结构设计规范-射频模块结构设计流程
射频连接器的结构设计简述
射频连接器的结构设计简述1射频连接器简介射频连接器是一种同轴传输线,是一种通用性的互连元件,广泛应用于各类微波系统中。
作为基础元件,在微波系统中起电气和机械连接作用。
射频连接器一般分为三类。
(1)面板座:一端配接标准(或非标)界面连接器,一端配接微带、玻珠等,执行GJB976A-2009《同轴、带状线或微带传输线用射频同轴连接器通用规范》。
(2)转接器:两端配接标准(或非标)界面连接器,GJB680A-2009《射频连接器转接器通用规范》。
(3)接电缆连接器:一端配接标准(或非标)界面连接器,一端配接电缆,执行GJB681A-2002《射频连接器通用规范》。
射频连接器的内部结构分为三层,由外向内分别是外导体、绝缘介质和内导体。
外导体接地,绝缘介质起绝缘作用、支撑作用,内导体通电。
特性阻抗计算公式截止频率计算公式:a-内导体外径;b-外导体内径;-绝缘介质相对介电常数。
2射频连接器的界面结构标准界面的射频连接器,应符合GJB5246《射频连接器界面》。
其主要的插合形式包括:螺纹旋接(SMA、TNC);推入自锁(QMA);浮动盲插(BMA、SBMA);直插擒纵(SMP、SSMP);卡口连接(BNC)等。
(a)SMA型射频连接器(螺纹旋接式)(b)QMA型射频连接器(推入自锁式)(c)BMA型射频连接器(浮动盲插式)图1射频连接器的主要插合形式示意图以螺纹旋接形式为例:在插头和插座进行互连时,通过旋动螺套,带动插头外导体插入插座外导体中,直至两者的电气和机械基准面完全重合,在此过程中,实现内导体(插针和插孔)的插合接触。
可以明确的是,电气和机械基准面完全重合之前,内导体端面是不应该接触的,否则在外导体持续推进过程中,内导体会因此端面互顶,从而造成整个连接器内部结构的破坏。
但同时,内导体端面之间的缝隙使得此处存在一段高阻抗,造成反射增大。
因此,一些测试级转接器会控制插合完成后,内导体端面处的缝隙大小。
根据连接过程,界面设计时,插合部分的尺寸公差应满足界面手册的要求,内孔不能小于下限值,外圆不能大于上限值,以避免无法完成插合过程。
结构设计规范-射频模块结构设计流程
0 修改记录1 模块总体设计原则1.1模块总体设计原则之TOP-DOWN设计总纲领:自顶向下的设计原则,是整机布局设计的后续任务;现在做了哪些:列出设计原则,设计要点;哪些还不完善:范例还不完善,技术还在发展;后期怎么去做:完善范例,追踪技术发展方向。
1.1.1 在整机设计中考虑模块体量长度和宽度由整机布局给出参考尺寸;厚度由PCB堆叠的层数确定,堆叠的PCB间如果有电源,信号或射频的硬连接,此两PCB的板间距离由连接器的高度确定,合理选择较高器件的封装形式;模块长度、宽度、以及安装孔的距离尺寸取到模数尺寸,优选为0或5结尾,次选为3和8结尾;模块的安装厚度(既安装孔处的厚度)按照虹信公司紧固件规范选用。
1.1.2 在整机设计中考虑接口方式电源的接口方式,有直接的插座引出,有和监控合并后的多PIN座转接或盲插;监控的接口方式,有直接的DB9座引出,有和电源合并后的多PIN座转接或盲插;射频的接口方式,方向上分有垂直向上和水平方向,按与外部电缆连接分有螺口和卡口,常用规格有SMA和SMB和N型,根据整机布局,整机的射频指标、频率和功率等合理选取;其他接口方式,可以参考上述3点,合理选取。
1.1.3 在整机设计中考虑安装方式模块的四个对角应有安装孔,大功率射频模块靠近放大管的部位需根据情况加一安装孔;若模块安装在中蓝顶(或类似侧壁安装的情况),模块的安装孔平面不可相对模块顶部下沉;规定M3,M4用在哪些地方(根据功率大小);固定PCB用的M2、如何选用,材质确定(蓝白锌和不锈钢)。
1.1.4在整机设计中考虑模块的外部散热条件由于整机的体积功率密度的限制,以及模块排列的日益紧凑化,应有整机散热方案;射频模块由于布板和结构限制,从热源到热沉的传热通道存在哪些瓶颈;分配到模块的结壳热阻会影响到模块的尺寸和PCB布局方式;目前公司可行的方法是热测试和软件模拟,基本满足设计要求。
在整机设计中考虑模块运动检查模块安装操作空间,插座接头操作安装空间;模块的外部接口需要连接其他单板和模块;有一直线方向的运动距离;射频电缆接头是否为直头或弯头或受指标限制必须为直头等因素决定接头的类型;供电和监控是带导向的盲插还是软跳线决定插头型号和方向,在《模块结构设计输入文件表》中说明,见附件。
如何设计安全可靠的射频识别系统架构
如何设计安全可靠的射频识别系统架构射频识别(RFID)技术在现代物联网应用中扮演着重要的角色。
它可以实现对物体的自动识别和跟踪,广泛应用于物流管理、供应链追溯、智能仓储等领域。
然而,射频识别系统的安全性和可靠性一直是研究和关注的焦点。
本文将探讨如何设计安全可靠的射频识别系统架构,以确保数据的保密性、完整性和可用性。
一、系统架构的设计原则设计安全可靠的射频识别系统架构需要遵循以下原则:1. 分层架构:将系统划分为不同的层次,每个层次具有特定的功能和责任。
这种分层架构可以提高系统的可扩展性和灵活性,同时降低系统的复杂性和风险。
2. 安全性优先:在系统设计中,安全性应该是首要考虑的因素。
采用适当的加密算法和协议,确保数据在传输和存储过程中的保密性和完整性。
同时,建立完善的访问控制机制,限制未经授权的访问和操作。
3. 可靠性保证:射频识别系统需要保证高可靠性,确保数据的准确性和一致性。
采用冗余设计,包括硬件冗余和软件冗余,以提高系统的容错能力和可用性。
二、系统架构的关键组件设计安全可靠的射频识别系统架构需要考虑以下关键组件:1. 标签:射频识别系统的标签是与物体关联的关键组件。
标签应具有唯一的标识符,并且能够在不同环境下正常工作。
标签的安全性和可靠性直接影响整个系统的性能。
2. 读写器:读写器是与标签通信的设备,负责读取和写入标签的数据。
读写器的安全性和可靠性也是射频识别系统的重要组成部分。
读写器应具有防护措施,防止未经授权的访问和篡改。
3. 数据管理系统:数据管理系统负责管理射频识别系统中的数据,包括标签的注册、数据的存储和查询等功能。
数据管理系统需要具备高效的数据处理能力和强大的安全性保障。
4. 网络通信:射频识别系统需要通过网络进行数据的传输和通信。
确保网络通信的安全性是设计安全可靠的射频识别系统架构的重要一环。
采用安全的通信协议和加密算法,防止数据在传输过程中被窃取或篡改。
三、安全可靠的系统架构实践在实践中,设计安全可靠的射频识别系统架构需要综合考虑以上原则和组件。
5-HY-WI-RD-004射频类产品结构标准化设计规范.
