射頻電路布局需要考慮哪些因素?
1. 板子結(jié)構(gòu)和接地
射頻電路板最好用四層或更多層的設(shè)計(jì)。中間專門留一整層作為完整的地平面,這層地就像電路的“穩(wěn)定基石”,能有效控制信號(hào)的回路路徑,減少干擾。在信號(hào)層正下方鋪上完整的地平面,還能形成“微帶線”結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)能讓射頻信號(hào)傳輸更順暢,減少能量損失。打接地孔時(shí),位置不能太稀疏,例如對(duì)于2.4GHz信號(hào),接地孔之間最好不超過(guò)3毫米。
2. 信號(hào)線的阻抗要穩(wěn)住
射頻信號(hào)對(duì)線路的電阻特性(阻抗)非常敏感,必須保持恒定,最常用的是50歐姆。線路寬度、板子材料厚度、銅箔厚度都會(huì)影響這個(gè)值。比如用RO4350B材料的板子(厚度1.6mm時(shí)),50歐姆對(duì)應(yīng)的線寬大約是0.38毫米。走線要避免直角轉(zhuǎn)彎,改用45度斜角或圓弧拐角,這樣能減少信號(hào)反射。線寬不能突然變粗或變細(xì),需要平滑過(guò)渡。
3. 元件怎么擺
布局就像“排座位”,不同功能模塊要分開(kāi)坐。比如高功率放大器(PA)和低噪聲放大器(LNA)不能挨在一起,防止大信號(hào)“吵到”小信號(hào)接收。有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,在5GHz頻段,兩者間距至少15毫米以上才能有效隔離。天線饋線(連接天線與電路的線)要盡量短,最好控制在信號(hào)波長(zhǎng)的1/10以內(nèi)。如果是一對(duì)差分信號(hào)線,兩條線長(zhǎng)度差要小于0.1毫米,避免信號(hào)不同步。電感類元件別并排放,互相垂直擺放可以減少磁場(chǎng)干擾。
4. 電源和濾波要可靠
每個(gè)芯片的電源引腳旁邊(5毫米內(nèi)),都要放一組小電容和大電容搭配,比如0.1μF和10pF并聯(lián),這樣能覆蓋更寬的干擾頻率范圍(例如2.4GHz系統(tǒng)需覆蓋到7.2GHz)。功率大的模塊(比如功放)要單獨(dú)供電,就像“專線專用”,避免它工作時(shí)影響其他電路。電源線要寬而短,地線要完整連通,避免形成“環(huán)形地線”——這種環(huán)形回路容易接收干擾。
5. 隔離干擾和散熱
對(duì)于特別敏感或容易干擾別人的區(qū)域(如壓控振蕩器VCO),建議加上金屬屏蔽罩,相當(dāng)于“單間隔間”。射頻主信號(hào)路徑最好按“一字型”走線,避免繞圈(U型),減少信號(hào)交叉。功率大的元件(如功放管)要預(yù)留散熱空間,必要時(shí)貼散熱片。在板子上打散熱孔或設(shè)計(jì)散熱通道,讓熱量快速散出去——溫度過(guò)高會(huì)直接影響性能和穩(wěn)定性。
6. 布線細(xì)節(jié)別忽視
射頻線盡量走在板子表層,下方必須是完整的地層。兩條射頻線不能靠太近,如果必須平行走,中間加一條接地的隔離線(帶接地過(guò)孔)。射頻線換層時(shí)要少用過(guò)孔,過(guò)孔會(huì)產(chǎn)生電感干擾。非用不可時(shí),要把過(guò)孔尺寸做小,并控制數(shù)量(例如15mil線寬配15–18mil過(guò)孔)。數(shù)字信號(hào)線(尤其是時(shí)鐘線)必須和射頻線分層布置,最好用地平面隔開(kāi),避免數(shù)字噪聲“串”進(jìn)射頻信號(hào)中
技術(shù)資料