PCB技術 - 高周波回路および高周波PCBの設計原理

PCB設計原則には,基本原則,防干基基,電磁互換性,安全保護などを含む多くの側面が含まれています.特に,高周波回路の開発 (特に高周波PCBでは) は,高周波PCBで関連する概念の欠如につながります.多くの人々は"電気原理を導体と結びつけて,事前に決定された役割を果たす"という基礎に残り,さらに"PCB設計は構造,プロセス,生産効率の向上の考慮に属している"と考えています.多くのRFエンジニアは,このリンクがRF設計の設計作業全体の特別な焦点であるべきであることを完全に認識していないし,彼らは間違って高性能部品の選択にエネルギーを費やし,コストの急激な増加につながるが,性能の改善はほとんどありません.

特に,デジタル回路は,その強力な干特特特,検出およびエラー修正に頼り,回路の正常な機能を確保するために任意に様々な知的リンクを構築することができます.通常のデジタルアプリケーション回路は,様々な"正常な確保"リンクの高い追加構成を持つことは,明らかに製品コンセプトなしの測定です.しかし,しばしば"価値がない"リンクでは,一連の製品の問題につながります.その理由は,製品エンジニアリングの視点から信頼性保証を構築する価値がないこの種の機能リンクは,デジタル回路自体の作業メカニズムに基づくべきであり,回路設計 (PCB設計を含む) において間違った構造だけであり,不安定な状態の回路につながります.この種の不安定状態は,高周波数PCBの同じ問題と同じ概念の下で基本的なアプリケーションです.

高周波数PCB

デジタル回路では、真剣に取り扱うべき3つの側面があります。

（1）デジタル信号自体は広範囲信号に属する。フリエ関数の結果によると,それは豊富な高周波成分を含んでおり,デジタル信号の高周波成分はデジタルICの設計で完全に考慮されています.しかし,デジタルICに加えて,各機能リンクの内部および間の信号移行領域が任意である場合,それは一連の問題につながります.特にデジタル、アナログおよび高周波回路の混合アプリケーションで。

(2) デジタル回路の適用におけるあらゆる種類の信頼性設計は,実際の適用における回路の信頼性要件と製品エンジニアリング要件に関連しているため,従来の設計による要件を満たす回路に様々な高コストの"保証"部品を追加することは不可能です.

（3）デジタル回路の動作速度はかつてない発展で高周波方向に発展している（例えば、CPUの主周波数は1.7 GHzに達し、マイクロ波帯域の下限をはるかに超えている）。関連機器の信頼性保証機能も同期しているが、機器の内部および典型的な外部信号特性に基づいている。

マイクロ波レベルの高周波回路の場合,PCB上の対応する各ストリップラインは,接地板とマイクロストリップライン (不対称型) を形成します.2層以上のPCBでは、マイクロストリップラインとストリップライン（対称マイクロストリップ伝達ライン）を形成することができます。異なるマイクロストリップライン（二面PCB）またはストリップライン（多層PCB）は互いにカップリングマイクロストリップラインを形成し、さまざまな複雑な4ポートネットワークを形成し、マイクロ波レベル回路PCBのさまざまな特徴を形成します。

マイクロストリップ伝送ライン理論がマイクロ波高周波回路PCBの設計基礎であることが分かります。

800MHz以上のRF-PCB設計では,アンテナ近くのPCBネットワーク設計は,マイクロストリップ理論に完全に従うべきです (マイクロストリップコンセプトをツールとして使用するのではなく,グラムパラメータデバイスのパフォーマンスを向上させる).周波数が高くなるほど、マイクロストリップ理論の指導的意義が大きくなります。

回路の結合されたパラメータと分布されたパラメータの場合,作業周波数が低いほど,分布されたパラメータの機能特性が弱くなりますが,分布されたパラメータは常に存在します.分布パラメータの回路特性への影響を考慮するかどうかは明確な分界線はありません。したがって,マイクロストリップコンセプトの確立は,デジタル回路と相対中間周波数回路のPCB設計にも重要です.

マイクロストリップ理論の基礎と概念と,マイクロ波レベルのRF回路とPCBの設計概念は,実際にマイクロ波デュアル伝送ライン理論の応用側面です.RF-PCB配線の場合,各隣接する信号線 (異なる平面で隣接するを含む) は,2つの線の基本原則に従う特徴を持っています (そのため,以下は明確に記述されます).

共通のマイクロ波RF回路は片側に地面板を装備しており,その上のマイクロ波信号伝送ラインは複雑な4ポートネットワークになる傾向があるので,カップルされたマイクロストリップ理論に直接従って,その基礎は依然として2線理論です.したがって,設計実践では,二重線理論はより広範囲な指導意味を持っています.

一般的に、マイクロ波回路に対して、マイクロストリップ理論は定量的な指導意義があり、二線理論の具体的な応用に属し、二線理論はより広範な定性的な指導意義を持っている。

二線理論によるすべての概念は、表面的には、実際の設計作業（特にデジタル回路や低周波回路）とは関係がないようですが、実際には幻想です。2つのワイヤー理論は,特にPCB回路設計における電子回路設計のすべての概念的な問題を導くことができます.

二重線理論はマイクロ波高周波回路の前提に確立されていますが、指導的意義が特に突出しているのは高周波回路における分布パラメータの影響のためのみです。デジタル回路や中低周波回路では,結合されたパラメータコンポーネントと比較して,分布されたパラメータは無視することができ,二線理論の概念は分分分散されます.

しかし、設計の実践では、高周波回路と低周波回路をどのように区別するかは無視されることが多い。汎用デジタル論理またはパルス回路はどの種類に属していますか。明らかに、ある敏感な条件が変化すると、非線形要素を有する低周波回路と中低周波回路はいくつかの高周波特性を反映しやすい。CPUの主周波数はすでに1.7 GHzに達し、マイクロ波周波数の下限をはるかに超えているが、デジタル回路のままである。これらの不確実性のため、PCB設計は非常に重要である。

多くの場合,回路の被動部品は,特定の仕様の伝送ラインまたはマイクロストリップラインと同等であり,二重伝送ライン理論およびその関連パラメータによって説明することができます.

一言で言えば、二重伝送線理論は、すべての電子回路の特性を合成することに基づいて生まれたと考えることができます。したがって,厳密に言えば,デュアルトランスミッションライン理論に体現されたコンセプトが設計実践のすべてのリンクで原則として取られれば,対応するPCB回路はほとんど問題に直面しません (回路が適用される作業条件に関係なく).