凭借5G的到来迫在眉睫,电气工程师必须重新考虑(有时重新设计)他们的PCB和其他基础设施,以支持新频谱的高频。信号完整性将成为最重要的问题在5G板的设计中。
5G在电磁谱上的位置。图片使用的礼貌BBC.
对于本文,让我们来看看高频对PCB信号完整性和方法来缓解这些问题的一些影响。
为什么5G频率对信号完整性不好
增加频率的板设计具有许多对信号完整性的不良影响 - 具体而言,提高噪音和衰减的影响。
噪音
关于噪声,首先要考虑的是,由于系统频率增加,信号反射变得更加相关。基于传输线理论,反射与传输线长度与信号波长的比率直接相关。
信号反射
我们还知道信号波长随着频率增加而减小(λ= V / F)。因此,AS 5G引入较高的频率,设计人员还必须考虑信号反射的影响,例如振铃或其他失真,这导致系统中的噪声更多并有效地减少SNR。
电容和电感耦合
此外,电容耦合和电感耦合的影响变得更加相关,因为电容和电感分别与电压和电流的变化速率有关。这也会产生噪音和失真,减少SNR。
衰减和“皮肤效应”
关于衰减,一个重要的考虑因素是所谓的皮肤效果。皮肤效果基本上指出,随着信号频率的增加,它们在导体内渗透的深度减小。
描绘了皮肤效果。
皮肤效果的重要含义是,随着较高频率通过较小区域的频率,它们经历了更多的阻力并诱导更大的IR损失。这种损失也将减少SNR。
改善5G设计中SNR的方法
在高速设计中有许多反对信号完整性的因素。那么,5G板的设计师可以做什么?
控制板阻抗
减轻信号反射和衰减的重要步骤是控制电路板阻抗。具有适当终止的线路和精心设计的阻抗匹配网络对于防止信号反射并向电路块提供最大功率是至关重要的。
专注于制造业的阻抗:MSAP
传统的PCB制造工艺(如减数过程)具有创建具有梯形横截面的轨道的缺点。这些横截面修改了轨道本身的阻抗,对5G应用施加严重限制。
一种解决方案是使用MSAP(半添加制造过程)技术,这允许制造商以更高的精度创建迹线。控制线的几何形状也有助于降低信号功率的效果和损失,因为它。
减弱与MSAP进程。使用的图像礼貌PROTO-雷竞技最新appElectronics.
放置组件和痕迹
当减轻偶联的效果时,可以做的最重要的事情是使彼此相对于彼此和地进行大致占据部件和痕迹。例如,具有埋地接地和电源平面的多层PCB可以是有用的解决方案。
将敏感线放置在接地平面旁边,强制与地面的电容耦合(与其他线相对),为高速信号提供低电感返回路径。
更多的5G设计考虑因素
虽然本文没有解决有条不紊的问题或解决方案列表,但我们在信号完整性和可能的设计解决方案上审核了5G频率的一些高级问题,以解决它们。
很明显,5G将引入PCB工程师的信号完整性挑战,因为噪声和衰减的频率依赖性效果都将用于降低SNR。本文中不考虑的一些考虑因素,例如电介质和基板材料选择,同样重要于成功的5G设计。