射频电路板规划由于在理论上还有许多不确定性，因此常被描述为一种“黑色艺术”，但这个观念只要部分正确，RF电路板规划也有许多能够遵从的准则和不应该被忽视的规律。
不过，在实践规划时，真实有用的技巧是当这些准则和规律因各种规划束缚而无法精确地施行时怎么对它们进行折衷处理。当然，有许多重要的RF规划课题值得评论，包括阻抗和阻抗匹配、绝缘层资料和层叠板以及波长和驻波等，在全面把握各类规划准则前提下的细心规划是一次性成功规划的保证。
RF电路规划的常见问题
1、数字电路模块和模仿电路模块之间的搅扰
假如模仿电路(射频)和数字电路独自作业，或许各自作业杰出。可是，一旦将二者放在同一块电路板上，运用同一个电源一同作业，整个体系很或许就不安稳。这首要是由于数字信号频频地在地和正电源(>3 V)之间摇摆，并且周期特别短，常常是纳秒级的。由于较大的振幅和较短的切换时刻。使得这些数字信号包括许多且独立于切换频率的高频成分。在模仿部分，从无线调谐回路传到无线设备接纳部分的信号一般小于lμV。因此数字信号与射频信号之间的不同会抵达120 dB。明显.假如不能使数字信号与射频信号很好地别离。弱小的射频信号或许遭到损坏,这样一来，无线设备作业功用就会恶化，乃至彻底不能作业。
2、供电电源的噪声搅扰
射频电路关于电源噪声恰当灵敏,尤其是对毛刺电压和其他高频谐波。微操控器会在每个内部时钟周期内短时刻忽然吸人大部分电流,这是由于现代微操控器都选用CMOS工艺制作。因此。假定一个微操控器以lMHz的内部时钟频率运转，它将以此频率从电源提取电流。假如不采纳适宜的电源去耦.必将引起电源线上的电压毛刺。假如这些电压毛刺抵达电路RF部分的电源引脚,严峻时或许导致作业失效。
3、不合理的地线
假如RF电路的地线处理不妥,或许发生一些古怪的现象。关于数字电路规划,即便没有地线层,大多数数字电路功用也体现杰出。而在RF频段，即便一根很短的地线也会如电感器相同效果。粗略地核算,每毫米长度的电感量约为l nH,433 MHz时10 toni PCB线路的感抗约27Ω。假如不选用地线层，大多数地线将会较长，电路将无法具有规划的特性。
4、天线对其他模仿电路部分的辐射搅扰
在PCB电路规划中，板上一般还有其他模仿电路。例如，许多电路上都有模，数转化(ADC)或数/模转化器(DAC)。射频发送器的天线宣布的高频信号或许会抵达ADC的模仿淙攵恕R蛭 魏蔚缏废呗范伎赡苋缣煜咭谎⒊龌蚪邮誖F信号。假如ADC输入端的处理不合理，RF信号或许在ADC输入的ESD二极管内自激。然后引起ADC差错。
一、射频电路布局准则
在规划RF布局时,有必要优先满意以下几个总准则：
(1)尽或许地把高功率RF放大器(HPA)和低噪音放大器(LNA)阻离隔来，简略地说，便是让高功率RF发射电路远离低功率RF接纳电路;
(2)保证PCB板上高功率区至少有一整块地，最好上面没有过孔，当然，铜箔面积越大越好;
(3)电路和电源去耦相同也极为重要;
(4)RF输出一般需求远离RF输入;
(5)灵敏的模仿信号应该尽或许远离高速数字信号和RF信;
二、物理分区、电气分区规划分区
能够分解为物理分区和电气分区。物理分区首要触及元器材布局、朝向和屏蔽等问题;电气分区能够持续分解为电源分配、RF走线、灵敏电路和信号以及接地等的分区。
1、咱们评论物理分区问题
元器材布局是完成一个优异RF规划的要害，最有用的技能是首要固定坐落RF途径上的元器材，并调整其朝向以将RF途径的长度减到最小，使输入远离输出，并尽或许远地别离高功率电路和低功率电路。