射频类产品结构标准化设计规范页次第 1 页共 19 页生效日期2015-1-20文件修订履历版本修订日期更改内容修订人V1.0 2015.1.20 初版发行。
白明飞发送部门□品质部()□市场部()□生产部()□采购部()□研发部()□物控部()□人事行政部()□仓库()核准审核制作人年/月/日年/月/日年/月/日页次第 2 页共 19 页射频类产品结构标准化设计规范生效日期2015-1-201.0目的统一和规范公司射频产品的设计,达到产品结构标准化设计的目的;提高研发效率和降低过程成本,提高市场竞争力;积累和延伸公司的技术成果。
2.0范围适用于深圳华扬通信技术有限公司所有射频类产品的结构设计及图纸绘制规范。
3.0定义标准化设计:指对产品中相同功能的结构或零配件均按一定的要求设计,使每个人的设计都规范化,零配件间具有兼容性和互换性。
如交叉耦合卡座、交叉耦合、封口片、谐振杆与腔体的装配结构等。
射频类产品:指应用于微波通信方面的产品,如滤波器、双工器、功分器、防雷器、低噪放、塔放等。
4.0责任4.1研发部:负责所有标准化设计的相关工作。
4.1.1 制订产品中需进行标准化设计结构部分,并进行实施。
4.1.2 建立并完备一套公司内部使用的通用件库,并在以后的设计中尽可能的优先选用通用件库中的零配件。
4.1.3 在完善和优化产品的电性指标基础上,创新公司的结构设计。
4.2PE部:负责样品及小批量试制产品加工,将加工中出现的各种技术难题或图纸问题及时反馈,并协助研发部及时解决,编制相应的加工工艺文件和设计相关加工夹具。
5.0流程图无6.0总则6.1 设计人员须有严谨的设计思维,对于所有的结构尽可能做到科学和合理化设计,并符合客户的相关要求,熟悉并理解规格书中所涉及到的相关标准。
6.2 多借鉴国内外的新技术和设计方法,拓宽思路,敢于创新,使我们的产品更加完美。
6.3 所有图纸力求表达清晰明了。
当一个视图能够表达清楚时,尽量不增加第二个视图,尺寸应避免重复标注和分散标注;当产品结构复杂尺寸较多,需分多张图纸表达时,结构尺寸应当放在前面,孔位尺寸单独标注放在后面;有丝印要求的,需另外用一张图纸表达;对于容易产生误解的零件结构,可在图纸旁边增加三维视图,以方便读图。
射频功放设计步骤(思路)
射频功放设计步骤(思路)本文将对射频功放电路的设计过程进行简要地介绍,以便初涉射频功放开发的同仁参考。
第一步,制定设计方案在进行射频功放设计时,我们首先要根据给定(或需要)的技术指标和功能指标制定设计方案。
制定设计方案的主要依据是指标要求中的增益、额定输出功率、线性度(ACPR/IMD)、载波数、功耗/效率等指标。
1.在GSM及LTE基站系统中,由于对线性度要求不是很高或者额定输出功率不是很大,且在单载波情况下工作,所以我们选择传统的射频功放设计方案——功率回退法(高功放HPA)。
构成HPA放大器一般有两种工作状态:A类及AB类工作状态。
A类放大器具有良好的线性放大性能,其三阶交调产物与输出功率的变化关系是:输出信号功率减小3dB(即减小一半功率),则三阶交调产物改善6dB。
一般来讲,A类放大器在1dB压缩点输出时,三阶交调系数约为-23.7dB (通常取-20dB)。
为了达到一定的线性,并考虑到工程问题,A类放大器需回退15dB,此时放大器的三阶交调抑制可以达到-45~-50dBc。
然而使用A类放大器的最大缺点是效率低及成本较高。
这是因为A类放大器在它的1dB压缩点输出功率时,其效率只有10%。
比如,完成一个30W平均输出功率的HPA,就需要至少有300W的耗电,并且工作电流随输出功率变化的值不大。
若考虑回退12dB,则需要有480W平均功率输出,需耗电4.8kW。
为了达到30W的输出功率需要用较多的功率管。
这样就加大了HPA的成本和体积,增大了研制成本和难度。
为了避免这个问题,建议在小功率放大器(平均功率输出≤5W)设计中使用A类放大器;在中大功率放大器(平均功率输出>5W)设计中使用AB类放大器。
AB类放大器的特点是效率高、成本低。
由于单管的输出功率高,仅需少量的功率管即可做到较高的输出功率,所以成本较低,且散热和结构设计可以简单化。
目前用在AB类的管子主要选LDMOS管,AB类放大器用最大包络功率PEP来描述其功率容量,类似A类的1dB压缩点。
射频电路设计规范
射频电路设计规范目录1.射频电路元器件封装注意事项 (1)1.1.1.电路板的叠构(PCBStaCkUP) (2)1.2.阻抗控制 (3)1.3.射频元器件的摆放 (3)1.4.射频走线应该注意的问题 (4)1.5.过孔的放置 (4)2.射频电路的电源设计的13个要点 (5)2. 1.概述 (5)3. 2.13个要点 (6)3.射频电路中射频PCB设计的EMC规范 (9)3.1.层分布 (9)3.2.接地 (9)3.3.屏蔽 (10)3.4.屏蔽材料和方法 (11)3.5.屏蔽罩设计的 (11)3.5.1.属屏蔽腔的基本结构 (11)3.5.2.金属屏蔽腔对PCB布局的工艺要求 (12)1.射频电路元器件封装注意事项成功的RF设计必须仔细注意整个设计过程中每个步骤及每个细节,这意味着必须在设计开始阶段就要进行彻底的、仔细的规划,并对每个设计步骤的进展进行全面持续的评估。
而这种细致的设计技巧正是国内大多数电子企业文化所欠缺的。
近几年来,由于蓝牙设备、无线局域网络(W1AN)设备,和移动电话的需求与成长,促使业者越来越关注RF电路设计的技巧。
从过去到现在,RF电路板设计如同电磁干扰(EM1)问题一样,一直是工程师们最难掌控的部份,甚至是梦魇。
若想要一次就设计成功,必须事先仔细规划和注重细节才能奏效。
射频(RF)电路板设计由于在理论上还有很多不确定性,因此常被形容为一种「黑色艺术」(b1ackart)o但这只是一种以偏盖全的观点,RF电路板设计还是有许多可以遵循的法则。
不过,在实际设计时,真正实用的技巧是当这些法则因各种限制而无法实施时,如何对它们进行折衷处理。
