PCB 블로그 - PCB 보드 설계 중 고주파 회로의 특수 대책

PCB 보드 설계가 더 높은 요구를 제기하는 이유는 현대 전자 산업의 급속한 발전에 따라 디지털과 고주파 회로가 고속, 저전력 소비, 작은 크기, 높은 방해 방지 방향으로 발전하고 있기 때문이다.Protel 99SE 설계 시스템은 Windows XP 및 Windows 2000 플랫폼의 장점을 최대한 활용하여 뛰어난 PCB 보드 모듈 설계 환경으로 설계 작업을 더욱 효과적으로 수행할 수 있습니다.고주파회로에 종사하는 설계일군들에게 있어서 더는 PCB판의 주선률에 대한 간단한 요구가 아니라 설계일군이 회로의 사업특점에 근거하여 착실한 리론지식과 풍부한 PCB판설계경험을 구비할것을 요구한다.그리고 실제 작업 환경 등을 고려하여 설계해야 이상적인 PCB 보드를 만들 수 있습니다.이 글은 PCB 보드 설계 과정에서 고주파 회로의 배치와 배선에 대해 Protel 99SE 소프트웨어를 예로 들어 PCB 보드 설계 중 고주파 회로 설계의 대책과 기교를 탐구한다.

1.고주파 PCB 보드 레이아웃 레이아웃 작업은 전체 PCB 보드 설계에서 매우 중요합니다.레이아웃은 경로설정 작업의 기초입니다.완벽한 컴포넌트 레이아웃을 위해 설계자는 회로 작업 특성과 경로설정 각도에서 컴포넌트 레이아웃을 고려해야 합니다.Protel 99SE는 자동 레이아웃 기능을 가지고 있으며 클러스터링과 통계 레이아웃 두 가지 기능을 가지고 있지만 고주파 회로의 작업 요구를 완전히 충족시킬 수는 없습니다.설계자는 또한 배치의 제조 가능성, 기계 구조, 발열, PCB의 EMI(전자 간섭), 신뢰성, 신호 무결성 등을 종합적으로 고려해야 한다.이렇게 해야만 PCB 보드의 수명, 안정성, EMC (전자 호환성) 를 효과적으로 향상시켜 레이아웃을 더욱 완벽하게 할 수 있다.설계자는 고주파 회로 레이아웃의 경우 전원 콘센트, 상태 표시등, 커넥터 및 스위치 등과 같이 구조에 맞게 고정된 부품의 레이아웃을 고려한 다음 회로에 특수 부품을 배치해야 합니다.(예를 들어 가열 부품, 변압기, 칩 등), 그리고 일부 소형 설비를 배치한다.또한 경로설정의 요구 사항을 고려하여 고주파 컴포넌트의 배치는 가능한 한 컴팩트해야 하며 신호선의 경로설정은 가능한 한 짧아 신호선의 교차 간섭을 최소화해야 합니다.기계 구조의 전원 콘센트, 표시등, 커넥터 및 스위치는 모두 기계 크기와 관련된 위치 지정 플러그인입니다.일반적으로 전원과 PCB 보드의 인터페이스는 PCB 보드의 가장자리에 배치되며 PCB 보드의 가장자리와의 거리는 일반적으로 2mm 이상이어야 합니다.표시기 발광 다이오드는 필요에 따라 정확하게 배치해야 한다;스위치와 일부 미세조정소자, 례를 들면 조절가능감지기, 조절가능저항기 등은 PCB판의 변두리에 접근하여 배치하여 조절과 련결을 편리하게 해야 한다.자주 교체해야 하는 부품은 쉽게 교체할 수 있도록 부품이 적은 위치에 배치해야 합니다.품질이 15g 이상인 구성 요소는 브래킷을 사용하여 고정해야 하며 대형 및 중형 구성 요소는 PCB에 직접 배치해서는 안 됩니다.