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2010年10月22日 (金)

PCBレイアウトのはなし

PCBレイアウトとは
プリント基板にパーツを配置するのをレイアウトといいます。最近はCADでの作業がほとんどでしょうが、高周波の回路を配置するには注意すべき点があります。
ハード的には
Layout まず回路図の見直しです。2層基板でも裏面をほとんどグランドにする必要のある高周波基板では、なるべく配線が交差しないように、かつ信号の流れが最短になるように配置する必要があります。右の図で上側の回路図は回路図として見やすい配置で書いてありますが、トランジスタのエミッタがグラントとして浮いてしまっていたり、ベースの抵抗でライン長が長くなりそうです。 下の回路図は電源ラインを上側に移し、バイアス抵抗も影響ない位置に移動しました。
 これをPCBにレイアウトした例がしたの図です。トランジスタのベース・エミッタ・コレクタの位置に注意してまずトランジスタを配置し、入出力のコンデンサーを近くに配置します。この入出力のパターンはマイクロストリップラインを構成するためにインピーダンスに合った幅で設計します。抵抗など他のパッドを作成すると幅が変わることがありますが、最小限にしましょう。厳密に幅を守るとかえって長さが長くなったりする場合があります。裏面のGNDへのスルホールビアはトランジスタのエミッタやデカップリングコンデンサのGND側のそば、入出力端子のそばに入れます。この例ではGNDパターンが上下に分かれてしまいましたが、周波数によっては無理にGNDパターンを繋いでもそこが細くなった場合にループになってかえって不具合を起こす場合があります。
ソフト的には
他の回路ユニットとの影響をなくすにはさらにGNDに流れる電流を考慮する必要があります。電源入力(供給)端子とパワーアンプ素子の直線上に VCO などを配置するとGNDに流れるパワーアンプ部の電流で特性に影響を受けます。出来るだけ電源に近く、電流の流れを注意して配置しましょう。近くにリップルフィルター安定化電源などを配置するのも良いでしょう。

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