Tramite recinzioni per la riduzione del rumore di un'antenna a chip?


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Sto lavorando su un PCB a 4 strati che ha un modulo wifi e un'antenna chip, l'antenna viene posizionata all'angolo del PCB e il rame sotto viene rimosso, vedo che tramite recinzioni vengono utilizzate sulla scheda di breakout di lo stesso modulo, ma il progetto di riferimento non dice molto a riguardo, quindi mi chiedevo come funzionassero? di quanti ne ho bisogno? la loro posizione, dimensioni e spazi tra di loro?

Questa è la scheda di breakout inserisci qui la descrizione dell'immagine

Questo è il mio disegno attuale inserisci qui la descrizione dell'immagine

Modifica: questo è il progetto di riferimento per il modulo inserisci qui la descrizione dell'immagine

Modificare:

Oltre ai riferimenti nella risposta, ho anche trovato un documento che menziona tramite recinzioni nella progettazione RF e ha una valutazione di diversi layout, sezione 4.3 del Design del pannello di carico RF ad alta densità . Terra tramite valutazione di schermatura

Inoltre, ho calcolato che la distanza tra i via per 2,4 GHz è di circa 100 miglia.


Ho avuto la stessa domanda pochi giorni fa. Non ho mai trovato una vera risposta con la teoria per sostenerlo, ma ho trovato molti consigli. Non riesco a trovare il documento ora, ma quello che mi è venuto in mente era una distanza di 15 milioni sui via.
Jason,

@Jason Ho seguito il design di riferimento il più possibile, dice molto sulla spaziatura tra l'antenna e il rame versa, ma nulla sulla via, diresti che quello che ho qui è abbastanza buono? e per favore puoi inviarmi il link alla tua domanda?
Mux,

È possibile evitare facilmente lo stub in L1. Spostare L3 più vicino all'antenna del chip e allineare L1 a sinistra con la traccia. Un piccolo dettaglio ma potrebbe avere un grande impatto.
Jesus Castane,

Risposte:


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Il documento più citato sull'argomento che ho trovato sono le tecniche di progettazione PCB per la conformità EMC a basso costo, parte 1 (non gratuita).

Sebbene la parte a cui sei interessato sia brevemente citata in Best practice nella progettazione di circuiti stampati :

Armstrong consiglia di cucire a non più di λ / 20, con lunghezze del moncone non più lunghe di questa. Questa è in realtà un'ottima regola per cucire qualsiasi riempimento del terreno sul piano del terreno su un disegno multistrato. λ è la lunghezza d'onda della più alta frequenza significativa per il progetto (ipotizza una frequenza di 1 GHz se non lo sai) dove

f = C / λ

NB: C (velocità della luce) sarà di ca. 60% della velocità dello spazio libero per la radiazione EM che si propaga attraverso un PCB dielettrico FR4.

Un'altra nota tecnica ripete questa regola empirica:

La regola pratica comune è quella di individuare i punti non più distanti di λ / 10 e preferibilmente con una frequenza pari a λ / 20.

E dà alcuni buoni motivi per cui vorrebbe usare via cuciture / recinzioni:

Esistono numerosi motivi per utilizzare il terreno mediante cuciture su un PCB multistrato. Alcuni dei motivi sono:

  • Prevenzione dell'accoppiamento con tracce vicine e colata di metallo.
  • Prevenzione della propagazione del segnale della guida d'onda, schermatura / isolamento dei blocchi di circuiti e riduzione della radiazione della fessura dai bordi di un PCB.
  • Completamento di un solido progetto di distribuzione dell'alimentazione. Riduzione dell'induttanza in serie verso parti attive e passive. Per informazioni più dettagliate su PDN (reti di distribuzione dell'alimentazione) nel PCB, vedere [2].
  • Integrità del segnale, in particolare per segnali che transitano su piani.
  • Motivi termici (non trattati in questa nota tecnica).

Per quanto riguarda la tua particolare applicazione, le Linee guida di layout PCB WirelessUSB ™ LP / LPstar Tranciever indicano chiaramente il ragionamento:

Le colate di rame dello strato superiore e inferiore forniscono un percorso di ritorno ininterrotto. Ciò è massimizzato dalla distribuzione di vie via terra che collegano i due strati. Il piano di massa interno dei design a 4 strati fornisce anche un percorso di ritorno ininterrotto collegando aree di rame che potrebbero altrimenti essere isole che non contribuiscono al percorso di ritorno. Il termine “via stitching” descrive la pratica di posizionare via via uniformemente distanziati attorno alla tavola. La Figura 9 mostra una buona distribuzione delle vie di terra con ciascuna via contrassegnata da un '+'. La fila di viali più densamente distribuiti lungo il bordo superiore della scheda è la terra dell'antenna applicata ed è necessaria per massimizzare le prestazioni RF del dispositivo.


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La distanza tra le vie dovrebbe essere al massimo 1/4 della lunghezza d'onda risonante. Vuoi solo irradiare l'antenna, non il resto del circuito, cioè radiazioni elettromagneiche. Circondare il circuito con via e piani sopra e sotto crea una gabbia di Faraday.

Quanto più grande è la via, sempre elettricamente migliore, poiché vi è meno induttanza e meno resistenza.

Il posizionamento è attorno al perimetro dei segnali aggressivi o sensibili (mantenendo le radiazioni dentro o fuori).

Consiglio vivamente di esaminare le normative FCC e la conformità EMI / EMC se lavori con RF. Il governo non controlla queste cose. Esistono probabilmente molti libri di layout per PCB RF.

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