Главная » » WiFi трансивер с разводкой РФ питания и земли, чтобы увидеть метод проектирования
20:11
WiFi трансивер с разводкой РФ питания и земли, чтобы увидеть метод проектирования
Радиочастотной ( RF ) платы макет должен понимать структуру платы, питания проводки и заземления на основе фундаментальных принципов. В этой статье рассматриваются соответствующие основные принципы и предоставляет практические, проверенные кабелей власть, власть в обход питания и заземления, может эффектно улучшить дизайн РФ показателей эффективности. Принимая во внимание фактические дизайн PLL ложный сигнал связи за власть, землю и фильтр компоненты очень чувствительны позиции, обсуждается статья посвящена PLL ложных методов подавления сигнала. Для удобства иллюстрации, работы MAX2827 802.11a / g. трансивер печатных плат , как эталонного дизайна.
РФ цепи, схема питания схемы и разводка платы часто остаются на дизайн путь высокочастотного сигнала будет завершена. Не было серьезного рассмотрения на проектирование, поставку напряжение вокруг схема может легко привести к неправильным выходом и шум, который будет и далее влиять на производительность схемы РФ. Разумное распределение слоев PCB доски, используя топологию "звезда" Vcc Vcc и контактный штырь с соответствующими конденсаторов развязки, поможет повысить производительность системы, лучший показатель.
Рисунок 1: Vcc звезды схема проводки топологии.
Силовые провода и обойти основные принципы
Мудрый распределения слоев PCB доски упрощения последующей проводки для облегчения обработки, для четырехслойной доски PCB (WLAN обычно используется в платах), используемый в большинстве приложений, щите, расположенном на верхней части и компоненты РФ булавки, второй слой В качестве системы, силовой части место в третьем слое, любой сигнал линии могут быть распределены в четвертом слое. Второй слой с помощью непрерывного макет самолета основанием для создания контролируемой пути сопротивление ВЧ-сигнала необходимо, он также легко получить кратчайший возможный возврат основанием для первого и третьего этажа, чтобы обеспечить высокую степень электрической изоляции между двумя уровнями составляет связи сведены к минимуму. Конечно, вы также можете использовать другие слой доски определяет пути (особенно в плате имеет разное количество слоев), но структура зарекомендовали себя как успешный пример.
Большие самолеты власть может сделать Vcc маршрутизации проще, но эта структура часто деградации производительности системы вызвано предохранителя, в большей плоскости, то все власти контакты с контактный не сможет избежать шума между передачи. И наоборот, если вы используете топология "звезда" отличается от власти, чтобы уменьшить связь между контактами. 1 показаны звезды связи Vcc маршрутизации программы, фигуры из MAX2826 стандартами IEEE 802.11a / g. совета трансивер оценки. Рис в создании главного узла Vcc, с этой точки приводит к различным ветвям власти линий за власть контактный питания RF IC's. Использование отдельного источника питания контакты каждого вывода в контактный обеспечивает пространство между изоляции, помогает уменьшить связи между ними. Кроме того, каждый контакт также имеет паразитную индуктивность, которая является именно то, что мы хотим, это поможет отфильтровать высокой частоте питающей сети шума.
Использование топологии "звезда", когда Vcc контактный необходимо также принять соответствующие развязки питания, конденсаторы развязки далеко Есть некоторые паразитной индуктивности. В самом деле, конденсатор эквивалентен цепи серии RLC, конденсаторы играть ведущую роль в низком диапазоне частот, но в собственной частоты (ОСР)
После сопротивление конденсатора появится индуктивной. Таким образом, конденсатор вблизи или ниже частоты при ОСР развязки эффект, эффективность этих низкой частоты конденсаторов сопротивления. 2 показаны типичные значения емкости различных S11 параметров из этих кривых можно ясно видеть, ОСР, конденсатор можно также заметить, что более просторные помещения в низких частот развязка обеспечивает более высокую производительность (больше сопротивление, низкий).
Рисунок 2: различные частоты конденсатора сопротивление.
Vcc топология "звезда" в основной узел лучше всего ставить большую емкость конденсатора, таких как 2.2μF. Конденсатор имеет низкое ОСР, для устранения низкочастотных шумов, создания стабильного напряжения постоянного тока является очень эффективным. Каждый вывод IC власти требует малой емкости конденсатора (например 10nF), используемые для фильтрации линии электропередачи могут быть связаны с высокочастотного шума. Для чувствительных к шуму схемы, которые власти контактный может понадобиться добавить два конденсатора обойти. Например: с 10 пФ конденсатор параллельно с 10nF конденсатора обеспечить обход, чтобы обеспечить более широкий диапазон частот развязки, попытаться устранить воздействие шума на напряжение питания. Каждый контакты питания необходимо тщательно изучить, чтобы определить, сколько конденсаторов развязки и частота, на которой фактической схемы восприимчивы к шумовых помех.
