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射频电路PCB的规划技巧

针对多层线路板中射频电路板的布局和布线,根据本人在射频电路PCB设计中的经验积累,总结了一些布局布线的设计技巧。并就这些技巧向行业里的同行和前辈咨询,同时查阅相关资料,得到认可,是该行业里的普遍做法。

摘要:针对多层线路板中射频电路板的布局和布线,依据本人在射频电路PCB规划中的经历堆集,总结了一些布局布线的规划技巧。并就这些技巧向职业里的同行和长辈咨询,一起查阅相关材料,得到认可,是该职业里的遍及做法。屡次在射频电路PCB规划中选用这些技巧,在后期PCB的硬件调试中得到证明,对削减射频电路中的搅扰有很不错的效果,是较优的计划。
要害词:射频电路;PCB;布局;布线

因为射频(RF)电路为散布参数电路,在电路的实践工作中简单发生趋肤效应和耦合效应,所以在实践的PCB规划中,会发现电路中的搅扰辐射难以操控,如:数字电路和模仿电路之间彼此搅扰、供电电源的噪声搅扰、地线不合理带来的搅扰等问题。正因为如此,如安在PCB的规划过程中,权衡利弊寻求一个适宜的折中点,尽或许地削减这些搅扰,乃至能够防止部分电路的干与,是射频电路PCB规划胜败的要害。文中从PCB的LAYOUT视点,供给了一些处理的技巧,对进步射频电路的抗搅扰才干有较大的用途。

1 RF布局
这儿评论的首要是多层板的元器材方位布局。元器材方位布局的要害是固定坐落RF途径上的元器材,经过调整其方向,使RF途径的长度最小,并使输入远离输出,尽或许远地别离高功率电路和低功率电路,灵敏的模仿信号远离高速数字信号和RF信号。
在布局中常选用以下一些技巧。
1.1 一字形布局
RF主信号的元器材尽或许选用一字形布局,如图1所示。可是因为PCB板和腔体空间的约束,许多时分不能布成一字形,这时分可选用L形,最好不要选用U字形布局(如图2所示),有时分真实防止不了的情况下,尽或许拉大输入和输出之间的距离,至少1.5 cm以上。

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另外在选用L形或U字形布局时,转折点最好不要刚进入接口就转,如图3左所示,而是在略微有段直线今后再转,如图3右图所示。

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1.2 相同或对称布局
相同的模块尽或许做成相同的布局或对称的布局,如图4、图5所示。

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1.3 十字形布局
偏置电路的馈电电感与RF通道笔直放置,如图6所示,首要是为了防止理性器材之间的互感。

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1.4 45度布局
为合理的使用空间,能够将器材45度方向布局,使射频线尽或许短,如图7所示。

2 RF布线
布线的整体要求是:RF信号走线短且直,削减线的骤变,少打过孔,不与其它信号线相交,RF信号线周边尽量多加地过孔。
以下是一些常用的优化方法:
2.1 突变线处理
在射频线宽比%&&&&&%器材管脚的宽度大比较多的情况下,触摸芯片的线宽选用突变方法,如图8所示。
2.2 圆弧线处理
射频线不能直的情况下,作圆弧线处理,这样能够削减RF信号对外的辐射和彼此问的耦合。有试验证明,传输线的角落选用变曲的直角,能最大极限的下降回损。如图9所示。

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2.3 地线和电源
地线尽或许粗。在有条件的情况下,PCB的每一层都尽或许的铺地,并使地连到主地上,多打地过孔,尽量下降地线阻抗。
RF电路的电源尽量不要选用平面切割,整块的电源平面不光增加了电源平面临RF信号的辐射,并且也简单被RF信号的搅扰。所以电源线或平面一般选用长条形状,依据电流的巨细进行处理,在满意电流才干的前提下尽或许粗,可是又不能无约束的增宽。在处理电源线的时分,必定要防止构成环路。
电源线和地线的方向要与RF信号的方向坚持平行但不能堆叠,在有穿插的当地最好选用笔直十字穿插的方法。
2.4 十字穿插处理
RF信号与IF信号走线十字穿插,并尽或许在他们之距离一块地。
RF信号与其他信号走线穿插时,尽量在它们之间沿着RF走线安置一层与主地相连的地。假如不或许,必定要确保它们是十字穿插的。这儿的其他信号走线也包含电源线。
2.5 包地处理
对射频信号、搅扰源、灵敏信号及其他重要信号进行包地处理,这样既能够进步该信号的抗搅扰才干,也能够削减该信号对其他信号的搅扰。如图10所示。

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2.6 铜箔处理
铜箔处理要求油滑平坦,不允许有长线或尖角,若不能防止,则在尖角、细长铜箔或铜箔的边际处补几个地过孔。
2.7 距离处理
射频线离相邻地平面边际至少要有3W的宽度,且3W范围内不得有非接地过孔。

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同层的射频线要作包地处理,并在地铜皮上加地过孔,孔距离应小于信号频率所对应波长(λ)的1/20,均匀摆放规整。包地铜皮边际离射频线2W的宽度或3H的高度,H表明相邻介质层的总厚度。

3 腔体处理
对整个RF电路,应把不同模块的射频单元用腔体阻隔,特别是灵敏电路和激烈辐射源之间,在大功率的多级放大器中,也应确保级与级之间的阻隔。整个电路支流放置好后,便是对屏蔽腔的处理,屏蔽腔体的处理有以下注意事项:
整个屏蔽腔体尽量做成规矩形状,便于铸模。关于每一个屏蔽腔尽量做成长方形,防止正方形的屏蔽腔。
屏蔽腔的转角选用弧形,屏蔽金属腔体一般选用铸造成型,弧形的角落便于铸造成型时分拔模。如图12所示。

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屏蔽腔体的周边是密封的,接口的线引进腔体一般选用带状线或微带线,而腔体内部不同模块选用微带线,不同腔体相连处选用开槽处理,开槽的宽度为3 mm,微带线走在正中间。
腔体的角落放置3 mm的金属化孔,用来固定屏蔽壳,在每支长的腔体上也要均匀放置平等的金属化孔,用来加固支撑效果。
腔体一般做开窗处理,便于焊接屏蔽壳,腔体上一般厚2 mm以上,腔体上加2排开窗过孔屏,过孔彼此错开,同一排过孔之距离离150 MIL。

4 结束语
射频电路PCB规划胜败的要害在于怎么削减电路辐射,然后进步抗搅扰才干,可是在实践的布局与布线中一些问题的处理是相冲突的,因而怎么寻求一个折中点,使整个射频电路的归纳功能到达最优,是规划者必需要考虑的问题。所有这些都要求规划者具有必定的实践经历和工程规划才干,可是要具有这些才干,每一个规划者都不或许一蹴即至的,只要从其他人那里学习经历,加上自己的不断探索和考虑,才干不断进步。本文总结工作中的一些规划经历,有利于进步射频电路PCB的抗搅扰才干,协助射频电路规划初学者少走不必要的弯路。

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