Критика розташування PCB RF: Вхід на мою плату радіотелескопа

Я намагаюся зробити макет дошки для радіотелескопа, який ми будуємо на одному з моїх робочих місць.

Ось загальна топологія системи:

^{QRFH призначений для "Квадратний ріг подачі". Це досить езотеричний тип антени.}

В основному, намір полягає в тому, щоб дозволити надзвичайно високоточні вимірювання з калібруванням на місці та відстеженням дрейфу. Існує вбудована система вимірювання SWR антени для калібрування дрейфу через фізичні зміни від зміни температури, калібрування для калібрувача SWR через можливість подачі осцилятора SWR безпосередньо в аналізатор, опціональний пілотний тон для відстеження дрейфування генератора в аналізаторі спектра, шумовий діод, термінація та невеликий диполь для вимірювання локальної радіочастоти.

Повний PDF тут

У будь-якому випадку, ось мій поточний макет:

Оновлений макет:

Оригінальний макет:

Склад:

Верхній шар:

Грунт 1:

Харчування та з'єднання:

Земля 2:

Загальний вигляд:

Всі лінії електропередачі повинні знаходитись в межах ~ 1 Ом 50 Ом, враховуючи діелектрик FR4 від дошки, яку я маю намір використовувати.

Наразі це призначено для роботи в діапазоні 50-300 МГц, тому більш езотеричні діелектрики насправді не гарантовані, але я їх розглядаю.

Підсилювачі LNA - це мікросхеми CMA-5042 з ухилом TCBT-14 .
ESD-протектори на вводу / виводу є через CLM-83-2W + .
РЧ-комутатори JSW6-33DR + (перемикач 6P має кращу продуктивність, ніж 2P-перемикачі, тому я використовую перемикач 6P в положенні 2P-перемикача. Різниця в ціні незначна).
Змінні атенюатори - всі DAT-31R5-SP .

В основному я шукаю кілька речей.

• Чи виглядає мій макет принаймні здоровим?
• У мене є сліди керування вимикачами та аттенюаторами, що працюють під радіочастотними слідами, хоча і між земною площиною. Я не думаю, що це питання, але РФ дивно.

Я максимально стримав паяльну маску від усіх ліній електропередачі, маючи лише невеликі бар'єри навколо частин SMT, щоб запобігти паянню слідів.

Здебільшого, я просто не робив RF-макет раніше, тому я вдячний за будь-який внесок.

Ось мої думки та занепокоєння, що базуються на практиці та помилках у розробці діапазонних виробів ISM діапазону 902-928 МГц на FR4:

