PCB技術 - RF回路PCB設計

RF回路PCB設計プロセス部品のレイアウト

RF回路配線問題

通信技術の発展, 携帯無線 RF回路 技術はますます広く使われている, ワイヤレスページャ, 携帯電話, ワイヤレスPDA, etc. のパフォーマンス指標 RF回路 製品全体の品質に直接影響する. これらの携帯型製品の最大の特徴の一つは、小型化である, そして、小型化は、構成要素の密度が非常に大きいことを意味する, which makes the mutual interference of components (including SMD, SMC, ベアチップ, etc.) very prominent.

電磁干渉信号の不適切な取り扱いは、回路システム全体が正常に動作することができなくなる可能性がある。したがって、無線周波数回路PCBを設計する際に、電磁干渉を防止して電磁的両立性を向上させる方法は、非常に重要な話題となっている。同じ回路、異なるPCB設計構造、そのパフォーマンス指標は、非常に異なります。この議論では、携帯電話製品の無線周波数回路PCBを設計するためにprotel 99 seソフトウェアを使用する場合、電磁両立性要件を満たすために、回路の性能指標を最大限に達成する方法。

RF回路PCB設計プレートの選択

プリント回路基板の基板は、有機および無機の2つの種類を含む。基板の最も重要な特性は、比誘電率σr、散逸係数（誘電損失）tan tan、熱膨張係数CET、吸湿率である。これらのうち、R≠Rは回路インピーダンス及び信号伝送速度に影響を与える。高周波回路では、誘電率の許容範囲が最も重要であり、誘電率の低い基板を選択する必要がある。

RF PCB設計 process

protel 99 seソフトウェアの使用がprotel 98と他のソフトウェアと異なっているので，最初に，protel 99 seソフトウェアを用いたpcb設計プロセスを簡単に論じた。

Protel 99 seはプロジェクト( Project )データベースモード管理を使用しているので、Windows 99では暗黙のうちに設計された回路図とPCBレイアウトを管理するデータベースファイルを作成する必要があります。

回路図の設計ネットワーク接続を実現するために、使用されるコンポーネントは、原則設計中にコンポーネントライブラリに存在しなければならない。そうでなければ、必要なコンポーネントはschlibで行われ、ライブラリファイルに格納されるべきである。次に、コンポーネントライブラリから必要なコンポーネントを呼び出すだけで、設計された回路図に従って接続します。

概略設計が終了した後、PCB設計に使用するためのネットリストを形成することができる。

PCB設計

A .基板の形状と大きさの決定。PCBの形状とサイズは、製品の設計されたPCBの位置、空間の大きさ、形状、および他の部品との協力によって決定される。PlaceTrackコマンドを使用して、PCBの外観をMechanicallEayerレイヤーに描画します。

b . SMTの要件に従って、PCB上に位置決め穴、視力眼、基準点等を作る。

C .コンポーネントの製造。コンポーネントライブラリに存在しない特殊なコンポーネントを使用する必要がある場合は、レイアウトの前にコンポーネントを作成する必要があります。protel 99 seでコンポーネントを作るプロセスは比較的簡単です。「デザイン」メニューの「makelibrary」コマンドを選択して「コンポーネント」ウィンドウを入力し、「ツール」メニューの「newcomponent」コマンドを選択してコンポーネントをデザインします。このとき、実際の構成要素の形状とサイズに応じて、トプレーヤ層上のplacepadや他のコマンドで、特定の位置に対応するパッドを描画する必要があり、パッド（形状、サイズ、内径寸法、角度を含む）にそれを編集し、パッドの対応するピン名をマークする必要があります。次に、PlaceTrackコマンドを使用して、コンポーネントの最大形状をトポVerLayerレイヤーに描画し、コンポーネント名を取得し、コンポーネントライブラリに保存します。

d .部品を作成した後、レイアウト及び配線を行う。以下、これら2つの部分について詳細に説明する。

E .上記工程が終了すると、検査を行う必要がある。一方、回路原理の検査を含む。一方，マッチング問題と組立問題をチェックする必要がある。回路原理は、ネットワークによって手動で、または、自動的にチェックされることができます（回路図によって、形づくられるネットワークはPCBによって、形づくられるネットワークと比較されることができます）。

f .検査が正しくなった後、アーカイブと出力ファイルを出力します。protel 99 seでは、指定されたパスとファイルにファイルを保存するために“file”オプションで“export”コマンドを使用する必要があります（“import”コマンドはprotel 99 seにファイルを転送します）。注意: " SaveCopyas ..."以降protel 99 seの“file”オプションのコマンドが実行され、選択されたファイル名がWindows 98では表示されないので、ファイルはエクスプローラに表示されません。これは“saveas…”と全く同じではありませんProtel 98の機能

RF PCBコンポーネントのレイアウト

SMTは一般に、部品の溶接を実現するために赤外線炉熱流溶接を使用するので、部品のレイアウトは、はんだ接合の品質に影響を及ぼし、それは製品の歩留まりに影響を及ぼす。RF回路PCBの設計のために、電磁両立性は、各回路モジュールが可能な限り電磁放射を生じないことを要求し、ある程度の反電磁干渉能力を有する。従って、回路自体のレイアウトも、回路自体の干渉や干渉防止能力に直接影響する。これは設計回路の性能に直接関連している。

したがって、通常のPCB設計のレイアウトに加えて、無線周波数回路のPCB設計は、無線周波数回路の様々な部分間の相互干渉を低減する方法、回路自体の他の回路への干渉を低減する方法、および回路自体を考慮しなければならない。干渉防止能力。経験によれば、RF回路の効果は、RF回路基板そのものの性能指標だけでなく、CPU処理ボードとの相互作用に大きく依存する。したがって、PCBを設計する際には、合理的なレイアウトが特に重要である。

