PCB技術 - 高周波配線プロセスとPCBボード材料選択

伝送線路幅

高周波PCBボード設計インピーダンス整合理論に基づく送電線幅設計.

入力、出力インピーダンスおよび伝送線インピーダンスが一致するときに、システム出力電力は最大（トータル信号電力が最も小さい）である。そして、入力および出力反射は最小である。マイクロ波回路のために、インピーダンス整合設計もまた、デバイスの動作点を考慮する必要がある。信号線ビアはインピーダンス伝達特性の変化を引き起こす。TTLとCMOS論理信号線は高い特性インピーダンスを有し、この効果は無視される。しかしながら、この効果は、50Ωのような低インピーダンス、高周波回路において考慮する必要があり、一般に、信号ラインにビアがないことが要求される。

伝送線路間のクロストーク

つの平行なマイクロストリップ線間の距離が非常に小さいときに、結合は生じる。そして、ライン間のクロストークを引き起こして、伝送線の特性インピーダンスに影響を及ぼす。50オームと75オームの高周波回路に特別な注意を払わなければならず，回路設計において対策を講じる必要がある。この結合機能は、携帯電話の送信電力測定および電力制御のような実際の回路設計にも使用される。高周波回路及びECL高速データ（クロック）ラインについては以下の解析が有効であり、マイクロ信号回路（精密演算増幅回路など）の基準値を有する。

線間の結合の度合いはCであり、CのサイズはChrillR - R、W / D、S、および平行線Lの長さに関係していると仮定する。Lが長いほど結合は強くなる。例えば、知覚的知識を増加させるために、この特性を使用して、50オーム方向性結合器を作る。1.97 GHzのPCS周波数終端基地局電力増幅器のように、D＝30 mil、Count−R＝3.48：

10 dB方向性結合器PCBサイズ：S = 5ミル、L = 920ミル、W = 53ミル

20 dB方向性結合器PCBサイズ：S = 35ミル、L = 920ミル、W = 62ミル

信号線間のクロストークを低減するために以下のような提案を行う。

a.高周波数または高速データ並列信号線間の距離Sは、線幅の2倍以上である。

b.信号線間の平行長を最小にする。

c.高周波小信号と弱信号のための電源および論理信号線のような強い干渉源を避ける。

地雷の電磁界解析

ICデバイスPINが接地されているか他の抵抗素子が接地されているかに関わらず、接地ビアは、高周波回路において可能な限りピンに近い必要がある。図3に定在波状態を示す。

接地線は非常に短いので、接地伝送線路は誘導インピーダンス（N−pH順）に相当し、接地ビアはまた、高周波信号のフィルタリング効果に影響する誘導インピーダンスにほぼ等しい。これは、地面のバイアは、ピンに可能な限り近い理由です。伝送線路の誘導性負荷を低減するためには、接地ピンに1つ以上のビアホールが必要であり、各接地点が0レベルになるように、低周波回路のグラウンドプレーン電流能力を増加させるのに相当する。

パワーフィルタ

TTLやCMOS回路の電源（オーバーシュート）に対する信号論理の影響を低減するために、電源ピンの近傍にフィルタコンデンサを付加する。しかし、このような対策は、高周波回路やマイクロ波回路では十分ではない。以下、電源に対する高周波信号の干渉を例示する製造工程を例にとって説明する。

これら2つの方法の高周波信号は、電源に高周波干渉を生じ、他の機能回路に影響を与える。電源ピンおよびフィルタコンデンサに加えて、高周波干渉を抑制するために直列インダクタが必要である。直列インダクタンスの選択は動作周波数に関係する。基本的には、電源ピンが1 mより高い周波数干渉をフィルタリングすると、C＝0.1 UFの場合、L＝1 Uhのインダクタンスを選択する。このときのインダクタンスは、整合用のインダクタンスに等しいので、外部電源のオープンコレクタ信号ピンにインダクタンスを加える場合には注意してください。

シールド

小信号と高周波信号のpcb設計では，大きな信号（論理レベルなど）の干渉を低減したり，高周波信号の電磁放射を低減するために遮蔽対策を講じる必要がある。ライク

a.ディジタル・アナログ低周波数（30 MHz以下）の小信号PCB設計では、デジタルグランドとアナロググランドの分割に加えて、小信号配線領域にグランドを配置する必要があり、グランド幅と信号線の距離はライン幅よりも大きくなる。

b.デジタルおよびアナログの高周波小信号PCBの設計においては、高周波部分において遮蔽カバーを追加したり、絶縁対策を施して接地する必要がある。

c.高周波大信号PCB設計では、高周波部品を独立した機能モジュールで設計し、高周波信号の外部放射を低減するためにシールドボックスを追加する。光ファイバ155 m，622 m，2 gb／sトランシーバモジュールなど。

d.多層PCBレイアウト（ノキア6110）、両面配置装置、携帯電話のPCB設計図。

高プロファイルPCBボード選択の例

以下では、我々が設計して、プレートの選択を例示する例としてデバッグした高周波（マイクロ波）PCBをとってください。

4 GHz帯スペクトル拡散ディジタルマイクロ波中継ボードの選定

その構造は、2 mのデジタルインターフェースを含みます, スペクトラム拡散法, 70 m中間周波数変調復調ボード. 私たちはFR 4ボードを使用します, フォーレイヤー PCBボード, 大面積フロア, 電源の高周波アナログ部分は、インダクタンスチョークによってデジタル部品から分離される.

4 GHzの無線周波数トランシーバーはF 4倍パネルを採用します、トランシーバーは金属箱によって保護されます、そして、入力は濾過されます。

1.9 GHz帯無線周波数トランシーバ

その中で、パワーアンプはPTFEシートと両面PCBボードを採用している無線周波数トランシーバはPTFEシートと4層PCBボードを採用している。機能モジュールシールドカバーの大面積舗装と絶縁対策を採用。

140 MHz中間周波送受信機

一番上の層は、0.3 mmのS 1139ボードでできていて、広い領域に広がって、ビアホールによって分離されます。

70 MHz中間周波送受信機

FR4 基板、4層PCBボードを使用。大面積の接地を行い、機能モジュール分離ベルトをビアホールで分離する。

30 Wパワーアンプ

RO 4350ボード、両面PCBボードを使用してください。50オーム線幅以上のスペーシング制約を有し、金属ボックスによってシールドされ、電源の入力端でフィルタリングされる。

2000 MHzマイクロ波周波数源

を使う0.8 mm厚S 1139シート, 両面PCB基板.