最有用的电路板堆叠办法是将主接地上(主地)安排在表层下的第二层，并尽或许将RF线走在表层上。将RF途径上的过孔尺度减到最小不只能够削减途径电感，并且还能够削减主地上的虚焊点，并可削减RF能量走漏到层叠板内其他区域的时机。在物理空间上，像多级放大器这样的线性电路一般足以将多个RF区之间彼此阻离隔来，可是双工器、混频器和中频放大器/混频器总是有多个RF/IF信号彼此搅扰，因此有必要当心肠将这一影响减到最小。
2、RF与IF走线应尽或许走十字穿插，并尽或许在它们之间隔一块地
正确的RF途径对整块PCB板的功用而言十分重要，这也便是为什么元器材布局一般在手机PCB板规划中占大部分时刻的原因。在手机PCB板规划上，一般能够将低噪音放大器电路放在PCB板的某一面，而高功率放大器放在另一面，并终究经过双工器把它们在同一面上衔接到RF端和基带处理器端的天线上。
3、恰当和有用的芯片电源去耦也十分重要
许多集成了线性线路的RF芯片对电源的噪音十分灵敏，一般每个芯片都需求选用高达四个电容和一个阻隔电感来保证滤除一切的电源噪音。一块集成电路或放大器常常带有一个开漏极输出，因此需求一个上拉电感来供给一个高阻抗RF负载和一个低阻抗直流电源，相同的准则也适用于对这一电感端的电源进行去耦。
有些芯片需求多个电源才干作业，因此你或许需求两到三套电容和电感来分别对它们进行去耦处理，电感很少并行靠在一同，由于这将构成一个空芯变压器并彼此感应发生搅扰信号，因此它们之间的间隔至少要恰当于其间一个器材的高度，或许成直角摆放以将其互感减到最小。
4、电气分区准则大体上与物理分区相同，但还包括一些其它要素
手机的某些部分选用不同作业电压，并凭借软件对其进行操控，以延伸电池作业寿数。这意味着手机需求运转多种电源，而这给阻隔带来了更多的问题。
电源一般从衔接器引进，并当即进行去耦处理以滤除任何来自线路板外部的噪声，然后再经过一组开关或稳压器之后对其进行分配。手机PCB板上大多数电路的直流电流都恰当小，因此走线宽度一般不是问题，不过，有必要为高功率放大器的电源独自走一条尽或许宽的大电流线，以将传输压降减到最低。为了防止太多电流损耗，需求选用多个过孔来将电流从某一层传递到另一层。此外，假如不能在高功率放大器的电源引脚端对它进行充沛的去耦，那么高功率噪声将会辐射到整块板上，并带来各式各样的问题。
高功率放大器的接地恰当要害，并常常需求为其规划一个金属屏蔽罩。在大多数情况下，相同要害的是保证RF输出远离RF输入。这也适用于放大器、缓冲器和滤波器。在最坏情况下，假如放大器和缓冲器的输出以恰当的相位和振幅反应到它们的输入端，那么它们就有或许发生自激振荡。在最好情况下，它们将能在任何温度和电压条件下安稳地作业。
实践上，它们或许会变得不安稳，并将噪音和互调信号添加到RF信号上。假如射频信号线不得不从滤波器的输入端绕回输出端，这或许会严峻危害滤波器的带通特性。为了使输入和输出得到杰出的阻隔，首要有必要在滤波器周围布一圈地，其次滤波器基层区域也要布一块地，并与环绕滤波器的主地衔接起来。把需求穿过滤波器的信号线尽或许远离滤波器引脚也是个好办法。
5、要保证不添加噪声有必要从以下几个方面考虑
首要，操控线的期望频宽规模或许从DC直到2MHz，而经过滤波来去掉这么宽频带的噪声几乎是不或许的;其次，VCO操控线一般是一个操控频率的反应回路的一部分，它在许多当地都有或许引进噪声，因此有必要十分当心处理VCO操控线。要保证RF走线基层的地是实心的，并且一切的元器材都牢固地连到主地上，并与其它或许带来噪声的走线阻离隔来。