重要的RF设计课题包括:阻抗和阻抗匹配、绝缘层材料和层叠板、波长和谐波…等。
在WiFi产品的开发过程中,射频电路的布线(RFCireUit1ayOUtGUide)是极为关键的一个过程。
很多时候,我们可能在原理上已经设计的很完善,但是在实际的制板,上件过后发现很不理想,实际上这些都是布线(1ayOUt)做的不够完善的原因。
射频同轴连接器设计与工艺流程
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RF Coaxial Connectors Presentation射频同轴连接器
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王氏管理培训教材
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Content
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HistoryCharacterStructureSeriesSpecification
1
History
1
Series
SMZ (Type 43)
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7 / 30 / 2019
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Series
1.0/2.3
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7 / 30 / 2019
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1.6/5.6
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7 / 30 / 2019
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Series
SMS
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Series
SIS
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0 / 2019 zinc
Body
1
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Series
Picture
Series
MCX
MMCX
BNC
Adaptor
Description
Frequency
DC 6GHz
DC 6GHz
DC 2GHz
DC 18GHz
Impedance
50Ω
1
Structure
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Coaxial
Cable
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Structure
General Structure
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Structure
射频电路腔体结构设计
射频电路腔体结构设计1. 引言射频(Radio Frequency,RF)电路腔体结构设计是指在射频电路设计中,为了提高电路的性能和稳定性,设计合适的封装和腔体结构,以隔离电路与外界的电磁干扰,并提供良好的散热和机械保护。
本文将从射频电路腔体结构设计的背景、设计原则、关键要素以及常见的设计方法等方面进行详细介绍。
2. 背景射频电路广泛应用于通信、无线电、雷达、卫星等领域,其工作频率通常在几十千赫兹(kHz)到数十千兆赫兹(GHz)之间。
在这个频率范围内,电路的工作稳定性对于系统的性能至关重要。
射频电路的设计中,常常会遇到以下问题:•电磁干扰:射频信号容易受到外界电磁干扰的影响,从而导致系统性能下降。
•散热问题:射频电路的工作会产生较大的功率,需要有效地散热,否则会导致电路失效。
•机械保护:射频电路通常需要在恶劣的环境下工作,需要设计合适的腔体结构以保护电路。
因此,射频电路腔体结构设计成为了射频电路设计中的重要环节。
3. 设计原则射频电路腔体结构设计需要遵循以下原则:3.1 电磁兼容性射频电路的腔体结构应具备良好的电磁屏蔽性能,以防止电路受到外界电磁干扰的影响。
腔体结构的设计应考虑到电磁波的传播特性,并采取合适的材料和结构以提高电磁屏蔽效果。
3.2 散热性能射频电路的工作会产生较大的功率,因此腔体结构的设计应考虑到散热问题。
合理的散热设计可以提高电路的可靠性和寿命。
3.3 机械保护性能射频电路通常需要在恶劣的环境下工作,因此腔体结构的设计应考虑到机械保护的问题。
腔体结构应具备足够的强度和稳定性,以保护电路免受外界的物理损害。
4. 关键要素射频电路腔体结构设计的关键要素包括:4.1 材料选择腔体结构的材料选择应考虑到其电磁特性、机械强度和散热性能等因素。
常用的材料包括金属(如铝、铜、钢等)和非金属(如塑料、陶瓷等)。
4.2 结构设计腔体结构的设计应考虑到电路的布局和尺寸,以及电磁屏蔽、散热和机械保护等要求。
射频模块设计
天空噪声的噪声功率可表示为
N kTA B
式中B是带宽,k = 1.3810–23 J/K,是波尔兹曼常数。TA是天线噪声温度。 大气噪声源于闪电等因素,在10KHz附近最强,频率超过20MHz一般可忽略。
银河噪声来自遥远的天体,其最大值在20MHz附近,到500MHz可忽略。
人工噪声源多种多样。任何电路断开与合上时,在电路上产生的瞬时脉冲都 是人工噪声源,从通信、广播、电视、雷达、系统以至输电线的电磁辐射被 天线接收后都可看作对有用信号的干扰。
