आज का सेलुलर फोन डिजाइन सब कुछ एक साथ विभिन्न तरीकों से एकीकृत करता है, जो आरएफ सर्किट बोर्ड डिजाइन के लिए बहुत हानिकारक है। अब उद्योग बहुत प्रतिस्पर्धी है, और हर कोई सबसे छोटे आकार और सबसे छोटी लागत के साथ सबसे अधिक कार्यों को एकीकृत करने के तरीकों की तलाश कर रहा है। एनालॉग, डिजिटल और आरएफ सर्किट को एक साथ कसकर पैक किया जाता है, और उनके समस्या क्षेत्रों को अलग करने के लिए उपयोग किया जाने वाला स्थान बहुत छोटा है, और लागत कारकों पर विचार करते हुए, सर्किट बोर्ड परतों की संख्या अक्सर कम से कम होती है। यह अविश्वसनीय है कि बहुउद्देश्यीय चिप्स बहुत छोटे मरने पर कई कार्यों को एकीकृत कर सकते हैं, और बाहरी दुनिया से जुड़ने वाले पिंस को बहुत बारीकी से व्यवस्थित किया जाता है, इसलिए आरएफ, आईएफ, एनालॉग और डिजिटल सिग्नल बहुत करीब हैं। लेकिन वे आमतौर पर विद्युत अप्रासंगिक होते हैं। बिजली वितरण डिजाइनरों के लिए एक बुरा सपना हो सकता है। बैटरी जीवन का विस्तार करने के लिए, सर्किट के विभिन्न हिस्से आवश्यकतानुसार समय-साझाकरण में काम करते हैं, और सॉफ्टवेयर रूपांतरण को नियंत्रित करता है। इसका मतलब है कि आपको अपने सेल्युलर फोन के लिए 5 से 6 वर्किंग पावर सोर्स देने की आवश्यकता हो सकती है।
आरएफ लेआउट को डिजाइन करते समय, कई सामान्य सिद्धांत हैं जो पहले मिलने चाहिए:
जितना संभव हो उच्च शक्ति आरएफ एम्पलीफायर (HPA) और कम-शोर एम्पलीफायर (LNA) को अलग करें। सीधे शब्दों में कहें, हाई-पॉवर RF ट्रांसमीटर सर्किट को लो-पॉवर RF रिसीवर सर्किट से दूर रखें। यदि आपके पीसीबी पर बहुत अधिक भौतिक स्थान है, तो आप आसानी से ऐसा कर सकते हैं, लेकिन आमतौर पर कई घटक होते हैं और पीसीबी स्थान छोटा होता है, इसलिए यह आमतौर पर असंभव है। आप उन्हें पीसीबी बोर्ड के दोनों ओर रख सकते हैं, या उन्हें एक ही समय में काम करने के बजाय वैकल्पिक रूप से काम करने दे सकते हैं। उच्च-शक्ति सर्किट में कभी-कभी आरएफ बफर और वोल्टेज नियंत्रित ऑसिलेटर (वीसीओ) शामिल होते हैं।
कैसे करें विभाजन?
