Czy nieużywane obszary na górnej warstwie mojej płytki RF RF powinny się wylewać?


14

Zdaję sobie sprawę, że są pewne pytania związane z tym tematem, ale nie widziałem żadnych, które są tak naprawdę specyficzne dla RF.

Pracuję na 2-warstwowym module Bluetooth i mam kilka nieużywanych miejsc w górnej warstwie, których nie mogę zdecydować, czy powinny być szlifowane, przelewając ściegiem do dolnej warstwy (która jest przede wszystkim solidną płaszczyzną uziemienia), czy nie . Dużo czytałem / badałem i wydaje się, że istnieją sprzeczne pomysły na temat nalewania warstwy górnej. Tak więc docieram do was i mam nadzieję, że ktoś z doświadczeniem w tym (projekt płytki RF jest plusem) może rzucić nieco światła na ten temat.

Dzięki!

Dla wszystkich, którzy się tym zajmują lub po prostu są zainteresowani, znajdziesz przydatne zasoby:

  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

Większość powyższych źródeł wspomina o zalewach gruntowych i ogólnym projekcie RF.


1
Jedną z rzeczy, o które możesz się martwić, jest pojemnościowe sprzężenie między top pour i twoimi śladami RF - uważaj, aby odstępy w regułach projektowania były co najmniej dwa razy większe niż szerokość śledzenia. Ponadto uważam, że Olin zapisał, że nalewanie z górnego poziomu nie ma znaczenia w dwuwarstwowej planszy, ale nie mogę teraz znaleźć tego posta.
Paul L

Odpowiedzi:


14

RF Engineering to „Pure Black Magic”. Zwolennicy twierdzą, że tak nie jest, ale chyba, że ​​masz doktorat z fizyki, prawdopodobnie tak się stanie. Pojęcia rezystancji, pojemności i indukcyjności, które mają sens przy DC i niskiej częstotliwości (do niektórych MHz), są całkowicie wypaczone, jeśli chodzi o projektowanie i wdrażanie wysokich częstotliwości. Ślady mogą zachowywać się bardziej jak rezystory lub elementy impedancji, pady i szczeliny wydają się kondensatorami, narożniki jak odbłyśniki itp. Pełna złożoność przekracza nawet krótką książkę na ten temat.

Krótka odpowiedź brzmi: „RF” i „dwustronna płytka drukowana” rzadko są słyszalne razem. Większość urządzeń RF (transmitujących) wykorzystuje 4-warstwową płytkę drukowaną, a warstwy zewnętrzne są zazwyczaj płaszczyznami uziemienia. Niektórzy powiedzą, że jest to bardziej błędne ze względu na ostrożność, ale dla kogoś, kto nie zna się na projektowaniu RF, może to oznaczać różnicę między działającym projektem lub nie.

W przypadku urządzenia nadawczo-odbiorczego, takiego jak Bluetooth, w pobliżu lokalizacji anteny podczas nadawania wytwarzane pole elektromagnetyczne może łączyć się z pobliskimi śladami (zwłaszcza, gdy ich długość zbliża się do jednej czwartej długości fali) i indukować napięcia i prądy, powodując nieprawidłowe zachowanie. Dlatego używane są płaszczyzny naziemne; absorbować te fale. W pobliżu anteny EM jest najsilniejszy, więc nie można ich tam układać arbitralnie; wymiary, a nawet kształt mogą mieć kluczowe znaczenie dla prawidłowego działania. Dalej staje się mniejszy problem, ponieważ pole elektromagnetyczne rozprasza się w odwrotnym kwadracie odległości. Ta notatka aplikacji TI dotyka niektórych innych szczegółów przy wysokich częstotliwościach.

Powiedziałbym, że najbardziej praktycznym rozwiązaniem jest znalezienie referencyjnego układu PCB dla konkretnego używanego urządzenia BT i rozpoczęcie od tego. Mamy nadzieję, że producent udostępnił jeden. Dla porównania, oto mały obrazek jednego z takich projektów. To datasheet nie wspomina wiele o PCB, prawdopodobnie dlatego, że projektant spędził wiele czasu pracując nad tym. Płytka drukowana wydaje się być dwustronna, jednak nie jest to jasne. Większe zdjęcie można zobaczyć tutaj . Na górze widoczne są ślady i może myślisz „Aaha! Wiedziałem, że dwustronne można zrobić ...”, jednak zauważalne są pewne drobne, ale bardzo ważne rzeczy:

  • Pod anteną znajduje się pasek przelotek. Są one rozmieszczone blisko siebie, aby zewrzeć wszystkie najsilniejsze pola elektromagnetyczne z ziemią.

