PCB 뉴스 - 휴대폰 PCB 보드의 디자인 방법

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 물리적 파티셔닝 문제를 논의합니다.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 보드 스태킹 방법은 표면 레이어 아래의 두 번째 레이어에 주 접지 평면(주접지)을 배치하고 가능한 한 표면 레이어에 RF 케이블을 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.

2 RF 및 IF 동선은 가능한 한 교차하고 가능한 한 그들 사이에 접지해야합니다.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.가능한 한 차폐 커버의 완전성을 확보하는 것이 매우 중요하다.금속 차폐 덮개에 들어가는 디지털 신호선은 가능한 한 안쪽으로 향해야 하며, 배선층 아래의 PCB 층은 접지층이 가장 좋다.무선 주파수 신호선은 금속 차폐 하단의 작은 간격과 접지 간격의 경로설정 레이어에서 끌어낼 수 있지만, 간격 주위에는 가능한 한 많은 접지가 있으며, 서로 다른 레이어의 접지는 여러 개의 오버홀을 통해 연결될 수 있다.

3 적절하고 효과적인 칩 출력 디커플링도 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.어떤 칩은 여러 개의 전원이 있어야 작동할 수 있기 때문에, 너는 각각 결합을 풀기 위해 2~3조의 콘덴서와 센서가 필요할 수도 있다.센서는 공심 변압기를 형성하고 상호 간섭을 일으키기 때문에 거의 병렬되지 않습니다.신호 간의 거리는 적어도 장치 중 하나의 높이와 같거나 직각으로 정렬되어 상호 감각을 최소화해야 합니다.

4 전기 분구의 원리는 물리적 분구의 원리와 대체로 같지만 일부 다른 요소도 포함한다.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.휴대폰 PCB 보드의 대부분의 회로는 직류 전류가 작기 때문에 흔적선 폭은 보통 문제가 되지 않는다.그러나 전송 전압의 감소를 최소화하기 위해 고출력 증폭기의 전원에 대해 가능한 한 넓은 대전류 회선을 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 증폭기는 접지가 매우 중요하며, 일반적으로 금속 차폐를 설계해야 한다. 대부분의 경우 무선 주파수 출력이 무선 주파수 입력에서 멀리 떨어지도록 하는 것도 중요하다.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.RF 신호선이 필터의 입력 포트에서 출력 포트로 돌아가야 하는 경우 필터의 대역 통과 특성이 크게 손상될 수 있습니다.입력과 출력 사이에 잘 격리되기 위해서는 먼저 필터 주위에 접지를 깔고 그 다음에 필터의 하부 영역에 접지를 깔고 필터 주위의 주 접지에 연결해야 한다.이 또한 필터를 통과해야 하는 신호선을 가능한 한 필터 핀에서 멀리 유지하는 좋은 방법입니다.

또한 전체 보드의 각 부분의 접지는 매우 조심해야 합니다. 그렇지 않으면 결합 채널이 도입됩니다.경우에 따라 단일 또는 균형 잡힌 무선 주파수 신호를 선택할 수 있습니다.교차 간섭과 EMC/EMI의 원리도 여기에 적용된다.만약 배선이 정확하다면 균형적인 무선주파수신호선은 소음과 교차교란을 줄일수 있지만 그들의 저항은 일반적으로 매우 높기에 반드시 합리적인 선폭을 유지하여 일치하는 신호원, 흔적선 및 부하저항을 얻어야 한다.실제 경로설정에는 약간의 어려움이 있을 수 있습니다.버퍼는 같은 신호를 두 부분으로 나누어 다른 회로를 구동하는 데 사용할 수 있기 때문에 격리 효과를 높이는 데 사용할 수 있습니다. 특히 로컬 발진기는 여러 혼합기를 구동하기 위해 버퍼가 필요할 수 있습니다.믹서가 무선 주파수에서 공통 모드 격리 상태에 도달하면 제대로 작동하지 않습니다.버퍼는 서로 다른 주파수 아래의 임피던스 변화를 잘 격리시켜 회로가 서로 방해하지 않도록 할 수 있다.버퍼는 설계에 유용합니다.구동이 필요한 회로를 따라갈 수 있기 때문에 고출력 출력 궤적이 매우 짧습니다.버퍼의 입력 신호 레벨이 상대적으로 낮기 때문에, 그들은 판의 다른 신호를 방해하기 쉽지 않다.회로가 방해를 일으키다.압력 제어 발진기(VCO)는 변화하는 전압을 변화하는 주파수로 변환할 수 있다.이 기능은 고속 채널 전환에 사용되지만 제어 전압의 추적 노이즈를 미세한 주파수 변화로 변환하여 RF 신호가 노이즈를 증가시킵니다.

