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電路設計

電路設計 - 射頻PCB佈局和佈線經驗總結

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電路設計 - 射頻PCB佈局和佈線經驗總結

射頻PCB佈局和佈線經驗總結

2021-10-20
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Author:Downs

射頻(RF)PCB 設計通常被描述為一種“黑色藝術”,因為仍然存在許多理論上的不確定性, 但這種觀點只是部分正確. 射頻電路板設計也有許多可遵循且不應忽視的準則. The following is a summary of the conditions that must be met when designing the RF layout of the mobile phone PCB board:

11 Separate the high-power RF amplifier (HPA) and the low-noise amplifier (LNA) as much as possible. 簡單地說, 使高功率射頻發射器電路遠離低功率射頻接收器電路. 手機有很多功能和組件, 但是 PCB空間 是小的. 同時, 考慮到佈線設計過程具有最高限制, 所有這些都對設計技能有較高的要求. 此時, 可能有必要設計一個四到六層的PCB,讓它們交替工作,而不是同時工作. High-power circuits sometimes include RF buffers and voltage controlled oscillators (VCO). 確保PCB的高功率區域至少有一整塊接地, 最好沒有過孔. 當然, 更多的銅, 更好. 敏感類比信號應盡可能遠離高速數位信號和射頻訊號.

1.2設計分區可分解為物理分區和電力分區。 物理分區主要涉及組件佈局、方向和遮罩等問題; 電力分區可以繼續分解為配電、射頻佈線、敏感電路和訊號以及接地的分區。

電路板

1.2.1我們討論了物理分區問題。 元件佈局是實現良好射頻設計的關鍵。 最有效的科技是首先將組件固定在射頻路徑上,並調整其方向以最小化射頻路徑的長度,使輸入遠離輸出,並盡可能地將高功率電路和低功率電路接地分離。

最有效的PCB堆疊方法是將主接地板(主接地)佈置在表層下方的第二層上,並盡可能在表層上佈線射頻線。 最小化射頻路徑上的通孔尺寸不僅可以减少路徑電感,還可以减少主接地上的虛擬焊點,並减少射頻能量洩漏到層壓板中其他區域的機會。 在物理空間中,類似多級放大器的線性電路通常足以將多個射頻區域彼此隔離,但雙工器、混頻器和中頻放大器/混頻器始終具有多個射頻/中頻。 訊號相互干擾,囙此必須小心將這種影響降至最低。

1.2.2射頻和中頻記錄道應盡可能交叉,並且應盡可能在它們之間放置接地。 正確的射頻路徑對整個PCB板的效能非常重要,這就是為什麼在手機PCB板設計中,元件佈局通常占大多數時間。 在手機PCB板設計中,通常低雜訊放大器電路可以放置在PCB板的一側,高功率放大器放置在另一側,最後通過雙工器連接到同一側的射頻端和基帶處理。 在設備末端的天線上。 需要一些技巧來確保直通孔不會將射頻能量從電路板的一側轉移到另一側。 一種常見的科技是在兩側使用盲孔。 通過將直通孔佈置在PCB板兩側沒有射頻干擾的區域中,可以最小化直通孔的不利影響。 有時不可能確保多個電路塊之間的充分隔離。 在這種情況下,有必要考慮使用金屬遮罩來遮罩射頻區域中的射頻能量。 金屬遮罩必須焊接到地面上,並且必須與部件保持在一起。 適當的距離,囙此需要佔用寶貴的PCB板空間。

1.2.3適當有效的晶片功率解耦也非常重要。 許多具有集成線性電路的射頻晶片對功率雜訊非常敏感。 通常,每個晶片需要使用多達四個電容器和一個隔離電感器,以確保過濾掉所有功率雜訊。 集成電路或放大器通常具有開漏輸出,囙此需要上拉電感器來提供高阻抗射頻負載和低阻抗直流電源。 同樣的原理也適用於此電感器側的電源去耦。

1.3在設計手機PCB板時,應注意以下幾個方面

1.3.1電源和地線的處理

即使整個PCB板的佈線很好地完成,由於電源和地線考慮不當而引起的干擾也會降低產品的效能,有時甚至影響產品的成功率。 囙此,必須認真對待電線和地線的佈線,儘量減少電線和地線產生的雜訊干擾,以確保產品品質。 每個從事電子產品設計的工程師都瞭解地線和電源線之間雜訊的原因,現在只描述了降低雜訊的抑制:

(1)眾所周知,在電源和接地之間添加去耦電容器。

(2)儘量加寬電源線和地線的寬度,最好地線比電源線寬,它們的關係是:地線>電源線>訊號線,通常訊號線寬度為:0.20.3mm,最薄寬度可達0.050.07mm,電源線為1.22.5mm。 對於數位電路的PCB,可以使用較寬的地線形成回路,即形成要使用的接地網(類比電路的接地不能以這種管道使用)

1.4高頻PCB設計的技巧和方法如下:

1.4.1輸電線路的轉角應為45°,以减少回波損耗

1.4.2應採用高性能絕緣電路板,其絕緣常數根據等級嚴格控制。 這種方法有助於有效管理絕緣材料和相鄰接線之間的電磁場。

1.4.3改善 PCB設計 高精度蝕刻相關規範. 有必要考慮指定線寬的總誤差為++/-0.0007英寸, 應管理接線形狀的咬邊和橫截面, 應規定接線側壁的電鍍條件. The overall management of wiring (wire) geometry and coating surface is very important to solve the skin effect problem related to microwave frequency and realize these specifications.