PCB新聞 - 手機PCB板的設計方法

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。

1我們討論了物理分區的問題。 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板 stacking method is to arrange the main ground plane (main ground) on the second layer below the surface layer, 並將 射頻線路 盡可能在表層上. 最小化射頻路徑上過孔的尺寸不僅可以降低路徑電感, 但也减少了主接地上的虛擬焊點，並减少了射頻能量洩漏到層壓板中其他區域的機會. 在物理空間中, 像多級放大器這樣的線性電路通常足以將多個射頻區彼此隔離, 但是雙工器, 混合器, 和中頻放大器/混頻器總是有多個射頻/國際單項體育聯合會. 訊號相互干擾, 囙此，必須注意儘量減少這種影響.

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一個接地. 正確的射頻路徑對整個系統的效能非常重要 PCB板, 這就是為什麼組件佈局通常占手機中大部分時間的原因 PCB板設計. 在手機中 PCB板設計, 通常，低雜訊放大器電路可以放置在 PCB板, 高功率放大器放置在另一側, 最後，它們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電路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 PCB板. 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, 所以它需要佔用寶貴的空間 PCB板 space. 盡可能確保遮罩罩的完整性非常重要. 進入金屬遮罩蓋的數位信號線應盡可能深入內層, 佈線層下麵的PCB層最好是接地層. 射頻訊號線可以從金屬遮罩底部的小間隙和接地間隙的佈線層中引出, 但要盡可能多地圍繞差距, 不同層上的接地可以通過多個通孔連接在一起. .

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。 有些晶片需要多個電源才能工作，囙此您可能需要兩到3組電容器和電感器來分別將它們解耦。 電感器很少並聯在一起，因為這將形成一個空心變壓器，並引起相互干擾。 訊號，囙此它們之間的距離必須至少等於其中一個設備的高度，或者以直角排列以最小化其互感。

4電力分區的原則與物理分區的原則大致相同, 但它也包含一些其他因素. 手機的某些部分使用不同的工作電壓，並由軟件控制以延長電池壽命. 這意味著手機需要運行多種電源, 這給隔離帶來了更多問題. 電源通常從連接器引入, 並立即解耦，以濾除電路板外部的任何雜訊, 然後通過一組開關或調節器進行分配. 手機上大多數電路的直流電流 PCB板 相當小, 所以軌跡寬度通常不是問題. 然而, 必須單獨佈置盡可能寬的大電流線路，以便為高功率放大器供電，以將傳輸電壓降降至最低. . 為了避免過多的電流損耗, 需要多個過孔將電流從一層傳輸到另一層. 此外, 如果無法在高功率放大器的電源引脚處充分解耦, 高功率雜訊會輻射到整個電路板並導致各種問題. 高功率放大器的接地至關重要, and it is often necessary to 設計 a metal shield for it. 在大多數情况下, 確保射頻輸出遠離射頻輸入也是至關重要的. 這也適用於放大器, 緩衝器和篩檢程式. 在最壞的情况下, 如果放大器和緩衝器的輸出以適當的相位和幅度迴響到其輸入, 然後它們可能會有自振盪. 在最好的情况下, 它們將能够在任何溫度和電壓條件下穩定工作. 事實上, 它們可能變得不穩定，並向射頻訊號中添加雜訊和互調訊號. 如果射頻訊號線必須從濾波器的輸入端迴圈回輸出端, 這可能會嚴重損壞濾波器的帶通特性. 為了在輸入和輸出之間獲得良好的隔離, 必須先在篩檢程式周圍接地, 然後，必須在篩檢程式的下層區域鋪設接地，並連接到篩檢程式周圍的主接地. 這也是一種使需要通過濾波器的訊號線盡可能遠離濾波器引脚的好方法.

此外，整個電路板上各個位置的接地必須非常小心，否則會引入耦合通道。 有時，您可以選擇單端或平衡射頻訊號線。 交叉干擾和EMC/EMI原則也適用於此。 如果正確佈線，平衡射頻訊號線可以减少雜訊和交叉干擾，但它們的阻抗通常很高，必須保持合理的線寬，以獲得匹配的信號源、軌跡和負載阻抗。 實際接線可能會有一些困難。 緩衝器可用於改善隔離效果，因為它可以將同一訊號分成兩部分並用於驅動不同的電路，尤其是本地振盪器可能需要一個緩衝器來驅動多個混頻器。 當混頻器在射頻頻率達到共模隔離狀態時，它將無法正常工作。 緩衝器可以很好地隔離不同頻率下的阻抗變化，使電路不會相互干擾。 緩衝器對設計非常有幫助。 它們可以跟隨需要驅動的電路，囙此高功率輸出軌跡非常短。 由於緩衝器的輸入信號電平相對較低，它們不容易干擾板上的其他訊號。 電路造成干擾。 壓控振盪器（VCO）可以將不同的電壓轉換為不同的頻率。 此功能用於高速通道切換，但它們也將控制電壓上的跟踪雜訊轉換為微小的頻率變化，從而使射頻訊號新增雜訊。