डिज़ाइन विभाजन को भौतिक विभाजन और विद्युत विभाजन में विघटित किया जा सकता है। भौतिक विभाजन में मुख्य रूप से घटक लेआउट, अभिविन्यास और परिरक्षण जैसे मुद्दे शामिल हैं; विद्युत वितरण, आरएफ वायरिंग, संवेदनशील सर्किट और सिग्नल, और ग्राउंडिंग के लिए विभाजन में विद्युत विभाजन जारी रखा जा सकता है।
सबसे पहले, हम भौतिक विभाजन के मुद्दे पर चर्चा करते हैं। घटक लेआउट एक अच्छा आरएफ डिजाइन प्राप्त करने की कुंजी है। सबसे प्रभावी तकनीक सबसे पहले आरएफ पथ पर घटकों को ठीक करना और आरएफ पथ की लंबाई को कम करने के लिए उनके अभिविन्यास को समायोजित करना है, इनपुट को आउटपुट से दूर रखना है, और जहां तक संभव हो हाई-पावर सर्किट और कम के ग्राउंड अलगाव पावर सर्किट।
सबसे प्रभावी सर्किट बोर्ड स्टैकिंग विधि सतह परत के नीचे दूसरी परत पर मुख्य ग्राउंड प्लेन (मुख्य जमीन) की व्यवस्था करना है, और सतह की परत पर आरएफ लाइन को जितना संभव हो सके रूट करना है। RF पथ पर vias के आकार को कम करने से न केवल पथ इंडक्शन को कम किया जा सकता है, बल्कि मुख्य जमीन पर वर्चुअल सोल्डर जोड़ों को भी कम किया जा सकता है और टुकड़े टुकड़े में अन्य क्षेत्रों में RF ऊर्जा के रिसाव की संभावना को कम किया जा सकता है। भौतिक स्थान, रैखिक सर्किट में बहु-चरण एम्पलीफायरों की तरह आमतौर पर एक से कई आरएफ ज़ोन को अलग करने के लिए पर्याप्त होते हैं, लेकिन डुप्लेक्सर्स, मिक्सर, और मध्यवर्ती आवृत्ति एम्पलीफायरों / मिक्सर में हमेशा कई आरएफ / आईएफएस होते हैं। सिग्नल एक-दूसरे के साथ हस्तक्षेप करते हैं, इसलिए इस प्रभाव को कम करने के लिए देखभाल की जानी चाहिए। आरएफ और आईएफ निशान को जितना संभव हो उतना पार किया जाना चाहिए, और जितना संभव हो उतना उनके बीच एक मैदान रखा जाना चाहिए। पूरे पीसीबी बोर्ड के प्रदर्शन के लिए सही आरएफ पथ बहुत महत्वपूर्ण है, यही वजह है कि घटक लेआउट आमतौर पर सेलुलर फोन पीसीबी बोर्ड डिजाइन में ज्यादातर समय होता है। सेलुलर फोन पीसीबी बोर्ड, आमतौर पर कम-शोर एम्पलीफायर में। सर्किट को पीसीबी बोर्ड के एक तरफ रखा जा सकता है, और उच्च शक्ति एम्पलीफायर को दूसरी तरफ रखा जाता है, और अंत में वे एक डुप्लेक्स के माध्यम से उसी तरफ आरएफ अंत और बेसबैंड प्रसंस्करण से जुड़े होते हैं। डिवाइस के अंत में एंटीना पर। यह सुनिश्चित करने के लिए कुछ तरकीबों की आवश्यकता होती है कि छेद के माध्यम से सीधा बोर्ड के एक तरफ से दूसरी तरफ आरएफ ऊर्जा को स्थानांतरित न करें। एक आम तकनीक दोनों तरफ अंधे छेद का उपयोग करना है। पीसीबी के दोनों तरफ आरएफ हस्तक्षेप से मुक्त क्षेत्रों में सीधे-थ्रू छेद की व्यवस्था करके सीधे-सीधे छिद्रों के प्रतिकूल प्रभाव को कम किया जा सकता है।
