射频电路PCB的设计技巧.doc


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射频电路PCB的设计技巧
摘要:针对多层线路板中射频电路板的布局和布线,根据本人在射频电路PCB设计中的经验积累,总结了一些布局布线的设计技巧。并就这些技巧向行业里的同行和前辈咨询,同时查阅相关资料,得到认可,是该行业里的普遍做法。多次在射频电路的PCB设计中采用这些技巧,在后期PCB的硬件调试中得到证实,对减少射频电路中的干扰有很不错的效果,是较优的方案。
关键词:射频电路;PCB;布局;布线
    由于射频(RF)电路为分布参数电路,在电路的实际工作中容易产生趋肤效应和耦合效应,所以在实际的PCB设计中,会发现电路中的干扰辐射难以控制,如:数字电路和模拟电路之间相互干扰、供电电源的噪声干扰、地线不合理带来的干扰等问题。正因为如此,如何在PCB的设计过程中,权衡利弊寻求一个合适的折中点,尽可能地减少这些干扰,甚至能够避免部分电路的干涉,是射频电路PCB设计成败的关键。文中从PCB的LAYOUT角度,提供了一些处理的技巧,对提高射频电路的抗干扰能力有较大的用处。
1 RF布局
    这里讨论的主要是多层板的元器件位置布局。元器件位置布局的关键是固定位于RF路径上的元器件,通过调整其方向,使RF路径的长度最小,并使输入远离输出,尽可能远地分离高功率电路和低功率电路,敏感的模拟信号远离高速数字信号和RF信号。
    在布局中常采用以下一些技巧。
1.1 一字形布局
    RF主信号的元器件尽可能采用一字形布局,如图1所示。但是由于PCB板和腔体空间的限制,很多时候不能布成一字形,这时候可采用L形,最好不要采用U字形布局(如图2所示),有时候实在避免不了的情况下,尽可能拉大输入和输出之间的距离,至少1.5 cm以上。
    另外在采用L形或U字形布局时,转折点最好不要刚进入接口就转,如图3左所示,而是在稍微有段直线以后再转,如图3右图所示。
1.2 相同或对称布局
    相同的模块尽可能做成相同的布局或对称的布局,如图4、图5所示。
1.3 十字形布局
    偏置电路的馈电电感与RF通道垂直放置,如图6所示,主要是为了避免感性器件之间的互感。
1.4 45度布局
    为合理的利用空间,可以将器件45度方向布局,使射频线尽可能短,如图7所示。
2 RF布线
    布线的总体要求是:RF信号走线短且直,减少线的突变,少打过孔,不与其它信号线相交,RF信号线周边尽量多加地过孔。
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    以下是一些常用的优化方式:
2.1 渐变线处理
    在射频线宽比IC器件管脚的宽度大比较多的情况下,接触芯片的线宽采用渐变方式,如图8所示。
2.2 圆弧线处理
    射频线不能直的情况下,作圆弧线处理,这样可以减少RF信号对外的辐射和相互问的耦合。有实验证明,传输线的拐角采用变曲的直角,能最大限度的降低回损。如图9所示。
2.3 地线和电源
    地线尽可能粗。在有条件的情况下,PCB的每一层都尽可能的铺地,并使地连到主地上,多打地过孔,尽量降低地线阻抗。
    RF电路的电源尽量不要采用平面分
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