PCB科技 - 電路板廠：射頻無線射頻電路設計中的常見問題

電路板廠：射頻無線射頻電路設計中的常見問題

射頻（RF）PCB設計，在現時公開發表的理論中存在許多不確定性，它經常被描述為一種“黑色藝術”。 在正常情况下，對於微波以下頻段的電路（包括低頻和低頻數位電路），在全面掌握各種設計原理的前提下進行精心規劃是一次性設計成功的保證。 對於微波以上頻帶和高頻的PC數位電路，需要2到3個版本的PCB來確保電路質量。 對於微波頻段以上的射頻電路，通常需要更多版本的PCB設計和持續改進，並且是在具有豐富經驗的前提下進行的。 這說明了射頻電力設計的難度。

數位電路模塊與類比電路模塊之間的干擾

如果類比電路（RF）和數位電路分開工作，那麼它們可以很好地分開工作。 然而，一旦將兩者放在同一塊電路板上，並使用同一電源一起工作，整個系統很可能會不穩定。 這主要是因為數位信號經常在地和正電源之間擺動（>3V），並且週期極短，通常在納秒量級。 由於較大的幅度和較短的切換時間，這些數位信號包含大量與切換頻率無關的高頻分量。 在類比部分，從無線調諧環路傳輸到無線設備的接收部分的訊號通常小於1°V。 囙此，數位信號和射頻訊號之間的差值可以達到120dB。 顯然，如果數位信號和射頻訊號不能很好地分離，那麼微弱的射頻訊號可能會被破壞。 囙此，無線設備的工作效能將惡化，甚至根本無法工作。

電源雜訊干擾

射頻電路對電源雜訊非常敏感，尤其是對毛刺電壓和其他高頻諧波。 微控制器將在每個內部時鐘週期內的短時間內突然汲取大部分電流。 這是因為現代微控制器是使用CMOS科技製造的。 囙此，假設微控制器以1MHz的內部時鐘頻率運行，它將以該頻率從電源中汲取電流。 如果不採取適當的電源去耦措施，將不可避免地導致電力線上出現電壓故障。 如果這些電壓毛刺到達電路射頻部分的電源引脚，在嚴重情况下可能會導致工作故障。

不合理的理由

如果射頻電路的接地線處理不當，可能會出現一些奇怪的現象。 對於數位電路設計，即使沒有接地平面，大多數數位電路功能也能很好地執行。 在射頻頻帶中，即使是一根短接地線也能起到電感器的作用。 粗略計算，每毫米的電感約為1nH，10毫米PCB電路在433MHz下的電感約約為27島。 如果不使用地線層，大多數地線將更長，電路將不具有設計的特性。

天線對其他類比電路部件的輻射干擾

在PCB電路設計中，板上通常有其他類比電路。 例如，許多電路具有類比/數位轉換（ADC）或數位/類比轉換器（DAC）。 來自射頻發射器的天線的高頻訊號可以到達ADC的類比輸入。 因為任何電路線路都可以像天線一樣發送或接收RF訊號。 如果對ADC輸入的處理不合理，則RF訊號可能在ADC輸入的ESD二極體中自激，從而導致ADC偏移。