Raadiosagedusliku (RF) vooluahela trükkplaadi paigutus peab põhinema trükkplaadi struktuuri, toitejuhtmete ja maanduse põhiprintsiipide mõistmisel. Selles artiklis käsitletakse asjakohaseid põhiprintsiipe ning pakutakse praktilisi ja kontrollitud toitejuhtmeid, toite möödaviigu ja maandustehnoloogiaid, mis võivad tõhusalt parandada raadiosagedusliku disaini jõudlusindeksit. Arvestades, et PLL-i valesignaal on praktilises disainis väga tundlik toiteühenduse, maanduse ja filtrielementide asukoha suhtes, keskendub käesolev artikkel PLL-i valesignaali summutamise meetoditele. Probleemi illustreerimiseks võetakse selles artiklis võrdlusprojektina max2827 802.11a/g transiiveri PCB paigutus.

RF-ahela projekteerimisel jäetakse toiteahela ja trükkplaadi paigutus sageli alles pärast kõrgsagedusliku signaalitee projekteerimise lõpetamist. Konstruktsiooni jaoks ilma hoolika kaalutlemiseta on vooluringi ümbritsev toitepinge lihtne tekitada valet väljundit ja müra, mis mõjutab veelgi RF-ahela jõudlust. Määrake PCB kihid mõistlikultVCC juhe tähe topoloogiaga (nagu näidatud joonisel 1)ja sobiva lahtisidumise kondensaatori lisamine VCC viigule aitab parandada süsteemi jõudlust ja saada parima indeksi.

Joonis 1: VCC kaabeldus tähe topoloogia jaoks

Toitejuhtmestiku ja möödaviigu põhiprintsiibid

Nutikas PCB kihi eraldamine hõlbustab neljakihilise PCB (WLAN) järgnevat juhtmestiku töötlemist

Enamikus rakendustes kasutatakse trükkplaadi ülemist kihti komponentide ja RF-juhtmete paigutamiseks, teist kihti kasutatakse süsteemi maandina, toiteosa asetatakse kolmandasse kihti ja mis tahes signaaliliine saab jaotada neljandasse kihti. kiht. Teise kihi pidev alusplaadi paigutus on impedantsiga juhitava RF-signaali tee loomiseks väga vajalik. Samuti on mugav luua võimalikult lühike maandusahel, tagada esimese ja kolmanda kihi kõrge elektriline isolatsioon ning minimeerida kahe kihi vaheline side. Muidugi võib kasutada ka teisi plaadikihtide määratlusi (eriti kui trükkplaadil on erinevad kihid), kuid ülaltoodud struktuur on tõestatud edukas näide.

Suure pindalaga toitekiht võib muuta VCC juhtmestiku lihtsamaks, kuid see struktuur põhjustab sageli süsteemseid probleeme

Kahjuva kaitsme korral ei väldi kõigi toitejuhtmete ühendamine suurel tasapinnal müra levikut kontaktide vahel. Ja vastupidi, kui kasutatakse tähe topoloogiat, väheneb erinevate toitetihvtide vaheline side. Joonisel 1 on näidatud tähtühenduse VCC juhtmestiku skeem, mis on võetud max2826 IEEE 802.11a/g transiiveri hindamisplaadilt. Joonisel on moodustatud VCC põhisõlm, millest juhitakse välja erinevate harude elektriliinid RF IC toiteviigu toiteks. Iga toiteallika tihvt kasutab sõltumatuid juhtmeid, et tagada kontaktide vahel ruumiline isolatsioon, mis aitab vähendada nendevahelist sidet. Lisaks on igal juhtmel ka teatud parasiitne induktiivsus, mis on täpselt see, mida me tahame. See aitab välja filtreerida elektriliini kõrgsagedusmüra.

Tähttopoloogia VCC juhtme kasutamisel on vaja teha ka sobiv võimsuse lahtisidumine ja lahtisidumise kondensaatoris on tühimik

Fikseeritud parasiitne induktiivsus.

