Conceptos básicos de diseño de PCB de RF

1

Quiero obtener algunos conocimientos en diseño de PCB de RF. Por lo tanto, tengo algunas preguntas sobre esto, para hacer algunas aclaraciones.

¿Cuál es el propósito del anillo de oro alrededor de la PCB, visto a menudo en los diseños de RF, como este?

fuente de imagen

Supongo que se usa como una especie de escudo. Pero, ¿qué está protegiendo: la placa de las fuentes de EM externas o el medio ambiente de la radiación de EM de la placa? ¿Por qué es dorado y no está enmascarado (pintado)? ¿Existen algunas reglas para diseñar dichos anillos (por ejemplo, ancho de anillo, forma, a través de la mecánica, ...)? Y, finalmente, en algunos casos, hay anillos que no son completamente dorados, como alrededor del CC3200 en la siguiente imagen. ¿Cuál es la diferencia?

fuente de imagen

    
pregunta IgorEkis

4 respuestas

6

Creo que la primera imagen que publicaste está destinada a alojar un escudo EMI mecanizado que está atornillado. Usted puede ver que proporcionaría blindaje contra EMI y aislaría los circuitos entre sí. El metal está enchapado para que haga contacto con el escudo (quizás solo ENIG).

ElsegundoquepublicasteesparaunapartedeTImásbarata.ParecequeestediseñopodríaacomodarunescudodechapasoldadaparaEMI.Estossonmuchomásbaratosy,siespequeño,sepuedencolocarduranteelensamblajeautomático.

Es más fácil quitarse el protector atornillado más costoso, pero puedes obtener algunos de chapa metálica con remates. También hacen clips de tablero ahora que puedes poner en tu tablero y encajar el escudo.

    
respondido por el Some Hardware Guy
4

El anillo conductor va a un escudo. Debería haber muchas vías desde el anillo hasta el plano de la capa interior. Si las vías no están visibles, pueden implementarse como vías rellenas y puede verlas en una Vista de rayos X del tablero . El número de vías requeridas no es fácil de generalizar, pero uso un mínimo de 10 por pulgada. Estas vías no deben tener alivio térmico. En general, cualquiera de los dos conductores en una capa interna que atraviesan desde el exterior del anillo al interior del anillo deben tener dos vías que los separan.

En mis circuitos, el propósito de los anillos es montar escudos, como se muestra en la respuesta de Some Hardware Guy. La mayoría de las veces, el propósito de los escudos es proporcionar aislamiento de RF entre los circuitos. Por ejemplo, los protectores mantienen la salida de un filtro de RF o amplificador aislado de la entrada. Además, los blindajes ayudan a evitar que la interferencia externa cambie las fuentes de alimentación, los circuitos digitales, etc. Con menos frecuencia, los blindajes evitan la fuga de señales de RF al entorno exterior, por ejemplo, para cumplir con los requisitos de interferencia de la FCC.

Estos protectores no hacen mucho a menos que exista algún tipo de junta u otra forma de obtener un contacto de muy baja resistencia a lo largo del protector y la placa. Simplemente atornillar el escudo muy apretado es insuficiente. Las costuras tienen fugas. Como solder-mask es un aislante, se mantiene alejado del anillo para permitir un buen contacto eléctrico.

El anillo debe ser lo suficientemente ancho como para dejar espacio para la huella del protector y la junta.

El diseño de TI vinculado en su pregunta parece un bloque de circuito de RF que se copió en el diseño. No parece que esté configurado para aparearse con un escudo. Aquí hay un bosquejo de un breve artículo sobre el diseño de radios en productos :

    
respondido por el Tom Anderson
2

Aparte de eso, lanzar el enlace de TomAnderson, reduciendo la velocidad de los BORDES digitales en 10: 1, o 100: 1 si puede, reduce considerablemente la interferencia con las radios.

Es posible que pueda evitar el blindaje, si reduce la velocidad de los bordes.

Si necesita sobrevivir a la basura externa (pruebas de susceptibilidad de la FCC) o simplemente a las fuentes de interferencia locales (cambio de registros), es posible que necesite protección.

Aquí hay una ilustración de ralentizando los bordes, que muestra el ESPECTRO interno de la interferencia. Usando un reloj de 10MHz con bordes de 1 nanosegundo, el armónico a 90MHz tiene una amplitud de 16 milivoltios. Después de ejecutar ese reloj a través de un LPF RC de 10MHz, que tiene una constante de tiempo de 16 nanosegundos, el armónico de 90MHz se atenúa a 2 milivoltios, 8: 1 o 18dB de interferencia más débil. A 900MHz, ocurre otra reducción de 20dB. En la banda WiFi, se producen otros 8dB, para un total de 46dB, porque redujo la velocidad en ambos bordes de las señales digitales.

    
respondido por el analogsystemsrf
0

Permite examinar la interferencia de RF. Supongamos que tiene un MCU de 10 MHz y un enlace de radio de 433 MHz. ¿El reloj MCU interferirá con la radio?

Sí. El armónico 43 parece ser el culpable. Pero el verdadero culpable será la Q de los circuitos LC frontend de la radio.

Los bordes lentos en ese reloj MCU de 10MHz mal se correlacionarán (o convolucionarán) con los circuitos de 433MHz, incluso si la Q alta es de 433.

Los bordes rápidos en ese reloj MCU de 10Mhz se correlacionarán de manera excelente, y transferirán energía, en los circuitos de 433MHz, ya sea lowQ o highQ. Y los circuitos de Q alta sonarán durante más tiempo, sobrecargando el amplificador de bajo ruido del extremo frontal, causando el bloqueo .

Por lo tanto, hemos identificado 2 grados de libertad para operar una radio cerca de potentes señales digitales: (1) asegurarse de que los bordes digitales sean rampas lentas; (2) asegúrese de que los circuitos LC de entrada de la radio (coincidentes, etc.) tengan una Q baja, por lo que la energía inyectada por correlación / convolución también será baja, o se apagará en solo una pequeña parte de un bittime; (3) reduce la tasa de bits del enlace, por lo que el bloqueo por el timbre LC inducido no destruirá la energía de un bit completo.

    
respondido por el analogsystemsrf

Lea otras preguntas en las etiquetas