实际系统(混频器、放大器)1dB压缩点
动态范围定义为1dB压缩点(1dB compression point)和最小可检测信号 (minimum Detectable Signal, MDS)之间的区域。既可用输入功率表示,也 可用输出功率表示。
最小可检测信号
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匹配电阻负载的噪声电平为
Ni kTB
动态范围,1dB压缩点,最小可检测信号 14
混频器、放大器以至整个接收 机通常工作于线性区域,即输 出功率与输入功率呈线性关系, 其比例系数就是转换损耗或转 换增益。
线性工作时,输入功率的变化 范围,称为动态范围 (dynamic range, DR)。如果 输入功率超过动态范围的上限, 输出开始饱和;如果输入功率 低于动态范围的下限,噪声将 占主导地位。
电子元件的射频设计与天线配置
电子元件的射频设计与天线配置射频设计是电子工程的一个重要领域,它涉及到无线通信、雷达、卫星通信等众多应用。
在射频设计中,天线配置也扮演着至关重要的角色。
本文将详细介绍电子元件的射频设计与天线配置的步骤与注意事项。
一、射频设计的基本步骤1. 确定设计要求:首先,需要明确设计的目标和要求。
例如,确定工作频率范围、传输距离要求、功率要求等方面的参数。
2. 确定基本电路结构:根据设计要求,选择适合的射频电路结构。
常见的射频电路结构有共阴极放大器、共源放大器、混频器等。
3. 选取合适的被动元件:根据设计要求,选择合适的被动元件,如电感、电容、电阻等。
这些元件的选取将直接影响系统的性能。
4. 设计射频天线:根据实际应用需求,选择合适的射频天线。
射频天线的设计要考虑到天线增益、辐射方向性、频率范围等因素。
5. 仿真与优化:利用电磁仿真软件对射频电路进行仿真与优化。
通过仿真可以得到电路的性能指标,如增益、带宽、稳定性等。
6. 制作与测试:将设计好的射频电路制作出来,并进行测试。
测试结果可以用于验证设计的准确性,并进行必要的调整和优化。
二、天线配置的注意事项1. 天线位置选择:天线的位置选择主要根据应用需求来确定。
一般来说,天线应尽量远离其他电子设备和金属物体,以避免干扰和阻塞。
2. 天线类型选择:根据应用需求和工作频率选择合适的天线类型。
常见的天线类型包括定向天线、全向天线、扇形天线等。
3. 天线增益:天线的增益决定了天线的辐射功率。
在选择天线时,需要根据实际传输距离来确定需要的天线增益。
4. 天线辐射方向性:根据应用需求,选择合适的天线辐射方向性。
定向天线适合于远距离传输,而全向天线适合于近距离传输。
5. 天线阻抗匹配:天线和射频电路之间的阻抗匹配是天线配置中一个关键的步骤。
阻抗不匹配会导致信号反射,造成传输损失。
6. 天线天线的空间关系:在多天线配置中,天线之间的空间关系需要考虑。
例如,天线之间的距离和方向,在天线阵列中的阵列结构等。
通用射频卡读写模块的设计流程
通用射频卡读写模块的设计流程本设计为非接触式射频卡读卡器,它是基于单片机AT89S52与Philips公司的MF RC500嵌入式读写芯片设计开发的,整个系统包括由A T89S52构成控制模块,由MF RC500构成的射频模块,天线模块,由LCD1602构成的显示模块,通信模块以及若干标签等组成。
它能完成对Mifare1卡所有读写及控制操作,并且还可以方便的嵌入到其他系统(如:门禁,公交)中,成为用户系统的一部分。
一.设计思想本设计所研究的读卡器为非接触式的静距离无限读卡系统。
该系统为无线通信系统,对通信距离和通信信息的可靠性等都需进行研究。
主要考虑的问题在以下几个方面:①不同的射频读卡器系统拥有不同的通信频带,RFID按应用频率的不同分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)、微波(MW),相对应的代表性频率分别为:低频135KHz以下、高频13.56MHz、超高频860M-960MHz、微波2.4G、5.8G,在设计系统时,标签与天线和读卡芯片模块的带宽需严格匹配,否则将无法进行通行或出现通信错误。
本设计中采用的为高频频带,在天线设计过程中需严格遵守天线设计的参数要求,设计与高频相匹配的天线,并选用合适的标签,并且标签和射频芯片的需遵守相同的通信标准才能够成功的进行通信。
②由于RFID通信采用的无线通信方式,无线通信的通信信道是开放性信道,因此对通信安全有比较严格的要求,因此在通信时需要有严格的通信加密方式,才能够确保信息的安全性。
③在读卡的过程中,由于可能同时存在有多个标签在读写范围内,要能识别正确的标签,则需设计相应的防碰撞法则,以能够选择出对应的标签进行操作并防止出现通信混乱。
二.MF RC500芯片概述1. MF RC500芯片特点MF RC500是PHILIPS公司生产的高集成度TYPEA读写器芯片。
其主要性能如下:●载波频率为13. 56MHz;●集成了编码调制和解调解码的收发电路;●天线驱动电路仅需很少的外围元件,有效距离可达10cm;●内部集成有并行接口控制电路,可自动检测外部微控制器(MCU) 的接口类型;●具有内部地址锁存和IRQ线,可以很方便地与MCU接口;●集成有64 字节的收发FIFO缓存器;●内部寄存器、命令集、加密算法可支持TYPE A 标准的各项功能,同时支持MIFARE 类卡的有关协议;●数字、模拟、发送电路都有各自独立的供电电源。
射频设计流程
射频设计流程射频(Radio Frequency)设计是指在无线通信、广播、雷达、导航等领域中,设计和开发无线电频率电路的过程。
射频设计的流程是一个系统性的工作,其中包括设计目标的设定、系统需求的分析、射频电路的设计、模拟仿真、PCB设计和测试验证等环节。
下面,我们将详细介绍射频设计的具体流程。
