G et l'augmentation évidente de l'ordre de grandeur du transfert de données ont conduit à des défis pour la conception des PCB du circuit RF. Après tout, le nombre de signaux transférés par le circuit RF augmente des centaines de fois chaque jour. De plus, étant donné que le circuit RF est principalement appliqué dans les appareils portables qui ont des attributs de petite échelle et de portabilité, l'exigence de base de l'ensemble du circuit réside dans un petit volume, un routage régulier et raisonnable et une absence d'interférence entre les micro-composants. Néanmoins, il semble inévitable que des interférences électromagnétiques se produisent entre les composants à l'intérieur des téléphones mobiles. Ne vous inquiétez pas. Certaines opérations peuvent être appliquées pour réduire efficacement l'influence causée par les interférences électromagnétiques. Cet article apportera une conception de PCB raisonnable pour le circuit RF et les caractéristiques de cette conception incluent un petit volume et une capacité évidente d'anti-interférence.

Sélection du matériau de substrat

Étant donné que certains circuits intégrés (circuits intégrés) sont mis en œuvre sur un substrat, un substrat approprié doit d'abord être choisi pour le circuit RF en tant que modèle portant des composants électroniques. En termes de sélection du matériau du substrat, les premiers éléments à prendre en compte comprennent la constante diélectrique, la perte diélectrique et le coefficient de dilatation thermique parmi lesquels la constante diélectrique est la plus importante car elle affecte grandement l'impédance et la vitesse de transmission du circuit, en particulier les circuits à très haut fréquence qui ont des exigences strictes en matière de constante diélectrique. Par conséquent, il est généralement de règle de choisir un matériau de substrat avec une constante diélectrique relativement faible.

Procédure de conception de PCB

• Conception de diagramme schématique

La première étape de la conception de PCB consiste à concevoir un diagramme schématique, qui doit être complété avec l'aide d'ordinateurs. La conception du diagramme schématique est mise en œuvre via un logiciel de conception de PCB qui contient tous les composants électroniques analogiques. Tout d'abord, le schéma de circuit est conçu en simulant le circuit réel sur ordinateur. Ensuite, le schéma de circuit doit être connecté aux composants correspondants. Ensuite, la simulation de fonctionnement est mise en œuvre sur la base d'un diagramme schématique pour déterminer la faisabilité du fonctionnement de base.

• Conception de circuits imprimés

Après la conception du diagramme schématique, le motif et la taille du PCB peuvent être déterminés scientifiquement sur la base du diagramme schématique. Le motif et la taille du PCB peuvent être optimisés en fonction de la position, de la dimension, du motif et d'autres paramètres afin que l'ensemble du système atteigne les performances optimales. Dans ce processus, il est nécessaire de déterminer les positions des trous de localisation, des yeux de vue et des trous de référence.

Localisez tous les composants requis. Les composants ordinaires sont faciles à trouver dans l'entrepôt. Si les composants ne sont pas disponibles en entrepôt, il est nécessaire de se procurer ou de fabriquer des composants. PCBCart dispose d'un système d'approvisionnement en composants professionnel et stable sur lequel les clients peuvent compter. Ensuite, les composants doivent être distribués et le routage doit être mis en œuvre autour d'eux. L'étape finale consiste à détecter le fonctionnement du circuit afin de s'assurer que les performances du circuit sont capables de répondre à l'exigence et que le fonctionnement du circuit peut être fondamentalement stable.

Disposition des composants

Différent de la disposition des composants ordinaires, tous les composants du circuit RF sont si petits en raison de la petite échelle du circuit que la SMT (technologie de montage en surface) est appliquée pour la disposition des composants et le four de refusion infrarouge pour le soudage des composants microélectroniques. La soudure est un maillon important dans la conception de circuits RF, dont la qualité affecte directement la qualité globale de l'ensemble du circuit. Pour le PCB du circuit RF, une excellente compatibilité électromagnétique doit être formée entre les composants électroniques, ce qui est l'élément le plus à considérer. Le rayonnement électromagnétique entre les différents composants électroniques influence le fonctionnement indépendant de chaque composant électronique, il est donc nécessaire de détecter d'abord les composants dotés d'une capacité anti-interférence.

De plus, dans le processus de fonctionnement global du circuit, le courant dans le circuit a tendance à conduire à la génération d'un champ magnétique. Par conséquent, du point de vue du circuit RF, outre la prise en compte des interférences entre les composants, les interférences électromagnétiques du circuit avec d'autres circuits doivent être prises en compte. La disposition du circuit macroscopique est assez critique et les principes de base de la disposition du circuit suivants peuvent être considérés comme la référence.

Tout d'abord, la disposition des composants doit être disposée sur une rangée. La détermination de la direction du système de revêtement d'étain d'entrée de PCB est appliquée pour réduire les problèmes causés par les soudures lâches. Généralement, l'espacement entre les composants doit être de 0,5 mm ou plus afin que la soudure à l'étain puisse être mise en œuvre entre les composants. Sinon, la soudure ne peut pas être mise en œuvre en raison de la faible distance entre les composants.

Deuxièmement, toutes les interfaces doivent être compatibles les unes avec les autres dans le système PCB. Les positions, les dimensions et la forme des interfaces des composants doivent être prises en compte pour assurer une connexion fluide entre elles. La complexité du circuit conduit inévitablement à une différence de potentiel électrique entre les circuits. En raison du faible espace entre ces différences, des courts-circuits ont toujours lieu. Par conséquent, les composants à haut potentiel électrique ne doivent pas être placés trop près les uns des autres pour éviter l'apparition de courts-circuits. Une plus grande attention doit être accordée dans l'environnement de haute tension.

Enfin, la structure du circuit doit être soigneusement considérée dans son ensemble et le circuit doit être découpé en modules séparés, chacun comportant de nombreux composants électroniques. Les composants doivent être répartis selon différents modules. Par exemple, un circuit d'amplification haute fréquence ou un circuit mélangeur doit être placé ensemble dans le processus de disposition afin que la zone de boucle de fil puisse être efficacement réduite, tout comme la consommation du circuit et le rayonnement électromagnétique. De plus, il est capable d'arrêter les interférences mutuelles entre différents modules.

Routage

Le routage est mis en œuvre après la mise en page de base, classé en routage détaillé et routage global. Le premier fait référence au routage à l'intérieur de différents modules du circuit. Bien que le routage détaillé puisse avoir lieu dans la conception du CI, le routage détaillé préliminaire est effectué avant l'approvisionnement des composants. Parfois, une petite modification est nécessaire.

Le routage global fait référence au routage mutuel entre différents modules ou au routage réseau entre l'alimentation et chaque module. Certains aspects doivent être pris en compte dans le processus de routage global. De nombreuses limitations seront causées en raison de la particularité de la position et de la distance différente entre les modules. Si chaque module est considéré comme un point et que la connexion entre les points est déterminée, le meilleur plan avec la longueur de routage la plus courte sera généré afin d'économiser le coût du matériel et de rendre le circuit simple et soigné.

Ressources utiles :
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