電路設計 - PCB設計中WiFi收發器的電源和接地

1 Basic principles of power supply wiring and power supply bypass

When designing an RF circuit, 電源電路的設計和 PCB佈局 通常留到高頻訊號路徑的設計完成為止. 對於一個沒有經過仔細考慮的設計, 電路周圍的電源電壓容易產生錯誤的輸出和雜訊, 這將對射頻電路的系統性能產生負面影響. 正確分配 PCB層s, 使用星形VCC導線, 在VCC引脚上添加適當的去耦電容器將有助於提高系統性能並獲得最佳名額.

公平的 PCB層 分配便於簡化後續接線處理. For a four-layer PCB (a commonly used circuit board in WLAN), 在大多數應用中, 電路板的頂層用於放置元件和射頻引線, 第二層用作系統接地. 電源部分位於第3層, 任何訊號線都可以分佈在第四層.

良好的電源去耦科技與嚴格的PCB佈局和VCC引線（星形拓撲）的結合可以為任何射頻系統設計奠定堅實的基礎。 雖然在實際設計中還有其他因素會降低系統性能名額，但“無雜訊”電源是優化系統性能的基本要素。

2、射頻接地和通孔設計的基本原理

接地的佈局和引線也是WLAN電路板設計的關鍵，它們將直接影響電路板的寄生參數，存在降低系統性能的隱患。 射頻電路設計中沒有獨特的接地方案。 有幾種方法可以在設計中實現令人滿意的性能指標。 接地板或引線可分為類比信號接地和數位信號接地，它還可以隔離高電流或高功耗的電路。

確定接地層後，以最短路徑將所有訊號接地連接到接地層。 通常使用過孔將頂層的地線連接到接地層。 應該注意的是，過孔是感應的。

濾除其他電路的雜訊並抑制局部產生的雜訊，從而消除通過電力線的級之間的交叉干擾，這有利於VCC解耦。 如果去耦電容器使用相同的接地過孔，由於過孔和接地之間的電感效應，這些連接點處的過孔將攜帶來自兩個電源的所有射頻干擾，這不僅會失去去耦電容器的功能，而且還會為系統中的級間噪聲耦合提供另一條路徑。

圖6顯示了PCB佈局的示例。 接地墊上有許多接地過孔。

3、通過適當的電源旁路和接地抑制PLL雜散訊號

滿足802.11a/b/g系統傳輸頻譜遮罩的要求是設計過程中的一個難點。 必須平衡線性指數和功耗，並保留一定的裕度，以確保其在保持足够發射功率的前提下滿足IEEE。 和FCC法規。 IEEE 802.11g系統在天線端所需的典型輸出功率為+15dBm，當頻率偏差為20MHz時，頻率偏差為-28dBr。 頻帶中相鄰通道的功率抑制比（ACPR）是設備線性特性的函數，在某些前提下適用於特定應用。 通過根據經驗調整Tx IC和PA的偏置，以及調整PA的輸入級、輸出級和中間級的匹配網絡，可以實現傳輸通道中優化ACPR特性的大量工作。

此外, 如果電源接線不合理, 例如, 壓控振盪器的電源線位於電荷泵電源的正下方, 在壓控振盪器電源上可以觀察到相同的雜訊, 產生的雜散訊號足以影響ACPR特性, 即使解耦得到加强, 測試結果不會得到改善. 在這種情況下, 有必要檢查 PCB佈線 並重新排列壓控振盪器的電源線, 有效改善雜散特性，滿足規範要求.