PCB技術 - ​PCB設計：小型化設計による内部騒音

一般的な製品のPCB設計では、ほとんどのコンポーネントレイアウトは、配線を接続する前に決定されます。干渉の問題は、まず部品の位置で改善され、その後、配線の詳細から製品を改善します。

現在の携帯電話やタブレットの設計アーキテクチャの下で、製品の体積は圧縮され、薄くなっていますが、追加の機能項目は減少するどころか増加しており、コアプロセッサコンポーネントの動作クロックも上昇しています。このようなモバイルデバイス製品の現在のアプリケーションであるモバイルプロセッサのクロック周波数は1 ~ 1.5 GHzである。デバイス内の大量の高周波コンポーネントが回路基板コンポーネントのレイアウトでうまく処理されていない場合、悪い設計はビデオやオーディオなどのマルチメディアアプリケーションの出現に影響を与える可能性がある。の

携帯電話やスマートフォンを例にとると、内部機構が設計した空きスペースは極めて狭いといえる。電池、パネル、バックライトモジュール、カメラモジュール、論理回路基板などのコンポーネントやサブシステムだけではありません。。。

極端なスタックと高密度の設定に加え、製品の高性能と機能要件により、このようなモバイルデバイスの設計も複雑になります。開発者は、さまざまなコンポーネントやサブシステムの実際の接続問題を解決しなければならないだけでなく、オペレーションでは、システム間に存在する可能性のある干渉問題も解決する必要があります。

オーディオ回路の信号品質は操作体験の鍵であるため、回路レイアウトに特に注意しなければならない。

携帯電話に使用できるPCBのスペースは非常に小さく、シングルチップ設計はコストを節約する方法である。異なるサブシステムをどのように区別し、ノイズ干渉を低減するかが設計の鍵である。

特にプリント配線基板のレイアウト設計においては、携帯電話の設計において最も厳しい挑戦といえる。携帯電話における様々なサブシステムは、競合するような設計要件を有している可能性がある。例えば、無線モジュールは最高のアンテナフィールドタイプと最高の無線接続伝送性能を必要とし、デジタル論理計算コアシステムは最も安定した計算環境を必要とする。2つのシステムが非常にコンパクトなデバイスに同時に統合される場合、送信のために無線無線周波数を最適化する必要があります。、デジタル論理回路は、外部ノイズを分離できる環境で安定して動作しなければならない。どのようにして単一のキャリアボードを設計過程で2つのシステムに存在させ、相互に干渉することなく相互に役割を果たすことができ、製品開発の重要な任務となる。

慎重に設計されたプリント基板は、各サブシステム間の相互干渉を維持しながら、コンポーネント、機能ブロック、またはモジュールごとに最適な動作条件と環境を提供することができなければなりません。しかし、現実的には、さまざまなサブシステムが衝突する設計要件は、いくつかの設計妥協を実現するためにエンジニアリング手段を使用するか、金属障壁を追加するなどの補強措置を取らなければならない。しかし、このような素子レイアウト処理や補強措置はPCBにもつながる。支持板のサイズは必然的に増加し、これは逆に軽、薄、短製品の設計目標と衝突する。

デジタル論理回路の影響に直面すると、このタイプの無線周波数信号干渉問題は、デジタル論理回路サブシステムがメッセージ処理部において0であるか、1であるかのいずれかであるため、実際には比較的容易に改善される。デジタル信号処理は、わずかな無線周波数干渉を無視することができる。逆に、ビデオ再生、MP 3音楽鑑賞などのマルチメディアアプリケーションでは、無線周波数がオーディオを干渉したり、ビデオに波紋を起こしたりすると、ユーザー体験はかなり悪くなります。

通常の開発プロセスでは、PCBボードの設計前の最初のことは、コンポーネントがPCB上に置かれている位置を処理するコンポーネントレイアウトです。この作業段階では、コンポーネントの最適な配線効率（最短距離または最短距離）を考慮する必要があります。PCB空間のレイアウトを省く）が、信号配線を簡略化すると同時に、ノイズの可能性を最大限に減らすために接地面の設定も考慮する必要がある。

コンポーネントのレイアウトの場合、ほとんどの場合、機能サブシステムは異なるブロックに分割してレイアウトすることができます。干渉の問題がある無線周波数コンポーネントは、キャリアプレートの隅などのデバイスのアンテナにできるだけ近づかなければならず、無線周波数機能は金属で遮蔽することができる。デジタルロジックのコアシステムは、高周波でも動作するため、PCBキャリアの中心に位置することが多い。一方、プロセッサの放熱モジュールは、全体のキャリアを放熱する効果を同時に達成することができる。言い換えれば、コア論理回路をキャリアボードの中心に置くことも機能レイアウトに有利である。ユーザーの視覚に最も影響を与えるオーディオループは、キャリアボード開発の重要な問題となっています。特に、配線設計のレイアウトを最適化し、干渉を回避するためには、多くの設計経験を蓄積する必要があります。

通信、ネットワーク、携帯電話などのデジタル操作を組み合わせたハイブリッドシステム回路に対して、アナログ回路とデジタル回路を効果的に分離する方法は、これら2種類のオペレーティングシステムを相互干渉せずに分離することができるようにするために、多くの利用可能な設計方法があります。一般的な方法は、異なる回路を単に異なるキャリアボードに分割し、ケーブルを使用してキャリアボード間の重要な接触情報線を接続して、機能システムの効率的な切断と分離設計を実現することです。

しかし、コストの観点から、現在のマルチキャリア設計形式は最小のキャリアボードに重点を置いて、最大の機能統合を実現する。これにより、デジタル回路とアナログ回路を分離する上でより大きな課題に直面します。設計方向は支持板全体をデジタルブロックとアナログブロックに分割して回路タイプによって相互に分離することができ、支持板分離に類似した設計効果を達成することができる。また、無線周波数回路もアナログ回路であるが、無線周波数信号がオーディオ回路に結合され、オーディオ効果に干渉ノイズが発生するため、オーディオなどのアナログ処理とは異なり、無線周波数回路は、無線ネットワーク回路とオーディオ回路領域サブシステムとの間の間隔が明瞭で、距離が遠いほど良好であり、デバイスがオーディオを干渉する問題を減らすことができる。

アナログ回路はデジタル回路より複雑ではなく、設計の複雑さが高くなり、機能を向上させるためにはより多くの設計経験が必要になります。例えば、オーディオ増幅器チップは、出力信号がPCB回路の損失をできるだけ回避し、音声出力がより純粋になるように、オーディオコネクタにより近くに配置することができる。また、これらのモバイル機器の多くは高性能Dタイプのオーディオアンプ回路を使用している。増幅器回路は、設計上、電磁干渉（EMI）問題を考慮することができる必要がある。

プリント基板をアナログ、デジタル、無線周波数領域に分割した後、アナログ部分のコンポーネント配列を選択する必要があります。この場合、オーディオ信号の経路が最も短いという原則に従う必要があり、オーディオアンプはできるだけイヤホンジャックとスピーカーに近づけなければなりません。Dクラススピーカアンプからの電磁干渉（EMI）を効果的に最小限に抑えることができ、同時にイヤホン信号による追加ノイズを抑制する問題を解決しなければならず、さらにオーディオ伝送の回路距離を効果的に短縮し、製品のオーディオ性能をより良くすることができる。完璧に向かう。