전자 설계 - 무선 주파수 PCB 레이아웃 및 케이블 연결 경험 요약

RF (RF) PCB 설계는 이론적으로 여전히 많은 불확실성이 존재하기 때문에 일반적으로"블랙 아트"로 묘사되지만 이러한 견해는 부분적으로 정확합니다.무선 주파수 회로 기판의 설계에도 따를 수 있고 무시할 수 없는 많은 준칙이 있다.다음은 휴대폰 PCB 보드 무선 주파수 레이아웃을 설계할 때 반드시 만족해야 할 조건 요약이다.

1.1 가능한 고출력 무선 주파수 증폭기(HPA)와 저소음 증폭기(LNA)를 분리한다.간단히 말해서, 고출력 RF 송신기 회로를 저출력 RF 수신기 회로에서 멀어지게 합니다.휴대폰에는 많은 기능과 구성 요소가 있지만 PCB 공간은 매우 작습니다.또한 경로설정 설계 프로세스의 한계가 가장 높다는 점을 고려하여 설계 기술에 대한 요구가 상대적으로 높습니다.이 경우 동시에 작동하는 것이 아니라 4~6층짜리 PCB를 설계해야 할 수도 있습니다.고출력 회로에는 때때로 RF 버퍼 및 압력 제어 발진기 (VCO) 가 포함됩니다.PCB의 고출력 영역에 적어도 전체 접지가 있는지 확인하고 구멍을 통과하지 않는 것이 좋습니다.물론 구리는 많을수록 좋다.민감한 아날로그 신호는 가능한 한 고속 디지털 신호와 RF 신호를 멀리해야 한다.

1.2 설계 파티션은 물리적 파티션과 전기적 파티션으로 나눌 수 있습니다.물리적 파티션은 주로 구성 요소 레이아웃, 방향 및 차폐 등의 문제와 관련됩니다.전기 파티션은 배전, RF 경로설정, 민감한 회로 및 신호 및 접지를 위한 파티션으로 계속 분해될 수 있습니다.

1.2.1 우리는 물리적 구역의 문제를 토론한다.심볼 레이아웃은 양호한 무선 주파수 설계를 실현하는 관건이다.가장 효과적인 기술은 먼저 구성 요소를 무선 주파수 경로에 고정하고 방향을 조정하여 무선 주파수 경로의 길이를 최소화하고 입력이 출력에서 멀리 떨어지도록 하며 가능한 한 고출력 회로와 저출력 회로를 접지하여 분리하는 것입니다.

가장 효과적인 PCB 스태킹 방법은 주 접지 평면 (주접지) 을 표면 층 아래의 두 번째 층에 배치하고 가능한 한 많은 표면 층에 RF 선을 경로설정하는 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.

1.2.2 무선 주파수와 중주파 흔적선은 가능한 한 교차하고 가능한 한 그들 사이에 접지해야 한다.정확한 무선 주파수 경로는 전체 PCB 보드의 성능에 매우 중요합니다. 이것이 휴대 전화 PCB 보드 설계에서 컴포넌트 레이아웃이 일반적으로 대부분의 시간을 차지하는 이유입니다.핸드폰 PCB 보드 설계에서 일반적으로 저소음 증폭기 회로는 PCB 보드의 한쪽에, 고출력 증폭기는 다른 쪽에 놓을 수 있으며, 마지막에는 쌍공기를 통해 같은 쪽의 무선 주파수 단자와 베이스밴드 처리에 연결된다.장치 끝에 있는 안테나에서패스스루 구멍이 보드 한쪽에서 다른 쪽으로 무선 주파수 에너지를 전달하지 않도록 하는 몇 가지 기술이 필요합니다.흔히 볼 수 있는 기술은 양쪽에 블라인드 구멍을 사용하는 것이다.패스스루 구멍을 PCB 보드 양쪽에 RF 간섭이 없는 영역에 배치함으로써 패스스루 구멍의 악영향을 최소화할 수 있다.때때로 여러 회로 블록 간의 충분한 격리를 보장하는 것은 불가능합니다.이 경우 금속 차폐를 사용하여 RF 영역에서 RF 에너지를 차단하는 것을 고려할 필요가 있습니다.금속 덮개는 바닥에 용접해야 하며 부품과 함께 보관해야 합니다.적당한 거리이므로 귀중한 PCB 보드 공간이 필요합니다.

1.2.3 적당하고 효과적인 칩의 전력 결합도 매우 중요하다.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.집적 회로 또는 증폭기는 일반적으로 오프닝 출력을 가지고 있기 때문에 고임피던스 RF 부하 및 저임피던스 DC 전원을 공급하기 위해 인라인 센서가 필요합니다.같은 원리는 이 센서 측면에서 전원을 분리하는 데 적용된다.

1.3 핸드폰 PCB 보드를 디자인할 때 다음과 같은 몇 가지 측면에 주의해야 한다.

1.3.1 전원 및 지선 처리

전체 PCB 보드의 케이블 연결이 잘 되어 있더라도 전원과 지선이 잘못 고려되어 발생하는 간섭은 제품의 성능을 떨어뜨리고 때로는 제품의 성공률에도 영향을 줄 수 있습니다.그러므로 전선과 지선의 접선을 진지하게 대하고 전선과 지선에서 발생하는 소음교란을 최소화하여 제품의 질을 확보해야 한다.전자 제품 설계에 종사하는 모든 엔지니어는 지선과 전원 코드 사이의 소음 원인을 알고 있으며, 이제 소음 억제 감소에 대해서만 설명합니다.

(1) 전원과 땅 사이에 디커플링 콘덴서를 추가하는 것은 잘 알려져 있다.

(2) 가능한 한 전원선과 지선의 폭을 넓히고, 가장 좋은 지선은 전원선보다 넓다. 그들의 관계는: 지선 > 전원선 > 신호선이다. 보통 신호선의 폭은 0.2ï½0.3mm, 가장 얇은 폭은 0.05ï½0.07mm, 전원선은 1.2ï½2.5mm이다. 디지털 회로의 PCB의 경우넓은 지선은 회로를 형성하는 데 사용할 수 있습니다. 즉, 사용할 접지망을 형성합니다 (아날로그 회로의 접지는 이렇게 사용할 수 없습니다).

1.4 고주파 PCB 설계의 기법과 방법은 다음과 같다.

1.4.1 송전선로의 모서리는 45 ° 로 되여 반향 손실을 줄여야 한다

1.4.2 절연 상수치를 엄격하게 등급에 따라 제어하는 고성능 절연 회로판을 사용해야 한다.이 방법은 절연재료와 인접한 배선 사이의 전자장을 효과적으로 관리하는 데 도움이 된다.

1.4.3 고정밀 식각과 관련된 PCB 설계 사양을 개선합니다.선폭을 정하는 총오차를 +/-0.007인치로 고려하여 접선모양의 밑절개와 횡단면을 관리하고 접선측벽의 전기도금조건을 정하여야 한다.배선 (컨덕터) 기하학적 형태와 코팅 표면의 전반적인 관리는 마이크로파 주파수와 관련된 피부 효과 문제를 해결하고 이러한 규범을 달성하는 데 매우 중요합니다.