في تصميم دوائر الترددات الراديوية (RF)، يحدد التصميم والتوجيه مباشرة أداء المنتج. التصميم الجيد لا يقلل التداخل فحسب، بل يحسن أيضًا الاستقرار. اليوم، سأوجهك خلال الأساسيات الأساسية لتصميم لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) للترددات الراديوية، مما يضمن فوز منتجك منذ البداية!
أولاً: تقنيات تصميم منتجات الترددات الراديوية
1️⃣ مبدأ التصميم الخطي: داخل نفس التجويف المحمي، يجب ترتيب إشارة الترددات الراديوية الرئيسية في خط، باتباع اتجاه تدفق الإشارة. يمكن استخدام شكل حرف L عندما تكون المساحة محدودة، ولكن يجب تجنب شكل حرف U لمنع التداخل الذاتي للإشارة.
2️⃣ عندما تكون القنوات المتعددة متماثلة تمامًا ولديها قنوات استقبال أو إرسال متعددة، يجب أن يكون تصميم وتوجيه كل قناة متطابقًا لضمان اتساق الطور والأداء المتوازن.
3️⃣ خطط لتوجيه الإشارات مسبقًا. ضع في اعتبارك علاقة الاقتران بين مسار الإشارة الرئيسي والمكونات أثناء مرحلة التصميم لتجنب الإجبار على التوجيه غير المعقول لاحقًا.
4️⃣ نصيحة بشأن وضع المحاثة: يجب وضع المحاثات بشكل عمودي على المحاثات المجاورة لتقليل تداخل الحث المتبادل.
5️⃣ عزل الطاقة العالية والمنخفضة: يجب إبقاء مضخمات الطاقة العالية (HPAs) ومضخمات الضوضاء المنخفضة (LNAs) متباعدة قدر الإمكان. إذا كانت المساحة محدودة، فيمكن وضعها على جوانب متقابلة من لوحة الدوائر المطبوعة أو تصميمها للعمل بالتناوب.
6️⃣ عزل التجويف: يجب عزل وحدات الترددات الراديوية في الوحدات المختلفة باستخدام التجويفات، خاصة بين الدوائر الحساسة ومصادر الإشعاع القوية. يجب أيضًا عزل كل مرحلة من مضخمات الطاقة المتعددة المراحل عالية الطاقة.
7️⃣ تصميم التجويف الواقي: صمم ثقوب تثبيت معدنية مقاس 3 مم في زوايا التجويف لضمان تثبيت آمن للغلاف الواقي.
8️⃣ تحسين شكل التجويف: يجب أن يكون للتجويف الواقي نسبة عرض إلى ارتفاع كبيرة وتجنب التصميم المربع لتقليل تأثيرات الرنين.
ثانياً: النقاط الرئيسية لتوجيه إشارات الترددات الراديوية
1️⃣ التحكم في المعاوقة 50Ω: عادةً ما يتم تصميم المعاوقة المميزة لـ 50Ω. العروض أكبر بشكل عام من 15 ميل. استخدم مراجع الطبقات البينية لضمان استقرار المعاوقة. استخدم زوايا مستديرة بدلاً من الزوايا القائمة كلما أمكن ذلك.
2️⃣ التباعد والفتحات المعقولة: حافظ على تباعد 2Ω (على الأقل 1Ω) بين وصلة الترددات الراديوية والرقائق النحاسية الأرضية. يجب أن يكون تباعد الفتحات المحمية أقل من 1/20 من طول موجة الإشارة. يجب تصميم وسادات المكونات للاتصال الكامل.
3️⃣تصميم التقسيم: افصل الدوائر الرقمية والتناظرية لتجنب التداخل المتبادل. يجب أيضًا تقسيم توجيه إمداد الطاقة؛ لا تستخدم ببساطة مستوى واحدًا.
4️⃣التأريض في المناطق عالية الطاقة: يجب الحفاظ على مستوى أرضي كامل في المناطق عالية الطاقة، ويفضل أن يكون ذلك بدون فتحات، لضمان تبديد الحرارة والتدريع.
5️⃣ عزل المدخلات والمخرجات: يجب إبعاد مخرجات الترددات الراديوية عن مدخلات الترددات الراديوية. يجب إضافة التدريع إذا لزم الأمر لمنع التداخل المتبادل للإشارة.
6️⃣حماية الإشارات الحساسة: يجب إبعاد الإشارات التناظرية عن الإشارات الرقمية وعالية السرعة والترددات الراديوية لتقليل التداخل.
7️⃣ نصائح معالجة الرقائق النحاسية: يجب أن تكون الرقائق النحاسية ناعمة ومسطحة، مع تجنب الزوايا الحادة والشرائط الرفيعة. أضف فتحات على طول حواف الرقائق النحاسية إذا لزم الأمر.
8️⃣ حماية منطقة الهوائي: ضع الهوائي في منطقة واضحة على جميع الطبقات، على بعد 5 مم على الأقل من الدوائر الأخرى.