Tegelikult on mahtuvus samaväärne seeria RLC-ahelaga. Mahtuvus mängib juhtivat rolli madalsagedusalas, kuid iseergastatud võnkesagedusel (SRF):

Kui sagedus on suurem kui FS, näitab kondensaatori impedants induktiivsust. On näha, et kondensaatoril on lahtisidestusefekt ainult siis, kui sagedus on selle SRF-i lähedal või sellest madalam ning mahtuvus näitab nendes sageduspunktides madalat takistust. Joonisel 2 on näidatud tüüpilised S11 parameetrid erinevate mahtuvusväärtuste all. Nendest kõveratest näeme selgelt SRF-i. Samuti on näha, et mida suurem on mahtuvus, seda parem on lahtisidumise jõudlus madalamatel sagedustel (seda madalam on esitatud impedants).

Joonis 2 erinevate mahtuvuste impedantsi kõverad

Parem on paigutada suure võimsusega kondensaator VCC tähetopoloogia põhisõlme, näiteks 2.2 & mikro; F。 Kondensaatoril on madal SRF, mis on väga tõhus madalsagedusliku müra kõrvaldamiseks ja stabiilse alalispinge loomiseks. Iga IC toitetihvt vajab väikese võimsusega kondensaatorit (nt 10nf), et filtreerida välja kõrgsageduslik müra, mis võib olla ühendatud toiteliiniga. Müratundlikele ahelatele toiteallikate jaoks võib vaja minna kahte möödaviigukondensaatorit. Näiteks 10 PF kondensaatori kasutamine paralleelselt 10 nf kondensaatoriga möödaviigu tagamiseks võib pakkuda lahtisidumist laiemas sagedusvahemikus ja kõrvaldada nii palju kui võimalik müra mõju toitepingele. Iga toiteallika tihvti tuleb hoolikalt kontrollida, et teha kindlaks, kui palju lahtisidumise mahtuvust on vaja ja millistel sageduspunktidel on tegelik vooluahel mürahäirete suhtes tundlik.

Hea võimsuse lahtisidumise tehnoloogia koos range PCB-paigutuse ja VCC-juhtmega (tähetopoloogia) võib panna tugeva aluse igale raadiosagedussüsteemi disainile. Kuigi on ka teisi tegureid, mis vähendavad süsteemi jõudlusindeksit tegelikus konstruktsioonis, on "müravaba" toiteallikas süsteemi jõudluse optimeerimise põhielement.

Joonis 3: via elektrikarakteristiku mudel

Maandus ja projekteerimine

Kihi paigutus ja juhtmed on ka WLAN-i trükkplaadi disaini võtmeks. Need mõjutavad otseselt trükkplaadi parasiitparameetreid ja neil on varjatud oht süsteemi jõudlust vähendada. RF-ahela disainis pole ainulaadset maandusskeemi ja rahuldavaid jõudlusnäitajaid on võimalik saavutada mitmel viisil. Maandusplaadi või juhtme saab jagada analoogsignaali maanduseks ja digitaalsignaali maanduseks, samuti saab eraldada suure voolu- või energiatarbimisega ahelad. WLAN-i hindamisplaadi varasemate projekteerimiskogemuste kohaselt saab häid tulemusi saavutada neljakihilises plaadis eraldi maanduskihi kasutamisega. Nende empiiriliste meetodite abil eraldatakse raadiosageduslik osa teistest ahelatest kihiga ja signaalide vahelisi risthäireid saab vältida. Nagu ülalpool kirjeldatud, kasutatakse trükkplaadi teist kihti tavaliselt alusplaadina ja esimest kihti komponentide ja RF-juhtmete paigutamiseks.