此外，要保证VCO的电源已得到充沛去耦，由于VCO的RF输出往往是一个相对较高的电平，VCO输出信号很简略搅扰其它电路，因此有必要对VCO加以特别留意。事实上，VCO往往布放在RF区域的结尾，有时它还需求一个金属屏蔽罩。
谐振电路(一个用于发射机，另一个用于接纳机)与VCO有关，但也有它自己的特色。简略地讲，谐振电路是一个带有容性二极管的并行谐振电路，它有助于设置VCO作业频率和将语音或数据调制到RF信号上。一切VCO的规划准则相同适用于谐振电路。由于谐振电路含有数量恰当多的元器材、板上散布区域较宽以及一般运转在一个很高的RF频率下，因此谐振电路一般对噪声十分灵敏。
信号一般摆放在芯片的相邻脚上，但这些信号引脚又需求与相对较大的电感和电容合作才干作业，这反过来要求这些电感和电容的方位有必要靠得很近，并连回到一个对噪声很灵敏的操控环路上。要做到这点是不简略的。
自动增益操控(AGC)放大器相同是一个简略出问题的当地，不管是发射仍是接纳电路都会有AGC放大器。AGC放大器一般能有用地滤掉噪声，不过由于手机具有处理发射和接纳信号强度快速改变的才能，因此要求AGC电路有一个恰当宽的带宽，而这使某些要害电路上的AGC放大器很简略引进噪声。规划AGC线路有必要恪守杰出的模仿电路规划技能，而这跟很短的运放输入引脚和很短的反应途径有关，这两处都有必要远离RF、IF或高速数字信号走线。
相同，杰出的接地也必不可少，并且芯片的电源有必要得到杰出的去耦。假如有必要要在输入或输出端走一根长线，那么最好是在输出端，一般输出端的阻抗要低得多，并且也不简略感应噪声。一般信号电平越高，就越简略把噪声引进到其它电路。在一切PCB规划中，尽或许将数字电路远离模仿电路是一条总的准则，它相同也适用于RF PCB规划。公共模仿地和用于屏蔽和离隔信号线的地一般是相等重要的，因此在规划前期阶段，细心的方案、考虑周全的元器材布局和彻底的布局*估都十分重要，相同应使RF线路远离模仿线路和一些很要害的数字信号，一切的RF走线、焊盘和元件周围应尽或许多填接地铜皮，并尽或许与主地相连。假如RF走线有必要穿过信号线，那么尽量在它们之间沿着RF走线布一层与主地相连的地。假如不或许的话，必定要保证它们是十字穿插的，这可将容性耦合减到最小，一起尽或许在每根RF走线周围多布一些地，并把它们连到主地。
三、PCB板规划时应留意几个方面
1、电源、地线的处理
对每个从事电子产品规划的工程人员来说都理解地线与电源线之间噪音所发生的原因，现只对下降式按捺噪音作以表述：
(1)、众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。
(2)、尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的联系是：地线>电源线>信号线，一般信号线宽为：0.2～0.3mm，最经细宽度可达0.05～0.07mm，电源线为1.2～2.5 mm。 对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路， 即构成一个地网来运用(模仿电路的地不能这样运用)
(3)、用大面积铜层作地线用，在印制板上把没被用上的当地都与地相衔接作为地线用。或是做成多层板，电源，地线各占用一层。