1.确定射频电路设计目标在设计射频电路之前,首先需要明确设计的目标。
设计目标包括了工作频率范围、输出功率、灵敏度、线性度、带宽、噪声系数、稳定性和可靠性等参数。
这些参数的设定将直接影响到电路的设计和后续的测试结果。
因此,确定清晰的设计目标非常重要。
2.系统需求分析在明确了设计目标之后,需要进一步分析所设计的射频系统的需求。
包括了信号处理、通信协议、天线选择、功放的功率和类型、轨道跟踪等细节。
在分析中需要注意的是,这些需求在现实环境中可能会发生变化,需要考虑到可扩展性和灵活性。
在明确了设计目标和系统需求后,需要进一步进行射频电路的设计。
射频电路包括了各种器件和电路,如放大器、滤波器、混频器、振荡器等。
需要根据设计目标和系统需求,选择适当的器件和电路来完成射频电路的设计,使其能够满足整个系统的需求。
4.模拟仿真进行模拟仿真是射频电路设计的重要环节。
通过仿真可以评估射频电路的性能、估算电路参数、预测电路行为,并且可以找出可能存在的问题。
常用的仿真软件有ADS、Microwave Office、Genesys等。
5.PCB设计完成射频电路的仿真分析后,需要将设计结果转化为实体电路板。
PCB(Printed Circuit Board)设计是把电路原理图转化为具体的物理布局的过程。
在此过程中需要考虑到布局和线路的阻抗匹配、地线和电源线的设计、电路位置和电路板的大小等因素。
PCB设计中需要考虑到射频特性,并且完成后需要进行电路板的测试和验证。
6.测试验证完成射频电路的设计和PCB布局设计后,需要进行测试验证。
测试包括了S参数测试、功率测试、噪声系数测试、带宽测试、谐波测试等。
电子系统的射频设计和天线布局
电子系统的射频设计和天线布局随着无线通信和物联网技术的发展,射频(Radio Frequency,RF)设计和天线布局成为电子系统中非常关键的部分。
本文将详细介绍电子系统的射频设计和天线布局步骤,并分点列出相关内容。
1. 确定射频设计的需求和目标- 首先,需要明确电子系统的射频设计需求和目标,例如,射频通信的频段、传输速率、距离等。
2. 进行射频系统的整体架构设计- 在射频设计之前,需要进行射频系统的整体架构设计,包括选择适当的射频芯片、天线类型和模块等。
3. 射频电路设计- 根据射频设计需求和目标,进行射频电路设计,包括频率合适的放大器、滤波器、混频器等组件的选择和布局。
4. PCB 布局与层叠- 在射频电路设计完成后,需要进行 PCB 布局与层叠设计,以最大程度地减少信号干扰和串扰。
5. 电源和地线设计- 特别注意电源和地线的设计,将其布置在离射频电路尽可能近的位置,并采取有效的电源和地线隔离措施,以保证射频设计的稳定性。
6. 射频敏感布线- 在布线过程中,应该避免射频信号与高速数字信号相交叉,避免射频敏感布线。
7. 进行射频仿真与调试- 在完成 PCB 布局后,进行射频仿真与调试,检验设计的合理性,并根据仿真结果进行必要的优化。
8. 天线布局设计- 在射频设计完成后,进行天线布局设计。
根据不同的应用场景和需求,选择合适的天线类型和布局方式。
9. 天线辐射方向和天线增益选择- 根据需要确定天线的辐射方向和天线增益。
不同的应用场景和需求可能需要不同类型的天线。
10. 天线位置选择- 根据电子系统的布局和外部条件,选择合适的天线位置。
天线应尽量避免与金属物体接触以减少信号干扰。
11. 天线与电路间的连接- 在连接天线与电路之前,需要选择合适的连接器和线缆,以确保射频信号的传输质量。
12. 进行实际测量和测试- 射频设计与天线布局完成后,进行实际测量和测试,验证设计的性能和稳定性。
总结:电子系统的射频设计和天线布局是一个复杂而关键的过程。
射频设计过程
射频设计过程A.1目的本附录的目的是,工程设计人员在进行个人通信网络射频部分设计时,为了满足服务质量、覆盖以及容量要求所需要的基本作法、技术和一定限度的灵活性。
A.2过程概述个人通信系统的射频部分设计由两个阶段组成:初步设计,最终设计。
初步设计阶段是建立一个新网络射频设计的基础,其中包括·收集和综合设计输入数据,以表示网络运行区域的特征。
·用有限的路测结果调整预测工具,使其预测出所设计业务区内所需基站的大致数目。
·在搜索区域内选出备选站点,指导基站选定过程。
最终设计阶段目的是·用实际的测量数据完善并最终确定射频系统设计图A.1 PCS系统射频设计过程A.3 初设阶段初设流程如图A2所示,在初设之前,需要提供各种输入数据,一些重要的输入数据,包括需要覆盖的范围图、由运营者提供的话务量要求以及由系统设备制造商提供的链路预算和覆盖/容量测试。
在链路预算中,包括了诸如车辆和建筑物的穿透损耗、天线增益以及衰落储备等。
其他输入包括下列内容的要求和详细说明:·语音质量·天线类型和挂高·通话率·话务密度和分布下面将描述初设过程中每一步需要完成的内容。
A.3.1步骤一工程计划和要求设计过程的第一步是举行一系列由运营商和设备供应商参加的会议·确定工程计划和进度·确定设计要求·审查必要的设计输入文件及收集到的文件内容·确定和理解每条设计原则和设计限制在会议期间,任何工程要求的变化应当记录和存档,各方的不同意见应及早达成一致。
最后在运营者和设备供应商之间达成谅解备忘录,并确定最终用于设计的链路预算。
A.3.2步骤二准备在准备过程中,要收集开始设计所必须的数据和信息。
这一过程包括确定要收集的数据是否可以得到,并要求相关方面提供设计所需要的数据。
以下三项内容需要提供数据·地形——1:24000的地图。
射频模块电路布局方案
万物互联、5G的发展,带来连接数的爆发增长,这将使射频通信模块需求量的不断扩大并且使射频模块自身价值的提升,市场前景广阔。
那么,射频模块电路的布局方案有哪些呢?下面就给大家详细讲解一下吧。
1频综布局单频综布局。
通常采取如图形状进行布局:左臂支为参考频率源及锁相环控制电路,右臂支为压控制振荡器(VCO)输出隔离放大电路。