5 노이즈가 증가하지 않도록 하려면 다음과 같은 몇 가지 측면을 고려해야 합니다. 첫째, 제어선의 예상 대역폭은 DC에서 2MHz 사이일 수 있으며 필터를 통해 이러한 광대역 노이즈를 제거하는 것은 거의 불가능합니다.둘째, VCO 제어선은 일반적으로 주파수를 제어하는 피드백 회로의 일부입니다.여러 곳에 노이즈를 도입할 수 있으므로 VCO 제어 회선을 매우 조심스럽게 처리해야 합니다.RF 흔적선 아래의 접지가 견고하고 모든 구성 요소가 주 접지에 단단히 연결되어 있으며 소음을 유발할 수 있는 다른 흔적선과 격리되어 있는지 확인합니다.또한 VCO의 전원이 충분히 분리되었는지 확인할 필요가 있습니다.VCO의 RF 출력은 일반적으로 상대적으로 높은 레벨이기 때문에 VCO 출력 신호는 다른 회로를 방해하기 쉽기 때문에 VCO에 특히 주의해야 합니다.사실, VCO는 일반적으로 RF 영역의 끝에 배치되며 때로는 금속 차폐가 필요합니다.공명 회로 (하나는 송신기, 다른 하나는 수신기) 는 VCO와 관련이 있지만 자체 특성도 있습니다.간단히 말해서, 공명 회로는 VCO의 작동 주파수를 설정하고 음성 또는 데이터를 RF 신호로 변조하는 데 도움이 되는 커패시터 다이오드가 있는 병렬 공명 회로입니다.모든 VCO 설계 원리는 공명 회로에도 적용됩니다.공명 회로는 상당히 많은 구성 요소를 포함하고 보드에 넓은 분포 영역을 가지며 일반적으로 매우 높은 RF 주파수에서 작동하기 때문에 공명 회로는 일반적으로 소음에 매우 민감합니다.신호는 일반적으로 칩의 인접 핀에 배열되지만, 이러한 신호 핀은 상대적으로 큰 센서 및 콘덴서와 함께 작동해야 하며, 이는 반대로 이러한 센서 또는 콘덴서가 매우 가까운 위치에 있어야 하며 소음에 민감한 제어 회로로 연결되어야 합니다.그렇게 하기란 쉽지 않다.

자동 이득 제어 (AGC) 증폭기도 송신 회로나 수신 회로에 AGC 증폭기가 있는 문제가 발생하기 쉬운 곳이다.AGC 증폭기는 일반적으로 소음을 효과적으로 필터링 할 수 있지만 휴대 전화는 신호 송신 및 수신 강도의 빠른 변화를 처리하는 능력을 가지고 있기 때문에 AGC 회로는 상당히 넓은 대역폭을 가져야하며 이로 인해 일부 핵심 회로에 AGC 증폭기의 소음을 쉽게 도입 할 수 있습니다.AGC 회로를 설계하려면 RF, IF 또는 고속 디지털 신호에서 멀리 떨어져 있는 짧은 연산 증폭기 입력 핀과 짧은 피드백 경로와 관련된 좋은 아날로그 회로 설계 기술을 준수해야 합니다.마찬가지로 량호한 접지도 반드시 적어서는 안되며 칩의 전원은 반드시 잘 결합되여야 한다.입력이나 출력에서 긴 컨덕터를 실행할 필요가 있는 경우 출력에서 실행하는 것이 좋습니다.일반적으로 출력단의 임피던스는 훨씬 낮고 노이즈를 일으키기가 쉽지 않습니다.일반적으로 신호 레벨이 높을수록 소음을 다른 회로로 끌어들이기 쉽습니다.모든 PCB 설계에서 디지털 회로를 가능한 한 아날로그 회로에서 멀어지게 하는 것은 일반적인 원칙이며 이는 RF PCB 설계에도 적용됩니다.공용 아날로그 접지는 신호선을 차단하고 분리하는 데 사용되는 접지와 마찬가지로 중요합니다.따라서 설계의 초기 단계에서는 신중하게 계획하고 신중하게 구성 요소 레이아웃과 철저한 레이아웃 평가가 중요하며 무선 주파수 회로도 사용해야합니다. 아날로그 회선과 일부 매우 중요한 디지털 신호를 멀리하십시오.모든 RF 이력, 용접 디스크 및 어셈블리는 가능한 한 접지 구리를 채우고 가능한 한 주 접지에 연결해야 합니다.만약 RF 흔적선이 신호선을 통과해야 한다면 그들 사이의 RF 흔적선을 따라 주접지의 접지에 한 층 연결해 보세요.가능하지 않으면 접합을 최소화할 수 있도록 교차를 확인합니다.동시에 각 RF 흔적 선 주위에 가능한 한 많은 접지를 배치하고 이를 주 접지에 연결합니다.또한 평행 RF 흔적선 사이의 거리를 최소화하면 센싱 결합을 최소화할 수 있습니다.고체 접지 평면이 표면 아래의 첫 번째 층에 직접 배치될 때 다른 신중하게 설계된 방법에도 불구하고 격리 효과가 가장 좋다.PCB 보드의 각 레이어에 가능한 한 많은 접지를 배치하고 주 접지에 연결합니다.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.