近些年來,由于藍牙設備,可穿戴設備,無線局域網絡設備和移動設備的市場快速增長,對于RF電路的需求也越來越多,特別是未來幾年物聯網的投入使用,RF電路市場更加是迅猛增長。但是RF電路的設計就跟電磁干擾一樣,一直是工程師們最難解決的問題。想要成功設計出一塊好的RF電路,就必須要仔細將整個設計過程中每個步驟和細節都要仔細規劃,穩中求勝。
射頻電路的設計和普通pcb的設計,在理論上有很多的不一樣。首先,射頻電路存在不確定性,但是這并不妨礙我們可以設計出一塊好的射頻電路,其實是射頻電路的設計當中,還是有很多的規則技巧可以使用的。但是到了實際過程中,這些規則和技巧可能會因為某種限制而無法使用,所以如何處理這個問題,成了RF設計課程中的一個重要難題。
無線產品的開發時,射頻電路布線是一個十分關鍵的要素。可能在原理的設計上已經非常完美了,但是現實當中總是會有一些問題來制約這個電路的性能。實際測試當中并不能達到理想的狀態,這些問題很多都是在布線過程中做得不夠完備的原因。下面我們就在布線這個問題切入,來講解一下射頻電路的設計中需要注意的一些小技巧。
PCB的結構
首先在進行布線之前,我們要確定一下電路板的結構,就像建一棟房子之前,我們要先規劃好房子的層數。電池板的結構和電路設計的復雜程度,電磁兼容等很多因素有關,在實際生產設計中,不會有單層板出現,所以我們下面多層板來進行舉例。
比如一個四層板,在設計時一般會將第二層作為完整的地平面,把重要的信號分布在top層。這樣可以很好的控制阻抗,在六層板以及更多層板的設計當中,都和四層板的設計一樣,都是需要一個完整的地平面,然后利用top層進行,信號走線。
控制阻抗
布線過程中需要注意的就是控制阻抗,比如走線時應該盡量控制走線的特征是50Ω,而電阻跟線寬有關系,在進行原理設計和仿真的時候,應該利用公式計算出特征阻抗在50Ω上下,符合要求的就可以設計為一條射頻走線了。
元器件擺放
在pcb設計中,我們一般遵循一個規則,就是走線盡可能短,也就是說元件一般是和電源靠近,然后相應的元件緊密排列。這樣既保證了pcb的美觀明了,同時也縮短了布線的長度,在射頻電路的設計時,我們也應該遵循這條設計規則。
射頻走線
在進行走線時,除了上面所說的長度要盡可能短,還有一點和普通pcb設計不同的就是,射頻電路走線應該用圓弧型來實現拐角,而不是一般的45°/135°拐角。因為射頻信號線是不能有任何折點的。如果射頻信號線在實際過程中產生了不可避免的交叉,這時就必須要使用過孔來引導一部分的信號進行傳輸,這部分信號無論是走底層還是中間層的哪一層,視頻走線都一定需要一個參考平面。但是一定要注意,地平面一定要連續。
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原文標題:RF射頻電路設計規范,必看!
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