Хорошая технология питания развязки и строгой разводка, Vcc контактный (топология "звезда") сочетание любого дизайна системы РФ может заложить прочную основу. Хотя фактическая конструкция, снижение производительности системы будет по-прежнему существуют и другие факторы, однако, власть "без шума" является лучшей системой исполнения основных элементов.
Дизайн заземления и переходных отверстий
Формирование макета и контактный плате конструкция также ключ к WLAN, которая будет непосредственно влиять на паразитарные параметров плат, Есть риски снижения производительности системы. РФ цепи, заземление не только решение, дизайн несколько способов для достижения удовлетворения с помощью показателей. Земля плоскости можно разделить на аналоговый сигнал или булавку, чтобы сигнал в цифровой, можно выделить большое высокого тока, или цепи питания. WLAN дизайн платы оценки, основанные на прошлом опыте в совете четыре слоя в отдельных заземляющей Keyihuode лучшие результаты. С этим эмпирическим методом, частью РФ от земли отделены от других цепей, чтобы избежать перекрестных помех между сигналами. Как отмечалось выше, второй слой цепи заземляющей доска часто используется в качестве первого слоя для размещения компонентов и РФ булавки.
Рисунок 3: Модель электрических характеристик переходных отверстий.
Землей самолет подтвердил, все сигналы в кратчайшие критический путь связан с землей, часто используется отверстие в верхней части заземляющий провод к земле, отметить, что шоу эмоциональной сквозное отверстие. Рисунок 3 показывает, электрические характеристики отверстий точную модель, в которой L через сквозное отверстие катушки индуктивности, С помощью сквозного отверстия печатной платы площадку паразитных конденсаторов. Если вы используете это? Lian методы pectinata Q расположение на земле, вы можете игнорировать паразитных конденсаторов. 1.6mm глубокая, 0,2 мм диаметр отверстий иметь некоторые 0.75nH индуктивности, эквивалентной зоны в 2.5GHz/5.0GHz власти WLAN Кан да около 12Ω/24Ω. Таким образом, земли через РЧ-сигналов не в состоянии обеспечить реальную землю, за высокое качество дизайна платы, РФ цепи часть должна содержать, как много отверстий земле, особенно для общих пакетов IC подвергаться земли площадку. Плохие земли или усилителя мощности будет частью приемника интерфейсных вредных излучений, снижение производительности и усиления шума. Отметим также, что бедные площадку земли сварки вызвать такой же проблемой. Кроме того, усилитель также потребности в электроэнергии более чем одной группы отверстиями.
Фильтр из шума других цепи этапе локального подавления шума, и таким образом ликвидировать класс уровне через линии электропередачи между кросс-интерференция, которая преимущества Vcc развязки. При использовании же развязывающий конденсатор отверстий землю, через отверстие и землю индуктивность между этими точки соединения будет перенесен из двух отверстий все мощности помехи РФ, не только потеряли функцию развязки конденсаторы, и Также в связи системном уровне шума между путь предлагает другой.
В последней части этой статьи будет видеть, PLL реализации в проектировании системы постоянно сталкиваются с серьезными проблемами, в целях получения удовлетворительных ложных особенности должны иметь хорошую подготовку. В настоящее время проектирования интегральных схем будет все PLL VCO и интегрированы в чип внутри, большинство из них с использованием цифровой PLL выходе насоса ток заряда через фильтр контура управления VCO. Как правило, необходимо порядка или третьего порядка RC петли фильтр фильтры цифровой импульсный ток заряда насоса, чтобы получить аналог управляющего напряжения. Два конденсатора возле выхода насоса заряд должен быть непосредственно связан с цепи подкачки заряда. Это может изолировать импульса замыкания пути для минимизации паразитной соответствующей частоты LO. Третий конденсатора (для третьего порядка фильтра) должно быть непосредственно связано с образованием VCO, с тем чтобы избежать цифрового контроля напряжения с текущей плавать. При нарушении этих принципов приведет к большим ложных компонент.
Рисунок 4 показывает пример разводки печатной платы, земли площадку, Есть много отверстий земли, что позволяет каждому развязки Vcc конденсатор имеет свою собственную независимую отверстий землю. Коробка PLL петли фильтр цепи, первый конденсатор непосредственно с GND_CP, второй конденсатор (с серии R) поворачивается на 180 градусов, возвращаетесь к тому же GND_CP, третьего конденсатора связана с GND_VCO. Эта программа Keyihuode более высокую производительность системы землю.