  • Nie można stwierdzić, czy lewa strona anteny zwiera się do ziemi pod logo sitodruku. Jeśli tak, może to być antena PIFA .

  • Na odwrotnej stronie jest zdecydowanie przynajmniej częściowa płaszczyzna uziemienia, ponieważ większość środkowej płytki drukowanej jest ciemna. Jak Olin wyjaśnia w powyższym linku Paula, kilka małych padów i śladów tu i tam prawdopodobnie nie będzie miało większego znaczenia, ale calowy ślad lub grupa nieuziemionych części prosi o kłopoty.

  • Mikro-przelotki widoczne w niektórych śladach z przodu prawdopodobnie łączą się z płaszczyzną uziemienia. Nie umieszczono ich nie chcąc, ale wypełnij jak najwięcej górnej powierzchni, aby jak najlepiej zmniejszyć EMI. (Jest to próba wyprodukowania solidnego urządzenia bez użycia większej liczby warstw). Może się zdarzyć, że jest wystarczająco dużo górnych obszarów gruntu, pokrywających wystarczającą powierzchnię, że zapobiega to znacznemu sprzężeniu. (Czy zastanawiałeś się kiedyś, dlaczego kuchenka mikrofalowa ma otwory w drzwiach, ale nie dochodzi do nich kuchenka mikrofalowa? To dlatego, że otwory są znacznie mniejsze niż częstotliwość (długość fali), więc mikrofale nie mogą ich przeniknąć).

  • Z tyłu pod anteną są prawdopodobnie ślady, które wydają się „nic nie robić” lub nigdzie się nie łączą. Jak kwadraty lub prostokąty. Tutaj zaczyna się naprawdę śmieszny biznes RF. Pamiętaj, że przy wysokich częstotliwościach pad może pojawić się jako kondensator. Więc te ślady prawdopodobnie zostały zaprojektowane w celu fizycznego wprowadzenia pojemności lub sprzężenia w tym miejscu, nawet przez płytkę drukowaną. Można to zrobić, aby „połączyć” jedną część elementu rezonansowego (anteny) z inną, nawet jeśli nie istnieje fizyczne połączenie.


Dzięki za długą i szczegółową odpowiedź. Doceniam twoją pomoc i czas. Spojrzałem również na inne projekty referencyjne i wszystkie wydają się mieć wyspy wylewania ziemi na górnej warstwie. Rozumiem, że niektóre z nich mogą działać jako osłona przed zewnętrznymi zakłóceniami elektromagnetycznymi i elektromagnetycznymi. Prawie skopiowałem projekt referencyjny, ale moja płytka musi być trochę inna ze względu na interkonekt i dodatkowy układ scalony, który zmienia układ na tyle, że mam puste miejsca. Nie sądzę, że wypełnienie ich może zaszkodzić, jeśli dobrze je zszyję?
DigitalNinja

Wygląda mi na to, że projekty referencyjne, na które patrzyłem, miałyby więcej wylewania ziemi na górnej stronie, jeśli pozwalałoby na to miejsce (większość modułów pęka na brzegach płyty). To będzie moja druga wersja, ponieważ popełniłem poważny błąd podczas mojej pierwszej. Więc tym razem jestem bardzo wybredna. Projektowanie RF jest jak magia. To zadziwiające, jak robi to niewielka zmiana lub coś, co według ciebie nie spowoduje problemu. Nie wspominając o niektórych zwariowanych konstrukcjach anten. Czy ktoś ma dane kontaktowe Merlina?
DigitalNinja

Powiedziałbym, zaprojektuj to do modyfikacji i zaplanuj wersję lub dwie. Pozostaw niektóre pady uziemienia niezamaskowane, a jeśli to nie zadziała, spróbuj przylutować niewielką metalową osłonę na tej części. Jeśli podejrzewa się, że linia sygnałowa odbiera EMI, zeskrob izolację i przylutuj nasadkę 20pF lub coś w tym kierunku. I spójrz na kulki ferrytowe, są stratne przy pewnych częstotliwościach, ale ich indukcyjność może być trudna. Niestety dla nas, śmiertelników, numer telefonu Merlina to + x-xxx-xxx-xxxx . (Nie pozwoliłbym używać symboli $, ha!)
rdtsc

Dzięki jeszcze raz! Brzmi jak plan. Po prostu pójdę z tym, czego się nauczyłem i dokonam najlepszego osądu na temat leje ziemi na szczycie. LOL, dobry link do „Merlin”.
DigitalNinja
Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.