RF無線射頻電路在目前公開出版的理論上具有很多不確定性,常被形容為一種“黑色藝�(shù)�。通常情況下,對于微波以下頻段的電�(包括低頻和低��(shù)字電�),在全面掌握各類�(shè)計原則前提下的仔�(xì)�(guī)劃是一次性成功設(shè)計的保證。對于微波以上頻段和高頻的PC類數(shù)字電�。則需�2~3個版本的PCB方能保證電路品質(zhì)。而對于微波以上頻段的RF電路.則往往需要更多版本的:PCB�(shè)計并不斷完善,而且是在具備相當(dāng)�(jīng)驗的前提下。由此可知RF電設(shè)計上的困��
如果RF電路的地線處理不�(dāng),可能�(chǎn)生一些奇怪的�(xiàn)象。對于數(shù)字電路設(shè)�,即使沒有地線�,大多�(shù)�(shù)字電路功能也表現(xiàn)良好。而在RF頻段,即使一根很短的地線也會如電感器一樣作�。粗略地計算,每毫米長度的電感量約為l nH,433 MHz�10 toni PCB線路的感抗約27Ω。如果不采用地線�,大多數(shù)地線將會較長,電路將無法具有�(shè)計的特��
如果模擬電路(射頻)和數(shù)字電路單獨工�,可能各自工作良�。但是,一旦將二者放在同一塊電路板�,使用同一個電源一起工�,整個系�(tǒng)很可能就不穩(wěn)�。這主要是因為�(shù)字信號頻繁地在地和正電源(>3 V)之間擺動,而且周期特別短,常常是納秒級�。由于較大的振幅和較短的切換時間。使得這些�(shù)字信號包含大量且獨立于切換頻率的高頻成分。在模擬部分,從無線�(diào)諧回路傳到無線設(shè)備接收部分的信號一般小于lμV。因此數(shù)字信號與射頻信號之間的差別會�(dá)�120 dB。顯然.如果不能使數(shù)字信號與射頻信號很好地分�。微弱的射頻信號可能遭到破壞,這樣一�,無線設(shè)備工作性能就會惡化,甚至完全不能工作�
(1)元器件位置布局原則。元器件布局是實�(xiàn)一個RF�(shè)計的�(guān)鍵.最有效的技�(shù)是首先固定位于RF路徑上的元器件并�(diào)整其方向,以便將RF路徑的長度減到最�,使輸入遠(yuǎn)離輸出。并盡可能遠(yuǎn)地分離高功率電路和低功率電路�
(2)PCB堆疊�(shè)計原�。最有效的電路板堆疊方法是將主接地面(主地)安排在表層下的第二層,并盡可能將RF線布置在表層上。將RF路徑上的過孔尺寸減到最�,這不僅可以減少路徑電�,而且還可以減少主地上的虛焊點,并可減少RF能量泄漏到層疊板�(nèi)其他區(qū)域的�(jī)會�
(3)射頻器件及其RF布線布局原則。在物理空間�,像多級放大器這樣的線性電路通常足以將多� RF區(qū)之間相互隔離開來,但是雙工器、混頻器和中頻放大器/混頻器總是有多個RF/IF信號相互干擾.因此必須小心地將這一影響減到最�。RF與IF跡線�(yīng)盡可能十字交�,并盡可能在它們之間隔一塊地。正確的RF路徑對整塊PCB的性能非常重要,這就是元器件布局通常在蜂窩電話PCB�(shè)計中占大部分時間的原因�
(4)降低�/低功率器件干擾耦合的設(shè)計原�。在蜂窩電話PCB�,通常可以將低噪音放大器電路放在PCB的某一�,而將高功率放大器放在另一�,并最終通過雙工器把它們在同一面上連接到RF端和基帶處理器端的天線上。要用技巧來確保通孔不會把RF能量從板的一�?zhèn)鬟f到另一�,常用的技�(shù)是在二面都使用盲�??梢酝ㄟ^將通孔安排在PCB板二面都不受RF干擾的區(qū)域來將通孔的不利影響減到最小�
在設(shè)計RF布局�,必須�(yōu)先滿足以下幾個總原則�
(1)盡可能地把高功率RF放大�(HPA)和低噪音放大�(LNA)隔離開來,簡單地�,就是讓高功率RF�(fā)射電路遠(yuǎn)離低功率RF接收電路�
(2)確保PCB板上高功率區(qū)至少有一整塊�,上面沒有過�,當(dāng)�,銅箔面積越大越好;
(3)電路和電源去耦同樣也極為重要�
(4)RF輸出通常需要遠(yuǎn)離RF輸入�
(5)敏感的模擬信號應(yīng)該盡可能�(yuǎn)離高速數(shù)字信號和RF信號