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PCB技術

PCB技術 - PCBボードに基づくRFおよびディジタルアナログ回路のハイブリッド設計

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PCB技術 - PCBボードに基づくRFおよびディジタルアナログ回路のハイブリッド設計

PCBボードに基づくRFおよびディジタルアナログ回路のハイブリッド設計

2021-10-22
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Author:ipcber

通常, のRF部分PCBボードは独立した環境でRF人員によって設計されて、それから混合テクノロジーPCB基板の残りと合併しました. このプロセスは効率が悪い, ハンドヘルド無線通信デバイスと遠隔制御装置の増殖, ハイブリッド技術と統合することがしばしば必要である, ハイブリッドアナログの必要性の著しい増加を推進した, デジタル, とRFデザイン.携帯端末, 基地局, リモートコントロール, ブルートゥース, コンピュータ無線通信能力, 多数家電, と軍隊/航空宇宙システムはRF技術を必要とする. ハンドヘルド無線通信装置と遠隔操作装置の人気は、混合アナログの必要性の著しい増加を引き起こしました, デジタルとRFデザイン. 携帯端末, 基地局, リモートコントロール, ブルートゥース, コンピュータ無線通信能力, 多数家電, と軍隊/航空宇宙システムはRF技術を必要とする. 長い間, RF設計は設計者に特別な設計と分析ツールを必要とした.

PCBボード


長い間, RF設計は設計者に特別な設計と分析ツールを必要とした. 通常, PCBのRF部分は、スタンドアロン環境においてRF人員によって設計され、その後、残りの混合技術PCBと結合される. このプロセスは非効率であり、しばしば反復設計を必要とし、ハイブリッド技術と統合するために複数の関連データベースの使用を必要とする. 過去に, 設計関数を2つの設計環境で繰り返し実行した, ダムASCIIインタフェースを介して接続. 両方の環境におけるPCBシステム設計とRF特定設計システムは独自のライブラリを持っている, RF設計データベース, デザインアーカイブ. これには設計データ(回路図とレイアウト)とライブラリが必要です環境面倒なASCIIインタフェースを通じて管理と同期を行う。


この古いアプローチのもとで, RF設計者は他のPCBシステム設計から分離したRF回路を開発した. 次に、このRF回路を全体に翻訳する PCB設計 ASCIIファイルの使用, メインPCB上での回路図と物理的な実装の作成. RF回路に問題があるならば, 設計は別々のRF解で修正されなければならず、それから主PCBに再翻訳されなければならない. RFシミュレータは理想的なRF回路をシミュレートするだけである. 実際のハイブリッドシステム実装では、多くの断片的な形成があります, グラウンドボイドと隣接したRF回路, そして、これらの追加の形状がRF回路動作に永続的な影響を及ぼすことは周知である. この古い方法は長年の混合信号ボード設計に成功した, しかし、製品のRF回路内容が増加するように, つの別々の設計システムの問題はデザイナーの生産性に影響を与え始めた, 市場時間, と製品の品質.

RF意識 PCB設計
PCBとRF設計の間の設計意図を維持する, RF設計ツールはPCBレイアウトの層指向構造を理解しなければならない, そして、PCBシステムはRF設計環境で使用されるパラメトリック平面マイクロ波コンポーネントを理解しなければならない. もう一つの重要な問題は、PCBシステムが短絡回路としてRF回路のレイアウトを構築することである,これは設計の正しい設計規則検査(DRC)を妨げる.今日の複雑なRFシステム設計のために, 機能的RFを意識したDRCは設計が正しいことを保証するための設計方法論の必須である. これらのすべては、設計意図を維持するのを助けます. 設計意図を維持することは重要である.

RFデザインは、デザインを調整して、最適化する多くのステップを必要とする反復プロセスです. 過去に, RF設計は現実の文脈では非常に困難であった PCB設計. 最適化されたRFモジュールがPCBに実装されるとき, まだそれが働くという保証はまだありません. 検証として,基板PCBの実現には電磁場解析が必要である. この設計プロセスにはいくつかの問題がある. ファースト, 回路は単純な金属層の形状としてモデル化される, したがって、RFツールは金属層に変更を加えることができない, を返します。 PCB設計 そして、まだ良いRF回路があります. 二番目, EMスキームは時間がかかる. 新しい流れで, PCBツールとRFツールは設計意図の共通の理解を持っているので, 回路は、設計意図を失わずに、1つのツールボックスから別のツールボックスに渡すことができます。これは、回路シミュレーションとEM解析を繰り返すことができ、各回路の変更の結果を比較することができることを意味します. これはすべて、実際のPCB環境で行われます, 地面を含む, RF回路レイアウト, 跡, ヴィアス, その他のコンポーネント.


無線周波数PCB設計ボトルネック

無線周波数PCBの主なボトルネック設計 次のとおり., A上の各RFモジュールから PCBボード 独立したRF設計チームによって設計されたかもしれません, そして、各々のモジュールは、独立にアップグレードされることができます, 進化する, 再利用, 回路全体を管理することが重要となる, しかし、いつでも、個々の回路要素としてこれらのモジュールにアクセスします. この問題を解決する, 回路図とレイアウトツールを階層的にグループ化した回路をサポートするために拡張しなければならない. この方法で, RF回路が既にPCB上に配置されていても, それはまだ他のモジュールを有するRF回路として一緒に配置することができ、解析のための適切なRF設計チームに接続することができる. 次のハードルは、地面の平面を設計する方法です. 伝統的なデザインプロセスで, RF金属はブラックボックス金属ブロックとして使用される, と地面からの間隔は手で行われます, 航空旅行はそれぞれの形成を通過しなければならないので. RF回路が更新されるとき, カットアウト部分は、新しい回路に対応するために手動で修正されなければならない. いくつかのデザイン, この編集プロセスだけで数週間かかる. RF設計ツールとの間の合成 PCB設計 ツールはASCII IFF形式ファイルの双方向変換に基づいていました. 形式はいくつかのデザインデータを扱うことができますが, それは、継ぎ目のない反復合成から遠いです. 図書館同期の欠如は、死の原因です. この設計要件は、RF設計とシステムレベルの間のダイナミックな双方向リンクを提供するWebベースのツールツーツール通信を引き起こしました PCB設計. コンカレントエンジニアリング支援, 複数のPCB技術者は、同じ設計データベースを同時に使用することができる, 各々のリンク一つ以上のアナログ部. RFモジュールは、現在RF設計ツールを使用して設計され、適切な時刻にシステムレベルの回路図およびPCBの一部として合成され得る, 過去の捉えにくいブラックボックス回路ではなく. 現時点で, この回路は、いずれの環境でも、その効果をシミュレートすることができる. トレーサビリティを維持するためのオブジェクトのセットとして各RF回路を表示する, バージョン管理, とデザインの問題. デザイン意図は保存されているから, 任意の数の設計反復は、時間費用なしで実行できます. 加えて, RFモジュールは実際のシステムレベルでシミュレートできるので PCBボード environment, その機能は、設計サイクルを短くするのを助けるためにより詳細に検証されるべきです.