전자 설계 - 무선 주파수 레이아웃과 간단한 설계 파티셔닝에 대한 연구

무선 주파수 레이아웃과 간단한 설계 파티셔닝에 대한 연구

무선 주파수 무선 주파수 회로 기판 설계의 의미는 일반적으로 이론적으로 여전히 많은 불확실성이 존재하기 때문에"블랙 아트"로 묘사됩니다.그러나 무선 주파수 회로 기판 설계에는 따를 수있는 많은 지침과 무시해서는 안될 규칙이 있습니다.그러나 실제로 실용적인 기술은 다양한 설계 제한으로 인해 이러한 지침과 규칙을 정확하게 구현할 수 없을 때 이러한 지침과 규칙을 절충하는 방법입니다.

오늘날의 핸드폰 디자인은 여러 가지 방식으로 모든 것을 하나로 통합하는데, 이는 무선 주파수 회로 기판의 디자인에 매우 불리하다.현재 업계의 경쟁이 치열하여 모든 사람들이 가장 작은 크기와 가장 적은 비용으로 가장 많은 기능을 통합하는 방법을 찾고 있다.아날로그, 디지털 및 RF 회로는 긴밀하게 패키지되어 있으며 문제 영역을 분리하는 데 사용되는 공간은 매우 작으며 일반적으로 비용 요소를 고려하여 보드 레이어의 수는 최소화됩니다.

무선 주파수 회로 기판 설계 무선 주파수 회로 기판의 설계는 설계 엔지니어가 가장 골치 아픈 부분이므로 엔지니어가 자세히 계획하고 세부 사항을 주의해야 한다.

무선 주파수 레이아웃 개념

RF를 배치할 때 다음과 같은 원칙을 우선적으로 고려해야 만족할 수 있습니다.

가능한 한 고출력 무선 주파수 증폭기(HPA)를 저소음 증폭기(LNA)와 분리하고 고출력 무선 주파수 송신기 회로를 저출력 무선 주파수 수신기 회로에서 멀리 떨어지게 한다.PCB에 물리적 공간이 많다면 쉽게 할 수 있지만 일반적으로 많은 구성 요소가 있고 PCB 공간이 작습니다.PCB의 양쪽에 놓거나 동시에 작동하지 않고 교대로 작동하게 할 수 있습니다.고출력 회로에는 때때로 RF 버퍼와 압력제어발진기(VCO)가 포함된다. PCB의 고출력 영역에 최소한 전체 접지가 있는지 확인하고, 구멍을 통과하지 않는 것이 좋다.물론 구리는 많을수록 좋다. 칩과 전원 공급 장치의 디커플링도 매우 중요하며, 이 원리를 실현하는 몇 가지 방법에 대해 추후 논의할 예정이다. RF 출력은 일반적으로 RF 입력에서 멀리 떨어져 있어야 하고,나중에 자세히 설명하겠습니다. 민감한 아날로그 신호는 고속 디지털 신호와 RF 신호에서 가능한 멀리 떨어져 있어야 합니다. 설계 파티션 설계 파티션은 물리적 파티션과 전기 파티션으로 구성됩니다.물리적 파티션은 주로 구성 요소 레이아웃, 방향 및 차폐 등의 문제와 관련됩니다.전기 파티션은 배전, RF 라우팅, 민감한 회로 및 신호 및 접지를 위한 파티션으로 계속 분해 될 수 있습니다.

물리적 파티션 구성 요소 레이아웃은 양호한 무선 주파수 설계를 실현하는 관건이다.가장 효과적인 기술은 먼저 구성 요소를 RF 경로에 고정하고 방향을 조정하여 RF 경로의 길이를 최소화하고 입력을 출력에서 멀리 유지하는 것입니다.그리고 가능한 한 고출력 회로와 저출력 회로를 접지하여 분리합니다. 가장 효과적인 회로 기판 스택 방법은 주 접지 평면(주접지)을 표층 아래의 두 번째 층에 배치하고 가능한 한 RF 선을 표층에 배선하는 것입니다.RF 경로에서 구멍을 통과하는 크기를 최소화하면 경로 감전뿐만 아니라 주 접지의 가상 용접 지점을 줄이고 RF 에너지가 레이어 프레스의 다른 영역으로 누출될 기회를 줄일 수 있습니다.