Pärast maanduskihi määramist on väga oluline ühendada kõik signaali maandused lühima teega kihiga. Tavaliselt kasutatakse ülemise kihi maandusjuhtme ühendamiseks kihiga läbiviike. Tuleb märkida, et viaad on induktiivsed. Joonisel 3 on kujutatud via täpset elektrikarakteristiku mudelit, milles Lvia on via induktiivsus ja CVIA on PCB-padja parasiitmahtuvus. Kui siin käsitletud maandusjuhtme paigutuse tehnoloogia kasutusele võetakse, võib parasiitmahtuvust ignoreerida. 1.6 mm sügavuse läbipääsu avaga 0.2 mm on induktiivsus umbes 0.75 nh ja samaväärne reaktants 2.5 GHz/5.0 ghz WLAN-ribas on umbes 12 Ω / 24 Ω. Seetõttu ei saa maandusliides RF-signaalidele tõelist maandust pakkuda. Kvaliteetse trükkplaadi kujunduse jaoks tuleks RF-vooluringis olla võimalikult palju maandusavasid, eriti üldises IC-pakendis olevate avatud maanduspatjade jaoks. Halb maandus tekitab kahjulikku kiirgust ka vastuvõtvas esiotsas või võimsusvõimendis, vähendades võimendus- ja müraindeksit. Samuti tuleb märkida, et maanduspadja halb keevitamine võib põhjustada sama probleemi. Lisaks nõuab võimsusvõimendi energiatarve ka mitut moodustist ühendavat väljundit.

Joonis 4 PLL-filtrielemendi paigutus, võttes näitena max2827 võrdlusplaadi

Filtreerige teiste astmete müra ja summutage kohalik müra, et kõrvaldada astmetevahelised risthäired elektriliini kaudu, mis on VCC lahtisidumise eelis. Kui lahtisidestuskondensaator kasutab sama maandusliidet läbiva ja maanduse vahelise induktiivse mõju tõttu, kannavad nendes ühenduspunktides olevad ühenduskohad üle kõik kahe toiteallika raadiosageduslikud häired, mis mitte ainult ei kaota lahtisidestuskondensaatori funktsiooni, vaid pakub ka teise tee astmetevahelise müra sidumiseks süsteemis.

Selle artikli hilisemas osas näeme, et PLL-i rakendamine seisab alati silmitsi suurte väljakutsetega süsteemi kujundamisel. Rahuldavate võltsomaduste saamiseks peab meil olema hea maandusjuhtme paigutus. Praegu on kõik PLL-id ja VCO-d integreeritud IC-disaini kiibile. Enamik PLL-e kasutab digitaalse voolu laadimispumba väljundit VCO juhtimiseks läbi silmusfiltri. Üldjuhul on analoogjuhtpinge saamiseks vaja laadimispumba digitaalset impulssvoolu filtreerida teist või kolmandat järku RC silmusfiltriga. Kaks laadimispumba väljundi lähedal asuvat kondensaatorit peavad olema otse laadimispumba vooluringi maandusega ühendatud. Sel viisil saab isoleerida maandusahela impulssvoolu tee, et minimeerida vastavat hajusagedust lo-des. Kolmas kondensaator (kolmanda järgu filtrite jaoks) tuleks ühendada otse VCO kihiga, et vältida juhtpinge ujumist digitaalse vooluga. Nende põhimõtete rikkumine toob kaasa märkimisväärseid hulkuvaid komponente. Joonisel 4 on näidatud PCB juhtmestiku näide. Maandusplaadil on palju maandusavasid, mis võimaldavad igal VCC lahtisidestuskondensaatoril olla oma sõltumatud maandusavad. Plokis olev vooluahel on PLL silmusfilter ja esimene kondensaator on otse ühendatud GND_ CP on ühendatud ja teine ​​kondensaator (ühendatud järjestikku R-ga) pöörleb 180 kraadi, et naasta samale GND_ CP-le, kolmas kondensaator. on ühendatud GND_ VCO ühendusega. See maandusskeem võib saavutada kõrge süsteemi jõudluse.

