Häufige Probleme mit HF-Schaltkreisen und digitalen Schaltkreisen auf derselben Platine
(1) Stromversorgungsrauschen
Da das Eingangs- / Ausgangssignal einen Spannungshub von einigen V aufweist, ist die digitale Schaltung im Allgemeinen für Spannungsversorgungsrauschen (weniger als 50 mV) akzeptabel. Analoge Schaltkreise reagieren sehr empfindlich auf Rauschen der Stromversorgung, insbesondere auf Störspannungen und andere hochfrequente Oberwellen.
Daher muss das Verlegen der Stromleitungen auf Leiterplatten mit HF-Schaltkreisen (oder anderen analogen Schaltkreisen) vorsichtiger sein als die Verdrahtung auf einer herkömmlichen digitalen Platine. Ein automatisches Verlegen sollte vermieden werden. Es sollte auch beachtet werden, dass der Mikrocontroller (oder eine andere digitale Schaltung) plötzlich den größten Teil des Stroms für einen kurzen Zeitraum innerhalb jedes internen Taktzyklus aufnimmt, da moderne Mikrocontroller in einem CMOS-Prozess entworfen sind.
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Unter der Annahme, dass ein Mikrocontroller mit einer internen Taktfrequenz von 1 MHz betrieben wird, entnimmt er daher der Versorgung bei dieser Frequenz (Impuls-) Strom. Wenn keine ordnungsgemäße Entkopplung der Stromversorgung verwendet wird, führt dies zu Spannungsspitzen in der Stromleitung. Wenn diese Spannungsspitzen den Stromversorgungsstift des HF-Teils der Schaltung erreichen, kann ein schwerwiegender Betrieb verursacht werden, sodass die analoge Stromversorgungsleitung vom Bereich der digitalen Schaltung getrennt werden muss.
(2) Unangemessenes Erdungskabel
Die HF-Platine sollte immer mit einer Massefläche verlegt werden, die an die negative Seite des Netzteils angeschlossen ist. Dies kann zu merkwürdigem Verhalten führen, wenn sie nicht ordnungsgemäß behandelt wird. Dies kann für einen Entwickler digitaler Schaltungen schwierig zu verstehen sein, da die meisten Funktionen digitaler Schaltungen auch ohne Masseebene gut funktionieren. Im HF-Band wirkt sogar eine kurze Leitung wie eine Induktivität. Grobe Rechnung, die Induktivität pro mm Länge von ca. 1 nH, die Induktivität 434 MHz 10 mm Leiterplatte beträgt ca. 27 Ω. Wenn die Erdungsebene nicht verwendet wird, ist der größte Teil der Erdung länger und die Schaltung garantiert keine Konstruktionsmerkmale.
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(3) Abstrahlung der Antenne auf andere analoge Teile
Dies wird in Schaltkreisen, die HF und andere Teile enthalten, häufig übersehen. Neben dem HF-Bereich befinden sich in der Regel weitere analoge Schaltkreise auf der Platine. Beispielsweise verfügen viele Mikrocontroller über integrierte Analog-Digital-Wandler (ADCs) zum Messen von analogen Eingängen sowie der Batteriespannung oder anderer Parameter.
Befindet sich die Antenne des HF-Senders in der Nähe dieser Platine (oder nur auf dieser Platine), kann das gesendete Hochfrequenzsignal den Analogeingang des ADC erreichen. Vergessen Sie nicht, dass jede Leitung HF-Signale wie eine Antenne senden oder empfangen kann. Wenn der ADC-Eingang nicht richtig behandelt wird, kann sich das HF-Signal in der ESD-Diode des ADC-Eingangs selbst anregen und eine ADC-Vorspannung verursachen.