射頻電路PCB設計技巧

2021-07-27 20:28:53 字數 2554 閱讀 1838

1 rf布局

這裡討論的主要是多層板的元器件位置布局。元器件位置布局的關鍵是固定位於rf路徑上的元器件,通過調整其方向,使rf路徑的長度最小,並使輸入遠離輸出,盡可能遠地分離高功率電路和低功率電路,敏感的模擬訊號遠離高速數碼訊號和rf訊號。

在布局中常採用以下一些技巧。

1.1 一字形布局

rf主訊號的元器件盡可能採用一字形布局,如圖1所示。但是由於pcb板和腔體空間的限制,很多時候不能布成一字形,這時候可採用l形,最好不要採用u字形布局(如圖2所示),有時候實在避免不了的情況下,盡可能拉大輸入和輸出之間的距離,至少1.5 cm以上。

另外在採用l形或u字形布局時,轉折點最好不要剛進入介面就轉,如圖3左所示,而是在稍微有段直線以後再轉,如圖3右圖所示。

1.2相同或對稱布局

相同的模組盡可能做成相同的布局或對稱的布局,如圖4、圖5所示。

1.3 十字形布局

偏置電路的饋電電感與rf通道垂直放置,如圖6所示,主要是為了避免感性器件之間的互感。

1.4 45度布局

為合理的利用空間,可以將器件45度方向布局,使射頻線盡可能短,如圖7所示。

2 rf佈線

佈線的總體要求是:rf訊號走線短且直,減少線的突變,少打過孔,不與其它訊號線相交,rf訊號線周邊盡量多加地過孔。

以下是一些常用的優化方式:

2.1 漸變線處理

在射頻線寬比ic器件管腳的寬度大比較多的情況下,接觸晶元的線寬採用漸變方式,如圖8所示。

2.2 圓弧線處理

射頻線不能直的情況下,作圓弧線處理,這樣可以減少rf訊號對外的輻射和相互問的耦合。有實驗證明,傳輸線的拐角採用變曲的直角,能最大限度的降低回損。如圖9所示。

2.3 地線和電源

地線盡可能粗。在有條件的情況下,pcb的每一層都盡可能的鋪地,並使地連到主地上,多打地過孔,盡量降低地線阻抗。

rf電路的電源盡量不要採用平面分割,整塊的電源平面不但增加了電源平面對rf訊號的輻射,而且也容易被rf訊號的干擾。所以電源線或平面一般採用長條形狀,根據電流的大小進行處理,在滿足電流能力的前提下盡可能粗,但是又不能無限制的增寬。在處理電源線的時候,一定要避免形成環路。

電源線和地線的方向要與rf訊號的方向保持平行但不能重疊,在有交叉的地方最好採用垂直十字交叉的方式。

2.4 十字交叉處理

rf訊號與if訊號走線十字交叉,並盡可能在他們之間隔一塊地。

rf訊號與其他訊號走線交叉時,盡量在它們之間沿著rf走線布置一層與主地相連的地。如果不可能,一定要保證它們是十字交叉的。這裡的其他訊號走線也包括電源線。

2.5 包地處理

對射頻訊號、干擾源、敏感訊號及其他重要訊號進行包地處理,這樣既可以提高該訊號的抗干擾能力,也可以減少該訊號對其他訊號的干擾。如圖10所示。

2.6 銅箔處理

銅箔處理要求圓滑平整,不允許有長線或尖角,若不能避免,則在尖角、細長銅箔或銅箔的邊緣處補幾個地過孔。

2.7 間距處理

射頻線離相鄰地平面邊緣至少要有3w的寬度,且3w範圍內不得有非接地過孔。

同層的射頻線要作包地處理,並在地銅皮上加地過孔,孔間距應小於訊號頻率所對應波長(λ)的1/20,均勻排列整齊。包地銅皮邊緣離射頻線2w的寬度或3h的高度,h表示相鄰介質層的總厚度。

3 腔體處理

對整個rf電路,應把不同模組的射頻單元用腔體隔離,特別是敏感電路和強烈輻射源之間,在大功率的多級放大器中,也應保證級與級之間的隔離。整個電路支流放置好後,就是對遮蔽腔的處理,遮蔽腔體的處理有以下注意事項:

整個遮蔽腔體盡量做成規則形狀,便於鑄模。對於每乙個遮蔽腔盡量做成長方形,避免正方形的遮蔽腔。

遮蔽腔的轉角採用弧形,遮蔽金屬腔體一般採用鑄造成型,弧形的拐角便於鑄造成型時候拔模。如圖12所示。

遮蔽腔體的周邊是密封的,介面的線引入腔體一般採用帶狀線或微帶線,而腔體內部不同模組採用微帶線,不同腔體相連處採用開槽處理,開槽的寬度為3 mm,微帶線走在正中間。

腔體的拐角放置3 mm的金屬化孔,用來固定遮蔽殼,在每支長的腔體上也要均勻放置同等的金屬化孔,用來加固支撐作用。

腔體一般做開窗處理,便於焊接遮蔽殼,腔體上一般厚2 mm以上,腔體上加2排開窗過孔屏,過孔相互錯開,同一排過孔之間間距150 mil。

4 結束語

射頻電路pcb設計成敗的關鍵在於如何減少電路輻射,從而提高抗干擾能力,但是在實際的布局與佈線中一些問題的處理是相衝突的,因此如何尋求乙個折中點,使整個射頻電路的綜合性能達到最優,是設計者必須要考慮的問題。所有這些都要求設計者具有一定的實踐經驗和工程設計能力,但是要具備這些能力,每乙個設計者都不可能一蹴而就的,只有從其他人那裡借鑑經驗,加上自己的不停摸索和思考,才能不斷進步。本文總結工作中的一些設計經驗,有利於提高射頻電路pcb的抗干擾能力,幫助射頻電路設計初學者少走不必要的彎路。

射頻電路設計及PCB設計要點

一 射頻電路中元器件封裝的注意事項 成功的rf設計必須仔細注意整個設計過程中每個步驟及每個細節,這意味著必須在設計開始階段就要進行徹底的 仔細的規劃,並對每個設計步驟的進展進行全面持續的評估。而這種細緻的設計技巧正是國內大多數電子企業文化所欠缺的。近幾年來,由於藍芽裝置 無線區域網路 wlan 裝置...

射頻PCB 設計

對於自身沒有聯結器的模組,需通過 rf 走線和天線饋點或者聯結器連線,所以 rf 線推薦走微帶線,越短越好,差損控制在 0.2db 以內,並且阻抗控制在 50 在模組和天線聯結器 或饋點 之間預留乙個 型電路 兩個並行器件接地腳要直接接到主地 供天線除錯。在 pcb 走線時,此訊號走線控制 50 產...

射頻電路板設計技巧

本文 射頻電路 rf 由於不確定的因素很多,被稱作黑色藝術 black art 然而,通過經過實踐摸索,我們會發現其也是有章可循,以下將就自己多年工作實踐及前人經驗,圍繞這些方面對射頻電路的電路板設計展開討論 布局 阻抗 疊層 設計注意事項 包邊 電源處理,表面處理。1 關於布局 rf電路布局的原則...