통신 기술의 발달로 휴대용 라디오 고주파 회로 기판 기술은 무선 호출기, 휴대 전화, 무선 PDA 등과 같이 점점 더 널리 사용되며 무선 주파수 회로의 성능은 전체 제품의 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 이러한 핸드헬드 제품의 가장 큰 특징 중 하나는 소형화이며, 소형화란 부품의 밀도가 매우 높다는 것을 의미하므로 부품(SMD, SMC, 베어칩 등 포함) 간의 간섭이 매우 두드러집니다. 전자파 간섭 신호가 제대로 처리되지 않으면 전체 회로 시스템이 제대로 작동하지 않을 수 있습니다. 따라서 전자파 간섭을 방지 및 억제하고 전자파 적합성을 향상시키는 방법은 RF 회로 PCB 설계에서 매우 중요한 주제가 되었습니다. 동일한 회로, 다른 PCB 설계 구조, 성능 지수가 크게 다릅니다. 이 문서에서는 Protel99 SE 소프트웨어를 사용하여 팜 제품의 rf 회로 PCB를 설계할 때 전자기 호환성 요구 사항을 달성하기 위해 회로의 성능을 최대화하는 방법에 대해 설명합니다.

1. 플레이트 선택

인쇄 회로 기판의 기판에는 유기 및 무기 범주가 있습니다. 기판의 가장 중요한 특성은 유전 상수 ε R, 유전 손실 계수(또는 유전 손실) Tan δ, 열팽창 계수 CET 및 수분 흡수입니다. ε R은 회로 임피던스와 신호 전송 속도에 영향을 미칩니다. 고주파 회로의 경우 유전율 허용 오차가 가장 먼저 고려해야 할 중요한 요소이며 유전율 허용 오차가 낮은 기판을 선택해야 합니다.

2. PCB 설계 프로세스

Protel99 SE 소프트웨어는 Protel 98 및 기타 소프트웨어와 다르기 때문에 Protel99 SE 소프트웨어에 의한 PCB 설계 과정에 대해 간략히 설명합니다.

① Protel99 SE는 Windows 99에 내재되어 있는 PROJECT 데이터베이스 모드 관리를 채택하고 있으므로 설계한 회로도 및 PCB 레이아웃을 관리하기 위한 데이터베이스 파일을 먼저 설정해야 합니다.

② 개략도의 디자인. 네트워크 연결을 구현하려면 사용된 모든 구성 요소가 기본 설계 전에 구성 요소 라이브러리에 있어야 합니다. 그렇지 않으면 필요한 구성 요소를 SCHLIB에서 만들어 라이브러리 파일에 저장해야 합니다. 그런 다음 구성 요소 라이브러리에서 필요한 구성 요소를 호출하고 설계된 회로도에 따라 연결하기만 하면 됩니다.

③ After the schematic design is completed, a network table can be formed for use in PCB design.

④PCB 디자인. A. CB 모양 및 크기 결정. PCB의 모양과 크기는 제품 내 PCB의 위치, 공간의 크기와 모양, 다른 부품과의 협력에 따라 결정됩니다. MECHANICAL LAYER에서 PLACE TRACK 명령을 사용하여 PCB의 모양을 그립니다. B. SMT 요구 사항에 따라 PCB에 위치 지정 구멍, 눈 및 기준점을 만듭니다. C. 부품 생산. 컴포넌트 라이브러리에 없는 일부 특수 컴포넌트를 사용해야 하는 경우 레이아웃 전에 컴포넌트를 만들어야 합니다. Protel99 SE에서 구성 요소를 만드는 과정은 비교적 간단합니다. “DESIGN” 메뉴에서 “MAKE LIBRARY” 명령을 선택하여 COMPONENT 만들기 창으로 들어간 다음 “TOOL” 메뉴에서 “NEW COMPONENT” 명령을 선택하여 구성 요소를 디자인합니다. 이때 해당 PAD를 특정 위치에 그려서 원하는 PAD(PAD의 모양, 크기, 내경, 각도 등을 포함하고 PAD의 해당 핀명을 표시)로 편집하면 됩니다. 실제 부품의 모양과 크기에 따라 PLACE PAD 등의 명령으로 TOP LAYER를 만듭니다. 그런 다음 PLACE TRACK 명령을 사용하여 TOP OVERLAYER에 구성 요소의 최대 모양을 그리고 구성 요소 이름을 선택하고 구성 요소 라이브러리에 저장합니다. 라. 부품 제작 후 레이아웃 및 배선 작업을 한다. 이 두 부분은 아래에서 자세히 설명합니다. 마. 위의 절차가 완료된 후 확인합니다. 한편으로는 회로 원리의 검사를 포함하고 다른 한편으로는 서로의 매칭 및 조립을 점검할 필요가 있다. 회로 원리는 네트워크에 의해 수동 또는 자동으로 확인할 수 있습니다(회로도에 의해 형성된 네트워크는 PCB에 의해 형성된 네트워크와 비교할 수 있습니다). F. 확인 후 파일을 아카이브하여 출력한다. Protel99 SE에서는 FILE 옵션에서 EXPORT 명령을 실행하여 FILE을 지정된 경로와 FILE에 저장해야 합니다(IMPORT 명령은 FILE을 Protel99 SE로 IMPORT하는 것입니다). 참고: Protel99 SE “FILE” 옵션에서 “SAVE COPY AS…” 명령을 실행한 후 선택한 파일 이름은 Windows 98에서 보이지 않으므로 리소스 관리자에서 파일을 볼 수 없습니다. 이것은 Protel 98의 “SAVE AS…”와 다릅니다. 정확히 동일하게 작동하지 않습니다.

