Рекомендации по лучшим радиочастотным печатным платам: высокоскоростная и радиочастотная проводка печатных плат

Высокоскоростная и радиочастотная проводка печатных плат - прекрасное занятие, подходящее для профессиональных инженеров. Если вы новичок в отрасли, вы можете спросить себя, как начать эффективную маршрутизацию. Благодаря высокой скорости инженеры могут быстрее выводить свои решения на рынок. Однако достичь этой цели не всегда так просто, как можно было бы подумать.

Независимо от того, насколько сложна или проста ваша конструкция, используя правильные методы компоновки огнестойких печатных плат, вы можете гарантировать, что ваша высокоскоростная или радиочастотная конструкция печатной платы соответствует требованиям к скорости и частоте без нежелательных отражений. Главное, что нужно помнить при проектировании печатной платы, это то, что речь идет не только о том, насколько хорошо или плохо она выглядит; Ключевым моментом является надежность, скорость производства и то, сколько времени будет сэкономлено в производственном процессе.

В этом руководстве будет представлено пошаговое руководство по стратегиям оптимизации, которые помогут вам достичь оптимальной компоновки в ваших проектах высокоскоростных и радиочастотных печатных плат.

Лучшее руководство по высокоскоростной проводке и радиочастотным печатным платам

Вот несколько лучших практик, которые помогут подключить высокоскоростные и радиочастотные печатные платы:

Использование разностных пар для высокоскоростной маршрутизации

Разностная пара — это два сигнальных провода, которые используют один и тот же провод заземления, но электрически изолированы друг от друга. Их можно использовать вместо традиционных несимметричных проводов, когда требуются очень длинные линии, например, те, которые используются в конструкциях высокоскоростных печатных плат. Дифференциальные сравнения несимметричных линий обеспечивают лучшее шумоподавление, поскольку они более невосприимчивы к синфазным сигналам (т.е. шуму).

Например, электромагнитное поле, генерируемое одним проводом в несимметричной паре, может быть улавливаемо другим проводом и усиливаться приемником. В разностной паре это приведет к тому, что обе линии станут выше, что будет определяться как шум, а не как достоверные данные.

Дифференциальные пары имеют ряд преимуществ по сравнению с одинарной маршрутизацией в конструкции радиочастотных печатных плат:

Дифференциальные сигналы менее чувствительны к шуму, чем несимметричные. Дифференциальные схемы устраняют шум, что объясняет, почему они обычно используются в высокоскоростных и радиочастотных печатных платах, таких как HDMI.

Дифференциальное сравнение несимметричной маршрутизации имеет лучшее согласование импеданса. Это позволяет им обеспечивать большую мощность и уменьшать отражения при прокладке длинных кабелей.

Дифференциальные пары обеспечивают лучшую защиту от электромагнитных помех, чем несимметричная проводка, поэтому они также используются в конструкциях с низким энергопотреблением, таких как USB.

Используйте сквозные отверстия, чтобы уменьшить длину усеченной лески

При подключении высокоскоростных или радиочастотных печатных плат длина короткой линии должна быть максимально уменьшена. Это можно сделать, используя сквозные отверстия в конструкции печатной платы RF. Например, если у вас есть сигнал, который нужно передать с одного конца платы на другой, а между ними большое заземление, имеет смысл использовать сквозное отверстие для соединения двух точек. Это уменьшает количество меди, необходимой для маршрутизации сигналов через печатную плату, и обеспечивает лучшую производительность.

Сквозные отверстия также полезны при значительном зазоре между слоями многослойных конструкций радиочастотных печатных плат. Например, если у вас есть ИС на уровне 1, подключенная к чему-то на уровне 2 или 3, то у вас обычно будет зазор между ними без медного следа. Если вам нужно проложить сигналы через этот промежуток, вы можете использовать сквозные отверстия, чтобы соединить их и сформировать более короткую длину маршрута.

По возможности используйте экранированные кабели

Экранированная дорожка представляет собой проводник, окруженный металлической оболочкой, которая предотвращает попадание электромагнитных помех (EMI) в радиочастотную печатную плату. Маскировочная маршрутизация очень важна в высокочастотных приложениях, таких как беспроводная связь и радиочастотная идентификация (RFID). 

Экранирование помогает предотвратить проникновение или выход помех из платы и влияние на целостность сигнала компонентов на печатной плате RF. Экранирование также предотвращает нежелательные сигналы, мешающие соседним цепям и вызывающие перекрестные помехи между ними.

Использование разделенной плоскости для управления возвратным током

Разделительная плоскость - один из лучших методов подключения высокоскоростных или радиочастотных печатных плат. Расщепленная плоскость представляет собой двухъярусную плоскость, которая возвращает ток от сигнального слоя к плоскости заземления. Он работает, разделяя наземный и сигнальный слои, позволяя каждому слою иметь свой собственный набор плоскостей.

Чаще всего разделенная плоскость используется для высокоскоростных сигналов. В этом случае большая ширина провода, необходимая для высокочастотных сигналов, может вызвать чрезмерную индуктивность в заземляющем слое, что приведет к звонку сигнала. Разделив его на два слоя и подключив к земле только половину проводки, можно значительно снизить индуктивность без добавления дополнительной емкости, поскольку отдельный обратный путь не требуется. Это позволяет запускать очень высокие частоты на плате без проблем, вызванных индуктивностью проводов.