中部环状为锁相环(PLL)乒乓切换式频综布局,又叫音叉式布局:音叉的两臂为对称两个PLL频综,臂交汇点为开关切换装置。
公共臂为切换后输出放大两路。
多通道收发接收机或者发射机本振电平分配电路布局:对称树状布局。
2混频器(MIXER)电路布局混频电路又称上下变频电路,是发射机和超外差式接收机的重要组成部分,是一种典型的频谱搬移电路。
对于接收机来讲,其原理就是将接收到的射频信号(RF)与本振电路(LO)进行下变频以产生较低频的中频信号(IF),中频信号经过放大后再进行检波以还原原始信号。
对于发射机来讲,其原理就是将中频信号与本振电路进行上变频以产生较高的射频信号,射频信号经过放大后再进行发射。
T字布局异面——上变频方式:RF支路跟LO支路异面,IF支路与LO同面。
这样布局能够最大限度较少本振泄漏到RF支路。
字布局异面——下变频方式:RF支路跟LO支路同面,IF支路与LO异面。
3声表滤波器电路布局声表滤波器的输入和输出最好分别放在PCB正反两面,输入输出电路在实际布线时,尽可能地减少传输线长度;条件允许的化,在微带线周围铺地(微带线与地的距离大于等2倍微带线宽),在地平面沿传输线打地孔。
不用的空间都给铺上地;减少微带传输线的不连续性环节,比如突变,拐弯等。
如果输入输出电路在PCB同一安装面,又处于同一腔体。
应该在腔体内表面贴装微波吸收材料,以达到降低反射,增大分布电容的损耗的目的,最终达到减少输入输出电路相互耦合。
输入匹配电路的电感和输出匹配电路的电感相互垂直放置,以使电感的磁场方向相互垂直,从而减少耦合。
射频模块工艺流程
射频模块工艺流程
射频模块是一种通过无线通信实现数据传输的装置,广泛应用于通信、物联网、无线传感器网络等领域。
射频模块的工艺流程包括元器件选型、电路设计、PCB设计、射频模块生产等环节。
首先,射频模块的工艺流程开始于元器件的选型。
根据产品的功能需求和性能要求,选择合适的芯片、天线、滤波器、放大器等器件,确保其具备良好的信号传输能力和抗干扰能力。
其次,进行电路设计。
根据产品需求,设计射频模块的整体电路连接和信号传输路线,优化布局和分隔电路,降低干扰和噪声。
然后,进行PCB设计。
将电路设计转化为PCB排线图,确定各元器件的位置和布局,并进行电路的布线和连接,在满足电路要求的前提下,最大程度上减小尺寸和体积。
之后,进行射频模块生产。
首先需要制作PCB板,通过将电路布线图转化为PCB板的制作工艺,并通过电镀、蚀刻、钻孔等工艺制作出成品。
然后,将元器件固定在PCB板上,通过焊接等工艺将元器件与PCB板连接起来。
完成射频模块的制作后,需要进行功能测试和性能测试。
通过连接电源和外部设备,测试射频模块是否正常工作,检测信号传输是否稳定、抗干扰能力是否良好等。
若测试结果不符合要求,需要进行返工或调整。
最后,进行封装和包装。
将射频模块进行外壳封装,以提高其抗干扰和防护能力。
同时,根据产品的不同用途和客户的需求,进行外观设计,并进行产品的标识和包装,以便于销售和运输。
总之,射频模块的工艺流程包括元器件选型、电路设计、PCB 设计、射频模块生产、功能测试、封装和包装等环节。
只有经过严格的工艺流程和测试,才能确保射频模块的性能和质量,满足用户的需求。
射频电路开发流程
射频电路开发流程射频电路是现代通信系统中至关重要的组成部分,它在无线通信、雷达、卫星通信等领域中起着重要的作用。
射频电路开发流程是指设计和开发射频电路的一系列步骤和方法。
本文将介绍射频电路开发流程的主要步骤,并对每个步骤进行详细说明。
1. 需求分析在射频电路开发之前,首先需要进行需求分析。
这包括了解系统的工作频率范围、输出功率要求、带宽、增益、噪声系数等参数。
同时,还需要考虑电路的可靠性、体积、功耗和成本等因素。
2. 市场调研在进行射频电路开发之前,进行市场调研是非常重要的。
这样可以了解市场上已有的产品和技术,找出竞争优势和创新点。
同时,还可以了解竞争对手的产品特点和优缺点,为自己的产品定位和设计提供参考。
3. 概念设计在概念设计阶段,需要根据需求分析和市场调研的结果,进行初步的电路结构设计。
这包括选择合适的射频器件、电路拓扑结构和参数。
同时,还需要进行初步的仿真和评估,以确保设计的可行性和性能要求的实现。
4. 详细设计在详细设计阶段,需要进行更加具体和详细的电路设计。
这包括电路原理图设计、PCB布局和布线,以及射频器件的选型和参数调整。
同时,还需要进行电磁兼容性设计和射频信号完整性分析,以确保电路的稳定性和可靠性。
5. 原型制作在详细设计完成后,需要制作电路的原型进行验证。
这包括将设计好的电路板进行制作和组装,并进行初步的测试和调试。
通过测试和调试,可以评估电路的性能和功能是否符合设计要求,并进行必要的调整和优化。
6. 仿真和优化在原型制作完成后,可以进行更加精确和细致的仿真和优化。
通过使用射频仿真软件,可以模拟电路在不同工作条件下的性能和特性。
根据仿真结果,可以优化电路参数和结构,以提高电路的性能和稳定性。
7. 测试和验证在进行仿真和优化后,需要进行电路的测试和验证。
这包括使用测试仪器和设备对电路进行性能和功能的全面测试。
通过测试和验证,可以确保电路的性能和功能符合设计要求,并进行必要的修改和调整。
射频电路开发流程
射频电路开发流程射频电路开发是指设计和制造能够处理射频信号的电路和系统。
射频电路广泛应用于通信、雷达、无线电等领域。
在进行射频电路开发时,需要经历一系列的流程,以确保设计的电路能够满足设计要求并能够正常工作。
本文将介绍射频电路开发的整体流程。
一、需求分析在开始射频电路的开发之前,首先需要进行需求分析。
这包括了对所需电路的功能、性能、参数等方面的分析。
通过与客户或项目组的沟通,明确电路的需求,为后续的设计和制造工作提供指导。
二、电路设计在需求分析的基础上,进行电路设计。
电路设计是射频电路开发的核心环节。