3. Components layout

SMT는 일반적으로 적외선로 열 흐름 용접을 사용하여 구성 요소를 용접하기 때문에 구성 요소의 레이아웃은 솔더 조인트의 품질에 영향을 미치고 제품 수율에 영향을 미칩니다. rf 회로의 PCB 설계의 경우 전자기 호환성을 위해서는 각 회로 모듈이 가능한 한 전자기 복사를 생성하지 않고 전자기 간섭에 저항하는 특정 능력이 있어야 합니다. 따라서 구성 요소의 레이아웃은 회로 자체의 간섭 및 간섭 방지 기능에도 직접적인 영향을 미치며 이는 설계된 회로의 성능과도 직접적인 관련이 있습니다. 따라서 RF 회로 PCB의 설계에서 일반적인 PCB 설계의 레이아웃 외에도 RF 회로의 여러 부분 간의 간섭을 줄이는 방법, 회로 자체가 다른 회로에 미치는 간섭을 줄이는 방법 및 회로 자체의 간섭 방지 능력. 경험에 따르면 rf 회로의 효과는 RF 회로 기판 자체의 성능 지수뿐만 아니라 CPU 처리 기판과의 상호 작용에도 크게 좌우됩니다. 따라서 PCB 설계에서는 합리적인 레이아웃이 특히 중요합니다.

일반적인 레이아웃 원칙: 구성 요소는 가능한 한 같은 방향으로 배열되어야 하며, 주석 용융 시스템에 들어가는 PCB의 방향을 선택하여 불량 용접 현상을 줄이거나 피할 수 있습니다. 경험에 따르면 주석 용융 구성 요소의 요구 사항을 충족하려면 구성 요소 사이의 공간이 0.5mm 이상이어야합니다. PCB 보드의 공간이 허락한다면 부품 사이의 공간은 가능한 한 넓어야 합니다. 이중 패널의 경우 한 면은 SMD 및 SMC 부품용으로 설계되어야 하고 다른 면은 개별 부품용으로 설계되어야 합니다.

레이아웃 참고:

* 먼저 다른 PCB 보드 또는 시스템과 함께 PCB에서 인터페이스 구성 요소의 위치를 ​​결정하고 인터페이스 구성 요소의 조정(예: 구성 요소의 방향 등)에 주의하십시오.

* 핸디형 제품의 작은 부피로 인해 부품들이 컴팩트하게 배치되기 때문에 부품이 더 큰 경우 우선적으로 적절한 위치를 결정하고 서로 간의 조정 문제를 고려해야 합니다.

* 세심한 분석 회로 구조, 회로 블록 처리 (고주파 증폭기 회로, 혼합 회로 및 복조 회로 등) 가능한 한 큰 전류 신호와 약한 전류 신호 분리, 디지털 신호 회로 및 아날로그 신호 분리 회로, 완전한 동일한 기능의 회로를 특정 범위에 배치하여 신호 루프 영역을 줄여야 합니다. 회로의 각 부분의 필터링 네트워크는 근처에 연결되어야 회로의 간섭 방지 능력에 따라 방사선을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 간섭 가능성도 줄일 수 있습니다.

* 사용 중인 전자기 호환성에 대한 민감도에 따라 셀 회로를 그룹화합니다. 간섭에 취약한 회로 구성 요소는 간섭 소스(예: 데이터 처리 보드의 CPU 간섭)도 피해야 합니다.

