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¿Cuáles son los puntos clave del diseño de fuentes de alimentación para circuitos de RF?

Oct 29, 2021

1. La línea eléctrica es una forma importante de EMI dentro y fuera del circuito. A través de la línea eléctrica, la interferencia externa puede pasar al circuito interno, lo que afecta el índice del circuito de RF. Para reducir la radiación electromagnética y el acoplamiento, el área de bucle del lado primario, del lado secundario y del lado de carga del módulo CC-CC debe ser mínima. No importa cuán compleja sea la forma del circuito de potencia, su gran bucle de corriente debe ser lo más pequeño posible. Los cables de alimentación y de tierra siempre deben colocarse juntos.

2.Si se utiliza una fuente de alimentación conmutada en el circuito, el diseño de los dispositivos periféricos de la fuente de alimentación conmutada debe cumplir con el principio de la ruta de reflujo de energía más corta. La capacitancia del filtro debe estar cerca del pin de la fuente de alimentación del interruptor. Utilice inductancia de modo común, cerca del módulo de potencia de conmutación.

3.Las líneas eléctricas de larga distancia en la placa no deben estar cerca o pasar cerca de los terminales de salida y entrada del amplificador en cascada (ganancia superior a 45 dB) al mismo tiempo. No utilice cables de alimentación como canales de transmisión de señales de RF, que pueden causar autoexcitación o reducir el aislamiento del sector. Se requieren condensadores de filtro de alta frecuencia en ambos extremos de la línea eléctrica de larga distancia, e incluso en el medio.

4.La entrada de energía de RF PCB se combina con tres condensadores de filtro en paralelo, y las ventajas de estos tres condensadores se utilizan para filtrar las frecuencias bajas, medias y altas en la línea de alimentación, respectivamente. Por ejemplo: 10UF, 0.1UF, 100PF. Y cerca de los pines de entrada de la fuente de alimentación en orden descendente.

5.Alimente el amplificador de cascada de señal pequeña con el mismo conjunto de fuente de alimentación, debe comenzar desde la última etapa y suministrar energía a la etapa frontal a su vez, de modo que la EMI generada por el circuito de la última etapa tenga menos influencia en la etapa frontal. Y cada nivel de filtro de potencia tiene al menos dos condensadores: 0.1uF y 100PF. Cuando la frecuencia de la señal es superior a 1 GHz, se debe agregar el condensador de filtro de 10pF.

6.Comúnmente utilizado en filtros electrónicos de baja potencia, la capacitancia del filtro debe estar cerca del pin del triodo, la capacitancia del filtro de alta frecuencia más cerca del pin. El triodo usa una frecuencia de corte más baja. Si el triodo en el filtro electrónico es un tubo de alta frecuencia que trabaja en el área de amplificación y la disposición de los dispositivos periféricos no es razonable, es fácil producir una oscilación de alta frecuencia en el extremo de salida de la fuente de alimentación.

El mismo problema puede ocurrir en los módulos reguladores de voltaje lineal porque hay bucles de retroalimentación en el chip y el triodo interno opera en la región de amplificación. Se requiere que el condensador del filtro de alta frecuencia esté cerca del pin durante el diseño para reducir la inductancia distribuida y destruir la condición de oscilación.

7.El tamaño de la lámina de cobre de la parte de ALIMENTACIÓN de la PCB está de acuerdo con la corriente máxima que fluye, y se tiene en cuenta la tolerancia (generalmente se hace referencia al ancho de línea de 1A / mm).

8.La entrada y salida de los cables de alimentación no se pueden cruzar.

9.Preste atención al desacoplamiento y filtrado de energía para evitar interferencias de diferentes unidades a través de los cables de alimentación. Los cables de alimentación deben aislarse entre sí al cablear los cables de alimentación. La línea de alimentación está aislada de otras líneas de fuerte interferencia (como CLK).

10. El cableado de la fuente de alimentación del pequeño amplificador de señal debe aislarse mediante una capa de cobre a tierra y un orificio de tierra para evitar la intrusión de otras interferencias EMI y el deterioro de la calidad de la señal.

11. Las diferentes capas de energía deben evitar la superposición en el espacio. Principalmente para reducir la interferencia entre diferentes fuentes de alimentación, especialmente entre algunas fuentes de alimentación con voltajes muy diferentes, se debe intentar evitar el problema de superposición de planos de alimentación, cuando es difícil de evitar, se puede considerar en el estrato de intervalo.

12.Para una PCB de cuatro capas (una placa de circuito comúnmente utilizada en WLAN), en la mayoría de las aplicaciones, los componentes y los cables de RF se colocan en la capa superior de la placa, la segunda capa se coloca sistemáticamente en la tercera capa y cualquier señal los cables se pueden distribuir en la cuarta capa.

El uso de un plano de tierra continuo en la segunda capa es necesario para establecer una ruta de señal de RF controlada por impedancia. También facilita el bucle de tierra más corto posible, proporcionando un alto grado de aislamiento eléctrico para la primera y tercera capas y minimizando el acoplamiento entre las dos capas. Por supuesto, se podrían usar otras definiciones de capa de tablero (especialmente si el tablero tiene un número diferente de capas), pero esta estructura es una historia de éxito comprobada.

13.Una gran capa de potencia puede facilitar el cableado de Vcc, pero esta configuración suele ser el desencadenante del deterioro del rendimiento del sistema, y ​​la conexión de todos los cables de alimentación en un plano grande no evitará la transmisión de ruido entre los pines. Por el contrario, el uso de una topología en estrella reduce el acoplamiento entre diferentes pines de alimentación. Una buena tecnología de desacoplamiento de energía combinada con un diseño riguroso de PCB y cables Vcc (topología en estrella) puede proporcionar una base sólida para cualquier diseño de sistema de RF. Tener un" sin ruido" La fuente de alimentación es esencial para optimizar el rendimiento del sistema, aunque puede haber otros factores en el diseño real que reduzcan las métricas de rendimiento del sistema.

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