발열 고출력 튜브, 변압기, 정류 튜브 및 기타 가열 장치는 고주파 작동 시 많은 열을 발생시킵니다.배치에서 통풍과 열을 충분히 고려해야 한다.이러한 부품은 PCB 보드의 가장자리나 공기 흐름에 배치해야 합니다.가열 컴포넌트는 보드 위쪽에 배치해야 하며 가열 컴포넌트는 이중 패널 아래쪽에 배치해서는 안 됩니다.고출력 정류관과 조절관은 라디에이터를 갖추고 변압기를 멀리해야 한다.열을 두려워하는 부품, 예를 들면 전해콘덴서도 가열장치를 멀리해야 한다. 그렇지 않으면 전해액이 건조하여 저항이 증가하고 성능이 좋지 않아 회로의 안정성에 영향을 줄 수 있다.특수 부품의 배치는 전원 장치 내부에 50Hz의 자기 누수가 발생하기 때문에 저주파 증폭기의 일부 부품과 교차 연결될 때 저주파 증폭기에 방해가 될 수 있습니다.따라서 격리되거나 차단되어야 합니다.원리도에 따르면 증폭기의 모든 전평은 한 직선에 배열될 수 있다.이러한 배치의 장점은 각 레벨의 접지 전류가 이 레벨에서 병합되어 흐르기 때문에 다른 회로의 작업에 영향을 주지 않는다는 것이다.입력 레벨과 출력 레벨은 가능한 한 멀리 떨어져서 그들 사이의 기생 결합 방해를 줄여야 한다.각 단위의 기능회로간의 신호전송관계를 고려할 때 저주파회로와 고주파회로도 분리해야 하며 아날로그회로와 디지털회로도 분리해야 한다.집적 회로는 각 핀과 다른 장치 간의 케이블 연결을 용이하게 하기 위해 PCB 보드의 중심에 배치해야 합니다.센서와 변압기 등의 장치는 자기 결합을 가지고 있으므로 서로 수직으로 배치하여 자기 결합을 줄여야 한다.또한, 그들은 모두 강한 자기장을 가지고 있으며, 주위에는 다른 회로에 미치는 영향을 줄이기 위해 적절한 큰 공간이나 자기 차폐가 있어야 한다.전자기 간섭 우리가 자주 사용하는 전자기 간섭을 제거하는 방법에는 루프, 필터, 차단, 가능한 한 고주파 장치의 속도를 낮추고 PCB 보드의 개전 상수를 늘리는 것이 포함된다.예를 들어, 집적 회로의 디커플링 콘덴서는 가능한 한 가까이 있어야 합니다.일반적으로 0.1uF 커패시터는 10MHz 이하의 작동 주파수에, 0.01uF 커패시터는 10MHz 이상의 작동 주파수에 사용됩니다.일부 부품이나 와이어 간에는 높은 전위 차이가 있으므로 방전을 피하기 위해 거리를 늘려야 합니다.디버깅을 할 때, 전압이 비교적 높은 부품은 손으로 접근하기 어려운 곳에 배치해야 한다.상호 간섭이 쉬운 구성 요소는 가까이 있으면 안 되며 피드백 간섭을 피하기 위해 입력 및 출력 구성 요소는 가능한 한 멀리 떨어져 있어야 합니다.고주파 컴포넌트의 분포 매개변수를 낮추려면 일반적으로 근처 (불규칙한 정렬) 에 배치되는 일반 회로 (저주파 회로) 가 규칙적으로 정렬되어 있어 설치 및 용접이 용이해야 합니다.고주파 PCB 보드 케이블 연결 고주파 회로는 종종 높은 집적도와 높은 케이블 밀도를 가지고 있다

