RF PCB 상단 층의 사용되지 않은 영역에 접지가 있어야합니까?


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이 주제와 관련된 몇 가지 질문이 있지만 실제로 RF 관련 질문은 보지 못했습니다.

2 레이어 블루투스 모듈을 작업 중이며 맨 위 레이어에 사용되지 않는 공간이있어서 스티칭 비아로 맨 아래 레이어 (주로 단단한 접지면)에 그라운드 타설 해야하는지 여부를 결정할 수 없습니다. . 나는 많은 독서 / 연구를 해 왔으며 최상위 계층 타설에 대해 상충되는 아이디어가있는 것 같습니다. 그래서 저는 여러분들에게 다가 가서 (RF 보드 디자인에 플러스) 경험이있는 사람 이이 주제에 대해 약간의 빛을 비출 수 있기를 바랍니다.

감사!

다른 사람이 이것을 보거나 관심이 있다면 여기에 도움이되는 좋은 자료가 있습니다.

  1. http://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/5100#10
  2. http://www.eeweb.com/blog/circuit_projects/basic-concepts-of-designing-an-rf-pcb-board
  3. http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1279446
  4. http://www.atmel.com/images/atmel-42131-rf-layout-with-microstrip_application-note_at02865.pdf
  5. http://www.icd.com.au/articles/Copper_Ground_Pours_AN2010_4.pdf
  6. http://www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?literatureNumber=swra367a&fileType=pdf

위의 소스 대부분은 접지 쏟아짐 및 전체 RF 설계를 언급합니다.


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걱정해야 할 사항 중 하나는 상단 타설과 RF 트레이스 간의 용량 성 커플 링입니다. 설계 규칙의 간격이 트레이스 폭의 두 배 이상이되도록주의하십시오. 또한 Olin은 최고 수준의 타설로 2 레이어 보드에서 차이가 없지만 지금은 게시물을 찾을 수 없다고 기록했습니다.
Paul L

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여기 그의 게시물이 있습니다 : electronics.stackexchange.com/a/41923/56232
Paul L

답변:


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RF 엔지니어링은 "Pure Black Magic"입니다. 지지자들은 그것이 아니라고 주장 할 것이지만, 물리학 박사 학위가 없다면, 아마도 그렇게 보일 것입니다. DC 및 저주파 (최대 수 MHz)에서 의미가있는 저항, 커패시턴스 및 인덕턴스 개념은 고주파수 설계 및 구현과 관련하여 완전히 왜곡됩니다. 트레이스는 저항 또는 임피던스 요소와 유사하게 동작 할 수 있으며, 패드 및 갭은 커패시터, 반사기 같은 모서리처럼 보입니다. 전체적인 복잡성은 이 주제에 대한 짧은 을 넘어서는 것 입니다.

짧은 대답은 "RF"와 "양면 PCB"가 거의 들리지 않는다는 것입니다. 대부분의 RF (전송) 장치는 4 개 이상의 레이어 PCB를 사용하며 외부 레이어는 일반적으로 접지면입니다. 어떤 사람들은 이것이주의를 기울이는 것이 더 어렵다고 말할 것입니다. 그러나 RF 디자인에 익숙하지 않은 사람에게는 작업 디자인의 차이를 의미 할 수 있습니다.

Bluetooth와 같은 트랜시버 장치의 경우 전송시 안테나 위치 근처에서 생성 된 전자기장이 근처의 트레이스 (특히 파장의 1/4에 근접 할 때)에 결합하여 전압과 전류를 유도하여 불규칙한 동작을 유발할 수 있습니다. 그렇기 때문에 접지면이 사용됩니다. 이 파도를 흡수합니다. 안테나 근처에서 EM은 가장 강하므로 임의로 배치 할 수 없습니다. 올바른 작동을 위해서는 치수와 모양이 중요 할 수 있습니다. 더 나아가 EM 필드 가 거리의 제곱 거리 에서 사라짐에 따라 문제가 덜 발생 합니다. TI 애플리케이션 노트는 고주파에서 다른 세부 사항을 다룹니다.

가장 실용적인 해결책은 사용중인 특정 BT 장치에 대한 참조 PCB 레이아웃을 찾아서 시작하는 것입니다. 잘만되면 제조업체는 하나를 사용할 수있게되었습니다. 비교를 위해, 여기에 하나 개의 디자인의 작은 그림이다. 그것은의 데이터 시트는 디자이너가 작업 많은 시간을 보낸 것 때문에 PCB에 대해 많이 언급하지 않습니다. PCB는 양면 인쇄가 가능한 것처럼 보이지만 확실하지 않습니다. 더 큰 사진은 여기에서 볼 수 있습니다 . 윗면에 흔적이 보이고 "Aaha! 양면을 할 수 있다는 것을 알았습니다 ..."라고 생각할 수도 있지만 작지만 매우 중요한 것들이 있습니다.

