O Projekt PCB RF, Wraz z rozwojem technologii rozwijają się również stojące za nią obwody.
Do 2010 roku bardzo niewiele osób posiadało urządzenia bezprzewodowe. Zapotrzebowanie na płytki PCB RF, które wykorzystywały te urządzenia, nie było duże.
Dzisiaj prawie każdy ma takie urządzenia. Niezależnie od tego, czy są to smartfony, czujniki, robotyka, czy urządzenia zabezpieczające i nadzorujące, zapotrzebowanie na płytki RF, które te urządzenia wykorzystują, nigdy nie było wyższe.
Dlatego dobrym pomysłem dla każdego producenta PCB byłoby nauczenie się, jak projektować płytki RF PCB.
Chociaż istnieją podobieństwa, płytki PCB RF są zaprojektowane zupełnie inaczej niż standardowe płytki PCB. W tym przewodniku omówimy te różnice i pokażemy, co trzeba zrobić, aby stworzyć dobrą płytę PCB RF.
1、Co to jest płyta PCB RF?
RF to skrót od "radio frequency". Sprawia, że PCB jest częścią działającą przy znacznie wyższej częstotliwości niż standardowe PCB, począwszy od 100 megaherców (MHz).
Jest to znacząca różnica między płytkami PCB RF a standardowymi płytkami PCB. Kwestie, które otaczają projektowanie RF PCB, będą wracać do tego, ponieważ mikromanagement wysokich częstotliwości jest integralną częścią projektowania RF PCB.
Obrazek 1: Projekt płytki PCB RF
2、Podstawowe koncepcje projektowe płyt PCB RF
Wyższa częstotliwość płytek PCB RF sprawia, że ich tworzenie i projektowanie jest bardziej skomplikowane. Przed opracowaniem projektu płytki PCB RF należy wziąć pod uwagę cztery czynniki.
2.1 Niektóre stałe
Pierwszą różnicą pomiędzy płytami PCB RF i nie-RF są stałe. Na przykład stałe dielektryczne mogą być traktowane jako pojedyncza wartość w zastosowaniach innych niż RF. Ponieważ jednak częstotliwość płyty RF jest znacznie wyższa, należy je traktować jako wartości wielokrotne.
2.2 Kontrola temperatury
Ze względu na wyższą częstotliwość używaną w płytkach PCB RF, temperatury wewnątrz płytki mogą się wahać. Jeśli materiały użyte do stworzenia płytki nie są odpowiednio rozmieszczone, te wahania mogą wymknąć się spod kontroli.
2.3 Odstępy między sąsiednimi elementami
Najbardziej zoptymalizowane płytki PCB RF zawierają cztery warstwy. Budowa czterowarstwowej płytki PCB oznacza, że poszczególne elementy będą musiały być rozmieszczone w taki sposób, aby wszystko mogło ze sobą prawidłowo współpracować.
2.4 Wybór materiału
Stworzenie czterowarstwowej płytki PCB o stałej temperaturze wymaga wyboru materiałów, które pozwolą na najmniejszy margines błędu. Czytaj dalej, aby odkryć, czym dokładnie są te materiały i jak je stosować.
3、Wybór materiałów dla płyt PCB RF
Wybór odpowiednich materiałów jest najbardziej kluczowym aspektem, jeśli chodzi o projektowanie płytek PCB RF. Niezależnie od tego, czy chcemy użyć dwóch, czy czterech warstw, materiały uczynią płytę PCB RF lepszym lub gorszym.
Przy wyborze materiałów na płytki PCB RF należy wziąć pod uwagę trzy rzeczy.
3.1 Współczynnik rozszerzalności cieplnej
Ten współczynnik odnosi się do wielkości obiektu w zależności od zmian temperatury. Ponieważ płyty PCB RF mają do czynienia z temperaturami, które są nie tylko wysokie, ale i zmienne, współczynnik ten wymaga ciągłego stosowania jako metoda mikromanipulacji poziomów temperatury.
3.2 Absorpcja wilgoci
Wilgoć musi być również brana pod uwagę, ponieważ woda ma wpływ na temperatury. Wilgotność jest bezpośrednio związana ze środowiskiem, w którym pracuje urządzenie wykorzystujące RF PCB.
3.3 Koszt a wydajność
Jeśli ta debata nie była wystarczająco istotna przy wyborze płyt PCB innych niż RF, jest ona jeszcze bardziej istotna przy wyborze materiałów na płyty PCB RF. Najlepszą rzeczą do zrobienia jest wiedzieć, co budżet jest do grosza, a następnie dążyć do wyboru materiału wyważone koszty, wydajność elektryczną i wytrzymałość termiczną.
4、Opcjonalne materiały dla RF PCB
Istnieje wiele sposobów na zaprojektowanie płytki PCB RF. Podczas gdy istnieją wymagane materiały, istnieje wiele ich odmian. To właśnie tutaj pojawiają się opcje...
Politetrafluoroetylen (aka PTFE), ceramika, węglowodory i różne rodzaje szkła są niezbędne, ale możliwe jest wiele kombinacji.
Do tych kombinacji dodaje się następujące materiały.
Obrazek 2: Projekt płytki drukowanej RF
4.1 FR4
Jest to najtańszy materiał, z którego można wykonać każdą płytkę PCB RF. Powodem, dla którego jest on tak bardzo kontrowersyjny jest to, że nie jest w stanie obsłużyć większości częstotliwości, których wymagają płytki PCB RF.