1. Однозначно врахуйте наскрізні отвори РФ, як пропонує фотон. З'єднувачі SMT легко обриваються, беручи з собою частину або всі колодки і часто позбавляють центральної доріжки. Вбудовані флакони забезпечують невелику додаткову силу: ви говорите про кілька тисячних частин міді з покриттям, що стискає той самий край колодки, який має товщину лише кілька тисяч. Затрачені час на фрезерування зазорів окупляться в перший раз, коли кабель сильно забивається ... тільки кабель потребує заміни. Я відмовляюся використовувати роз'єми SMT ні для чого, важкий досвід змушує мене це робити. Альтернативою вертикальним або пагодним з'єднувачам є різноманітність крайового кріплення. Вони не мають кріпильних отворів і є "поверхневим кріпленням", але припаюють як до верхньої, так і до нижньої сторони. Я ніколи не ламав жодного з них і не виривав одного з дошки.
2. Пайка на гарячій плиті як з малих радіочастотних компонентів, так і з великими роз'ємами, швидше за все, перегріє найдрібніші компоненти, очікуючи, що великі латунні з'єднувачі нагріються достатньо, щоб надійно повторно протікати, особливо центральний штифт, який закопаний усередині цієї латуні та Друкована плата. Розгляньте паяння на гарячій плиті тільки малим SMT, а потім припаяйте ручним припоєм що-небудь велике. Теплові рельєфи у ваших прокладках - це завжди хороша ідея для рівномірного та надійного потоку припою. Я використовую їх на радіочастотних роз'ємах для плати 902-928 МГц без негативних наслідків; їх наявність не вимірюється. Тонкий зазор повинен бути лише мінімумом, який вимагає ваш постачальник друкованих плат, і ви можете використовувати кілька теплових ніжок. Виа в наземних колодках з'єднувачів зробить роз'єм набагато важчим для пайки.
3. Ваша оцінка 1% опору дуже оптимістична. 5% можливе для FR4, якщо ви зможете провести кілька змін дошки, виправляючи ширину слідів, матеріали та процес виготовлення, поки не отримаєте правильний рецепт. В іншому випадку на 10% більше фактичного стандарту для виготовлення стандартної плати виробника процесора. Майте на увазі: a. Те, що тиск у пресі, що використовується для ламінування дошки, може мати істотний вплив на товщину готового шару, особливо якщо шар виготовлений з попередньої підготовки. Спробуйте використовувати основні матеріали для шарів з контрольованим імпедансом, оскільки на неї не впливає сильна різниця тиску. б. Розташування вашої друкованої плати на великій панелі виготовлення (в центрі проти краю панелі) змінить тиск ламінування, як і його положення в укладанні різних друкованих плат одночасно ламінованих. Працюючи з постачальником PCB, ми провели тестові талони РФ у центрі та кутах та виявили значні відмінності. c. Допуск на ширину слідів надає ваш постачальник друкованих плат, виходячи з їх досвіду з процесом травлення та обшивки. Обчисліть вплив мінімальної / максимальної ширини сліду на ваш характерний опір. Ширші сліди мають меншу чутливість до фіксованої дисперсії ширини сліду. г. Діелектрична константа FR-4 від одного виробника може значно відрізнятися від партії до партії та залежно від співвідношення скло / смола препрега або серцевини, що використовується у кожному шарі. Ширші сліди мають меншу чутливість до фіксованої дисперсії ширини сліду. г. Діелектрична константа FR-4 від одного виробника може значно відрізнятися від партії до партії та залежно від співвідношення скло / смола препрега або серцевини, що використовується у кожному шарі. Ширші сліди мають меншу чутливість до фіксованої дисперсії ширини сліду. г. Діелектрична константа FR-4 від одного виробника може значно відрізнятися від партії до партії та залежно від співвідношення скло / смола препрега або серцевини, що використовується у кожному шарі.
4. Слід характеристики точний лише у вертикальних сегментах, але фактичні сліди ланцюга є, головним чином, горизонтальними. Основа / качка FR4 може спричинити вимірні відмінності в опорі залежно від напрямку сліду, хоча менше, оскільки частота зменшується. Ви не кажете, чи використовуєте TDR або VNA для вимірювання імпедансу, але будь-який повинен робити добре з простим слідом прямо через плату. Якщо потрібно довший слід, змійте прямі ділянки в горизонтальному, а не вертикальному напрямку. Спробуйте перемістити T2-A вгору і T2-B, щоб покращити цю роботу, якщо потрібно.
5. Слідкуйте за з'єднанням між паралельними слідами РФ. Я не знаю, чи завжди ввімкнено різні джерела. Якщо джерело не вибране, воно відбивається назад від RF-комутатора SP6T, що призводить до стоячих хвиль і, можливо, до несподіваних результатів.
6. Передбачте металевий щит, щоб укласти ланцюг.

У попереднього роботодавця вважалося хорошою практикою кидати 2 або 3 етапи фільтрації RC в контрольні лінії будь-якого комутатора, щоб запобігти з’єднанню шуму у вихідному сигналі через лінії управління комутатором. 700 Гц частота кута або терапії.

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Зі схематичної точки зору, ви дивитеся трохи світла на обхідні конденсатори та фільтрацію. Наскільки чисті рейки живлення 3,3 В?

З точки зору макета, це виглядає досить непогано. Майте на увазі, що лінії електропередачі насправді не ефективні для коротких пробігів порівняно з довжиною хвилі, тому ви, мабуть, там добре.

Ви можете додати тепловий випуск до роз’ємів.