في تصميم دوائر الترددات الراديوية (RF)، يحدد التصميم والتوجيه مباشرة أداء المنتج. التصميم الجيد لا يقلل التداخل فحسب، بل يحسن أيضًا الاستقرار. اليوم، سأوجهك خلال الأساسيات الأساسية لتصميم لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) للترددات الراديوية، مما يضمن فوز منتجك منذ البداية!
أولاً: تقنيات تصميم منتجات الترددات الراديوية
1️⃣ مبدأ التصميم الخطي: داخل نفس التجويف المحمي، يجب ترتيب إشارة الترددات الراديوية الرئيسية في خط، باتباع اتجاه تدفق الإشارة. يمكن استخدام شكل حرف L عندما تكون المساحة محدودة، ولكن يجب تجنب شكل حرف U لمنع التداخل الذاتي للإشارة.
2️⃣ عندما تكون القنوات المتعددة متماثلة تمامًا ولديها قنوات استقبال أو إرسال متعددة، يجب أن يكون تصميم وتوجيه كل قناة متطابقًا لضمان اتساق الطور والأداء المتوازن.
3️⃣ خطط لتوجيه الإشارات مسبقًا. ضع في اعتبارك علاقة الاقتران بين مسار الإشارة الرئيسي والمكونات أثناء مرحلة التصميم لتجنب الإجبار على التوجيه غير المعقول لاحقًا.
4️⃣ نصيحة بشأن وضع المحاثة: يجب وضع المحاثات بشكل عمودي على المحاثات المجاورة لتقليل تداخل الحث المتبادل.
5️⃣ عزل الطاقة العالية والمنخفضة: يجب إبقاء مضخمات الطاقة العالية (HPAs) ومضخمات الضوضاء المنخفضة (LNAs) متباعدة قدر الإمكان. إذا كانت المساحة محدودة، فيمكن وضعها على جوانب متقابلة من لوحة الدوائر المطبوعة أو تصميمها للعمل بالتناوب.
6️⃣ عزل التجويف: يجب عزل وحدات الترددات الراديوية في الوحدات المختلفة باستخدام التجويفات، خاصة بين الدوائر الحساسة ومصادر الإشعاع القوية. يجب أيضًا عزل كل مرحلة من مضخمات الطاقة المتعددة المراحل عالية الطاقة.
7️⃣ تصميم التجويف الواقي: صمم ثقوب تثبيت معدنية مقاس 3 مم في زوايا التجويف لضمان تثبيت آمن للغلاف الواقي.
8️⃣ تحسين شكل التجويف: يجب أن يكون للتجويف الواقي نسبة عرض إلى ارتفاع كبيرة وتجنب التصميم المربع لتقليل تأثيرات الرنين.
ثانياً: النقاط الرئيسية لتوجيه إشارات الترددات الراديوية
1️⃣ التحكم في المعاوقة 50Ω: عادةً ما يتم تصميم المعاوقة المميزة لـ 50Ω. العروض أكبر بشكل عام من 15 ميل. استخدم مراجع الطبقات البينية لضمان استقرار المعاوقة. استخدم زوايا مستديرة بدلاً من الزوايا القائمة كلما أمكن ذلك.
2️⃣ التباعد والفتحات المعقولة: حافظ على تباعد 2Ω (على الأقل 1Ω) بين وصلة الترددات الراديوية والرقائق النحاسية الأرضية. يجب أن يكون تباعد الفتحات المحمية أقل من 1/20 من طول موجة الإشارة. يجب تصميم وسادات المكونات للاتصال الكامل.
3️⃣تصميم التقسيم: افصل الدوائر الرقمية والتناظرية لتجنب التداخل المتبادل. يجب أيضًا تقسيم توجيه إمداد الطاقة؛ لا تستخدم ببساطة مستوى واحدًا.
4️⃣التأريض في المناطق عالية الطاقة: يجب الحفاظ على مستوى أرضي كامل في المناطق عالية الطاقة، ويفضل أن يكون ذلك بدون فتحات، لضمان تبديد الحرارة والتدريع.
5️⃣ عزل المدخلات والمخرجات: يجب إبعاد مخرجات الترددات الراديوية عن مدخلات الترددات الراديوية. يجب إضافة التدريع إذا لزم الأمر لمنع التداخل المتبادل للإشارة.
6️⃣حماية الإشارات الحساسة: يجب إبعاد الإشارات التناظرية عن الإشارات الرقمية وعالية السرعة والترددات الراديوية لتقليل التداخل.
7️⃣ نصائح معالجة الرقائق النحاسية: يجب أن تكون الرقائق النحاسية ناعمة ومسطحة، مع تجنب الزوايا الحادة والشرائط الرفيعة. أضف فتحات على طول حواف الرقائق النحاسية إذا لزم الأمر.
8️⃣ حماية منطقة الهوائي: ضع الهوائي في منطقة واضحة على جميع الطبقات، على بعد 5 مم على الأقل من الدوائر الأخرى.