4. 배선

구성 요소를 배치한 후 배선을 시작할 수 있습니다. 배선의 기본 원리는 조립 밀도 조건에서 가능한 한 저밀도 배선 설계를 선택하고 신호 배선은 가능한 한 두껍고 얇아야 임피던스 매칭에 도움이된다는 것입니다.

rf 회로의 경우 신호 라인 방향, 너비 및 라인 간격의 불합리한 설계가 신호 신호 전송 라인 간의 간섭을 유발할 수 있습니다. 또한 시스템 전원 공급 장치 자체에도 노이즈 간섭이 있으므로 RF 회로 PCB의 설계에서 포괄적이고 합리적인 배선을 고려해야 합니다.

배선시 모든 배선은 PCB 보드의 경계에서 멀리 떨어져 있어야 합니다(약 2mm). 그래야 PCB 보드 생산 중 와이어 단선의 숨겨진 위험이 발생하거나 숨겨진 위험이 없습니다. 루프의 저항을 줄이기 위해 전력선은 가능한 한 넓어야 합니다. 동시에 전력선과 접지선의 방향은 데이터 전송 방향과 일치해야 간섭 방지 기능이 향상됩니다. 신호선은 가능한 한 짧아야 하고 구멍의 수는 최대한 줄여야 합니다. 구성 요소 간의 연결이 짧을수록 매개 변수의 분포와 서로 간의 전자기 간섭을 줄이는 것이 좋습니다. 호환되지 않는 신호 라인은 서로 멀리 떨어져 있어야하며 평행 라인을 피하고 상호 수직 신호 라인의 응용 프로그램의 긍정적 인 양면에 시도해야합니다. 코너 어드레스가 필요한 배선은 135° 앵글로 하고 직각은 피하십시오.

패드와 직접 연결된 선은 너무 넓지 않아야 하며, 선은 단락을 피하기 위해 분리된 구성 요소에서 가능한 한 멀리 떨어져 있어야 합니다. 부품에 구멍을 내서는 안 되며 가상 용접, 연속 용접, 단락 및 기타 생산 과정의 현상을 피하기 위해 분리된 부품에서 가능한 한 멀리 떨어져야 합니다.

rf 회로의 PCB 설계에서 전력선과 접지선의 올바른 배선은 특히 중요하며 합리적인 설계는 전자파 간섭을 극복하는 가장 중요한 수단입니다. PCB 상의 많은 간섭원은 전원과 접지선에 의해 발생하며, 그 중 접지선이 노이즈 간섭을 가장 많이 일으킨다.

접지선이 전자기 간섭을 일으키기 쉬운 주된 이유는 접지선의 임피던스입니다. 전류가 접지를 통해 흐르면 접지에 전압이 생성되어 접지 루프 전류가 발생하여 접지의 루프 간섭이 형성됩니다. 여러 회로가 단일 접지선을 공유할 때 공통 임피던스 커플링이 발생하여 접지 노이즈가 발생합니다. 따라서 RF 회로 PCB의 접지선을 배선할 때 다음을 수행하십시오.

* 우선, 회로는 블록으로 나뉘며, rf 회로는 기본적으로 고주파 증폭, 혼합, 복조, 국부 진동 및 기타 부품으로 나누어 각 회로 모듈 회로 접지에 공통 전위 기준점을 제공하므로 신호는 서로 다른 회로 모듈 간에 전송될 수 있습니다. 그런 다음 RF 회로 PCB가 접지에 연결된 지점에서 요약됩니다. 즉, 주 접지에서 요약됩니다. 기준점이 하나뿐이므로 공통 임피던스 커플링이 없으므로 상호 간섭 문제가 없습니다.

* 디지털 영역과 아날로그 영역은 최대한 접지선을 분리하고, 디지털 접지와 아날로그 접지를 분리하여 최종적으로 전원 접지에 연결합니다.

* 회로의 각 부분에 있는 접지선도 단일 지점 접지 원리에 주의해야 하며 신호 루프 영역을 최소화하고 해당 필터 회로 주소는 근처에 있어야 합니다.

* 공간이 허락한다면 서로의 신호 결합 효과를 방지하기 위해 각 모듈을 접지선으로 분리하는 것이 좋습니다.

5. 결론

RF PCB 설계의 핵심은 방사 능력을 줄이는 방법과 간섭 방지 능력을 향상시키는 방법에 있습니다. 합리적인 레이아웃과 배선은 DESIGNING RF PCB를 보장합니다. 이 논문에서 설명하는 방법은 RF 회로 PCB 설계의 신뢰성을 향상시키고 전자파 간섭 문제를 해결하며 전자파 적합성의 목적을 달성하는 데 도움이 됩니다.