PCBブログ - RF PCB配線総合ガイド

RF PCB配線とは、RF回路基板設計における配線プロセスを指し、一般に高周波信号伝送のレイアウトと設計に関する。無線周波数信号は30 MHzから10 GHzの範囲内の電磁波であり、無線通信、レーダー、RFIDなどの分野に広く応用されている。無線周波数信号の特性上、配線には信号の完全性と信頼性を確保するための高い要求がある。

RF PCB配線ステップ

1.機能と需要分析

設計を開始する前に、動作帯域、電流、電圧、および主要なRFデバイスタイプを含むPCBの機能を詳細に分析する必要があります。また、回路基板の電磁互換性（EMC）と関連無線周波数指標を考慮し、後続の設計の基礎を築く必要があります。

2.材料選択と積層構造

高周波応用に適したPCB材料を選択し、板の積層構造を合理的に設計する。材料の選択は信号損失だけでなく、インピーダンス整合と電磁干渉にも重要な影響を与える。さらに、信号伝播経路を最適化するために、スタック構造を明確に定義する必要があります。

3.コンポーネントレイアウト

レイアウト段階では、コンポーネントの配置は、無線周波数信号経路コンポーネントのような一定の原則に従う必要があります。例えば、アライメント長を低減し、交差干渉を回避するために、できるだけ近くに整列しなければなりません。大電力回路と低電力回路はできるだけ分離し、敏感なアナログ信号は高速デジタル信号と無線周波信号から離れ、信号の安定性を確保しなければならない。

4.配線設計

配線する際には、無線周波数信号の整列をできるだけ短くまっすぐにして、線路の突然変異を減らし、ビアの使用をできるだけ減らし、他の信号線と交差しないようにしなければならない。無線周波数信号線は接地点の周りに配置され、接地効果を高め、ノイズと干渉を減らすべきである。

5.インピーダンス整合

信号の反射と損失を最小限に抑えるために、回路のインピーダンス整合を確保するように設計する必要があります。具体的には、特定のインピーダンス要件を満たすために、材料の特性に応じて無線周波数アライメントの幅と厚さを合理的に設計しなければならない。

6.安全検査とシミュレーション

初期設計が完了したら、信号の完全性と回路の信頼性を確認するために、設計に対して複数回の安全検査とシミュレーションを行う必要があります。専門的なシミュレーションツールを使用すると、潜在的な問題を発見し、必要な調整と改善を行うことができます。

7.最終的な最適化と製造

設計が正しいことを確認した後、最終的な最適化と関連書類の準備を行い、設計をPCBメーカーに提出して生産する。この段階では、実際の用途における設計の実施効果を確保するために、製造プロセスの実行可能性も考慮しなければならない。

RF PCB配線の重要な原則

1.平行線を避ける

RF PCB設計では、一般に並列配線は推奨されておらず、特に信号経路をできるだけ減らすべきである。並列配線が必要な場合は、信号干渉を低減するために、2つの回線の間に接地線を追加する必要があります。

2.制御配線長

無線周波数信号の伝送速度は非常に速いため、配線長はできるだけ短くして、信号遅延と電力消費を減らす必要があります。インピーダンス整合を実現するためには、回路の幅と間隔を正確に制御する必要があります。

3.電気区分

レイアウトでは、電源、デジタル回路、アナログ回路は通常、領域をまたぐ配線を避けるために分離されています。デジタル回路とアナログ回路は一定の距離を維持して、信号ループ面積を減らして、耐干渉能力を高めるべきである。

4.大面積接地を採用

各層はできるだけ多くの接地を配置し、主接地に接続しなければならない。これにより、信号の完全性が向上し、電磁干渉が減少します。良好な接地設計は信号品質を保証する重要な要素である。

5.合理的な隔離措置をとる

設計では、結晶発振器、フィルタ、増幅器などの重要なモジュールは、相互干渉を最小限に抑えるために、できるだけ低消費電力モジュールから隔離されなければならない。合理的なレイアウトと平面レイアウトは、システムのパフォーマンスを向上させることができます。

6.信号の完全性を確保する

無線周波数アラインメントは通常穿孔すべきではないが、層を変更する必要がある場合は、経路インダクタンスと信号漏洩を減らすために、できるだけ開口サイズを小さくしなければならない。同時に、信号間の結合を減らすために、線路の周囲に追加の接地を配置しなければならない。

7.照明の使用

高周波用途では、位相誤差を回避し、できるだけ線長と線間隔を等しくするために、線幅を10 mil以上にするように設計する必要があります。これはRF信号の安定性にとって極めて重要である。

無線周波数PCB配線は高周波回路設計における重要な一環であり、機能分析、材料選択からインピーダンス整合とシミュレーションまでの複数のステップに関する。合理的なルーティングは信号の完全性と信頼性を高めるだけでなく、干渉と損失を効果的に低減する。