Mir ist klar, dass es einige Fragen zu diesem Thema gibt, aber ich habe keine gefunden, die wirklich RF-spezifisch sind.
Ich arbeite an einem 2-Lagen-Bluetooth-Modul und habe einige unbenutzte Stellen auf der oberen Ebene, bei denen ich nicht entscheiden kann, ob sie geschliffen werden sollen oder nicht . Ich habe viel gelesen / recherchiert und es scheint widersprüchliche Vorstellungen über Bodenschüttungen der obersten Schicht zu geben. Also, ich wende mich an Sie und hoffe, dass jemand mit Erfahrung in diesem Bereich (HF-Platinendesign ist ein Plus) etwas Licht in dieses Thema bringen kann.
Vielen Dank!
Für alle anderen, die sich damit befassen oder nur daran interessiert sind, sind hier einige gute Ressourcen, die ich als hilfreich empfunden habe:
- http://www.maximintegrated.com/de/app-notes/index.mvp/id/5100#10
- http://www.eeweb.com/blog/circuit_projects/basic-concepts-of-designing-an-rf-pcb-board
- http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1279446
- http://www.atmel.com/images/atmel-42131-rf-layout-with-microstrip_application-note_at02865.pdf
- http://www.icd.com.au/articles/Copper_Ground_Pours_AN2010_4.pdf
- http://www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?literatureNumber=swra367a&fileType=pdf
Die meisten der oben genannten Quellen erwähnen Bodeneinflüsse und das allgemeine HF-Design.
Antworten:
RF Engineering ist "Pure Black Magic". Befürworter werden darauf bestehen, dass dies nicht der Fall ist, aber wenn Sie nicht über einen Doktortitel in Physik verfügen, wird dies wahrscheinlich der Fall sein. Die Konzepte von Widerstand, Kapazität und Induktivität, die bei Gleichstrom und Niederfrequenz (bis zu einigen MHz) sinnvoll sind, sind in Bezug auf das Design und die Implementierung von Hochfrequenz völlig verzerrt. Spuren können sich eher wie Widerstände oder Impedanzelemente verhalten, Pads und Lücken wirken wie Kondensatoren, Ecken wie Reflektoren usw. Die volle Komplexität geht über ein kurzes Buch zum Thema hinaus.
Die kurze Antwort lautet: "RF" und "2-seitige Leiterplatte" werden selten zusammen gehört. Die meisten HF- (Sende-) Geräte verwenden eine 4-lagige oder mehrlagige Leiterplatte, und die äußeren Lagen sind typischerweise Masseebenen. Einige werden sagen, dies sei eher ein Irrtum, aber für jemanden, der mit HF-Design nicht vertraut ist, kann dies den Unterschied zwischen einem funktionierenden Design bedeuten oder nicht.
Bei einem Transceiver wie Bluetooth kann sich das beim Senden in der Nähe der Antenne erzeugte elektromagnetische Feld an nahegelegene Spuren koppeln (insbesondere wenn sich deren Länge einem Viertel der Wellenlänge nähert) und Spannungen und Ströme induzieren, was zu fehlerhaftem Verhalten führt. Deshalb werden Grundebenen verwendet; diese Wellen zu absorbieren. In der Nähe der Antenne ist die EM am stärksten, sodass sie dort nicht beliebig verlegt werden können. Abmessungen und eine gleichmäßige Form können für den korrekten Betrieb entscheidend sein. Weiter entfernt wird es weniger problematisch, da sich das EM-Feld im umgekehrten Quadrat der Entfernung auflöst. Diese TI App Note berührt einige der anderen Details bei hohen Frequenzen.
Ich würde sagen, dass die praktischste Lösung darin besteht, ein Referenz-PCB-Layout für das jeweilige verwendete BT-Gerät zu finden und von dort aus zu beginnen. Hoffentlich hat der Hersteller einen zur Verfügung gestellt. Zum Vergleich hier ein kleines Bild eines solchen Entwurfs. In seinem Datenblatt wird nicht viel über die Leiterplatte erwähnt, wahrscheinlich, weil der Designer viel Zeit damit verbracht hat, daran zu arbeiten. Die Leiterplatte sieht aus, als ob sie zweiseitig sein könnte, dies ist jedoch unklar. Ein größeres Foto zu sehen ist hier . Auf der Oberseite sind Spuren zu sehen, und Sie denken vielleicht: "Aaha! Ich wusste, dass beidseitig getan werden kann ...", aber einige winzige, aber sehr wichtige Dinge sind auffällig:
Unterhalb der Antenne befindet sich ein Streifen von Durchkontaktierungen. Diese sind eng beieinander angeordnet, um das stärkste EM-Feld gegen Erde kurzzuschließen.
Es ist nicht zu erkennen, ob die linke Seite der Antenne unter dem Siebdruck-Logo kurzgeschlossen ist. In diesem Fall handelt es sich möglicherweise um eine PIFA- Antenne.
Auf der Rückseite befindet sich definitiv mindestens eine Teilmasseebene, da der Großteil der mittleren Leiterplatte dunkel ist. Wie Olin in Pauls Link oben erklärt, sind ein paar kleine Pads und Spuren hier und da wahrscheinlich nicht so wichtig, aber eine zentimeterlange Spur oder eine Gruppe von nicht geerdeten Teilen, die sich überall befinden, ist problematisch.
Die in einigen der Vorderseitenspuren sichtbaren Mikrovias sind wahrscheinlich mit der Masseebene verbunden. Diese wurden nicht willkürlich platziert, sondern füllen so viel wie möglich der Oberfläche aus, um die EMI dort so gut wie möglich zu reduzieren. (Dies ist ein Versuch, ein robustes Gerät herzustellen, ohne mehr Schichten zu verwenden.) Es kann sein, dass genügend oberste Bodenbereiche vorhanden sind, die die Oberfläche ausreichend bedecken, sodass dort nicht viel Kopplung stattfindet. (Überhaupt wundern Sie sich, warum ein Mikrowellenherd Löcher in der Tür hat, aber keine Mikrowellen durchkommen? Das liegt daran, dass die Löcher viel kleiner sind als die Frequenz (Wellenlänge), so dass die Mikrowellen sie nicht durchdringen können.)
Auf der Rückseite unter der Antenne befinden sich wahrscheinlich Spuren, die "nichts zu tun" scheinen oder nirgendwo eine Verbindung herstellen. Wie Quadrate oder Rechtecke. Hier kommt das wirklich lustige Geschäft von RF ins Spiel. Denken Sie daran, dass bei hohen Frequenzen ein Pad als Kondensator erscheinen kann. Daher sind diese Leiterbahnen wahrscheinlich so konzipiert, dass sie eine gewisse Kapazität oder eine gewisse physikalische Kopplung an dieser Stelle selbst durch die Leiterplatte einführen. Dies kann durchgeführt werden, um einen Teil eines Resonanzelements (Antenne) mit einem anderen zu "verbinden", obwohl keine physikalische Verbindung besteht.
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