RF ve Mikrodalga PCB'leri Tasarlamak Neden Bu Kadar Zor?

En basit açıklama için, RF ve mikrodalga PCB'ler yüksek frekanslarda çalışmak üzere tasarlanmıştır, bu nedenle tasarım süreci biraz daha karmaşıktır. Sinyal gürültüsüne karşı daha hassas olmalarının yanı sıra, iletken malzeme gerektirirler ve keskin köşelere sahiptirler.

RF ve mikrodalga pcb'ler yüksek frekanslı sinyalleri çalıştırmak için tasarlanmıştır

RF ve mikrodalga devre kartları, yüksek frekanslı sinyalleri çalıştırmak için tasarlanmış özel kartlardır. Bu kartlar genellikle düşük CTE malzemelerinden yapılır, bu da onları yüksek sıcaklık koşullarında daha kararlı hale getirir. Ayrıca birden fazla katmanın kolayca hizalanmasını sağlarlar. Buna ek olarak, montaj maliyetlerini düşürmeye ve performansı en üst düzeye çıkarmaya yardımcı olan çok katmanlı bir kart istifleme yapısına sahiptirler. Yüksek frekanslı sinyaller gürültüye karşı çok hassastır ve tasarımcıların devre kartlarının bu gürültüye karşı dayanıklı olmasını sağlamaları gerekir.

Bir RF PCB için yüksek geçirgenliğe sahip bir alt tabaka gereklidir. Bağıl geçirgenlik, dielektrik sabiti ile vakum geçirgenliği arasındaki orandır. Bu özellik önemlidir çünkü devre kartı üzerinde ihtiyaç duyulan alan miktarını en aza indirir. Ayrıca, alt tabaka malzemeleri hem yüksek hem de düşük sıcaklıklarda stabil olmalı ve neme karşı dayanıklı olmalıdır.

Sinyal gürültüsüne karşı daha duyarlıdırlar

Yüksek frekanslı sinyal gürültüsü, RF ve mikrodalga PCB'lerde yaygın bir sorundur ve tasarımcılar etkilerini azaltmak için özellikle dikkatli olmalıdır. RF ve mikrodalga sinyallerinin sinyal gürültüsüne toleransı yüksek hızlı dijital sinyallere göre çok daha düşüktür ve etkilerini en aza indirecek şekilde şekillendirilmeleri gerekir. Sinyal gürültüsü yolunun kesintisiz olmasını sağlamak için devre kartı üzerinde bir toprak düzlemi kullanılmalıdır.

Sinyal gürültüsünün radyo ve mikrodalga pcb'leri üzerinde bir dizi olumsuz etkisi olabilir. İlk olarak, RF ve mikrodalga sinyalleri sinyal gürültüsüne karşı daha hassastır çünkü en az dirençli bir yol boyunca ilerlerler. Daha yüksek frekanslı sinyaller, sinyal gürültüsüne ve çınlamaya neden olabilecek düşük endüktanslı yolları kullanma eğilimindedir. Bu nedenle, sürücüden alıcıya kadar kesintisiz bir toprak düzlemi sağlamak hayati önem taşır.

Isıyı dağıtmak için iletken malzemeye ihtiyaç duyarlar

Bir RF veya mikrodalga baskılı devre kartına güç uygulandığında, iletken malzemenin üretilen ısıyı dağıtması gerekir. Bu, ısının kaynaktan daha düşük sıcaklıktaki alana aktığı genel ısı akışı modeli izlenerek gerçekleştirilir. Tipik olarak, RF uygulamaları için bakır gibi iletken bir malzeme kullanılır, çünkü ısıyı kayıpsız olarak dağıtma yeteneğine sahiptir.

Bir PCB substratının dielektrik sabiti (Dk), ısıyı ne kadar iyi dağıttığını belirler. İletken bir malzemeden yapılmış PCB'ler, inert malzemeden yapılmış olanlardan daha düşük bir Dk değerine sahiptir. Yüksek Dk değerleri daha küçük PCB'lerle sonuçlanır.

Birden fazla tasarım kuralı gerektirirler

RF ve mikrodalga PCB'lerin optimum performans için uyulması gereken birden fazla tasarım kuralı vardır. Örneğin, bir RF/mikrodalga PCB'nin yerleşimi, RF ile uğraşırken kritik olan iletkenler arasındaki empedans eşleşmesi ihtiyacını hesaba katmalıdır. Ayrıca devre düzeni, iletkenler arasında enerji alışverişi olan karışma riskini de en aza indirmelidir.

Bir RF / mikrodalga PCB tasarlarken bir diğer önemli kural, alt tabaka malzemesinin düşük nemi emebilmesidir. Bu, devre kartı için gereken alan miktarını azaltmaya yardımcı olacaktır. Alt tabaka malzemeleri için bir başka husus, dielektrik sabitinin vakum geçirgenliğine oranı olan bağıl geçirgenliktir. İdeal olarak, RF/mikrodalga PCB malzemelerinin bağıl geçirgenliği, hat genişliği ve empedans toleranslarından ödün vermeden yüksek hızlı ara bağlantılara izin verecek kadar yüksek olmalıdır. Bu, bir devre kartı şeması kullanılarak belirlenmesi gereken ön parametrelerin ve malzemelerin dikkatli bir şekilde analiz edilmesini gerektirir.