कभी-कभी कई सर्किट ब्लॉकों के बीच पर्याप्त अलगाव सुनिश्चित करना असंभव है। इस मामले में, आरएफ क्षेत्र में रेडियो आवृत्ति ऊर्जा को ढालने के लिए एक धातु ढाल के उपयोग पर विचार करना आवश्यक है। हालांकि, धातु ढालों में भी समस्याएं हैं, जैसे कि उनकी अपनी लागत और विधानसभा की लागत बहुत महंगी है, अनियमित धातु ढालों के निर्माण के दौरान उच्च परिशुद्धता की गारंटी देना मुश्किल है। आयताकार या वर्ग धातु ढाल घटकों के लेआउट को प्रतिबंधित करते हैं; धातु ढाल घटक प्रतिस्थापन और गलती स्थान के लिए अनुकूल नहीं हैं; क्योंकि धातु ढालों को जमीन पर वेल्डेड किया जाना चाहिए, इसलिए घटकों से एक उचित दूरी रखी जानी चाहिए, इसलिए यह मूल्यवान पीसीबी बोर्ड की जगह लेता है। जितना संभव हो उतना परिरक्षण कवर की अखंडता सुनिश्चित करने के लिए यह बहुत महत्वपूर्ण है। धातु परिरक्षण आवरण में प्रवेश करने वाली डिजिटल सिग्नल लाइनें जितना संभव हो उतना आंतरिक परत पर जाना चाहिए, और यह सबसे अच्छा है कि तारों की परत के नीचे पीसीबी जमीन की परत है। आरएफ सिग्नल लाइन मेटल शील्ड के निचले भाग में और ग्राउंड गैप पर वायरिंग लेयर से बाहर जा सकती है, लेकिन गैप के चारों ओर जितना संभव हो उतना जमीन, और विभिन्न लेयर्स पर ग्राउंड को एक साथ कई vias के माध्यम से जोड़ा जा सकता है। उपरोक्त समस्याओं के बावजूद, धातु ढाल बहुत प्रभावी हैं और अक्सर महत्वपूर्ण सर्किट को अलग करने के लिए एकमात्र समाधान है।
इसके अलावा, उचित और प्रभावी चिप पावर डिकम्पलिंग भी बहुत महत्वपूर्ण है। एकीकृत रैखिक सर्किट के साथ कई आरएफ चिप्स बिजली के शोर के प्रति बहुत संवेदनशील हैं। आमतौर पर, प्रत्येक चिप को चार कैपेसिटर तक का उपयोग करने की आवश्यकता होती है और यह सुनिश्चित करने के लिए एक अलगाव प्रारंभ करनेवाला कि सभी बिजली शोर को फ़िल्टर किया जाता है। न्यूनतम समाई मूल्य आमतौर पर इसकी स्व-प्रतिध्वनि आवृत्ति और कम पिन अधिष्ठापन पर निर्भर करता है, और C4 का मूल्य तदनुसार चुना जाता है। सी 3 और सी 2 के मूल्य अपने स्वयं के पिन इंडक्शन के कारण अपेक्षाकृत बड़े हैं, इसलिए आरएफ डिकॉप्लिंग का प्रभाव बदतर है, लेकिन वे कम आवृत्ति शोर संकेतों को छानने के लिए अधिक उपयुक्त हैं। इंडक्शन एल 1 पावर लाइन से चिप में कपलिंग से आरएफ सिग्नल को रोकता है। याद रखें: सभी निशान एक संभावित एंटीना हैं जो आरएफ संकेतों को प्राप्त और संचारित कर सकते हैं, और यह महत्वपूर्ण आरएफ संकेतों को मुख्य लाइनों से अलग करने के लिए भी आवश्यक है। इन decoupling घटकों का भौतिक स्थान आमतौर पर भी महत्वपूर्ण है। इन महत्वपूर्ण घटकों का लेआउट सिद्धांत है: C4 जितना संभव हो उतना IC पिन के समीप होना चाहिए और ग्राउंडेड होना चाहिए, C3 C4 के सबसे निकट होना चाहिए, C2 C3 के सबसे निकट होना चाहिए, और IC पिन और C4 का कनेक्शन निशान होना चाहिए। जितना संभव हो उतना कम हो, और इन घटकों (विशेष रूप से C4) के ग्राउंड टर्मिनलों को आमतौर पर अगले ग्राउंड लेयर के माध्यम से चिप के ग्राउंड पिन से जोड़ा जाना चाहिए। Vias जो घटक को ग्राउंड