首先,需要选择合适的器件和元件,如放大器、滤波器、混频器等,这些器件和元件的选择应根据需求分析确定。
然后,进行电路的原理设计和电路图绘制。
在设计中,需要考虑电路的性能、稳定性和可靠性等因素,并进行相应的仿真和优化。
三、电路制造电路设计完成后,需要进行电路的制造。
这包括了电路板的制作、元器件的焊接和组装等工作。
电路板的制作可以通过打样、PCB制作等方式实现。
元器件的焊接和组装需要按照电路图和设计要求进行,确保电路的正确性和稳定性。
四、电路测试完成电路制造后,需要对电路进行测试。
电路测试是验证电路性能和功能的重要环节。
常用的测试方法包括频率响应测试、功率输出测试、噪声测试等。
通过测试,可以检测电路是否满足设计要求,并对电路进行调整和优化。
五、系统集成电路测试通过后,需要将电路集成到系统中。
系统集成是将各个模块连接在一起,确保整个系统能够正常工作。
在集成过程中,需要进行系统的调试和优化,以确保系统的稳定性和性能。
六、系统测试系统集成完成后,需要对整个系统进行测试。
系统测试是验证整个系统性能和功能的环节。
通过系统测试,可以检测系统是否满足设计要求,并对系统进行调整和优化。
七、系统交付系统测试通过后,可以将系统交付给客户或使用者。
在交付前,需要进行系统的验收和确认,确保系统符合合同要求和用户需求。
射频电路开发流程包括需求分析、电路设计、电路制造、电路测试、系统集成、系统测试和系统交付等环节。
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武汉虹信通信技术有限责任公司 WRI_HX0 修改记录版本号 C/0 武汉虹信通信技术有限责任公司管理文件文件编号 HX/QI/0363实施日期 2009.05.04 结构设计规范—射频模块结构设计流程页次: 1/11目 录0、修改记录1、 模块总体设计原则2、 模块机电交互设计原则3、模块结构设计原则之零件建模4、模块结构设计原则5、模块加工、包装编制 吴卫华 审核 甘洪文 批准 余勋林1 模块总体设计原则1.1模块总体设计原则之TOP-DOWN设计⏹总纲领:自顶向下的设计原则,是整机布局设计的后续任务;⏹现在做了哪些:列出设计原则,设计要点;⏹哪些还不完善:范例还不完善,技术还在发展;⏹后期怎么去做:完善范例,追踪技术发展方向。
1.1.1 在整机设计中考虑模块体量⏹长度和宽度由整机布局给出参考尺寸;⏹厚度由PCB堆叠的层数确定,堆叠的PCB间如果有电源,信号或射频的硬连接,此两PCB的板间距离由连接器的高度确定,合理选择较高器件的封装形式;⏹模块长度、宽度、以及安装孔的距离尺寸取到模数尺寸,优选为0或5结尾,次选为3和8结尾;⏹模块的安装厚度(既安装孔处的厚度)按照虹信公司紧固件规范选用。
1.1.2 在整机设计中考虑接口方式⏹电源的接口方式,有直接的插座引出,有和监控合并后的多PIN座转接或盲插;⏹监控的接口方式,有直接的DB9座引出,有和电源合并后的多PIN座转接或盲插;⏹射频的接口方式,方向上分有垂直向上和水平方向,按与外部电缆连接分有螺口和卡口,常用规格有SMA和SMB和N型,根据整机布局,整机的射频指标、频率和功率等合理选取;⏹其他接口方式,可以参考上述3点,合理选取。
1.1.3 在整机设计中考虑安装方式⏹模块的四个对角应有安装孔,大功率射频模块靠近放大管的部位需根据情况加一安装孔;⏹若模块安装在中蓝顶(或类似侧壁安装的情况),模块的安装孔平面不可相对模块顶部下沉;⏹规定M3,M4用在哪些地方(根据功率大小);⏹固定PCB用的M2、M2.5如何选用,材质确定(蓝白锌和不锈钢)。
1.1.4在整机设计中考虑模块的外部散热条件⏹由于整机的体积功率密度的限制,以及模块排列的日益紧凑化,应有整机散热方案;⏹射频模块由于布板和结构限制,从热源到热沉的传热通道存在哪些瓶颈;⏹分配到模块的结壳热阻会影响到模块的尺寸和PCB布局方式;⏹目前公司可行的方法是热测试和软件模拟,基本满足设计要求。
1.1.5 在整机设计中考虑模块运动检查⏹模块安装操作空间,插座接头操作安装空间;⏹模块的外部接口需要连接其他单板和模块;有一直线方向的运动距离;⏹射频电缆接头是否为直头或弯头或受指标限制必须为直头等因素决定接头的类型;⏹供电和监控是带导向的盲插还是软跳线决定插头型号和方向,在《模块结构设计输入文件表》中说明,见附件。
1.1.6输出格式:可以是2D 的工程图,含必要的投影视图;也可以是PROE的prt示例1:单板的毛坯图示例2:模块整体的外形图1.2模块总体设计原则之标准化图例1.2.1 模块典型结构堆叠结构(依据堆叠设计原理,堆叠厚度确定,每层定高,凹凸利用);双面腔结构;⏹无盖板裸单板结构(局部屏蔽罩):屏蔽罩的系列化,标准化(结合典型电路);⏹单面腔+压条结构(考虑禁用);表11.2.2 模块之典型电路射频,数字,电源,监控的典型电路面积,板的层数,散热的要求,屏蔽的要求;(结构人员提供表格要求模块开发人员填写)对于无经验的模块,在预研时可以仿板,抄板,总结经验教训后给出典型电路,面积,屏蔽腔方案。
1.2.3 模块常用器件,接插件CAD封装图依据电子元器件优选库,建立结构关键器件(接口类,超高类,发热大类等等)封装库(画出第一脚,外形要准确),以及PROE的PRT(附电子档)。
1.2.4 设计间隙的留放原则射频接头离结构件间隙的考虑(EMC,结构加工精度);收集后出表格CHECKLIST规定;PCB外围轮廓相对盒体边缘的负公差值(防磕碰时PCB直接受力),PCB镀锡宽度相对压条宽度的正公差(良好电连接)。
1.3模块总体设计原则之堆叠设计:1.3.1 堆叠层数根据模块开发的并行化设计原理,根据射频,数字,选频,监控等不同部分,合理分层,有利于专业分工开发,提高开发质量和效率。
基本配置布在最底层板,选配的布在上层板,有利于结构件成本的最优化。
1.3.2 每层厚度每层厚度主要取决于PCB底部最高器件,PCB顶部最高器件,以及板间连接器高度3个因数。
