Melalui pagar untuk pengurangan noise antena chip?


21

Saya sedang mengerjakan 4-layer PCB yang memiliki modul wifi dan antena chip, antena ditempatkan di sudut PCB dan tembaga di bawahnya dilepas, saya melihat bahwa melalui pagar digunakan pada papan breakout dari modul yang sama, tetapi desain referensi tidak banyak bicara tentang hal itu, jadi saya bertanya-tanya bagaimana cara kerjanya? berapa banyak via yang saya butuhkan? penempatan, ukuran, dan jarak di antara mereka?

Ini adalah papan breakout masukkan deskripsi gambar di sini

Ini adalah desain saya saat ini masukkan deskripsi gambar di sini

Sunting: Ini adalah desain referensi untuk modul masukkan deskripsi gambar di sini

Edit:

Selain referensi dalam jawaban, saya juga menemukan makalah yang menyebutkan melalui pagar dalam desain RF, dan memiliki beberapa evaluasi tata letak yang berbeda, Desain High Loaded RF Loadboard bagian 4.3. Evaluasi Ground Via Shielding

Juga, saya telah menghitung jarak antara vias untuk 2.4GHz menjadi sekitar 100mil.


Saya memiliki pertanyaan yang sama beberapa hari yang lalu. Saya tidak pernah menemukan jawaban yang benar dengan teori untuk mendukungnya, tetapi saya memang menemukan banyak rekomendasi. Sepertinya saya tidak dapat menemukan dokumen itu sekarang, tetapi yang saya dapatkan adalah jarak 15 mil pada vias.
Jason

@Jason saya mengikuti desain referensi sebanyak yang saya bisa, ia mengatakan banyak tentang jarak antara antena dan tuangkan tembaga, tetapi tidak ada tentang via, apakah Anda akan mengatakan bahwa apa yang saya miliki di sini cukup baik? dan bisakah Anda mengirimkan saya tautan ke pertanyaan Anda?
mux

Anda dapat menghindari rintisan di L1 dengan mudah. Pindahkan L3 lebih dekat ke antena chip dan sejajarkan L1 ke kiri dengan trek. Detail kecil tetapi bisa berdampak besar.
Jesus Castane

Jawaban:


14

Makalah yang paling banyak dikutip pada subjek yang bisa saya temukan adalah teknik desain PCB untuk kepatuhan EMC Bagian 1 berbiaya rendah (tidak gratis).

Meskipun bagian yang Anda minati dengan ringkas dikutip dalam Praktik terbaik dalam desain papan sirkuit :

Armstrong merekomendasikan jahitan tidak lebih dari λ / 20, dengan panjang rintisan tidak lebih dari ini. Ini sebenarnya adalah aturan yang sangat baik untuk menjahit setiap isian tanah ke bidang tanah pada desain multi-layer. λ adalah panjang gelombang dari frekuensi signifikan tertinggi untuk desain (asumsikan frekuensi 1 GHz jika tidak tahu) di mana

f = C / λ

NB: C (kecepatan cahaya) kira-kira. 60% kecepatan ruang bebas untuk radiasi EM yang menyebar melalui PCB dielektrik FR4.

Catatan teknis lain mengulangi aturan ini:

Aturan umum adalah untuk menempatkan vias stitch tidak lebih jauh dari λ / 10 dan lebih disukai sesering λ / 20.

Dan memberikan beberapa alasan bagus mengapa ingin digunakan melalui jahitan / via pagar:

Ada banyak alasan untuk menggunakan tanah melalui penjahitan pada PCB multilayer. Beberapa alasannya adalah:

  • Mencegah sambungan ke jejak terdekat dan tuangkan logam.
  • Pencegahan perambatan sinyal pandu gelombang, pelindung / isolasi blok sirkuit, dan pengurangan radiasi slot dari tepi PCB.
  • Penyempurnaan desain distribusi daya yang kuat. Pengurangan induktansi seri ke bagian aktif dan pasif. Untuk info lebih rinci tentang PDN (jaringan distribusi daya) di PCB, lihat [2].
  • Integritas sinyal, khususnya untuk sinyal yang bertransisi pesawat.
  • Alasan termal (tidak tercakup dalam catatan teknologi ini).

Sehubungan dengan aplikasi khusus Anda, Pedoman Tata Letak WirelessUSB ™ LP / LPstar Tranciever PCB menyatakan alasannya dengan lebih jelas:

Tuang tembaga lapisan atas dan bawah menyediakan jalur balik tanpa gangguan. Ini dimaksimalkan oleh distribusi vias tanah yang menghubungkan dua lapisan. Bidang tanah internal dari desain 4-lapisan juga menyediakan jalur balik tanpa gangguan dengan menghubungkan area tembaga yang mungkin merupakan pulau-pulau yang tidak berkontribusi pada jalur balik. Istilah "melalui jahitan" menggambarkan praktik menempatkan vias dengan jarak yang sama di sekitar papan tulis. Gambar 9 menunjukkan distribusi vias tanah yang baik dengan masing-masing via ditandai dengan tanda '+'. Deretan vias yang didistribusikan lebih padat di sepanjang tepi atas papan adalah ground antena yang diterapkan dan diperlukan untuk memaksimalkan kinerja RF perangkat.


2

Jarak antara vias harus paling panjang 1/4 panjang resonansi Anda. Anda hanya ingin antena Anda untuk memancarkan, bukan sisa sirkuit, yaitu radiasi elektromagne. Mengitari sirkuit dengan vias dan pesawat di atas dan di bawah menciptakan kandang Faraday.

Semakin besar via selalu lebih baik secara elektrik karena ada lebih sedikit induktansi dan kurang resistensi.

Penempatannya berada di sekitar perimeter sinyal agresif atau sensitif Anda (menjaga radiasi masuk atau keluar).

Saya sangat merekomendasikan untuk melihat peraturan FCC dan kepatuhan EMI / EMC jika Anda bekerja dengan RF. Pemerintah memantau hal-hal ini. Mungkin ada banyak buku tata letak RF PCB di luar sana.

Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.