2、数字电路与模仿电路的共地处理
现在有许多PCB不再是单一功用电路(数字或模仿电路)，而是由数字电路和模仿电路混合构成的。因此在布线时就需求考虑它们之间相互搅扰问题，特别是地线上的噪音搅扰。数字电路的频率高，模仿电路的灵敏度强，对信号线来说，高频的信号线尽或许远离灵敏的模仿电路器材，对地线来说，整人PCB对外界只要一个结点，所以有必要在PCB内部进行处理数、模共地的问题，而在板内部数字地和模仿地实践上是分隔的它们之间互不相连，只是在PCB与外界衔接的接口处(如插头号)。数字地与模仿地有一点短接，请留意，只要一个衔接点。也有在PCB上不共地的，这由体系规划来决议。
3、信号线布在电(地)层上
在多层印制板布线时，由于在信号线层没有布完的线剩余现已不多，再多加层数就会形成糟蹋也会给出产添加必定的作业量，本钱也相应添加了，为处理这个对立，能够考虑在电(地)层上进行布线。首要应考虑用电源层，其次才是地层。由于最好是保存地层的完整性。
4、大面积导体中衔接腿的处理
在大面积的接地(电)中，常用元器材的腿与其衔接，对衔接腿的处理需求进行归纳的考虑，就电气功用而言，元件腿的焊盘与铜面满接为好，但对元件的焊接装置就存在一些不良危险。所以统筹电气功用与工艺需求，做成十字花焊盘，称之为热阻隔(heat shield)俗称热焊盘(Thermal)，这样，可使在焊接时因截面过火散热而发生虚焊点的或许性大大削减。多层板的接电(地)层腿的处理相同。
5、布线中网络体系的效果
在许多CAD体系中，布线是依据网络体系决议的。网格过密，通路尽管有所添加，但步进太小，图场的数据量过大，这必定对设备的存贮空间有更高的要求，一起也目标核算机类电子产品的运算速度有极大的影响。而有些通路是无效的，如被元件腿的焊盘占用的或被装置孔、定们孔所占用的等。网格过疏，通路太少对布通率的影响极大。所以要有一个疏密合理的网格体系来支撑布线的进行。标准元器材两腿之间的间隔为0.1英寸(2.54mm)，所以网格体系的根底一般就定为0.1英寸(2.54 mm)或小于0.1英寸的整倍数，如：0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。
四、高频PCB规划技巧和办法
1、传输线角落要选用45°角，以下降回损
2、要选用绝缘常数值按层次严厉受控的高功用绝缘电路板。这种办法有利于对绝缘资料与附近布线之间的电磁场进行有用办理。
3、要完善有关高精度蚀刻的PCB规划标准。要考虑规矩线宽总差错为+/-0.0007英寸、对布线形状的下切(undercut)和横断面进行办理并指定布线侧壁电镀条件。对布线(导线)几许形状和涂层外表进行整体办理，对处理与微波频率相关的趋肤效应问题及完成这些标准恰当重要。
4、杰出引线存在抽头电感，要防止运用有引线的组件。高频环境下，最好运用外表装置组件。
5、对信号过孔而言，要防止在灵敏板上运用过孔加工(pth)工艺，由于该工艺会导致过孔处发生引线电感。
6、要供给丰厚的接地层。要选用模压孔将这些接地层衔接起来防止3维电磁场对电路板的影响。
7、要挑选非电解镀镍或浸镀金工艺，不要选用HASL法进行电镀。
8、阻焊层可防止焊锡膏的活动。可是，由于厚度不确定性和绝缘功用的未知性，整个板外表都掩盖阻焊资料将会导致微带规划中的电磁能量的较大改变。一般选用焊坝(solder dam)来作阻焊层的电磁场。
