高周波プリント基板の役割

キーワード: 高周波プリント基板

小型化をはじめとする様々な要因により、プリント基板設計はますます困難な作業となっています。しかし、デジタル信号、混合信号、そして高周波信号（一般にRF信号として知られる）が存在する必要があることは事実です。プリント基板製造において、高周波プリント基板は最も急速に成長している分野の一つです。

高周波プリント基板には、レイアウトと配線の両方に対して全く新しいアプローチが必要です。実際、高周波プリント基板では、回路全体を分布定数系として見なすことが必要になります。プリント基板製作時には、プリント基板設計者は多くの課題に直面します。高周波プリント基板に関して、設計者が直面する2つの主要な課題は以下の通りです。

• 信号間の容量結合
• 電磁干渉

高周波プリント基板レイアウトにおける信号間の容量結合

容量結合（静電結合とも呼ばれる）は、絶縁体で分離された2つの導体間での電気エネルギーの伝達です。例えば、2本の銅配線が互いに近接して配置されると、一方の配線から他方の配線へエネルギーが伝達されます。高周波プリント基板レイアウトにおいて、容量結合を防ぐ一般的な方法は次の3つです。

配線間の距離を広げる - 静電容量は端子間の距離に反比例します。距離が大きいほど、容量結合は小さくなります。

高周波配線をグランドに接続された銅ストリップでシールドする - グランドストリップがシールドの役割を果たし、電荷が他の配線に結合するのを防ぎます。

配線は短く保つ必要があります。長い配線は導体の面積を増やし、結果として容量結合を増加させるからです。

電磁干渉 (EMI)

電磁干渉 (EMI) とは、電子機器内で放射または誘導によって信号を妨害する電磁エネルギーのことです。電磁干渉 (EMI) は、ラジオの雑音から、携帯電話をオーディオ機器の近くに持っていったときに聞こえるあのブーンという音まで、私たちの周りに溢れています。

高周波プリント基板が目指すべきは、電磁両立性 (EMC)、つまり電子システムが電磁環境内で、許容できないEMIを発生させることなく満足に動作する能力です。デバイスが規定の標準から逸脱すると、EMIがシステム性能を支配します。プリント基板設計の初期段階では、EMIを制御することが重要になります。