PCB技術 - 回路基板工場：無線周波数無線無線周波数回路設計における一般的な問題

回路基板工場：無線周波数無線無線周波数回路設計における一般的な問題

無線周波数（RF）PCB設計は、現在公開されている理論には多くの不確実性が存在し、しばしば「ブラックアート」として記述される。通常の場合、マイクロ波以下の周波数帯域の回路（低周波数と低周波数デジタル回路を含む）について、各種設計原則を全面的に把握した上で入念に計画することは、一度の設計成功の保証である。マイクロ波以上の周波数帯域と高周波のPCデジタル回路では、回路品質を確保するために2〜3つのバージョンのPCBが必要です。マイクロ波帯域以上の無線周波数回路については、通常、より多くのバージョンのPCB設計と継続的な改良が必要であり、かなりの経験を前提に行われている。これは無線周波数電気設計の難しさを示している。

デジタル回路モジュールとアナログ回路モジュールとの干渉

アナログ回路（RF）とデジタル回路が別々に動作している場合、それらはうまく機能している可能性があります。しかし、両方を同じ回路基板に置き、同じ電源を使って動作すると、システム全体が不安定になる可能性があります。これは、デジタル信号が常に地電源と正電源（>3 V）の間で揺動し、周期が極めて短く、通常はナノ秒オーダーであるためである。これらのデジタル信号は、大きな振幅と短い切り替え時間のために、切り替え周波数に依存しない高周波成分を多く含む。アナログ部では、無線同調ループから無線装置の受信部に送信される信号は、通常1°V未満である。したがって、デジタル信号と無線周波数信号との差は120 dBに達することができる。明らかに、デジタル信号と無線周波数信号がうまく分離できなければ、微弱な無線周波数信号が破壊される可能性がある。その結果、ワイヤレスデバイスの動作性能が悪化し、まったく動作しなくなります。

でんげんざつおんぼうがい

RF回路は電源ノイズに非常に敏感であり、特にバリ電圧や他の高周波高調波に敏感である。マイクロコントローラは、内部クロックサイクルごとに短時間で電流の大部分を突然汲み上げる。これは、現代のマイクロコントローラがCMOS技術を用いて製造されているからです。したがって、マイクロコントローラが1 MHzの内部クロック周波数で動作していると仮定すると、その周波数の電源から電流が取り込まれます。適切な電源脱結合を行わないと、電力線上の電圧障害を招くことは避けられない。これらの電圧バリが回路無線周波数部の電源ピンに到達すると、重大な場合には動作障害を引き起こす可能性があります。

不合理な理由

無線周波数回路の接地線処理が適切でないと、奇妙な現象が発生する可能性があります。デジタル回路設計では、接地面がなくてもほとんどのデジタル回路機能がうまく実行されます。無線周波数帯域では、短い接地線であってもインダクタとして機能する。大まかに計算すると、ミリ当たりのインダクタンスは約1 nHで、10ミリPCB回路の433 MHzでのインダクタンスは約27島である。地線層を使用しない場合、ほとんどの地線は長くなり、回路は設計された特性を持たなくなります。

アンテナによる他のアナログ回路部品への放射干渉

PCB回路設計では、基板上に通常他のアナログ回路がある。例えば、多くの回路はアナログ／デジタル変換（ADC）またはデジタル／アナログ変換器（DAC）を有する。無線周波数送信機のアンテナからの高周波信号は、ADCのアナログ入力に到達することができる。どの回路線もアンテナのようにRF信号を送信したり受信したりすることができるからです。ADC入力の処理が合理的でない場合、RF信号はADC入力のESDダイオード中で自励し、ADCオフセットを引き起こす可能性がある。