レイアウトの一般的な原理：コンポーネントをできるだけ同じ方向に配置し、はんだ付けシステムに入るPCBの方向を選択することによって、ハンダ付けを低減または回避することができる経験によると、コンポーネントのはんだ付けを満たすために部品間の少なくとも0.5 mmの間隔がなければならない。PCBボードのスペースが許容できる場合、コンポーネントの間隔はできるだけ広くなければならない。両面板の場合、片側はSMD、SMC部品であり、他方はディスクリート部品でなければならない。

レイアウトに注意してください。

最初に、PCBボード上の他のPCBボードまたはシステムとのインターフェイスコンポーネントの位置を決定します。インターフェイスコンポーネント（コンポーネントの方向など）間の調整問題に注意しなければなりません。

*手持ちの製品のボリュームが非常に小さいので、構成要素の配置は非常にコンパクトであるので、より大きいコンポーネントのために、優先順位は対応するポジションに与えられなければならなくて、相互協力が考慮されなければなりません。

慎重に回路構成を解析し、回路をブロック（例えば、高周波増幅回路、ミキシング回路、復調回路等）に分割し、強力で弱い電気信号をできるだけ別々にし、アナログ信号回路からデジタル信号回路を分離する。同じ機能を完了する回路は、信号ループ領域を減少させるためにできるだけ特定の範囲内に配置されるべきである回路の各部分のフィルタネットワークは近くで接続されなければならない。そして、それは放射を減らすだけでなく、干渉の確率も減らすことができる。回路による干渉防止能力。

*使用中の単位回路の異なる電磁両立性感度によれば、それはグループ化される。干渉に影響されやすい回路の構成要素については、干渉源（データ処理ボード上のCPUからの干渉など）は、レイアウト中にできるだけ回避すべきである。

RF回路PCB設計 wiring

基本的に部品のレイアウトが完了したら、配線を開始することができる。配線の基本原理は、アセンブリ密度が許容された後に、低密度配線設計を使用し、信号配線をできるだけ厚くし、インピーダンス整合に寄与する。

無線周波数回路の場合、信号線の方向、幅、および線間隔の不合理な設計は、信号信号伝送線間の交差干渉を引き起こすことがあるまた、システム電源自体にもノイズの干渉があるので、無線周波数回路PCBを設計する際には、合理的な配線を行う必要がある。

配線, すべての痕跡は、境界線から遠く離れているべきです PCBボード (（約2 mm）), ワイヤ破損や隠れた危険性を避けるために PCBボード 作られる. 電源コードは、ループ抵抗を減らすためにできるだけ広くなければなりません. 同時に, 反干渉能力を向上させるためにデータ伝送の方向と一致する電源コードと接地線の方向を作る；信号線はできるだけ短いはずです, そして、過度に穴の数を最小にしてください；コンポーネント間の配線の短縮, より良い, 分配パラメータおよび相互電磁干渉を減らすために；互換性がない信号線のために、互いに離れていなければなりません, 並列配線を避ける, そして、両側で、信号線はお互いに垂直でなければなりません;配線, 角を必要とするアドレス側は、直角に曲がることを避けるために135.

配線するとき、パッドに直接接続されたラインはあまり広くないべきであり、トレースは、短絡を避けるために、接続されていないコンポーネントから可能な限り遠くになければならないバイアは、コンポーネントに描画されるべきではなく、仮想溶接、連続溶接、短絡回路などの生産現象を避けるために、接続されていないコンポーネントから可能な限り遠く離れているべきである。

無線周波数回路のpcb設計では，電力線と接地線の正しい配線が特に重要である。適切な設計は、電磁干渉を克服する最も重要な手段である。pcb上の干渉源は，電源線と接地線により発生し，接地線による雑音干渉が最大である。

接地線が電磁干渉を容易に形成する主な理由は、接地線のインピーダンスである。接地線に電流が流れると、接地線に電圧が発生し、接地ループ電流が発生し、接地線のループ干渉が生じる。複数の回路が接地部を共有する場合、共通のインピーダンス結合が形成され、いわゆるグランドノイズが発生する。したがって、RF回路PCBの接地線を配線するとき、次のようにしなければなりません。

まず、回路をブロックに分割する。無線周波数回路は基本的に高周波増幅、混合、復調、局部発振器等に分けることができる。各回路モジュール、すなわち各モジュール回路のそれぞれの接地線に対して共通の電位基準点が与えられる。信号が異なる回路モジュールの間で伝送されることができるように。次に、RF回路PCBが接地線に接続されている場所、すなわち主接地線に纏められた場所に要約する。一つの基準点しかないので、共通のインピーダンス結合がないので相互干渉問題はない。

※デジタルゾーンとアナログゾーンをできるだけ地上から分離し、デジタルグランドをアナロググランドから分離し、最終的に電源グランドに接続する。

※回路の各部の接地線は、一点接地の原理にも留意し、信号ループの面積を最小にし、対応するフィルタ回路のアドレスに可能な限り近接させる。

＊空間許容の場合、各モジュールを接地線で分離して信号結合効果を防止するのがベストである。

への鍵 RF回路PCB設計 is how to reduce the radiation capacity and how to improve the anti-interference ability. 合理的なレイアウトと配線は、デザインの保証です RF回路. この記事に記載された方法は、信頼性を向上させるのに有益である PCB設計 高周波回路の, 電磁妨害の問題を解決する, 電磁両立性の目的を達成する.