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電子設計

電子設計 - RF PCBレイアウトとルーティング経験の要約

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電子設計 - RF PCBレイアウトとルーティング経験の要約

RF PCBレイアウトとルーティング経験の要約

2021-10-20
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Author:Downs

無線周波数 多くの理論的な不確かさがあるので、デザインは一種の「黒い芸術」としばしば記述されます, しかし、このビューは部分的にのみ正しいです. RF回路基板設計には、後に続くことができて、無視されるべきでない多くのガイドラインがあります. The following is a summary of the conditions that must be met when designing the RF layout of the mobile phone PCB board:

1.1 Separate the high-power RF amplifier (HPA) and the low-noise amplifier (LNA) as much as possible. 簡単に言えば, 高出力RF送信機回路を低電力RF受信機回路から遠ざける. 携帯電話には多くの機能と多くのコンポーネントがあります, でも PCBスペース 小さい. 同時に, 配線設計プロセスが最高限度を有することを考える, これらのすべては、デザインスキルのための比較的高い要件を持っている. この時に, 4層から6層のPCBを設計し、それらを同時に動作させるのではなく、交互に動作させる必要があるかもしれない. High-power circuits sometimes include RF buffers and voltage controlled oscillators (VCO). PCBの高出力領域に少なくとも1つの地面があることを確認してください, 好ましくはバイアなしで. もちろん, より多くの銅, より良い. 高感度アナログ信号は、高速デジタル信号とRF信号からできるだけ遠く離れていなければならない.

1.2デザインパーティションを物理的なパーティションと電気パーティションに分解できます。物理的な分割は主にコンポーネントのレイアウト、向き、および遮蔽の問題を含んでいます電気分配は、配電、RF配線、高感度回路及び信号、接地のためのパーティションに分解され続ける。

PCBボード

1.2.1物理的分割の問題について議論します。コンポーネントのレイアウトは、良いRF設計を達成するためのキーです。最も効果的な技術は、RF経路上で最初に部品を固定し、RF経路の長さを最小にし、入力から出力を遠ざけ、高出力回路および低電力回路の可能なグランド分離を維持するために、それらの向きを調整することである。

最も効果的なpcb積層法は,表面層下の第2層上に主グラウンドプレーン(主グラウンド)を配置し,rf層をできるだけ表面層に配線する方法である。RF経路上のビアのサイズを最小化することは、経路インダクタンスを減少させるだけでなく、主グラウンド上の仮想はんだ接合を低減することができ、また、ラミネート内の他の領域に漏洩するRFエネルギーの機会を低減することができる。物理的空間では、多段増幅器のような線形回路は通常、複数のRFゾーンを互いに分離するのに十分であるが、デュプレクサ、ミキサ、および中間周波増幅器/ミキサは、常に複数のRF/IFSを有する。信号は互いに干渉するので、この効果を最小限にするために注意しなければならない。

1.2.2 RFとIFトレースはできるだけ交差させ、可能な限りそれらの間に地面を置くべきです。正しいRF経路は、PCB基板全体の性能にとって非常に重要である。これは、通常、コンポーネントのレイアウトが、通常、携帯電話PCBボード設計においてほとんどの場合に占める。携帯電話PCBボードの設計においては、通常、低雑音増幅回路をPCBボードの片側に配置することができ、高出力増幅器を他方の側に配置し、最終的には、デュプレクサを介して、同じ側のRF端部およびベースバンド処理に接続される。デバイスの端のアンテナに。いくつかのトリックは、ストレートスルーホールが基板の一方の側から他方のRFエネルギーを転送しないことを保証するために必要とされる。一般的なテクニックは両側にブラインドホールを使用することです。ストレート・スルーホールの副作用は、PCBボードの両側にRF干渉がない領域にストレート・スルー・ホールを配置することによって最小にすることができる。時々、複数の回路ブロック間の十分な分離を確実にすることは不可能である。この場合、RF領域でRFエネルギーを遮蔽するために、金属シールドの使用を考慮する必要がある。金属シールドは、地面にはんだ付けされなければならなくて、構成要素で保たれなければなりません。適切な距離なので、貴重なPCBボードスペースを取る必要があります。

1.2.3適切で効果的なチップパワーデカップリングも非常に重要です。集積された線形回路を有する多くのRFチップは、パワーノイズに非常に敏感である。通常、各チップは、すべての電力ノイズがフィルタリングされることを保証するために、最大4個のコンデンサおよび絶縁インダクタを使用する必要がある。集積回路または増幅器は、しばしばオープンドレイン出力を有するので、プルアップインダクタは、高インピーダンスRF負荷および低インピーダンスDC電源を提供するために必要である。同様の原理は、このインダクタ側での電源の分離に適用される。

1.3携帯電話のPCBボードを設計するときは、以下の側面に大きな注意を払うべきです

電力供給及び接地線の1.3.1処理

PCB基板全体の配線が良好であっても、電源やグランド配線の不適切な考慮による干渉は、製品の性能を低下させ、製品の成功率にも影響を与えることがある。したがって、電気配線と接地線の配線を真剣に取らなければならず、電気配線と接地線によって発生するノイズの干渉を最小限に抑え、製品の品質を確保する必要がある。電子製品の設計に携わるエンジニアは、接地線と電源線との間のノイズの原因を理解しており、現在ではノイズ抑制の低減のみを説明している。

(1)電源とグランドとの間にデカップリングコンデンサを付加することは周知である。

(2)電源線及び接地線の幅をできるだけ広くし、好ましくは接地線幅を電源線より広くし、それらの関係は接地線>パワーワイヤ>信号線、通常は信号線幅は0.2 m×1/2×0.3 mm、細い幅は0.05 m×1/2×0.7 mmに達し、パワーコードは1.2×1/2 2.5 mmである。デジタル回路のPCBについては、広い接地線を使用してループを形成することができ、すなわち、接地網を形成する(アナログ回路のグランドはこの方法では使用できない)

1.4高周波PCB設計のための技術と方法は以下の通りです。

伝送路の角は、リターン損失を減らすために45

1.4.2高性能絶縁回路基板は、絶縁抵抗値が厳密にレベルに応じて制御されなければならない。この方法は,絶縁材料と隣接配線との間の電磁界の効果的な管理に資する。

1.4.3改善する PCB設計 高精度エッチング関連仕様. 指定された線幅の合計誤差は+/- 0.0007インチ, 配線形状のアンダーカット及び断面を管理する必要がある, そして、配線側壁のめっき条件を指定すべきである. The overall management of wiring (wire) geometry and coating surface is very important to solve the skin effect problem related to microwave frequency and realize these specifications.