물리적 공간에서 다중 레벨 증폭기와 같은 선형 회로는 일반적으로 여러 RF 영역을 서로 격리하기에 충분하지만 이중 작업자, 믹서 및 중간 주파수 증폭기/믹서는 항상 여러 RF/IF를 가지고 있습니다.신호가 서로 간섭하기 때문에 이런 영향을 최소화하는 것을 조심해야 한다.RF 및 IF 경로는 가능한 한 교차하고 가능한 한 그들 사이에 접지를 배치해야합니다.정확한 무선 주파수 경로는 전체 PCB 보드의 성능에 매우 중요합니다. 이것이 휴대 전화 PCB 보드 설계에서 컴포넌트 레이아웃이 일반적으로 대부분의 시간을 차지하는 이유입니다.

이러한 문제에도 불구하고 금속 차폐는 매우 효과적이며 일반적으로 중요한 회로를 격리하는 유일한 해결책입니다. 또한 적절하고 효과적인 칩 전력 디커플링도 매우 중요합니다.집적 선형 회로를 갖춘 많은 RF 칩은 전력 소음에 매우 민감합니다.일반적으로 각 칩은 최대 4개의 콘덴서와 하나의 분리 센서를 사용하여 모든 전력 노이즈가 필터링되도록 합니다.

최소 커패시터 값은 일반적으로 자체 공명 주파수와 낮은 핀 감지에 따라 결정되며 C4의 값도 그에 따라 선택됩니다.C3 및 C2의 값은 자체 핀 감지로 인해 상대적으로 크므로 RF 디커플링 효과가 낮지만 저주파 노이즈 신호를 필터링하는 데 더 적합합니다.감지 L1은 RF 신호가 전원 코드에서 칩으로 결합되는 것을 방지합니다.기억하십시오: 모든 흔적선은 RF 신호를 수신하거나 보낼 수있는 잠재적 인 안테나이며 감지 된 RF 신호를 핵심 회로와 분리해야합니다.

공심 변압기를 형성하고 교란 신호를 서로 감지하기 때문에 전기 감각이 거의 병렬되지 않는다는 것을 기억하십시오.이들 사이의 거리는 장치 중 하나 이상의 높이여야 하며, 상호 감응을 최소화하기 위해 직각으로 정렬되어야 합니다.

전기 파티셔닝 전기 파티셔닝의 원리는 물리적 파티셔닝과 거의 동일하지만 일부 다른 요소도 포함됩니다.현대 휴대폰의 일부 부분은 다른 작동 전압을 사용하고 소프트웨어에 의해 제어되어 배터리 수명을 연장합니다.이것은 휴대폰이 여러 개의 전원을 실행해야 한다는 것을 의미하며, 이는 격리에 더 많은 문제를 가져왔다.전원 공급 장치는 일반적으로 커넥터에서 도입되며 회로 기판 외부의 소음을 즉시 제거하고 스위치 또는 조절기 세트를 통해 할당됩니다.

휴대폰의 대다수 회로의 직류 전류는 매우 작기 때문에 흔적선의 폭은 보통 문제가 되지 않는다.그러나 고출력 증폭기의 전원은 전송 전압 강하를 최소화하기 위해 가능한 한 넓은 전류선을 별도로 연결해야 합니다.과도한 전류 손실을 피하기 위해서는 여러 개의 구멍이 있어 전류를 한 층에서 다른 층으로 옮겨야 한다.또한 고출력 증폭기의 전원 핀에서 충분히 디커플링되지 않으면 고출력 노이즈가 전체 보드에 복사되어 여러 가지 문제가 발생합니다.고출력 증폭기의 접지가 관건이며, 일반적으로 금속 차폐를 설계해야 한다.

대부분의 경우 RF 출력이 RF 입력에서 멀리 떨어져 있는지 확인하는 것도 중요합니다.이것은 증폭기, 버퍼 및 필터에도 적용됩니다.최악의 경우 증폭기와 버퍼의 출력이 적당한 위상과 폭으로 그들의 입력에 피드백되면 그들은 자격진동을 가질수 있다.최상의 경우 온도 및 전압 조건에서 안정적으로 작동합니다.사실, 그들은 불안정해지고 노이즈 및 상호 조정 신호를 RF 신호에 추가할 수 있습니다.

간단히 말해서, PCB 보드의 각 층에는 가능한 한 많은 접지를 깔고 주 접지에 연결해야 한다.내부 신호층과 배전층의 흔적 수를 늘리기 위해 가능한 한 가까이 흔적선을 배치하고, 접지 연결 구멍을 표면에 배치할 수 있도록 흔적선을 적절히 조정한다.PCB의 각 층은 소형 안테나처럼 소음을 픽업하거나 주입할 수 있기 때문에 자유롭게 접지하는 것을 피해야 한다.대부분의 경우 주 땅에 연결할 수 없다면 제거하는 것이 좋습니다.