प्लेन से जोड़ते हैं, पीसीबी पर कंपोनेंट पैड के जितना संभव हो उतना करीब होना चाहिए। कनेक्शन लाइन के अधिष्ठापन को कम करने के लिए पैड पर छिद्रित अंधा छेद का उपयोग करना सबसे अच्छा है। इंडक्शन सी 1 के पास होना चाहिए। इंटीग्रेटेड सर्किट या एम्पलीफायर में अक्सर एक ओपन-ड्रेन आउटपुट होता है, इसलिए एक उच्च प्रतिबाधा आरएफ भार और एक कम प्रतिबाधा डीसी बिजली की आपूर्ति प्रदान करने के लिए एक पुल-अप प्रारंभकर्ता की आवश्यकता होती है। एक ही सिद्धांत प्रारंभ करनेवाला पक्ष पर बिजली की आपूर्ति को हटाने के लिए लागू होता है। कुछ चिप्स को काम करने के लिए कई बिजली की आपूर्ति की आवश्यकता होती है, इसलिए आपको उन्हें अलग से अलग करने के लिए कैपेसिटर और इंडिकेटर्स के दो या तीन सेट की आवश्यकता हो सकती है। यदि चिप के आसपास पर्याप्त जगह नहीं है, तो आप कुछ परेशानियों का सामना कर सकते हैं।
याद रखें कि अधिष्ठापन समानांतर में एक साथ शायद ही कभी बंद होते हैं, क्योंकि यह एक एयर-कोर ट्रांसफार्मर का निर्माण करेगा और एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप संकेतों को प्रेरित करेगा, इसलिए उनके बीच की दूरी कम से कम एक डिवाइस की ऊंचाई होनी चाहिए, या सही कोण पर व्यवस्थित होनी चाहिए। उनके आपसी प्रेरण को कम करें। सबसे छोटे तक। विद्युत विभाजन का सिद्धांत मूल रूप से भौतिक विभाजन के समान है, लेकिन इसमें कुछ अन्य कारक भी शामिल हैं। आधुनिक सेलुलर फोन के कुछ हिस्से विभिन्न ऑपरेटिंग वोल्टेज का उपयोग करते हैं और बैटरी जीवन का विस्तार करने के लिए सॉफ्टवेयर द्वारा नियंत्रित होते हैं। इसका मतलब यह है कि सेलुलर फोन को कई बिजली स्रोतों को चलाने की आवश्यकता होती है, और यह अलगाव की अधिक समस्याएं लाता है। बिजली की आपूर्ति आमतौर पर कनेक्टर से शुरू की जाती है, और सर्किट बोर्ड के बाहर से किसी भी शोर को फ़िल्टर करने के लिए तुरंत डिकॉय किया जाता है, और फिर स्विच या नियामकों के एक सेट से गुजरने के बाद वितरित किया जाता है। सेलुलर फोन में अधिकांश सर्किट का डीसी वर्तमान काफी छोटा, इसलिए ट्रेस चौड़ाई आमतौर पर कोई समस्या नहीं है। हालांकि, ट्रांसमिशन वोल्टेज ड्रॉप को कम करने के लिए उच्च-शक्ति एम्पलीफायर की बिजली आपूर्ति के लिए संभव के रूप में एक बड़ी वर्तमान लाइन को अलग से रूट किया जाना चाहिए। बहुत अधिक वर्तमान नुकसान से बचने के लिए, एक परत से दूसरी परत में धारा को स्थानांतरित करने के लिए कई vias की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, अगर यह उच्च-शक्ति एम्पलीफायर की बिजली आपूर्ति पिन पर पर्याप्त रूप से डिकोड नहीं किया जा सकता है, तो उच्च-शक्ति शोर पूरे बोर्ड को विकीर्ण करेगा और विभिन्न समस्याओं का कारण होगा। उच्च शक्ति एम्पलीफायरों की ग्राउंडिंग बहुत महत्वपूर्ण है, और इसके लिए अक्सर धातु ढाल डिजाइन करना आवश्यक होता है।
हमारे अन्य उत्पाद:
