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RF无线射频电路设计难点分析

时间:07-29 来源:张飞实战电子 点击:

,并可减少RF能量泄漏到层叠板内其他区域的机会。
 
3. 射频器件及其RF布线布局原则。

在物理空间上,像多级放大器这样的线性电路通常足以将多个RF区之间相互隔离开来,但是双工器、混频器和中频放大器/混频器总是有多个RF/IF信号相互干扰.因此必须小心地将这一影响减到最小。RF与IF迹线应尽可能十字交叉,并尽可能在它们之间隔一块地。正确的RF路径对整块PCB的性能非常重要,这就是元器件布局通常在蜂窝电话PCB设计中占大部分时间的原因。
 
4. 降低高/低功率器件干扰耦合的设计原则。

在蜂窝电话PCB上,通常可以将低噪音放大器电路放在PCB的某一面,而将高功率放大器放在另一面,并最终通过双工器把它们在同一面上连接到RF端和基带处理器端的天线上。要用技巧来确保通孔不会把RF能量从板的一面传递到另一面,常用的技术是在二面都使用盲孔。可以通过将通孔安排在PCB板二面都不受RF干扰的区域来将通孔的不利影响减到最小。

                         电气分区原则

1. 功率传输原则。

蜂窝电话中大多数电路的直流电流都相当小,因此,布线宽度通常不是问题。不
过.必须为高功率放大器的电源单独设定一条尽可能宽的大电流线,以将传输压降减到最低。为了避免太多电流损耗,需要采用多个通孔来将电流从某一层传递到另一层。
 
2. 高功率器件的电源去耦。如果不能在高功率放大器的电源引脚端对它进行充分的去耦,那么高功

率噪声将会辐射到整块板上,并带来多种的问题。高功率放大器的接地相当关键,经常需要为其设计一个金属屏蔽罩。
 
3. RF输入,输出隔离原则。

在大多数情况下,同样关键的是确保RF输出远离RF输入。这也适用于放大器、缓冲器和滤波器。在最坏情况下,如果放大器和缓冲器的输出以适当的相位和振幅反馈到它们的输入端,那么它们就有可能产生自激振荡。在最好情况下,它们将能在任何温度和电压条件下稳定地工作。实际上。它们可能会变得不稳定,并将噪音和互调信号添加到RF信号上。
 
4. 滤波器输入,输出隔离原则。

如果射频信号线不得不从滤波器的输入端绕回输出端,那么,这可能会严重损害滤波器的带通特性。为了使输入和输出良好地隔离。首先必须在滤波器周围布置一圈地。其次滤波器下层区域也要布置一块地,并与围绕滤波器的主地连接起来。把需要穿过滤波器的信号线尽可能远离滤波器引脚也是个好方法。此外,整块板上各个地方的接地都要十分小心,否则可能会在不知觉之中引入一条不希望发生的耦合通道。
 
5. 数字电路和模拟电路隔离。

在所有PCB设计中,尽可能将数字电路远离模拟电路是一条总的原则,它同样适用于RF PCB设计。公共模拟地和用于屏蔽和隔开信号线的地通常是同等重要的,由于疏忽而引起的设计更改将可能导致即将完成的设计又必须推倒重来。
 
同样应使RF线路远离模拟线路和一些很关键的数字信号.所有的RF走线、焊盘和元件周围应尽可能多地填接地铜皮.并尽可能与主地相连。如果RF走线必须穿过信号线,那么尽量在它们之间沿着RF走线布置一层与主地相连的地。
 
如果不可能,一定要保证它们是十字交叉的.这可将容性耦合减到最小,同时尽可能在每根RF走线周围多布一些地,并把它们连到主地。此外。将并行RF走线之间的距离减到最小可使感性耦合减到最小。

射频(RF)电路板分区设计中

PCB布局布线技巧

今天的蜂窝电话设计以各种方式将所有的东西集成在一起,这对RF电路板设计来说很不利。现在业界竞争非常激烈,人人都在找办法用最小的尺寸和最小的成本集成最多的功能。模拟、数字和RF电路都紧密地挤在一起,用来隔开各自问题区域的空间非常小,而且考虑到成本因素,电路板层数往往又减到最小。
 
令人感到不可思议的是,多用途芯片可将多种功能集成在一个非常小的裸片上,而且连接外界的引脚之间排列得又非常紧密,因此RF、IF、模拟和数字信号非常靠近,但它们通常在电气上是不相干的。
 
电源分配可能对设计者来说是一个噩梦,为了延长电池寿命,电路的不同部分是根据需要而分时工作的,并由软件来控制转换。这意味着你可能需要为你的蜂窝电话提供5到6种工作电源。
 
在设计RF布局时,有几个总的原则必须优先加以满足:
 
尽可能地把高功率RF放大器(HPA)和低噪音放大器(LNA)隔离开来,简单地说,就是让高功率RF发射电路远离低功率RF接收电路。如果你的PCB板上有很多物理空间,那么你可以很容易地做到这一点,但通常元器件很多,PCB空间较小,因而这通常是不可能的。
 
你可以把他们放在PCB板的两面,或者让它们交替工作,而不是同时工作。高功率电路有时还可包括RF缓冲器和压控制振荡器(VCO)。
 
确保PCB板上高功率区至少有一整块地,最好上面没有过孔,当然,铜皮越多越好。稍后,我们将讨论如何根据需要打破这个设计原则,以及如何避免由此而可能引起的问题。
芯片和电源去耦同样也极为重要,稍后将讨论实现这个原则的几种方法。
 
RF输出通常需要远离RF输入,稍后我们将进行详细讨论。
敏感的模拟信号应该尽可能远离高速数字信号和RF信号。

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