PLL-i valesignaalide summutamine sobiva toiteallika ja maanduse kaudu, et täita 802.11a/b/g süsteemi edastusspektri malli nõudeid, on projekteerimisprotsessis keeruline. Piisava edastusvõimsuse säilitamise eeldusel on vaja tasakaalustada lineaarsusindeksit ja energiatarbimist ning jätta teatud varu, et tagada vastavus IEEE ja FCC spetsifikatsioonidele. IEEE 802.11g süsteemi jaoks vajalik tüüpiline väljundvõimsus antenn lõpp on 15dBm ja -28dbr, kui sagedushälve on 20MHz. Sagedusriba külgnevate kanalite võimsuse tagasilükkamise suhe (ACPR) on seadme lineaarsete omaduste funktsioon, mis on õige konkreetse rakenduse jaoks teatud eeldusel. Suur töö ACPR-i karakteristikute optimeerimisel edastuskanalis on tehtud TX IC ja PA nihke kohandamisega kogemuste põhjal ning PA sisend-, väljund- ja vaheastme sobitusvõrgu häälestamisega.

Kuid mitte kõik ACPR-i põhjustavad probleemid ei ole tingitud seadme lineaarsetest omadustest. Hea näide on see, et pärast mitmeid võimsusvõimendi ja PA-draiveri (kaks tegurit, mis mängivad ACPR-is suurt rolli) reguleerimist ja optimeerimist ei suuda WLAN-saatja külgneva kanali omadused ikka veel vastata oodatud näitajatele. Siinkohal tuleb märkida, et saatja PLL kohaliku ostsillaatori (LO) hajuv signaal halvendab ka ACPR-i jõudlust. Lo valesignaal segatakse moduleeritud põhiriba signaaliga ja segatud komponente võimendatakse piki eeldatavat signaalikanalit. See segamisefekt põhjustab probleeme ainult siis, kui PLL-i hulkuv komponent on teatud läviväärtusest kõrgem. Kui see on teatud läviväärtusest madalam, piirab ACPR-i peamiselt PA mittelineaarsus. Kui TX väljundvõimsuse ja spektrimalli omadused on "lineaarne piiratud", peame tasakaalustama lineaarse indeksi ja väljundvõimsuse; Kui vale omadus muutub peamiseks ACPR-i jõudlust piiravaks teguriks, seisame silmitsi "võltspiiranguga". Peame kallutama PA-d kõrgemal tööpunktil määratud tursiku alla, et nõrgendada selle mõju ACPR-ile, mis tarbib rohkem voolu ja piirab disaini paindlikkust.

Ülaltoodud arutelu tõstatab veel ühe probleemi, st kuidas tõhusalt piirata PLL-i valekomponenti teatud vahemikus, nii et see ei mõjutaks ülekandespektrit. Kui valekomponent on leitud, on esimene idee kitsendada PLL-silmusfiltri ribalaiust, et nõrgendada valesignaali amplituudi. See meetod on tõhus väga vähestel juhtudel, kuid sellel on võimalikke probleeme.

Joonis 5: silmusfiltri mõju

Joonisel 5 on kujutatud hüpoteetiline juhtum. Eeldatakse, et konstruktsioonis on kasutatud 20 MHz suhtelise sagedusega n-jaotusega süntesaatorit. Kui silmusfilter on teist järku, on piirsagedus 200 kHz, väljalülituskiirus on tavaliselt 40 dB / kümnend ja 80 dB sumbumine on võimalik 20 MHz sagedusel. Kui võltskomponendi võrdlusnäitaja on – 40dbc (eeldusel, et tase võib viia kahjulike modulatsioonikomponentideni), võib vale genereerimise mehhanism olla väljaspool silmusfiltri tegevuspiirkonda (kui see genereeritakse enne filtrit, võib selle amplituud olla väga suur suur). Tihendatud silmusfiltri ribalaius ei paranda valeomadusi, vaid parandab PLL-i faasiluku aega, millel on süsteemile ilmselge negatiivne mõju.

