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PCBブログ
RF回路基板設計について
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RF回路基板設計について

RF回路基板設計について

2022-06-30
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Author:ipcb

通信技術の発展につれて、携帯無線周波数 PCBボード 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、無線PDA等は無線周波数回路の性能指数が製品全体の品質に直接影響する。これらの携帯型製品の特徴の一つは小型化である。そして、小型化は、構成要素の高密度を意味する。これは、コンポーネント(SMD、SMCを含む)の相互干渉を行う。電磁干渉信号の不適切な取り扱いにより、回路システム全体が正常に動作することができない。したがって、RF回路を設計するとき、電磁干渉を防いで、電磁両立性を改善する方法は、非常に重要な問題になっているPCBボードだ。同じ回路、異なるPCBボード設計構造及びその性能指数は非常に異なる。この議論で、Protel 99 SEソフトウェアがRF回路を設計するのに用いられるとき PCBボード 携帯機器の回路の性能指標が最大限に実現されるならば、電磁両立性の要件を満たす。


1.プレートの選定

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。基板の重要な特性は、比誘電率r、散逸係数(誘電損失)、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。高周波回路については、まず誘電率公差が重要であり、誘電率の小さい基板を選択する必要がある。


PCBボード


2. PCBボードデザインプロセス

protel 99 seソフトウェアの使用がprotel 98と他のソフトウェアのそれと異なるので、最初に、protel 99 seソフトウェアを用いたpcbボード設計のプロセスを簡単に論じた。

1 ) protel 99以降

SEはWindows 99の下で暗黙的であるプロジェクトデータベースモード管理を採用する。したがって、設計された回路図図とPCBボードレイアウトを管理するためにデータベースファイルを最初に設定する必要がある。

2)概略図の設計。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の間でコンポーネントライブラリに存在しなければならない。そうしないと、必要なコンポーネントはSchlibで作られて、ライブラリファイルに格納されなければならない。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する。

3)概略設計が終了した後、pcbボード設計に使用するためのネットリストを形成できる。

4)pcbボード設計。PCBボードの形状とサイズの決定。PCBボードの形状とサイズは、製品の設計されたPCBボードの位置、スペースの大きさ、形状、および他の部品との協力によって決定される。プレイストラックコマンドを使用して、機械層レイヤー上のPCBのアウトラインを描画する。

5)SMTの要件に従って、PCBボード上に位置決め穴、目、基準点などを作る。

6)Cコンポーネントの生産。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る。protel 99 seのコンポーネントを作るプロセスは比較的簡単だ。“デザイン”メニューの“make library”コマンドを選択した後、「ウィンドウ」コンポーネントを入力し、「ツール」メニューの「新規コンポーネント」コマンドを選択する。デバイス設計はこの時点で、実際のコンポーネントの形状とサイズに応じて、場所パッドなどのコマンドを使用して、トップ層レイヤー上の特定の位置に対応するパッドを描画するだけで、必要なパッド(パッドの形状、サイズ、および内径を含む)にそれらを編集する必要がある。さらに、パッドの対応するピン名をマークして、次に、Top Trackコマンドを使用して、上部の上層のコンポーネントの形状を描画し、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格納する。

7)部品を作成した後、レイアウト、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。

以上の処理が終了したら、E検査を行う。一方、回路原理の検査を含むが、相互マッチングや組立問題をチェックしなければならない。回路原理を手動でチェックするか、ネットワークによって自動的にチェックすることができる(回路図で形成されたネットワークは、PCBボードによって形成されたネットワークと比較することができる)。

Fが正しいかどうかチェックした後、ファイルをアーカイブして出力する。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”コマンドを使用しなければならない(“import”コマンドはprotel 99 seにファイルを転送することだ。注意: protel 99 seの" file "オプションの" save copy as ..."コマンドが実行された後、選択したファイル名はWindows 98では表示されず、リソースマネージャではファイルを見ることができない。これはProtel 98での「as as as」機能と全く同じではない。


3.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ボード設計のために、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発生しないことを必要とし、電磁干渉に抵抗するある種の能力を有する。したがって、構成要素のレイアウトはまた、回路自体の干渉および反干渉に直接影響する。能力も直接設計された回路の性能に関連している。したがって、RF回路PCBを設計する際の通常のPCB基板設計のレイアウトを考慮することに加えて、RF回路の各部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及び回路自体の干渉防止能力を考慮する必要がある。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も依存する。したがって、PCBボードを設計するとき、合理的なレイアウトは特に重要だ。レイアウトの一般的な原理:コンポーネントは、可能な限り同じ方向に配置されるべきであり、PCBボードが錫溶融システムに入る方向を選択することによって、はんだ付け不良の現象を低減することができるか、あるいは避けられることができる錫の要件は、PCBボードのスペースが可能であれば、コンポーネントの間隔をできるだけ広くする必要がある。両面パネルに関しては、片側はSMDとSMC部品で一般的に設計されなければならず、他方は別個の部品でなければならない。レイアウトに注意する必要がある。