部分封装高度较高的器件要给出低封装高度的备选方案(可能成本会上升),当它成为高度瓶颈时要综合取舍。
1.3.3 凹凸原则两层相邻的PCB,上层PCB背面和下层PCB顶面,较高的器件错位摆放。
可选择高度较低的板间连接器,同时减少模块厚度和结构件成本。
1.3.4 层间连接避免或减少装卸PCB需要动烙铁的情况。
模块装配调测工艺的考虑:较少紧固件,合理的EMC屏蔽,便于用简易工装夹具调测。
1.3.5 屏蔽腔选取射频、数字及电源之间相互隔离屏蔽良好。
1.3.6 模块长宽高精确尺寸确定(系列化的安装尺寸,标准化的安装高度)长度和宽度在整机布局中根据要求精确给出;高度根据层数,层间距离以及层间连接大致确定,然后根据虹信紧固件规范把模块高度或模块安装高度合理调整到符合规范数值。
1.3.7 层间散热的传导通道⏹堆叠各层间按从底层到顶层间热耗应遵循逐层递减规律确定;⏹一般底层PCB上的屏蔽不推荐采用导电胶形式,用压条面和PCB上的镀锡或镀金面直接接触,保证上层的热可以有一条低热阻通道导到下层;⏹PCB上的镀锡或镀金面要均布有金属化过孔,一是良好电连接,二是良好的散热通道可以把热从PCB正面导到背面的大面积接地覆铜层。
1.3.8 最小壁厚和最小间隙的检查摆放较高元件时,难免要掏槽避让,最薄壁厚不要低于1mm,最小间隙不要小于0.5mm。
1.3.9 模块散热的基本原则⏹查器件DATA Sheet,列出发热器件的封装,热阻和允许结温;(设计输入明确)⏹放在整机中散热仿真拿到放大管结温,PCB平均温度,和PCB上其他热敏感器件结温数据;⏹散热和隔热结合。
1.3.10 PCB背面器件高度确定PCB波峰焊,背面器件高度不许高于。
注:1.1和1.3条是一个交互的过程,如果堆叠设计后的模块体量超标,要返回到TOP-DOWN设计,修改整体方案或模块间的体量调整。
2 模块机电交互设计原则2.1 模块机电交互设计原则之毛坯图设计(关键)2.1.1 统一规定的PCB布板设计要点⏹外观、尺寸、孔径、限高、禁布区域、热过孔、过孔、热敏电阻探头位置、压条镀锡的宽度、内外R角、供电接口、监控接口、射频接口、PCB间射频连接、监控连接、供电连接等方式、背部器件高度的极限规定等;⏹TOP和BOTTOM规定:一个是相对PCB而言,一个是相对在模块中的可视方向而言,如果两者一致,可不做特别说明,如果相异,一定要加以说明。
2.1.2 毛坯图的规范格式毛坯图的参照基点;以及所有关键尺寸圆整到0.1。
2.1.3 ESD原理及ESD应对方案ESD原理是电子往低电压跑,即往地线上跑,不要让电子经过数据线走到地上,而是让电子直接走到地上即可。
ESD应对方案:1.封堵缝隙;2.本体接地(无功能pin);3.前段截电(有功能pin)。
前提是电子在布板的时候一定要多铺地,尤其是绕板边一圈和接插件的四周。
2.1.4 EMC下螺钉间距(考虑结构件刚性)的合理选取⏹屏蔽压条考虑用弹性导电体减少螺钉数量;⏹不同频率和屏蔽等级下的间距选取请参见虹信EMC设计规范;⏹螺钉间距不大于信号最高频率的1/4波长(主要指射频)。
2.2 模块机电交互设计原则之PCB输出⏹需要PCB的顶和底两层数据信息;⏹需要各类过孔的数据信息;⏹导出格式为DXF格式;⏹无法在PCB上看到的器件封装需特别说明;⏹关键器件的热特性。
3 模块结构设计原则之零件建模3.1 PCB建模步骤方法3.1.1层的简化提炼PCB顶和低层的毛坯图,简化图元,通过颜色区分,建PCB的标准PROE模型作为原始结构设计输入文件。
3.2装配模式设计⏹要求所有零件的特征基于PCB的导入DXF文档;⏹模块改版后导入新的DXF文档,对比修改相关特征图元的约束关系。
3.3 底板设计3.3.1底部需涂硅胶模块撬位的设计方法螺钉孔打在模块上,底部撬位在整机布局设计上考虑。
3.3.2底部沉头螺钉沉头孔的尺寸底部沉头螺钉沉头孔的尺寸见表2。
表2 单位:mm3.3.3.放大管处的加工要求,底板厚度⏹放大管处为减小接触热阻,一般要求粗糙度0.8,底板1.6,接合面1.6,未注3.2;⏹对应的底板厚度不宜太低(不低于4mm),以免过高的扩散热阻;⏹紧固的螺孔要取到可取的上限,保证最大的固定扭矩(按器件DATA SHEET推荐选用)。
3.4 中间结构层设计⏹下层PCB的屏蔽腔和上层PCB的安装面;⏹板间连接会在此结构层上形成很多通孔;⏹厚度由板间连接和高的器件确定。
3.5 上盖设计⏹上盖的屏蔽腔优选导电胶;⏹上盖的外表面为标识丝印层。
4 模块结构设计原则4.1 模块表面处理⏹导电氧化的颜色为本色;⏹喷砂和拉丝不推荐使用;⏹表面电阻的要求见HX/QI/03××表面处理规范。
4.2 丝印及激光蚀刻的适用范围详见HX/QI/03××标识规范。
4.3 一些关键面粗糙度要求⏹射频连接器和PCB安装面垂直度不大于0.5°;⏹模块底面的平行度和平面度要求不大于0.2;⏹放大管底部粗糙度不大于0.8;5 模块加工、包装5.1 模块加工5.1.1 底板一般考虑材料缺陷、EMC、导热,侧重点考虑CNC加工的工艺性。
5.1.2 堆叠结构盖板考虑压铸生产趋势(增加脱模斜度,底部内圆角加大,肉厚均匀过度等)。
注:边缘一侧螺孔不要边宽逢中,要靠内侧一些,避免增加脱模斜度后肉太薄,决定本层厚度极限的高器件不要离侧壁太近。
5.1.3 螺钉一般用M2和M2.5,用M2.5螺钉对模块材质的要求相应提高。
5.1.4 一些单向可以放宽的变形,比如模块底部的平面度,规定0.2,如果中部向上拱起不允许,向下可将尺度放宽。
5.2 模块包装5.2.1 绝大多数的导电材料对硫敏感,纸中一般含硫,有导电胶的上盖内包装不可用纸包装。
5.2.2 PCB地面要求良好的接地性能,对应的盒体面贴膜防划伤、灰尘等等。
5.2.3 丝印面贴膜防划伤。
其他要求详见物料包装规范。
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