bliley射頻PCB設(shè)計(jì)避坑指南打造高性能電路板
在當(dāng)今這個(gè)科技飛速發(fā)展的時(shí)代,無線通信技術(shù)如5G,無線物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等已深入到生活的各個(gè)角落,而這些先進(jìn)技術(shù)的背后,離不開射頻印刷電路板(PCB)的有力支撐.射頻PCB作為射頻電路的物理載體,承擔(dān)著信號(hào)傳輸,處理以及元件連接的關(guān)鍵任務(wù),其設(shè)計(jì)質(zhì)量直接關(guān)乎電子設(shè)備的性能優(yōu)劣,在現(xiàn)代通信和電子設(shè)備中扮演著舉足輕重的角色.以手機(jī)為例,作為人們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｓ玫碾娮釉O(shè)備之一,手機(jī)的通信質(zhì)量,信號(hào)強(qiáng)度以及數(shù)據(jù)傳輸速度等關(guān)鍵性能,都與射頻PCB的設(shè)計(jì)緊密相關(guān).在信號(hào)傳輸方面,射頻PCB需要確保射頻信號(hào)在不同元件之間高效,穩(wěn)定地傳輸,減少信號(hào)的損耗和失真.如果射頻PCB設(shè)計(jì)不合理,信號(hào)在傳輸過程中就會(huì)出現(xiàn)衰減,干擾等問題,導(dǎo)致手機(jī)信號(hào)弱,通話質(zhì)量差,數(shù)據(jù)傳輸速度慢等現(xiàn)象,嚴(yán)重影響用戶體驗(yàn).在基站設(shè)備中,射頻PCB的性能更是直接決定了通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和信號(hào)穩(wěn)定性.一個(gè)設(shè)計(jì)精良的射頻PCB能夠使基站更有效地發(fā)射和接收信號(hào),擴(kuò)大通信覆蓋范圍,提高信號(hào)質(zhì)量,為用戶提供更穩(wěn)定,更高速的通信服務(wù).在雷達(dá)系統(tǒng)中,射頻PCB對(duì)于精確的目標(biāo)檢測(cè)和定位至關(guān)重要.雷達(dá)通過發(fā)射射頻信號(hào)并接收反射信號(hào)來確定目標(biāo)的位置,速度和形狀等信息.射頻PCB的設(shè)計(jì)精度和性能直接影響雷達(dá)信號(hào)的發(fā)射和接收質(zhì)量,進(jìn)而影響雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)的檢測(cè)和定位精度.如果射頻PCB設(shè)計(jì)存在缺陷,可能會(huì)導(dǎo)致雷達(dá)誤判目標(biāo)位置或無法檢測(cè)到目標(biāo),對(duì)航空航天,軍事防御等領(lǐng)域的安全造成嚴(yán)重威脅.

布局前的準(zhǔn)備工作了解產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

在進(jìn)行射頻PCB布局前,全面掌握產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是不可或缺的重要環(huán)節(jié),這就如同建造房屋前必須熟知房屋的整體架構(gòu)一樣關(guān)鍵.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的相關(guān)信息需要精準(zhǔn)地在PCB板上得以體現(xiàn),尤其是結(jié)構(gòu)與PCB接觸的部分,諸如腔殼的位置及形狀,這些細(xì)節(jié)對(duì)后續(xù)的布局設(shè)計(jì)有著決定性的影響.具體來說,需要明確腔殼的外邊厚度大小,中間隔腔的厚度大小,倒角半徑大小以及隔腔上的螺釘大小等.一般情況下,外邊腔厚度約為4mm,內(nèi)腔寬度在常規(guī)工藝下為3mm(點(diǎn)膠工藝的為2mm),倒角半徑通常是2.5mm.螺釘類型多樣,常見的有M2,M2.5,M3,M4等.以PCB板的左下角作為原點(diǎn),隔腔在PCB上的位置最好設(shè)置在格點(diǎn)0.5的整數(shù)倍上,若條件允許,最少也要做到格點(diǎn)為0.1的整數(shù)倍上,這樣的設(shè)置能夠極大地方便結(jié)構(gòu)加工,使誤差控制更加精確.不同的產(chǎn)品類型對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有著不同的要求,因此在實(shí)際操作中,需要根據(jù)具體產(chǎn)品類型進(jìn)行靈活且精準(zhǔn)的設(shè)計(jì).為什么了解產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如此重要呢？這是因?yàn)楫a(chǎn)品結(jié)構(gòu)直接決定了PCB板上各個(gè)元件的安裝位置和空間布局.例如,如果不清楚腔殼的位置和形狀,可能會(huì)導(dǎo)致在布局時(shí)將重要元件放置在與腔殼沖突的位置,從而無法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的正常組裝.又比如,不了解隔腔的尺寸和位置,就難以合理地規(guī)劃信號(hào)路徑,可能會(huì)增加信號(hào)干擾的風(fēng)險(xiǎn).因此,只有充分了解產(chǎn)品結(jié)構(gòu),才能為后續(xù)的布局設(shè)計(jì)提供堅(jiān)實(shí)可靠的基礎(chǔ),確保PCB板的設(shè)計(jì)能夠完美適配產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的各項(xiàng)功能.

明確設(shè)計(jì)指標(biāo)

明確設(shè)計(jì)指標(biāo)是射頻PCB布局設(shè)計(jì)中另一個(gè)至關(guān)重要的方面,它如同航海中的燈塔,為整個(gè)設(shè)計(jì)過程指引著方向.首先,射頻指標(biāo)是衡量射頻電路性能的關(guān)鍵參數(shù),包括信號(hào)的頻率范圍,功率,增益,噪聲系數(shù),線性度等.不同的應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)射頻指標(biāo)有著不同的要求,例如在5G通信設(shè)備晶振中,需要更高的頻率和更大的帶寬來支持高速數(shù)據(jù)傳輸;而在藍(lán)牙設(shè)備中,對(duì)功耗和尺寸的要求更為嚴(yán)格,因此射頻指標(biāo)也會(huì)相應(yīng)地有所側(cè)重.只有明確了這些射頻指標(biāo),才能在布局設(shè)計(jì)時(shí)選擇合適的元器件和電路拓?fù)?以滿足系統(tǒng)的性能需求.疊層結(jié)構(gòu)也是影響射頻PCB性能的重要因素.它涉及到PCB板的層數(shù),各層的材料以及層與層之間的排列順序.合理的疊層結(jié)構(gòu)可以有效地減少信號(hào)干擾,降低傳輸損耗,并提高信號(hào)的完整性.例如,采用多層板結(jié)構(gòu)可以將射頻信號(hào)層與電源層,地層分開,減少電源噪聲對(duì)射頻信號(hào)的影響;選擇合適的介質(zhì)材料可以降低信號(hào)的傳輸損耗,提高信號(hào)的傳輸效率.在設(shè)計(jì)疊層結(jié)構(gòu)時(shí),需要綜合考慮信號(hào)的傳輸特性,電磁兼容性以及成本等因素,以確定最佳的疊層方案.阻抗控制是射頻PCB設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)之一.在射頻電路中,信號(hào)傳輸線的特性阻抗需要與源端和負(fù)載端的阻抗相匹配,以確保信號(hào)的高效傳輸.如果阻抗不匹配,會(huì)導(dǎo)致信號(hào)反射,從而降低信號(hào)的傳輸質(zhì)量,增加信號(hào)的損耗和失真.常見的特性阻抗值有50Ω和75Ω,在布局設(shè)計(jì)時(shí),需要通過調(diào)整傳輸線的寬度,間距以及介質(zhì)材料的介電常數(shù)等參數(shù)來精確控制阻抗,使其滿足設(shè)計(jì)要求.同時(shí),還需要注意在不同層之間進(jìn)行信號(hào)傳輸時(shí),過孔的設(shè)計(jì)也會(huì)對(duì)阻抗產(chǎn)生影響,因此需要合理設(shè)計(jì)過孔的尺寸和布局,以保持阻抗的連續(xù)性.明確設(shè)計(jì)指標(biāo)對(duì)于射頻PCB的布局設(shè)計(jì)具有至關(guān)重要的指導(dǎo)作用.它不僅決定了元器件的選擇和電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),還影響著疊層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和阻抗的控制.只有在充分明確設(shè)計(jì)指標(biāo)的基礎(chǔ)上,才能進(jìn)行合理的布局設(shè)計(jì),確保射頻PCB能夠滿足系統(tǒng)的高性能要求,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定,可靠的信號(hào)傳輸和處理.

布局要點(diǎn)優(yōu)先布局射頻鏈路

在射頻PCB布局中,射頻鏈路的布局至關(guān)重要,它猶如人體的神經(jīng)系統(tǒng),對(duì)整個(gè)電路的信號(hào)傳輸起著關(guān)鍵作用.應(yīng)嚴(yán)格按照原理圖從輸入到輸出的先后順序進(jìn)行布局,精確考慮每個(gè)元件的位置以及元件間的間距,這一點(diǎn)容不得半點(diǎn)馬虎.例如,π網(wǎng)中的元件之間距離不宜過大,因?yàn)檫^大的間距可能會(huì)導(dǎo)致信號(hào)傳輸?shù)牟环€(wěn)定,增加信號(hào)的損耗和干擾.在理想情況下,射頻鏈路的布局可呈"一"字形或者"L"形."一"字形布局能夠使信號(hào)沿著直線傳輸,路徑簡潔明了,最大程度地減少信號(hào)的反射和干擾,就像高速公路上的直道,車輛可以暢行無阻."L"形布局則在空間利用上更加靈活,適用于一些對(duì)空間有特殊要求的設(shè)計(jì)場(chǎng)景,它巧妙地利用了直角轉(zhuǎn)彎的方式,在不影響信號(hào)傳輸?shù)那疤嵯?合理地安排了元件的位置.然而,在實(shí)際的射頻鏈路布局中,常常會(huì)受到產(chǎn)品空間的限制,無法實(shí)現(xiàn)理想的"一"字形或"L"形布局,這時(shí)就不得不采用"U"形布局.但需要特別注意的是,布局成"U"形時(shí),由于輸入輸出端距離較近,信號(hào)容易發(fā)生串?dāng)_,因此需要在中間加隔腔將其左右進(jìn)行隔離,做好屏蔽措施.這就好比在高速公路上設(shè)置了隔離帶,將不同方向的車輛隔離開來,避免了交通混亂和事故的發(fā)生.隔腔的材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也非常關(guān)鍵,一般會(huì)選用具有良好屏蔽性能的金屬材料,如銅,鋁等,并且要確保隔腔的密封性,防止信號(hào)泄漏.還有一種情況是在橫向也需要添加隔腔,即用隔腔把一字形左右進(jìn)行隔離.這主要有兩個(gè)原因:一是需要隔離部分非常敏感或易干擾其它電路,比如一些高精度的傳感器信號(hào),很容易受到外界干擾,通過添加隔腔可以有效地保護(hù)這些敏感信號(hào);二是一字形輸入端到輸出端這段電路的增益過大,若不加以隔離,可能會(huì)引起自激現(xiàn)象.自激是指放大器在沒有輸入信號(hào)的情況下,由于電路中的反饋?zhàn)饔?產(chǎn)生了輸出信號(hào),這會(huì)嚴(yán)重影響電路的正常工作.例如,在一些功率放大器電路中,如果增益過大且沒有進(jìn)行有效的隔離,就很容易出現(xiàn)自激現(xiàn)象,導(dǎo)致信號(hào)失真,功率下降等問題.

芯片外圍電路布局

射頻器件的外圍電路布局如同圍繞在核心城堡周圍的防御工事,對(duì)芯片的穩(wěn)定工作起著至關(guān)重要的保護(hù)和輔助作用.在布局時(shí),必須嚴(yán)格參照數(shù)據(jù)手冊(cè)(datasheet)上面的要求進(jìn)行,因?yàn)檫@些要求是芯片制造商經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證得出的,是確保芯片性能能夠得到充分發(fā)揮的關(guān)鍵.數(shù)據(jù)手冊(cè)中會(huì)詳細(xì)說明每個(gè)引腳的功能,電氣特性以及外圍電路的連接方式和布局要求,例如,對(duì)于射頻芯片的輸入輸出引腳,會(huì)規(guī)定匹配電路的元件參數(shù)和布局位置,以確保信號(hào)的匹配和傳輸質(zhì)量.然而,在實(shí)際設(shè)計(jì)中,由于空間限制等因素,有時(shí)無法完全按照數(shù)據(jù)手冊(cè)的要求進(jìn)行布局,這時(shí)就需要在保證工藝要求的情況下,盡可能靠近芯片放置外圍電路元件.這是因?yàn)榭拷酒胖迷梢钥s短信號(hào)傳輸?shù)穆窂?減少信號(hào)的損耗和干擾.例如,對(duì)于一些高頻晶振信號(hào),信號(hào)在傳輸過程中會(huì)隨著距離的增加而逐漸衰減,并且容易受到周圍環(huán)境的干擾,因此將相關(guān)的外圍電路元件靠近芯片放置,可以有效地提高信號(hào)的質(zhì)量和穩(wěn)定性.在調(diào)整布局時(shí),還需要考慮元件之間的相互影響,避免出現(xiàn)元件之間的電磁干擾等問題.比如,電感和電容等元件在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生電磁場(chǎng),如果它們之間的距離過近,可能會(huì)相互干擾,影響電路的性能.對(duì)于數(shù)字芯片外圍電路布局,雖然不像射頻器件那樣對(duì)布局要求極為苛刻,但也有一些基本的原則需要遵循.數(shù)字芯片的外圍電路主要包括電源濾波電路,時(shí)鐘電路,復(fù)位電路等.在布局時(shí),應(yīng)將電源濾波電容盡量靠近芯片的電源引腳放置,以有效地濾除電源中的噪聲,為芯片提供穩(wěn)定的電源.時(shí)鐘電路的布局則要注意避免時(shí)鐘信號(hào)對(duì)其他信號(hào)的干擾,一般會(huì)將時(shí)鐘線進(jìn)行屏蔽或者遠(yuǎn)離其他敏感信號(hào).復(fù)位電路的布局要確保復(fù)位信號(hào)能夠可靠地傳輸?shù)叫酒膹?fù)位引腳,保證芯片在需要時(shí)能夠正確地復(fù)位.

物理與電氣分區(qū)

在射頻PCB設(shè)計(jì)中,物理分區(qū)和電氣分區(qū)是兩個(gè)重要的概念,它們相互關(guān)聯(lián),共同為實(shí)現(xiàn)良好的電路性能提供保障.物理分區(qū)主要聚焦于元器件的布局,朝向以及屏蔽等實(shí)際物理層面的問題.在元器件布局方面,最有效的方法是先將位于RF路徑上的元器件固定下來,并精心調(diào)整它們的朝向,目的是將RF路徑的長度減到最短,就像在迷宮中尋找最短的出口路徑一樣,這樣可以減少信號(hào)在傳輸過程中的損耗.同時(shí),要使輸入遠(yuǎn)離輸出,盡可能遠(yuǎn)地分離高功率電路和低功率電路,因?yàn)楦吖β孰娐吩诠ぷ鲿r(shí)會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁場(chǎng),如果與低功率電路距離過近,很容易對(duì)低功率電路產(chǎn)生干擾,影響其正常工作.在物理空間上,像多級(jí)放大器這樣的線性電路通常具有一定的隔離能力,能夠在一定程度上將多個(gè)RF區(qū)之間相互隔離開來.但對(duì)于雙工器,混頻器和中頻放大器等器件,由于它們總是有多個(gè)RF/IF信號(hào)相互作用,情況就變得復(fù)雜起來,必須格外小心地將信號(hào)相互干擾的影響減到最小.例如,在手機(jī)的射頻電路中,雙工器需要同時(shí)處理接收和發(fā)射信號(hào),如果布局不合理,接收信號(hào)可能會(huì)受到發(fā)射信號(hào)的干擾,導(dǎo)致通話質(zhì)量下降.為了實(shí)現(xiàn)更好的物理分區(qū),有時(shí)還會(huì)采用金屬屏蔽罩將射頻能量屏蔽在RF區(qū)域內(nèi).金屬屏蔽罩就像一個(gè)堅(jiān)固的盾牌,能夠有效地阻擋射頻能量的泄漏,防止對(duì)其他電路造成干擾.但使用金屬屏蔽罩時(shí)需要注意,它必須焊在地上,以確保良好的接地,并且要與元器件保持一個(gè)適當(dāng)距離,否則可能會(huì)影響元器件的散熱和正常工作,同時(shí)也需要占用一定的PCB板空間.電氣分區(qū)則可以進(jìn)一步細(xì)分為電源分配,RF走線,敏感電路和信號(hào)以及接地等的分區(qū).在電源分配方面,要確保為不同的電路模塊提供穩(wěn)定,干凈的電源.例如,對(duì)于高功率放大器,由于其工作時(shí)需要較大的電流,因此必須為其單獨(dú)設(shè)定一條盡可能寬的大電流線,以將傳輸壓降減到最低,就像為大型工廠提供充足的電力供應(yīng)一樣.同時(shí),為了避免太多電流損耗,還需要采用多個(gè)過孔來將電流從某一層傳遞到另一層.在RF走線分區(qū)中,要保證RF走線的獨(dú)立性和穩(wěn)定性,避免與其他信號(hào)線相互干擾.RF走線應(yīng)盡可能短而直,減少不必要的彎曲和交叉,因?yàn)閺澢徒徊鏁?huì)增加信號(hào)的反射和干擾.對(duì)于敏感電路和信號(hào),要將它們與可能產(chǎn)生干擾的源隔離開來.比如,將模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)分開布局,因?yàn)閿?shù)字信號(hào)在傳輸過程中會(huì)產(chǎn)生高頻噪聲,如果與模擬信號(hào)距離過近,容易對(duì)模擬信號(hào)造成干擾,導(dǎo)致模擬信號(hào)失真.接地分區(qū)也非常關(guān)鍵,良好的接地可以有效地降低噪聲,提高電路的抗干擾能力.在射頻電路中,通常采用多點(diǎn)接地的方式,使各個(gè)電路模塊的接地盡可能短而直,減少接地電阻和電感,確保接地的有效性.

布線注意事項(xiàng)阻抗線寬與出線方式

bliley石英晶體振蕩器在射頻PCB布線中,依據(jù)50歐姆阻抗線寬進(jìn)行布線是一項(xiàng)基本且關(guān)鍵的要求,這就如同為射頻信號(hào)搭建了一條專門的"高速公路",確保信號(hào)能夠穩(wěn)定,高效地傳輸.一般來說,還需要做隔層參考,以進(jìn)一步保證阻抗的穩(wěn)定性.在實(shí)際操作中,盡量從焊盤中心出線,這樣可以使信號(hào)均勻地從焊盤傳輸?shù)綄?dǎo)線上,避免因出線位置不當(dāng)而產(chǎn)生的信號(hào)畸變或損耗.走線成直線也是非常重要的一點(diǎn),因?yàn)橹本€走線能夠最大程度地減少信號(hào)的傳輸路徑,降低信號(hào)的反射和干擾.就像光線在真空中沿直線傳播一樣,信號(hào)在直線走線上也能保持最佳的傳輸狀態(tài).此外,盡量讓走線走在表層,這是因?yàn)楸韺幼呔€的阻抗更容易控制,而且在調(diào)試過程中,也便于進(jìn)行飛線測(cè)量等操作,方便對(duì)電路進(jìn)行測(cè)試和優(yōu)化.

拐彎與匹配走線

當(dāng)射頻信號(hào)在傳輸過程中需要拐彎時(shí),采用45度角或圓弧走線是最佳選擇.這是因?yàn)橹苯亲呔€會(huì)使傳輸線的線寬發(fā)生變化,造成阻抗的不連續(xù),從而導(dǎo)致信號(hào)的反射和輻射增加.而45度角或圓弧走線可以有效地減小這種影響,使信號(hào)能夠平滑地通過拐彎處.從原理上講,直角走線的拐角可以等效為傳輸線上的容性負(fù)載,會(huì)減緩信號(hào)的上升時(shí)間,同時(shí)阻抗不連續(xù)會(huì)造成信號(hào)的反射,直角尖端還會(huì)產(chǎn)生電磁干擾(EMI).而45度角或圓弧走線能夠避免這些問題,減小高頻信號(hào)的發(fā)射和相互之間的耦合,以及減小信號(hào)反射,就像在高速公路上設(shè)置了平滑的彎道,車輛可以平穩(wěn)地轉(zhuǎn)彎,而不會(huì)出現(xiàn)顛簸或失控的情況.推薦在電容或電阻兩邊的焊盤作為拐點(diǎn),這是因?yàn)殡娙莺碗娮璧仍陔娐分衅鸬搅藶V波,匹配等重要作用,將拐點(diǎn)設(shè)置在它們的兩邊,可以更好地利用這些元件的特性,進(jìn)一步優(yōu)化信號(hào)的傳輸.例如,在一些射頻電路中,電容可以用來濾除高頻噪聲,將走線的拐點(diǎn)設(shè)置在電容旁邊,可以使經(jīng)過電容濾波后的信號(hào)更穩(wěn)定地傳輸下去.如果遇到器件走線匹配要求的情況,必須嚴(yán)格按照數(shù)據(jù)手冊(cè)(datasheet)上面的參考值長度及形狀走線.這是因?yàn)椴煌钠骷?duì)走線的要求各不相同,這些要求是經(jīng)過嚴(yán)格的測(cè)試和驗(yàn)證得出的,只有按照數(shù)據(jù)手冊(cè)的要求進(jìn)行布線,才能確保器件的性能得到充分發(fā)揮,保證整個(gè)電路的正常運(yùn)行.比如,一個(gè)放大管與電容之間的走線長度可能會(huì)對(duì)放大管的增益和穩(wěn)定性產(chǎn)生影響,如果走線長度不符合要求,可能會(huì)導(dǎo)致放大管工作異常,信號(hào)失真等問題.

通用布線優(yōu)化策略

在進(jìn)行射頻PCB設(shè)計(jì)時(shí),為了使高頻電路板的設(shè)計(jì)更合理,抗干擾性能更好,可以從以下幾個(gè)通用策略入手:合理選擇層數(shù):在PCB設(shè)計(jì)中,對(duì)于高頻電路板布線,利用中間內(nèi)層平面作為電源和地線層,可以起到屏蔽的作用.這就好比為電路穿上了一層"防護(hù)服",有效降低寄生電感,縮短信號(hào)線長度,降低信號(hào)間的交叉干擾.一般來說,四層板的噪聲比兩層板低20dB,因此在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)根據(jù)具體需求選擇合適的層數(shù)以提高信號(hào)完整性和穩(wěn)定性.例如,在一些對(duì)電磁兼容性要求較高的射頻電路中,bliley高品質(zhì)晶振采用多層板結(jié)構(gòu)可以將不同的信號(hào)層和電源層,地層合理地分隔開,減少相互之間的干擾.特定走線方式:走線必須按照45°角拐彎或圓弧拐彎,這樣可以減小高頻信號(hào)的發(fā)射和相互之間的耦合,以及減小信號(hào)反射.除了之前提到的原因,從實(shí)際應(yīng)用角度來看,在一些高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)纳漕l電路中,采用這種走線方式可以有效提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和穩(wěn)定性,避免因信號(hào)干擾而出現(xiàn)的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或丟失.控制走線長度和過孔數(shù)量:走線長度越短越好,兩根線并行距離越短越好.這是因?yàn)樽呔€越長,信號(hào)在傳輸過程中的損耗就越大,同時(shí)也更容易受到外界干擾.而過孔數(shù)量越少越好,因?yàn)檫^孔本身存在著對(duì)地的寄生電容和寄生電感,在高速數(shù)字電路當(dāng)中,過孔寄生電感所帶來的危害往往大于寄生電容,多個(gè)過孔產(chǎn)生的串聯(lián)寄生電感會(huì)削弱旁路電容的作用,從而降低整個(gè)電源系統(tǒng)的濾波效果.例如,在設(shè)計(jì)一個(gè)高頻時(shí)鐘信號(hào)的走線時(shí),應(yīng)盡量縮短走線長度,減少過孔數(shù)量,以保證時(shí)鐘信號(hào)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性.確定層間布線方向:層間布線方向應(yīng)該取垂直方向,即頂層為水平方向,底層為垂直方向,這樣可以減小信號(hào)間的干擾.這種布局方式有助于降低不同信號(hào)層之間的耦合效應(yīng),從而提高信號(hào)的隔離度和完整性.就像在城市規(guī)劃中,將不同方向的道路相互垂直布局,可以減少交通擁堵和沖突.敷銅:增加接地的敷銅可以減小信號(hào)間的干擾.敷銅可以形成一個(gè)連續(xù)的接地平面,為信號(hào)提供良好的返回路徑,從而降低電磁輻射和感應(yīng)噪聲的影響.例如,在一些射頻放大器電路中,通過在電路板上大面積敷銅,可以有效地減少放大器輸出信號(hào)對(duì)其他電路的干擾.包地:對(duì)重要的信號(hào)線進(jìn)行包地處理,可以顯著提高該信號(hào)的抗干擾能力,當(dāng)然還可以對(duì)干擾源進(jìn)行包地處理,使其不能干擾其他信號(hào).包地就像為信號(hào)線筑起了一道"防護(hù)墻",將信號(hào)線與周圍的干擾源隔離開來.比如,在設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)噪聲非常敏感的射頻接收電路時(shí),對(duì)接收信號(hào)線進(jìn)行包地處理,可以大大提高電路的抗干擾能力,增強(qiáng)信號(hào)的接收效果.采用菊花鏈方式布線:信號(hào)走線不能環(huán)路,需要按照菊花鏈方式布線,以減少信號(hào)反射和串?dāng)_現(xiàn)象的發(fā)生.菊花鏈布線方式是指信號(hào)從一個(gè)器件依次傳輸?shù)较乱粋€(gè)器件,就像菊花的花瓣依次連接一樣.這種布線方式可以使信號(hào)的傳輸路徑更加清晰,減少信號(hào)在傳輸過程中的混亂和干擾.例如,在一些多芯片的射頻電路中,采用菊花鏈方式布線可以確保各個(gè)芯片之間的信號(hào)傳輸穩(wěn)定可靠,提高整個(gè)電路的性能.

接地處理方法射頻鏈路接地

射頻鏈路的接地處理對(duì)射頻信號(hào)的穩(wěn)定傳輸和抗干擾能力的提升至關(guān)重要,其中多點(diǎn)接地是一種行之有效的方式.在實(shí)際操作中,射頻鏈路鋪銅間隙一般在20mil到40mil之間較為常用,這個(gè)范圍的間隙既能保證良好的電氣連接,又能避免因間隙過小導(dǎo)致的信號(hào)干擾或因間隙過大而影響接地效果.例如,在一些高頻射頻電路中,選擇30mil的鋪銅間隙,能夠有效地減少信號(hào)的泄漏和干擾,確保射頻鏈路的穩(wěn)定運(yùn)行.在射頻鏈路的兩邊都需要打接地孔,且這些接地孔的間距應(yīng)盡量保持一致,均勻分布的接地孔可以為射頻信號(hào)提供均勻的接地路徑,減少信號(hào)的反射和干擾.就像在一條高速公路上,均勻分布的服務(wù)區(qū)可以為車輛提供穩(wěn)定的補(bǔ)給和支持,確保車輛的順暢行駛.對(duì)于射頻通路上對(duì)地電容電阻的接地焊盤,要盡量就近打接地孔,這樣可以減小接地電阻,提高接地的效率,使電容電阻能夠更好地發(fā)揮其濾波和匹配的作用.器件上的接地焊盤也都需要打接地過孔,以確保器件與地之間的良好連接,保證器件的正常工作.

腔殼接地孔設(shè)置

為了實(shí)現(xiàn)腔殼與PCB板之間的良好接觸,在設(shè)計(jì)中通常會(huì)采用打兩排接地孔且交錯(cuò)方式放置的方法.這種交錯(cuò)放置的方式可以增加腔殼與PCB板之間的接觸點(diǎn),提高接地的可靠性.想象一下,兩排交錯(cuò)的接地孔就像緊密排列的齒輪,相互咬合,使腔殼與PCB板緊密相連,有效地降低了接地電阻,提高了屏蔽效果.在PCB與隔腔接觸位置需要開窗,這是因?yàn)殚_窗處理可以使PCB與隔腔之間的接觸更加緊密,增強(qiáng)接地的效果.開窗就像是打開了一扇門,讓電流能夠更加順暢地通過,減少了接觸電阻,提高了信號(hào)的傳輸質(zhì)量.同樣,PCB底層接地銅皮與底板接觸的地方也都需要開窗處理,并且該層信號(hào)線不允許開窗,這樣可以避免信號(hào)線受到干擾,同時(shí)確保底層接地銅皮與底板之間的良好接觸,進(jìn)一步提高整個(gè)系統(tǒng)的接地性能.

螺釘放置原則

在PCB板上放置螺釘孔位置主要是為了使PCB與底座和腔殼之間有更緊密的接觸,從而實(shí)現(xiàn)更好的屏蔽和散熱效果.對(duì)于PCB與腔殼之間的螺釘放置,理想情況下是在隔腔每個(gè)交叉的地方放置一個(gè)螺釘,這樣可以均勻地固定腔殼,使其與PCB板緊密貼合.但在實(shí)際設(shè)計(jì)中,由于各種因素的限制,實(shí)現(xiàn)起來可能比較困難,這時(shí)可以根據(jù)模塊電路功能進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整.不過,無論如何調(diào)整,腔殼四個(gè)角上必須都有螺釘,這是確保腔殼穩(wěn)定固定的關(guān)鍵.四個(gè)角上的螺釘就像房子的四個(gè)支柱,支撐著整個(gè)結(jié)構(gòu),保證腔殼在PCB板上的穩(wěn)固性,防止因震動(dòng)或其他外力導(dǎo)致腔殼與PCB板之間出現(xiàn)松動(dòng),從而影響屏蔽和散熱效果.在PCB與底座之間的螺釘放置方面,腔殼中的每個(gè)小腔內(nèi)都需要有螺釘,螺釘數(shù)量則視腔大小而定,一般來說,腔越大,放置的螺釘就越多.通常的原則是在腔的對(duì)角上放置螺釘,這樣可以利用對(duì)角線的張力,更好地固定腔殼與底座之間的位置關(guān)系,確保整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性.在SMA頭或其他連接器旁邊必須放置螺釘,這是因?yàn)樵赟MA頭或連接器插拔過程中,會(huì)對(duì)PCB板產(chǎn)生一定的作用力,如果沒有螺釘固定,很容易導(dǎo)致PCB板變形,影響連接器與PCB板之間的電氣連接.而在旁邊放置螺釘可以有效地分散這些作用力,保護(hù)PCB板不受損壞,保證連接器的正常工作.
bliley射頻PCB設(shè)計(jì)避坑指南打造高性能電路板