Les règles de câblage des circuits imprimés radiofréquence (RF) sont essentielles pour garantir les performances des appareils de communication sans fil. Dans la conception de signaux haute fréquence, le câblage des circuits imprimés transporte non seulement du courant, mais a également un impact significatif sur l'intégrité et la qualité du signal. Voici une brève analyse des règles de câblage des circuits imprimés RF.
1. Contrôle d'impédance
Le contrôle de l'impédance est un principe fondamental de la conception des circuits imprimés RF. Les circuits RF ont généralement une impédance caractéristique de 50 ohms, ce qui optimise la transmission de puissance et réduit la réflexion du signal. Les désadaptations d'impédance peuvent entraîner une distorsion du signal, des pertes accrues et des problèmes d'interférences électromagnétiques. L'adaptation d'impédance peut être obtenue en sélectionnant la largeur, l'épaisseur et la distance de la ligne à la couche de masse appropriées, calculées en fonction des caractéristiques du matériau du circuit imprimé et de la fréquence d'utilisation.
2. Longueur et largeur du câble
La longueur et la largeur de la piste influencent directement les caractéristiques de transmission du signal. La largeur de la piste doit correspondre à la fréquence du signal et à l'impédance caractéristique requise. Une ligne trop longue peut entraîner une atténuation du signal et une différence de retard, tandis qu'une largeur de ligne inappropriée peut entraîner une discontinuité d'impédance. Lors de la conception, la longueur de la ligne doit être minimisée et la largeur de ligne appropriée doit être choisie en fonction de la fréquence et des caractéristiques du matériau du circuit imprimé.
3. Espacement des câbles
L'espacement entre les lignes RF doit être suffisamment important pour réduire la diaphonie et les interférences électromagnétiques. Un espacement trop faible peut augmenter la capacité parasite, entraînant une diaphonie et des variations d'impédance du signal. En règle générale, l'espacement des pistes doit être au moins deux fois supérieur à la largeur de la piste, mais dans les conceptions à haute densité, un espacement plus important peut être nécessaire pour préserver l'intégrité du signal.
4. Sélection de la couche de routage
Le câblage RF doit être placé autant que possible sur la couche externe du circuit imprimé afin de former une structure de lignes microruban, ce qui permet de mieux contrôler l'impédance. Si les lignes doivent être placées sur la couche interne, veillez à ce qu'elles soient entourées par la couche de masse afin de former une structure de lignes en bandes et de réduire la diaphonie et le rayonnement.
5.Trous de courbure et de via
Les transitions en arc doivent être utilisées pour la courbure des lignes et les courbures à angle droit doivent être évitées, car elles peuvent provoquer des mutations d'impédance et des réflexions du signal. Le rayon de courbure doit être au moins trois fois supérieur à la largeur de la piste afin de minimiser les variations d'impédance. En tant que connexion intercouche, la présence du trou introduira une inductance et une capacité parasites, ce qui affectera l'intégrité du signal. L'utilisation de trous traversants doit être réduite au minimum et, si nécessaire, par paires afin de réduire l'inductance de charge.
6.Masse et blindage
Une bonne mise à la terre est essentielle dans la conception RF. La couche de terre doit être aussi complète que possible, offrant un chemin de retour dégagé pour le signal RF et réduisant la zone de boucle du signal, limitant ainsi le rayonnement et le couplage. Dans les cartes multicouches, il est recommandé d'utiliser au moins une couche de terre complète.
7. Disposition des composants
Le composant RF doit être placé au plus près de la source du signal RF concerné afin de réduire la longueur de la piste et les interférences potentielles. Les circuits haute puissance et les circuits basse puissance sensibles doivent être disposés séparément pour éviter les interférences.
8. Conception de l'antenne
Pour les appareils RF équipés d'antennes, la conception de l'antenne et le mode d'alimentation ont un impact significatif sur les performances du système. La conception de la longueur de l'antenne, du point d'alimentation et de la couche de masse doit être soigneusement étudiée pour garantir un rayonnement et une réception efficaces du signal.
9. Découplage et dérivation
Les condensateurs de découplage et de dérivation dans les circuits RF sont tout aussi importants pour filtrer le bruit et stabiliser l'alimentation. Ces condensateurs doivent être placés au plus près des broches d'alimentation correspondantes et utiliser des valeurs appropriées pour couvrir les besoins de découplage dans la plage de fréquences de fonctionnement.
10. Évitez et marchez sur les lignes
Le câblage RF parallèle peut provoquer une forte diaphonie, entraînant une dégradation de la qualité du signal. Si cela est inévitable, augmentez la distance entre les câbles autant que possible et envisagez d'utiliser des câbles de terre pour l'isolation.