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Il layout PCB dei circuiti a radiofrequenza (RF) dovrebbe essere effettuato sulla base della comprensione dei principi di base della struttura del circuito stampato, del cablaggio dell'alimentazione elettrica e della messa a terra. Questo articolo discute i principi di base pertinenti e fornisce alcune pratiche e comprovate tecniche di cablaggio di alimentazione, bypass di alimentazione e messa a terra, che possono migliorare efficacemente gli indicatori di prestazione della progettazione RF. Considerando che il segnale spurio PLL nella progettazione attuale è molto sensibile all'accoppiamento di potenza, alla messa a terra e alla posizione dell'elemento filtrante, questo articolo si concentra sul metodo di soppressione del segnale spurio PLL.
La saggia assegnazione dello strato PCB è conveniente per semplificare la successiva elaborazione del cablaggio. Per un PCB a quattro strati (un circuito stampato comunemente usato in WLAN), nella maggior parte delle applicazioni, lo strato superiore del circuito stampato viene utilizzato per posizionare componenti e cavi RF e il secondo strato viene utilizzato come sistema Ground, la parte di alimentazione è posizionata sul terzo strato e tutte le linee di segnale possono essere distribuite sul quarto strato. Il layout continuo del piano di terra del secondo strato è necessario per stabilire un percorso del segnale RF con impedenza controllata.
Facilita inoltre il ciclo di terra più breve possibile e fornisce un alto grado di isolamento elettrico per il primo e il terzo strato, rendendo i due strati L'accoppiamento tra è minimo. Naturalmente, possono essere utilizzati anche altri metodi di definizione dello strato della scheda (specialmente quando il circuito ha un numero diverso di strati), ma la struttura di cui sopra è un esempio di successo comprovato.
Quando si utilizza il cavo Vcc di topologia stellare, è anche necessario prendere un adeguato disaccoppiamento di potenza e il condensatore di disaccoppiamento ha una certa induttanza parassitaria. Infatti, il condensatore è equivalente a un circuito RLC collegato in serie. Il condensatore svolge un ruolo guida nella banda di bassa frequenza, ma alla frequenza di oscillazione auto-eccitata (SRF):
Dopo di che, l'impedenza del condensatore apparirà induttiva. Si può vedere che il condensatore ha un effetto di disaccoppiamento solo quando la frequenza è vicina o inferiore al suo SRF e il condensatore mostra bassa resistenza a queste frequenze. Vengono forniti parametri S11 tipici sotto diversi valori di capacità. Da queste curve, SRF può essere chiaramente visto. Si può anche notare che più grande è la capacità, migliore è la prestazione di disaccoppiamento fornita alle frequenze più basse (minore è l'impedenza presentata).
È meglio posizionare un condensatore di grande capacità, come 2.2μF, al nodo principale della topologia stellare Vcc. Questo condensatore ha un basso SRF, che è molto efficace per eliminare il rumore a bassa frequenza e stabilire una tensione CC stabile. Ogni pin di alimentazione del IC richiede un condensatore a bassa capacità (come 10nF) per filtrare il rumore ad alta frequenza che può essere accoppiato alla linea di alimentazione. Per quei pin di alimentazione che alimentano circuiti sensibili al rumore, possono essere necessari due condensatori bypass esterni. Ad esempio: utilizzare un condensatore 10pF in parallelo con un condensatore 10nF per fornire un bypass può fornire una gamma di frequenze più ampia di disaccoppiamento e cercare di eliminare l'influenza del rumore sulla tensione di alimentazione. Ogni pin di alimentazione deve essere attentamente ispezionato per determinare quanto condensatori di disaccoppiamento sono necessari e in quali punti di frequenza il circuito effettivo è suscettibile alle interferenze di rumore.
La combinazione di una buona tecnologia di disaccoppiamento dell'alimentazione elettrica con un rigoroso layout della scheda PCB e dei cavi Vcc (topologia a stella) può gettare una solida base per qualsiasi progettazione di sistema RF. Anche se ci sono altri fattori che riducono gli indicatori di prestazioni del sistema nella progettazione effettiva, avere un alimentatore "noise-free" è l'elemento base per ottimizzare le prestazioni del sistema.
