無線設計のポイント：基板（PCB）設計

前回は、無線通信LSIによる設計における「回路設計」に関するポイントを説明しました。今回は「基板（PCB）設計」のポイントについてです。

無線設計のポイント：基板（PCB）設計

無線回路は、μVオーダーの極小信号を取り扱います。したがって、実装基板（PCB）のレイアウトは非常の重要で、無線性能に大きく影響を及ぼします。最初に、押さえるべきポイントをまとめて示します。

• ・グランド（GND）は極力強化する
  • －特にQFNパッケージの裏面GND配線には、ビアをできるだけ配置してGND強化することが必要
• ・VCO、ループフィルタ回路は特に最短で配線を引く
  • －回路周辺をGNDで囲むと良い
• ・RFの配線の下層に他の配線は引かないようする
  • －特に受信系の配線の下層は厳禁
• ・配線を曲げる時には、直角ではなく角度をつけて曲げる
  • －高速に信号が切り替わるようなラインを直角に曲げると、曲げたところでスプリアスが発生しやすくなる
• ・RFのマッチング配線は、50Ωのインピーダンスラインを使う
  • －50Ωラインは大抵太くなり、CやLのパッドサイズより大きくなる場合は、パッドと50Ωラインが滑らかにつながるよう配線に角度をつけてつなげる

グランドと50Ωラインについて補足をします。

グランドの強化

ほとんどの電子回路設計において、GND配線の取り方や面積は重要検討事項です。無線の信号は非常に微弱なことから、GNDが十分でないと次のような問題が起こります。

• • 送信：位相雑音の劣化による帯域外発射やACPの劣化
• • 受信：受信感度、スプリアス応答、RSSI最小検出レベルの劣化

QFNパッケージのように裏面のパッドがGNDになっているパッケージでは、そのGNDを強化する必要があります。以下に例を示します。



50Ωライン

前述したように50Ωラインは大抵太くなり、コンデンサなどのパッドサイズより大きくなる場合があります。その場合は、パッドと50Ωラインが滑らかにつながるようパターンに角度をつけて接続します。以下の図を参照してください。



50Ωラインの計算については、AppCAD（フリーソフト）のような計算ソフトがあります。基板材質（誘電率）、層厚、線厚、使用周波数を指定すると計算できます。