这种情况下，咱们办理着微带到同轴电缆之间的转化。在同轴电缆中，地线层是环形交错的，并且间隔均匀。在微带中，接地层在有源线之下。这就引进了某些边缘效应，需在规划时了解、猜测并加以考虑。当然，这种不匹配也会导致回损，有必要最大程度减小这种不匹配以防止发生噪音和信号搅扰。
五、电磁兼容性规划
电磁兼容性是指电子设备在各种电磁环境中仍能够和谐、有用地进行作业的才能。电磁兼容性规划的意图是使电子设备既能按捺各种外来的搅扰，使电子设备在特定的电磁环境中能够正常作业，一起又能削减电子设备自身对其它电子设备的电磁搅扰。
1、挑选合理的导线宽度
由于瞬变电流在印制线条上所发生的冲击搅扰首要是由印制导线的电感成分形成的，因此应尽量减小印制导线的电感量。印制导线的电感量与其长度成正比，与其宽度成反比，因此短而精的导线对按捺搅扰是有利的。时钟引线、行驱动器或总线驱动器的信号线常常载有大的瞬变电流，印制导线要尽或许地短。关于分立元件电路，印制导线宽度在1.5mm左右时，即可彻底满意要求;关于集成电路，印制导线宽度可在0.2～1.0mm之间挑选。
2、选用正确的布线战略
选用相等走线能够削减导线电感，但导线之间的互感和散布%&&&&&%添加，假如布局答应，最好选用井字形网状布线结构，具体做法是印制板的一面横向布线，另一面纵向布线，然后在穿插孔处用金属化孔相连。
3、有用地按捺串扰
为了按捺印制板导线之间的串扰，在规划布线时应尽量防止长间隔的相等走线，尽或许拉开线与线之间的间隔，信号线与地线及电源线尽或许不穿插。在一些对搅扰十分灵敏的信号线之间设置一根接地的印制线，能够有用地按捺串扰。
4、为了防止高频信号经过印制导线时发生的电磁辐射，在印制电路板布线时，还应留意以下几点：
(1)尽量削减印制导线的不接连性，例如导线宽度不要骤变，导线的角落应大于90度制止环状走线等。
(2)时钟信号引线最简略发生电磁辐射搅扰，走线时应与地线回路相接近，驱动器应紧挨着衔接器。
(3)总线驱动器应紧挨其欲驱动的总线。关于那些脱离印制电路板的引线，驱动器应紧紧挨着衔接器。
(4)数据总线的布线应每两根信号线之间夹一根信号地线。最好是紧紧挨着最不重要的地址引线放置地回路，由于后者常载有高频电流。
(5)在印制板安置高速、中速和低速逻辑电路时，应按照图1的方法摆放器材。
5、按捺反射搅扰
为了按捺出现在印制线条终端的反射搅扰，除了特殊需求之外，应尽或许缩短印制线的长度和选用慢速电路。必要时可加终端匹配，即在传输线的结尾对地和电源端各加接一个相同阻值的匹配电阻。依据经历，对一般速度较快的TTL电路，其印制线条善于10cm以上时就应选用终端匹配办法。匹配电阻的阻值应依据%&&&&&%的输出驱动电流及吸收电流的最大值来决议。
6、电路板规划过程中选用差分信号线布线战略
布线十分接近的差分信号对彼此之间也会相互严密耦合，这种相互之间的耦合会减小EMI发射，一般(当然也有一些破例)差分信号也是高速信号，所以高速规划规矩一般也都适用于差分信号的布线，特别是规划传输线的信号线时更是如此。这就意味着咱们有必要十分慎重地规划信号线的布线，以保证信号线的特征阻抗沿信号线遍地接连并且坚持一个常数。
在差分线对的布局布线过程中，咱们期望差分线对中的两个PCB线彻底一致。这就意味着，在实践使用中应该尽最大的尽力来保证差分线对中的PCB线具有彻底相同的阻抗并且布线的长度也彻底一致。差分PCB线一般总是成对布线，并且它们之间的间隔沿线对的方向在恣意方位都坚持为一个常数不变。一般情况下，差分线对的布局布线总是尽或许地接近。
