PCB部落格 - PCB射頻電路設計

射頻電路PCB設計

隨著通信技術的發展，手持射頻電路科技的應用越來越廣泛，如無線尋呼機、手機、無線PDA等。射頻電路的性能指標直接影響整個產品的質量。 這些手持產品最大的特點之一是小型化，這意味著組件的密度非常高，這使得組件（包括SMD、SMC、裸晶片等）之間的相互干擾非常突出。 如果EMI信號處理不當，整個電路系統可能無法正常工作。 囙此，如何預防和抑制電磁干擾，提高電磁相容性已成為射頻電路PCB設計中一個非常重要的課題。 不同PCB設計結構的同一電路的性能指標會有很大差异。

首先，確定與其他PCB板或系統的介面組件在PCB上的位置，並注意介面組件之間的協調（如組件的方向）。 由於手持設備的尺寸非常小，並且組件的佈置非常緊湊，囙此對於較大的組件，必須優先確定相應的位置，並考慮它們之間的協調。 仔細分析電路結構，分塊處理電路（如高頻放大電路、混頻電路、解調電路等），儘量將強電訊號與弱電訊號分離，將數位信號電路與類比信號電路分離， 並嘗試將完成相同功能的電路佈置在一定範圍內，以减少訊號環路面積； 電路各部分的濾波網絡必須就近連接，這樣不僅可以减少輻射，還可以降低干擾的概率。 單元電路根據其對使用中的電磁相容性的敏感性進行分組。 電路中易受干擾的組件也應佈置為避免干擾源（例如來自資料處理板上CPU的干擾）。

在組件的佈局基本完成後，就可以開始佈線了。 佈線的基本原理是在組裝密度允許的情况下，盡可能選擇低密度佈線設計，訊號佈線應盡可能粗細，有利於阻抗匹配。 對於射頻電路來說，訊號線的方向、寬度和間距的不合理設計可能會導致訊號傳輸線之間的交叉干擾； 此外，系統電源本身也存在雜訊干擾，囙此在設計射頻電路PCB時，必須綜合考慮並合理佈線。 佈線時，所有佈線應遠離PCB板框架（約2mm），以避免PCB板製造過程中潜在的斷線或斷裂。 電源線應盡可能寬，以减少回路電阻。 同時，電源線和地線的方向應與資料傳輸的方向一致，以提高抗干擾能力； 訊號線應盡可能短，過孔的數量應儘量減少； 部件之間的連接越短越好，以减少分佈參數和相互電磁干擾； 不相容的訊號線應相互遠離，儘量避免平行佈線，而正方向兩側的訊號線則應相互垂直； 在佈線過程中，需要轉角的地址應使用135°角，以避免直角轉彎。 佈線時，直接連接到焊盤的線路不應太寬，佈線應盡可能遠離未連接的部件，以避免短路； 過孔不塗在元件上，應盡可能遠離斷開的元件，以避免生產中出現虛焊、連續焊、短路等現象。 在射頻電路PCB的設計中，電源線和地線的正確佈線尤為重要。 合理的設計是克服電磁干擾的最重要手段。

PCB板上相當多的干擾源是由電源和地線產生的，其中地線造成的雜訊干擾最大。 地線容易形成電磁干擾的主要原因是地線具有阻抗。 當電流流過地線時，會在地線上產生電壓，從而產生地線的回路電流，形成地線的回路干擾。 當多個電路共用一段地線時，會形成共同的阻抗耦合，從而產生所謂的地線雜訊。 囙此，在佈線射頻電路PCB的地線時，我們應該做到以下幾點：首先，我們應該阻塞電路。 射頻電路基本上可以分為高頻放大、混頻、解調、本地振盪器等部分。 我們應該為每個電路模塊提供一個共同的電勢參考點，即每個模塊電路的地線，這樣訊號就可以在不同的電路模塊之間傳輸。 然後，在RF電路PCB連接到接地線的地方，即接地線進行總結。 由於只有一個參考點，所以不存在公共阻抗耦合，囙此不存在相互干擾問題。 數位區域和類比區域的地線應盡可能隔離，數位接地應與類比接地分開，最後連接到電源接地。 電路各部分內部的地線也應注意單點接地的原則，儘量減少訊號回路的面積，並就近連接到相應濾波電路的地址。 如果空間允許，最好用接地線將每個模塊隔離，以防止相互訊號耦合效應。

射頻電路PCB設計的關鍵是如何降低輻射能力和提高抗干擾能力。 合理的佈局和佈線是射頻電路PCB設計的保證。 本文所述方法有利於提高射頻電路PCB設計的可靠性，解决電磁干擾問題，達到電磁相容的目的。 隨著物聯網科技的興起，電子產品攜帶無線通訊功能越來越普遍。 無線通訊科技是依靠射頻電路PCB實現的，需要專業的設計和模擬分析工具。