  • 안테나 아래에 비아 스트립이 있습니다. 이들은 가장 강력한 EM 전장을 모두 접지로 가깝게 배치합니다.

  • 안테나의 왼쪽이 실크 스크린 로고 아래 접지되어 있는지 알 수 없습니다. 그렇다면 PIFA 안테나 일 수 있습니다 .

  • 중앙 PCB의 대부분이 어둡기 때문에 뒷면에는 적어도 부분적으로 접지면이 있습니다. Olin이 위의 Paul의 링크에서 설명했듯이 여기에 작은 패드와 흔적 몇 개가 중요하지 않을 것입니다.하지만 1 인치 길이의 흔적이나 비 접지 된 부품 그룹이 문제를 요구하고 있습니다.

  • 일부 전면 트레이스에서 볼 수있는 마이크로 비아는 접지면에 연결될 수 있습니다. 이것들은 willy-nilly에 배치되지 않았지만 가능한 한 많은 표면을 채워 EMI를 최대한 줄였습니다. (이는 더 많은 층을 사용하지 않고 견고한 장치를 만들려고 시도한 것입니다.) 충분한 표면을 덮고있는 상부 접지 영역이 충분하여 결합이 많이 이루어지지 않을 수 있습니다. (전자 레인지가 왜 문에 구멍이 있지만 전자 레인지가 들어오지 않는지 궁금하십니까? 왜냐하면 구멍이 주파수 (파장)보다 훨씬 작기 때문에 전자 레인지가 침투 할 수 없기 때문입니다.)

  • 안테나 아래의 뒷면에 "아무것도하지 않는"것처럼 보이지 않는 흔적이있을 수 있습니다. 정사각형이나 직사각형처럼. RF의 정말 재미있는 사업이 시작되는 곳입니다. 고주파수에서 패드는 커패시터로 나타날 수 있습니다. 따라서 이러한 트레이스는 PCB를 통해서도 해당 위치에 물리적으로 커패시턴스 또는 커플 링을 도입하도록 설계되었을 것입니다. 이것은 물리적 인 연결이 존재하지 않더라도 공진 요소 (안테나)의 한 부분을 다른 부분과 "연결"하기 위해 수행 될 수 있습니다.


길고 자세한 답변을 주셔서 감사합니다. 도와 주셔서 감사합니다. 다른 참조 디자인도 살펴 보았고 모두 최상위 레이어에지면이 쏟아져 나온 것 같습니다. 이 중 일부는 외부 EMI 및 RF 간섭으로부터의 차폐 역할을 할 수 있다는 것을 이해하고 있습니다. 레퍼런스 디자인을 거의 복사했지만 인터커넥트와 추가 IC로 인해 보드가 약간 달라야합니다. 이로 인해 빈 공간이있는 곳으로 레이아웃이 충분히 변경됩니다. 잘 꿰매면 다칠 수 있다고 생각하지 않습니까?
DigitalNinja 2016 년

내가 본 참조 디자인에 공간이 허용되면 상단에 더 많은 접지 쏟아짐이있는 것처럼 보입니다 (대부분의 모듈은 보드의 가장자리로 나옵니다). 첫 번째로 큰 실수를 한 것처럼 이것은 두 번째 버전이 될 것입니다. 그래서 이번에 나는 매우 까다로워지고 있습니다. RF 디자인은 마술과 같습니다. 사소한 변화 나 생각하지 않는 것이 문제를 일으키는 방법이 놀랍습니다. 미친 안테나 디자인은 말할 것도 없습니다. 멀린의 연락처 정보가 있습니까?
DigitalNinja 2016 년

나는 수정을 위해 그것을 설계하고 수정을 계획합니다. 접지되지 않은 접지 패드를 남겨두고 작동하지 않는 경우 해당 부품 위에 금속 실드를 납땜하십시오. 신호선에 EMI가 발생할 것으로 의심되는 경우 절연체를 긁어 내고 20pF 캡을 납땜하십시오. 페라이트 비드를 살펴보면 특정 주파수에서 손실이 있지만 인덕턴스가 까다로울 수 있습니다. 불행히도 필사자들에게 멀린의 전화 번호는 + x-xxx-xxx-xxxx 입니다. ($ 기호를 사용할 수 없었습니다, 하!)
rdtsc

다시 감사합니다! 계획 같은 소리. 나는 단지 내가 배운 것과 함께 가고, 지상의 타설에 관해 최선의 판단을 할 것입니다. LOL, "Merlin"에 대한 좋은 링크입니다.
DigitalNinja 2016 년
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