Kogemused on näidanud, et kõige tõhusam viis PLL-i hajumise mahasurumiseks peaks olema mõistlik maandus, võimsuse paigutus ja lahtisidumise tehnoloogia. Selles artiklis käsitletud juhtmestiku põhimõte on hea disain, mis hakkab vähendama PLL-i hulkuvaid komponente. Arvestades laadimispumba suurt voolukõikumist, on vaja kasutusele võtta tähe topoloogia. Kui isolatsiooni pole piisavalt, seotakse vooluimpulsi tekitatud müra VCO toiteallikaga, et moduleerida VCO sagedust, mida tavaliselt nimetatakse "VCO veojõuks".

Isolatsiooni saab parandada elektriliinide vahelise füüsilise vahekauguse, iga VCC kontakti mahtuvuse lahtisidumise, maandusviide mõistliku paigutuse, järjestikuse ferriitelemendi kasutuselevõtmise (viimase vahendina) jne abil. Ülaltoodud meetmeid ei pea olema täielikult kasutatud igas konstruktsioonis ja iga meetodi asjakohane kasutamine vähendab tõhusalt hajuamplituudi.

Joonis 6: ebamõistlikud VCC_VCO lahtisidumise testi tulemused

Joonis 6 annab tulemuse, mis tuleneb ebamõistlikust VCO võimsuse lahtisidumise skeemist. Toite pulsatsioon näitab, et laadimispumba lülitusefekt põhjustab tugevaid häireid elektriliinil. Õnneks saab neid tugevaid häireid tõhusalt maha suruda, suurendades möödaviigu mahtuvust. Lisaks, kui toitejuhtmestik on ebamõistlik, näiteks on VCO toitejuhe vahetult laadimispumba toiteallika all, võib VCO toiteallikas täheldada sama müra ja genereeritud hajusignaal on piisav, et mõjutada ACPR omadused. Isegi kui lahtisidumist tugevdada, ei parane testi tulemused. Sel juhul on vaja uurida PCB juhtmestikku ja ümber korraldada VCO toitejuhe, mis parandab tõhusalt hajuvaid omadusi ja vastab spetsifikatsioonis nõutavatele näitajatele.

"Kinghelmi" kaubamärgi registreeris algselt Golden Beacon Company. Golden beacon on GPS-i otsemüügitootja antenn ja Beidou antenn. Sellel on Beidou GPS-i navigatsiooni- ja positsioneerimistööstuses väga suur populaarsus ja maine. Teadus-, arendus- ja tootmistooteid kasutatakse laialdaselt BDS-i satelliitnavigatsioonis ja positsioneerimises, traadita sides ja muudes valdkondades. Peamiste toodete hulka kuuluvad: rj45-rj45 võrk, võrguliides pesa, RF pesa adapter, koaksiaalkaabel pesaC-tüüpi pistikHDMI-liides, C-tüüpi liides, kontaktide ja siinide paigutusSMA, FPC, FFC antenn pesa, antenn signaali edastamine veekindel pesa, HDMI liides, USB-pistik, klemmiliin, klemmiplaadi klemmiplokk, juhtmestiku klemmiplokk, RF RFID-silt, positsioneerimine ja navigeerimine antenn, suhtlemine antenn antenn ühendusliin, kummipulk antenn imemisantenn, 433 antenn liin, 4G antenn, GPS-moodul antenn, RG113, RG178, rg316, FPC painduv kaabel on sobitatud FPC pistik, Võrgukaabli liides jne. Seda kasutatakse laialdaselt lennunduses, kommunikatsioonis, [敏感词] tööstuses, instrumentide, turvalisuse, meditsiini ja muudes tööstusharudes.

Sisu pärineb võrgust/Riistvara 100000 miks, pakub see veebisait ainult kordustrükki. Selle artikli vaadetel, seisukohtadel ja tehnoloogiatel pole selle veebisaidiga mingit pistmist. Rikkumise korral võtke meiega ühendust, et see kustutada!