5為了確保雜訊不新增，必須考慮以下幾個方面：首先，控制線的預期頻寬可能在直流到2MHz之間，通過濾波幾乎不可能消除這種寬帶雜訊； 其次，壓控振盪器控制線路通常是控制頻率的迴響回路的一部分。 它可能會在許多地方引入雜訊，囙此必須非常小心地處理壓控振盪器控制線路。 確保射頻跡線下方的接地牢固，所有組件均牢固連接到主接地，並與可能引起雜訊的其他跡線隔離。 此外，有必要確保壓控振盪器的電源已充分解耦。 由於壓控振盪器的射頻輸出通常相對較高，壓控振盪器的輸出信號很容易干擾其他電路，囙此必須特別注意壓控振盪器。 事實上，壓控振盪器通常放置在射頻區域的末端，有時需要金屬遮罩。 諧振電路（一個用於發射器，另一個用於接收器）與壓控振盪器有關，但也有其自身的特點。 簡而言之，諧振電路是一個帶有電容二極體的並聯諧振電路，它有助於設定壓控振盪器的工作頻率，並將語音或數據調製到射頻訊號。 所有壓控振盪器設計原則也適用於諧振電路。 由於諧振電路包含相當多的元件，在電路板上具有廣泛的分佈區域，並且通常在非常高的射頻頻率下運行，囙此諧振電路通常對雜訊非常敏感。 訊號通常佈置在晶片的相鄰管脚上，但這些訊號管脚需要與相對較大的電感器和電容器一起工作，這反過來要求這些電感器和電容器非常靠近，並連接回對雜訊敏感的控制回路。 要做到這一點並不容易。

Automatic gain control (AGC) amplifier is also a problem-prone place, 無論是發射電路還是接收電路，都將配備AGC放大器. AGC放大器通常可以有效地濾除雜訊, 但是因為手機有能力處理傳輸和接收信號強度的快速變化, AGC電路需要有相當寬的頻寬, 這使得在一些關鍵電路雜訊上引入AGC放大器變得容易. AGC電路的設計必須遵循良好的類比電路設計科技, 與短運算放大器輸入引脚和短迴響路徑有關, 兩者都必須遠離射頻, 如果, 或高速數位信號軌跡. 類似地, 良好的接地也至關重要, 晶片的電源必須很好地解耦. 如果有必要在輸入或輸出端運行一根長導線, 最好在輸出端. 通常, 輸出端的阻抗要低得多，不容易產生雜訊. 通常地, 信號電平越高, 越容易將雜訊引入其他電路. 總共 PCB設計s, 一般原則是儘量使數位電路遠離類比電路, 它也適用於射頻 PCB設計. 公共類比接地和遮罩和分離訊號線的接地通常同等重要. 因此, 在設計的早期階段, 仔細規劃, 考慮周全的組件佈局, 徹底的佈局評估都非常重要, 射頻電路也應遠離類比線路和一些非常關鍵的數位信號. 所有射頻軌跡, 焊盤和部件應盡可能用接地銅填充，並盡可能連接到主接地. 如果射頻軌跡必須通過訊號線, 試著沿著它們之間的射頻軌跡路由一層連接到主接地的接地. 如果不可能, 確保它們是交叉的, 可以最小化電容耦合. 同時, 在每個射頻跡線周圍放置盡可能多的接地，並將其連接到主接地. 此外, 最小化平行射頻軌跡之間的距離可以最小化電感耦合. 當實心地平面直接放置在表面下方的第一層上時, 隔離效果最好, 儘管其他精心設計的方法也會奏效. 在 PCB板, 放置盡可能多的接地，並將其連接到主接地. 將記錄道盡可能靠近放置，以新增內部訊號層和配電層的繪圖數量, 並適當調整軌跡，以便可以將接地過孔排列到曲面上的隔離圖. PCB各層上應避免自由接地，因為它們可以像小天線一樣拾取或注入雜訊. 在大多數情况下, 如果你不能把他們連接到主島上, 那你最好把它們去掉.