4.2 Materiały łączące
PTFE jest materiałem łączącym. Żadna płytka nie jest kompletna bez tego podkładu. Jak w przypadku większości materiałów, istnieją dziesiątki opcji przy wyborze materiału wiążącego. Jeśli planujesz lutowanie, upewnij się, że materiał łączący wytrzyma wysokie temperatury.
4.3 Łączenie materiałów
Jak wspomniano wcześniej, optymalna płytka PCB RF składa się zazwyczaj z czterech warstw. Dlatego też istnieje wiele opcji, jeśli chodzi o wybór i łączenie materiałów. Nie zapominaj, że podczas projektowania płytki PCB RF będziesz miał do czynienia z wysokimi częstotliwościami i wysokimi temperaturami. Wybierz i połącz swoje materiały w oparciu o tę podstawową wiedzę.
5、Jak zarządzać mocą w płytkach PCB RF
Ludzie często zastanawiają się, dlaczego ich smartfon robi się bardzo gorący, gdy jest włączony przez zbyt długi czas, zwłaszcza gdy korzystają z aplikacji wykorzystujących dane.
Im więcej danych, które urządzenie musi przekazać, tym więcej mocy potrzebuje, aby osiągnąć tę komunikację.
Pamiętaj, że RF to skrót od "Radio Frequency". Co robi radio? Jest w ciągłym stanie komunikacji.
Odbywa się to za pomocą czegoś, co nazywa się modułem RF, który odbiera sygnały radiowe między dwoma lub więcej urządzeniami. W smartfonie znajdują się moduły RF.
Na czym polega produkcja modułu RF? Płytki PCB RF, ot co.
Obrazek 3: Projekt płytki drukowanej RF
Ponieważ w pracy występuje tak wiele połączeń, podczas projektowania płytki PCB RF należy zarządzać energią elektryczną.
Chociaż proste jest ułożenie wszystkich materiałów na płytce PCB RF blisko siebie, aby zaoszczędzić czas, płytka RF szybko się spali, jeśli zastosujesz tę zasadę. Oprzyj się tej pokusie.
Obrazek 4: Projekt płytki drukowanej RF
6、Uporanie się ze stycznymi strat w płytach PCB RF
Ze względu na wysokie częstotliwości, jak również wspomniane wcześniej problemy z elektrycznością, dodatkowe ciepło podczas pracy jest czymś, co musi zostać uwzględnione.
Zjawisko to znane jest pod nazwą tangensa strat. Odnosi się ono do komponentu w płycie wielowarstwowej, który staje się gęsty od dodatkowego ciepła.
Zajęcie się tym zjawiskiem odbywa się poprzez uważne obserwowanie amplitudy obwodu. Dodatkowe ciepło rozwija się, gdy poziom amplitudy spada.
7、RF PCB Design Layout Instructions
Ponieważ tak wiele rzeczy jest w pracy, jeśli chodzi o RF PCB, układ projektu będzie miał wpływ na stabilność i niezawodność produktu końcowego.
Wszystko na płytce PCB RF musi się ze sobą łączyć, więc nie ma dużego tłoku, a jednocześnie nic nie jest zbyt daleko od siebie. Poniższe instrukcje pokażą, jak to zrobić.
7.1 Ułóż najpierw ścieżki RF
Ścieżki RF przenoszą najwyższą częstotliwość płytki RF. Są one układane jako pierwsze, ponieważ wszystko inne będzie umieszczane wokół nich.
Kolejną rzeczą, którą należy zrobić jest pozostawienie odpowiedniej przestrzeni. Pozwoli to na łagodniejsze zagięcia, a co ważniejsze, odizoluje sygnał RF.
7.2 Izolacja śledzenia sygnału RF jest niezbędna.
Po ustawieniu przewodów radiowych należy teraz zaprojektować płytki drukowane, aby wyizolować przewody radiowe Można to osiągnąć poprzez zszycie otworów wokół linii radiowej
Jest to ważne, ponieważ zaprojektowana płyta RF może być częścią urządzeń wykorzystujących szybkie sygnały, takich jak porty USB i HDMI Izolowanie przewodów uniemożliwia przegrzanie się sygnałów wysyłanych do urządzenia lub emitowanych z urządzenia
7.3 Zachowaj niski poziom indukcyjności baterii
Zasilanie uziemione odczuwa wpływ dwóch czynników w chipsecie RF Przejścia i przejścia Przejście umożliwia wykonanie zadania podłączenia uziemionego wkładki do warstwy uziemienia
Umieszczenie wielu otworów przelotowych również zmniejsza szkodliwy wpływ na warstwę uziemienia, ponieważ czujniki baterii nie reagują dobrze na wysokie częstotliwości
Rysunek 5 Projektowanie PCB RF
8, dyskusja
Nauka projektowania PCB RF okaże się dobrą inwestycją Przyszłość technologii radiowej jest bardzo jasna, ponieważ urządzenia korzystające z płyt drukowanych RF są coraz częściej powszechne
Projektowanie PCBS RF różni się znacznie od standardowych PCB, ponieważ trzeba pracować z wyższymi częstotliwościami, dużymi zmianami temperatur i wielowarstwowymi konstrukcjami Oznacza to, że podczas projektowania PCBS RF należy dostosować się do różnych strategii
Wiemy, jak szybko rozwija się technologia RF PCB i stale odkrywamy nowe informacje na temat projektowania PCB RF oraz ich materiałów i komponentów Skontaktuj się z nami, gdy będziesz gotów rozpocząć projektowanie i tworzenie PCBS RF