Питания и заземления через соответствующие PLL ложных подавления сигнала
802.11a/b/g система посылает шаблон для удовлетворения требований спектр трудным моментом в процессе проектирования, линейность и потребление энергии должно быть сбалансированным, и оставить маржу для обеспечения адекватной передачи мощности для поддержания предпосылкой соблюдения IEEE и спецификации FCC. IEEE 802.11g системы требуется в силу выхода антенны обычно +15 дБм, 20 МГц отклонение частоты при-28dBr. Band смежных отказ власти канал (ККПП) является функцией устройства линейности, которые при определенных условиях, для конкретного применения является правильным. Лучший отправки канала ККПП характеристики в силу большого числа опыт работы Tx IC и ПА смещения настроить, и вход ПА, выходные и среднего уровня соответствия настройки сети для достижения.
Рисунок 5: петли эффекта фильтра.
Однако, не все проблемы, вызванные линейности ККПП относятся к элементам хороший пример: После серии корректировки усилитель мощности и ПА драйвера (ККПП играть важную роль на двух факторах) были наиболее После благо, WLAN, прилегающей особенности передатчик канала до сих пор не могут достичь желаемых целей. В это время, чтобы Сообщение от передатчика ФАПЧ гетеродина (LO) ложного сигнала же производительность ККПП будет ухудшаться. LO ложные сигналы модулируются с полосы сигнала смешивания, после смешивания ингредиентов для полезного сигнала вдоль канала усиления. Этот эффект перемешивания только в ворота PLL ложных компонентов выше определенного предела может вызвать проблемы, меньше определенного предела ворот, ККПП быть затронуты ПА нелинейных ограничений. При мощности Выходная и спектральные характеристики маска "линейных ограничений", необходимо, чтобы сбалансировать власть линейности и выход; Если LO ложных функции, как Основным фактором, ограничивающим производительность ККПП, мы столкнемся " Stray ограниченным, необходимо указать P в рамках ПА работы в высшей точки смещения, ослабление воздействия своих ККПП, которые будут потреблять больший ток, что ограничивает гибкость конструкции.
Обсуждение поднял еще один вопрос, а именно: как эффективно ограничивать PLL паразитных составляющих в определенном диапазоне, это не влияет на спектр излучения. После паразитных составляющих, первая мысль программы заключается в узкой полосе PLL петли фильтр для ослабления величины паразитных сигналов. Этот метод в очень редких случаях оказывается эффективным, но она имеет некоторые потенциальные проблемы.
Рисунок 5 представляет гипотетическую ситуацию, предполагая, что дизайн использует относительную частоту 20 МГц N синтезатор частот, петли фильтр второго порядка, если частота среза от 200 кГц, скорость спадания обычно 40dB/decade, в 20 МГц частота Keyihuode 80 дБ затухания. Если ссылка ложных компонентов-40dBc (при условии, модуляция может привести к вредным уровне компонентов), в результате ложных механизмы могут быть вне сферы действия петли фильтр (если оно произошло, прежде чем в фильтр, и его величина может быть очень большой). Сжатый петли полосы пропускания фильтра не улучшит ложных особенности, но и повышает PLL время блокировки системы, оказывают серьезное негативное воздействие.
Рисунок 6: необоснованные тест развязки результаты VCC_VCO.
Опыт показал, что торможение наиболее эффективный способ для стимулирования PLL должны быть достаточные основания, распределения мощности и развязки методы, принципы, обсуждаемые в этой статье является сокращение PLL ложных компонент маршрутизации хорошее начало дизайна. Принимая во внимание наличие большого заряда насоса текущие изменения в топологии "звезда" не требуется. Если у вас нет достаточно изоляции, настоящая сила шума импульса будет связан с VCO, VCO частота модуляции, как правило, называют "VCO вытягивать". Образования, через интервал между ЛЭП и каждый развязки Vcc контактный конденсатор землю отверстий разумное место, в серии ферритовых компонентов (в качестве последнего средства) и другие меры для улучшения изоляции. Все вышеуказанные меры не должны быть использованы в каждой конструкции, правильное использование каждого метода будет эффективно уменьшить паразитные амплитуды.
Рисунок 6 обеспечивает VCO как развязка по питанию необоснованных результате программы, власти дисплей подкачки заряда переключения волновые эффекты приводят к сильному воздействию линии электропередачи. К счастью, это сильные помехи за счет увеличения обойти конденсатор может быть эффективно подавляется. Кроме того, если проводка питания является необоснованным, например, питание контактный VCO находится чуть ниже мощности заряда насос, власти могут наблюдаться в VCO к тому же шум, ложных сигналов, испускаемых характеристики ККПП может повлиять, даже для повышения развязки, Результаты тестов не будет улучшена. В этом случае, вы должны смотреть на печатной платы, повторно расположение контактный блок питания VCO, будет эффективно улучшить ложных характеристик, для достижения требуемых характеристик показателей.