1)まず、PCBボード上の他のPCBボードやシステムとのインターフェースコンポーネントの位置を決定し、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)間の調整に注意しなければならない。

2)ハンドヘルド製品のサイズが非常に小さく、部品がコンパクトに配置されているので、より大きな部品を優先しなければならず、対応する位置を決定しなければならず、それらの間の協調を考慮しなければならない。

3)回路構成、ブロック内の回路(高周波増幅回路、周波数混合回路、復調回路など)の回路を細かく分析し、強力な電気信号と弱い電気信号を極力分離し、ディジタル信号回路とアナログ信号回路を分離する。同じ機能を完了する回路は、なるべくなら特定の範囲の範囲内で配置されなければならない。そして、それによって、シグナルループ領域を減らす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、妨害される可能性も減らすことができる。

4)使用時の電磁両立性に対する単位回路の感度の違いにより、グループ化した。回路の干渉に影響されやすいコンポーネントのために、レイアウトはまた干渉源(データ処理ボードのCPUからの干渉など)を避けるように試みるべきだ。


4.配線

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ようとするものであり、信号トレースの厚さは可能な限り一貫していなければならず、インピーダンス整合に寄与する。RF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、信号と信号伝送線との間の交差干渉を引き起こすことがある。また、システム電源自体もノイズ干渉を有しているので、RF回路PCBボードを設計する際に集積化しなければならない。合理的な配線を考えてください。配線の場合、PCBボードの製造中に切断または潜在的切断の可能性を回避するために、すべてのトレースをPCB基板(約2 mm)のフレームから遠ざける必要がある。電力線はループ抵抗を低減するためにできるだけ広くなければならない。同時に、電力線および接地線の方向は、干渉防止能力を改善するためにデータ伝送の方向と一致しなければならない信号線は、できるだけ短くして、穴の数を過度に最小にするべきですコンポーネント間の接続は、分配パラメータおよび相互電磁干渉を減らすためにできるだけ短いです不一致の信号線のために、互いから遠く離れていて、平行線を避けるようにしようとしてください。そして、正の両側に、信号線は互いに垂直でなければならない。配線時にはコーナーを必要とするアドレス側は135°角であり、直角を避ける必要がある。配線の場合、パッドに直接接続されている線はあまり広くなくてもよく、トレースは短絡回路を避けるために、切断された構成要素からできるだけ遠ざけておく必要がある。ビアは、コンポーネントに描画されるべきではなく、生産を避けるために、切断された構成要素からできるだけ多く離れていなければならない。仮想溶接、連続溶接、短絡などの現象がある。RF回路PCBボードの設計において、電力線及び接地線の正しい配線は特に重要であり、合理的な設計は電磁干渉を克服するための重要な手段である。pcbボード上の干渉源は、電源と接地線によって発生し、そこでは接地線によるノイズ干渉が生じる。接地線が電磁干渉を起こしやすい主な理由は、接地線がインピーダンスを有することである。現在接地線を流れる場合、接地線上に電圧が発生し、接地ワイヤループ電流と接地ワイヤループ干渉とが生じる。複数の回路が接地線を共有する場合、共通のインピーダンス結合が形成され、いわゆる接地線ノイズが生じる。したがって、RF回路PCBボードの接地線を配線するとき、次のようにしなければならない。

1)まず回路をブロックに分割する。無線周波数回路は、基本的には、高周波増幅、周波数混合、復調、局部発振器等に分けられる。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グラウンドに共通の基準点を設ける必要がある。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ボードがグランド配線に接続されている場所、すなわち、一般的な接地線にまとめられる場所にまとめられる。つの基準点しかないので、共通のインピーダンス結合はなく、したがって相互干渉問題はない。

2)ディジタル領域とアナログ領域をできるだけ地上から隔離し、ディジタルグランドとアナロググランドを分離し、電源グランドに接続する。

3)回路の各部の内部の接地線は、単一点接地の原理に注目し、信号ループの面積を最小にし、近接した対応するフィルタ回路のアドレスと接続する。

4)空間が許容される場合、各モジュールは、接地線によって分離され、互いの信号結合効果を防ぐことができる。

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