1.배선의 일반적인 원칙 고주파 회로 부품 핀 사이의 도선은 가능한 한 짧고, 구부러지는 것은 가능한 한 적어야 한다.전선은 모두 직선이어야 하며, 가능한 한 급커브와 뾰족한 모서리를 피해야 한다.커브는 필요하며 변환할 때는 호 또는 대시 선을 사용해야 합니다.이 요구 사항은 저주파 회로에서 강박의 고정 강도를 높이는 데만 사용되지만 고주파 회로에서 이를 충족하면 고주파 신호의 외부 송신과 상호 결합을 줄일 수 있습니다.고주파 회로 경로설정에서 인접 레이어에서 수평 및 수직 경로설정을 번갈아 수행합니다.같은 층의 병렬 배선은 불가피하지만 PCB의 뒷면에 넓은 지선을 깔아 방해를 줄일 수 있다.일반적인 듀얼 패널의 경우 많은 Layers가 중간 전원 평면을 사용하여 이러한 작업을 수행할 수 있습니다.전원과 접지 배선은 다단계 회로의 국부 전류로 인한 접지 저항 방해를 방지하기 위해 각 급 회로는 약간의 접지 (또는 가능한 한 집중) 에 있어야 한다.고주파 회로가 30MHz보다 높을 때 대면적의 a소면적도 접지해야 한다.간섭하기 쉬운 설비와 전선은 접지선에 둘러싸일 수 있다.각종 신호 흔적선은 회로를 형성할 수 없고, 지선은 전류 회로를 형성할 수 없다.전원 코드와 지선은 서로 가까워야 폐쇄 면적을 최소화하고 전자기 간섭을 줄일 수 있습니다.일반적으로 배선할 때 전선의 너비는 12-80mil 사이이고 전원선은 일반적으로 20mil-40mil이며 지선은 일반적으로 40mil보다 크다.가능하다면, 전선은 가능한 한 넓어야 한다.아날로그 지선, 디지털 지선 등이 공공 지선에 연결될 때 고주파 압류 고리를 사용한다.고주파 압류권의 실제 조립에서는 중심구멍에 도선이 있는 고주파 철산소 자기구슬을 자주 사용한다.이 구성 요소는 일반적으로 회로 다이어그램에 표시되지 않으며 생성된 네트워크 테이블에도 포함되지 않으며 경로설정할 때 무시됩니다.이런 현실을 감안하여 원리도에서는 이를 감지기로 간주할수 있다.PCB 컴포넌트 라이브러리에서 개별 컴포넌트 패키지를 정의하고 경로설정하기 전에 공용 접지 조인트에 가까운 적절한 위치로 수동으로 이동합니다.집적 칩은 각 집적 회로 블록 부근에 고주파 디커플링 콘덴서를 설치해야 한다.Protel 99SE 소프트웨어는 구성 요소를 자동으로 배치할 때 디커플링 커패시터와 디커플링 집적 회로 사이의 위치 관계를 고려하지 않기 때문에 소프트웨어가 둘 사이의 거리를 너무 멀리 두도록 배치하면 디커플링 효과가 좋지 않습니다.이 경우 부품을 닫도록 수동으로 이동하여 해당 위치를 미리 개입해야 합니다.구리 도금의 주요 목적은 회로의 방해 방지 능력을 향상시키는 동시에 PCB 보드의 발열과 PCB 보드의 강도에 매우 유리하다.구리 코팅은 차폐 작용도 한다.그러나 넓은 면적의 막대 동박은 PCB 보드를 너무 오래 사용하면 많은 열이 발생하여 막대 동박이 팽창하고 떨어지기 쉽기 때문에 사용할 수 없습니다. 동박은 회로의 접지망에 전력망을 연결하여 더 나은 차단 효과를 제공합니다.전력망의 크기는 차단할 간섭 주파수에 달려 있다.결론적으로 고주파 회로 PCB 보드의 설계 과정은 복잡한 과정이다.위에서 논의한 설계 전략 외에도 신호 무결성, 신호 간섭, 소음 억제 방법 등이 포함됩니다.따라서 설계자는 설계를 위한 포괄적인 계획이 필요합니다. 설계 주기의 각 단계에서 다양한 방법론과 기술을 사용하여 설계의 정확성을 보장하는 것을 고려하여 합리적이고 성능이 우수한 고주파 PCB 보드를 설계합니다.