Le développement de la technologie de communication a vu des applications progressivement plus larges des circuits radiofréquence (RF) sans fil, par exemple dans les domaines des téléphones mobiles et des produits Bluetooth, et les circuits RF sont devenus la technologie centrale de la propagation radio. Cependant, ces dernières années, la généralisation progressive de la 4G et l’augmentation évidente de l’ordre de grandeur du transfert de données ont posé des défis à la conception de PCB pour les circuits RF. Après tout, le nombre de signaux transférés parCircuit RFaugmente de plusieurs centaines de fois chaque jour. En outre, puisque le circuit RF est principalement appliqué dans des dispositifs portables qui se caractérisent par leur petite taille et leur portabilité, l’exigence fondamentale de l’ensemble du circuit réside dans un faible volume, un routage homogène et raisonnable, ainsi que l’absence d’interférences entre les micro‑composants. Néanmoins, il semble inévitable que des interférences électromagnétiques se produisent entre les composants à l’intérieur des téléphones mobiles. Pas d’inquiétude. Certaines opérations peuvent être mises en œuvre pour réduire efficacement l’influence causée par les interférences électromagnétiques. Cet article présentera une conception de PCB raisonnable pour circuit RF, dont les caractéristiques incluent un faible volume et une capacité d’anti‑interférence évidente.
Sélection du matériau de substrat
Comme certains CI (circuits intégrés) sont réalisés sur substrat, il faut d’abord choisir un substrat approprié pour le circuit RF, en tant que support servant de gabarit aux composants électroniques. En termes de sélection dematériau de substrat, les premiers éléments à prendre en considération incluent la constante diélectrique, la perte diélectrique et le coefficient de dilatation thermique, parmi lesquels la constante diélectrique est la plus importante puisqu’elle affecte fortement l’impédance et la vitesse de transmission du circuit, en particulier pour les circuits à fréquence extrêmement élevée qui imposent des exigences strictes à la constante diélectrique. Par conséquent, il est généralement de règle de choisir un matériau de substrat ayant une constante diélectrique relativement faible.
Procédure de conception de PCB
• Conception de schéma schématique
La première étape de la conception de circuits imprimés consiste à concevoir le schéma, qui doit être réalisé à l’aide d’ordinateurs. La conception du schéma est mise en œuvre grâce àLogiciel de conception de circuits imprimésqui contient tous les composants analogiques électroniques. Tout d’abord, le schéma électrique est conçu en simulant le circuit réel sur ordinateur. Ensuite, le schéma doit être relié aux composants correspondants. Puis, la simulation de fonctionnement est réalisée sur la base du schéma pour déterminer la faisabilité du fonctionnement de base.
• Conception de PCB
Après la conception du schéma, le tracé et les dimensions du PCB peuvent être déterminés scientifiquement sur la base de ce schéma. Le tracé et les dimensions du PCB peuvent être optimisés en fonction de la position, des dimensions, du tracé et d’autres paramètres afin de permettre à l’ensemble du système d’atteindre des performances optimales. Dans ce processus, il est nécessaire de déterminer les positions des trous de fixation, des repères visuels 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 dans l’entrepôt, il est nécessaire de les approvisionner ou de les fabriquer.PCBCartdispose 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. La dernière étape consiste à détecter le fonctionnement du circuit afin de s’assurer que les performances du circuit sont capables de répondre aux exigences et que le fonctionnement du circuit peut être globalement stable.
Disposition des composants
Différent de l’ordinairedisposition des composants, tous les composants du circuit RF sont si petits, en raison de la petite échelle du circuit, que la technologie de montage en surface (SMT) est utilisée pour l’implantation des composants et un four à refusion infrarouge pour le brasage des composants microélectroniques. Le brasage 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 établie entre les composants électroniques, ce qui est l’élément le plus digne de considération. Les rayonnements électromagnétiques entre différents composants électroniques influencent le fonctionnement indépendant de chaque composant électronique, il est donc nécessaire de sélectionner en priorité des composants dotés d’une capacité anti‑interférence.
En outre, dans le processus de fonctionnement global du circuit, le courant dans le circuit tend à entraîner la génération d’un champ magnétique. Par conséquent, du point de vue du circuit RF, outre la prise en compte des interférences entre composants, il faut également tenir compte des interférences électromagnétiques du circuit sur les autres circuits. L’implantation macroscopique du circuit est tout à fait critique et les principes de base de disposition de circuit suivants peuvent être considérés comme une référence.
Tout d’abord, les composants doivent être disposés sur une seule rangée. La détermination du sens d’entrée du PCB dans le système de revêtement à l’étain est appliquée afin de réduire les problèmes causés par une soudure lâche. En général, l’espacement entre les composants doit être de 0,5 mm ou plus afin que la soudure à l’étain puisse être réalisée entre les composants. Sinon, la soudure ne peut pas être effectuée en raison de la faible distance entre les composants.
Deuxièmement, toutes les interfaces doivent être compatibles entre elles dans le système de PCB. Les positions, les dimensions et la forme des interfaces des composants doivent toutes être prises en considération afin d’assurer une connexion fluide entre elles. La complexité du circuit conduit inévitablement à des différences de potentiel électrique entre les circuits. En raison du faible espace entre ces différences, des courts-circuits se produisent fréquemment. Par conséquent, les composants à haut potentiel électrique ne doivent pas être placés trop près les uns des autres afin d’éviter l’apparition de courts-circuits. Une attention accrue doit être portée dans un environnement à haute tension.
Enfin, la structure du circuit doit être soigneusement considérée dans son ensemble et le circuit doit être découpé en modules distincts, chacun comportant de nombreux composants électroniques. Les composants doivent être répartis en fonction des différents modules. Par exemple, le circuit d’amplification haute fréquence ou le circuit mélangeur doivent être placés ensemble lors du routage afin que la surface de la boucle de fil puisse être efficacement réduite, tout comme la consommation du circuit et le rayonnement électromagnétique. De plus, cela permet d’empêcher les interférences mutuelles entre les différents modules.
Routage
Le routage est mis en œuvre après la conception de base de l’implantation et se divise en routage détaillé et routage global. Le premier désigne le routage à l’intérieur des différents modules du circuit. Bien que le routage détaillé puisse avoir lieu lors de la conception des circuits intégrés, un routage détaillé préliminaire est réalisé avant l’approvisionnement des composants. Parfois, seules de légères modifications sont nécessaires.
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 contraintes seront engendrées en raison de la particularité des positions et des différentes distances 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 des matériaux et de rendre le circuit simple et net.
