RF无线射频电路设计难点分析

尽管贵为“电子之母”，过去国内对PCB电路板产业技术创新的重视程度却远远不及发达国家，所幸这种局面现在已有很大改观。今年8月30日将在深圳会展中心举办的CS Show 2016作为国内专业展示PCB产品技术和解决方案的平台，凭借专业专注的办展理念，以及超强链接上下游产业的能力，在业内具有较强影响力。本届展会主办方将全面展示PCB、FPC、HDI、MPCB、IC载板等电路板，将再次填补国内没有专业电路板展会的空白。PCB电路板的布局设计一直是考验PCB工程师的一大难题，这其中射频电路板的设计更加是难上加难，今天我们就先来分享一些RF电路的设计经验。

　　迅速发展的射频集成电路为从事各类无线通信的工程技术人员提供了广阔的前景。如果RF电路的地线处理不当，可能产生一些奇怪的现象。对于数字电路设计，即使没有地线层，大多数数字电路功能也表现良好。而在RF频段，即使一根很短的地线也会如电感器一样作用。粗略地计算，每毫米长度的电感量约为l nH，433 MHz时10 to PCB线路的感抗约27Ω。如果不采用地线层，大多数地线将会较长，电路将无法具有设计的特性。由此可知RF电路设计上的困难。

RF电路设计的常见问题

　　1.数字电路模块和模拟电路模块之间的干扰

　　如果模拟电路（射频）和数字电路单独工作，可能各自工作良好。但是，一旦将二者放在同一块电路板上，使用同一个电源一起工作，整个系统很可能就不稳定。这主要是因为数字信号频繁地在地和正电源（》3 V）之间摆动，而且周期特别短，常常是纳秒级的。由于较大的振幅和较短的切换时间。使得这些数字信号包含大量且独立于切换频率的高频成分。在模拟部分，从无线调谐回路传到无线设备接收部分的信号一般小于lμV。因此数字信号与射频信号之间的差别会达到120 dB。显然，如果不能使数字信号与射频信号很好地分离。微弱的射频信号可能遭到破坏，这样一来，无线设备工作性能就会恶化，甚至完全不能工作。

　　2. 供电电源的噪声干扰

　　射频电路对于电源噪声相当敏感，尤其是对毛刺电压和其他高频谐波。微控制器会在每个内部时钟周期内短时间突然吸人大部分电流，这是由于现代微控制器都采用CMOS工艺制造。因此，假设一个微控制器以lMHz的内部时钟频率运行，它将以此频率从电源提取电流。如果不采取合适的电源去耦，必将引起电源线上的电压毛刺。如果这些电压毛刺到达电路RF部分的电源引脚，严重时可能导致工作失效。

　　3. 天线对其他模拟电路部分的辐射干扰

　　在PCB电路设计中，板上通常还有其他模拟电路。例如，许多电路上都有模，数转换（ADC）或数/模转换器（DAC）。射频发送器的天线发出的高频信号可能会到达ADC的模拟输入端。因为任何电路线路都可能如天线一样发出或接收RF信号。如果ADC输入端的处理不合理，RF信号可能在ADC输入的 ESD二极管内自激。从而引起ADC偏差。

　　RF电路设计原则及方案

　　1. RF布局概念

　　在设计RF布局时，必须优先满足以下几个总原则：

　　尽可能地把高功率RF放大器（HPA）和低噪音放大器（LNA）隔离开来，简单地说，就是让高功率RF发射电路远离低功率RF接收电路：

　　确保PCB板上高功率区至少有一整块地，最好上面没有过孔，当然，铜箔面积越大越好;

　　电路和电源去耦同样也极为重要;

　　RF输出通常需要远离RF输入;

　　敏感的模拟信号应该尽可能远离高速数字信号和RF信号。

　　2. 物理分区和电气分区设计原则

　　设计分区可以分解为物理分区和电气分区。物理分区主要涉及元器件布局、方向和屏蔽等;电气分区可以继续分解为电源分配、RF走线、敏感电路和信号以及接地等的分区。

　　3. 物理分区原则

　　元器件位置布局原则。元器件布局是实现一个优秀RF设计的关键。最有效的技术是首先固定位于RF路径上的元器件并调整其方向，以便将RF路径的长度减到最小，使输入远离输出。并尽可能远地分离高功率电路和低功率电路。

　　PCB堆叠设计原则。最有效的电路板堆叠方法是将主接地面（主地）安排在表层下的第二层，并尽可能将RF线布置在表层上。将RF路径上的过孔尺寸减到最小，这不仅可以减少路径电感，而且还可以减少主地上的虚焊点，并可减少RF能量泄漏到层叠板内其他区域的机会。

　　射频器件及其RF布线布局原则。在物理空间上，像多级放大器这样的线性电路通常足以将多个RF区之间相互隔离开来，但是双工器、混频器和中频放大器/混频器总是有多个RF/IF信号相互干扰。因此必须小心地将这一影响减到最小。RF与IF迹线应尽可能十字交叉，并尽可能在它们之间隔一块地。正确的RF路径对整块PCB的性能非常重要，这就是元器件布局通常在蜂窝电话PCB设计中占大部分时间的原因。

　　降低高/低功率器件干扰耦合的设计原则。在蜂窝电话PCB上，通常可以将低噪音放大器电路放在PCB的某一面，而将高功率放大器放在另一面，并最终通过双工器把它们在同一面上连接到RF端和基带处理器端的天线上。要用技巧来确保通孔不会把RF能量从板的一面传递到另一面，常用的技术是在二面都使用盲孔。可以通过将通孔安排在PCB板二面都不受RF干扰的区域来将通孔的不利影响减到最小。

　　射频电路的设计要求设计者具有一定的实践经验和工程设计能力。本文总结的一些经验可以帮助射频集成电路开发者缩短开发周期。避免走不必要的弯路，节省人力物力。

　　作为电子部件、电子元器件的重要支撑体，PCB电路板在电子产业领域的作用十分重要，行业人士称其为“电子航母”。伴随科学技术的发展，PCB电路板的应用范围将越来越广泛。一定程度上，电路板的生产技术水平已成为衡量一个国家科技水平高低的重要指标。为了更好的捕捉国际领先的PCB制造技术，全方位展示国内电路板产业制造水准，8月30日至9月1日，2016深圳国际电路板采购展览会（CS Show 2016）将在深圳会展中心正式拉开帷幕，吹响一年一度PCB行业腾飞的号角。

RF无线射频电路设计难点分析相关推荐

RF无线射频相关学习
目录简述无线通信无线信号调制编码技术 Amplifier LPF 简述积累和学习无线射频相关硬件知识. 无线通信无线通信原理无线频谱频率与波长对比图: 无线信号调制 http://www ...
RF无线射频电路设计基础
1.数字电路模块和模拟电路模块之间的干扰如果模拟电路射频和数字电路单独工作,可能各自工作良好.但是,一日将二者放在同一块电路板上,使用同一个电源一起工作,整个系统很可能就不稳定.这主要是因为数字信号 ...
SUB-1G无线射频收发器芯片DP4301/CMT2300A无线遥控器应用
无线遥控器 "无线遥控器"顾名思义,就是一种用来远程控制机器的装置.现代的遥控器,主要是由集成电路电板和用来产生不同讯息的按钮所组成.时至今日,无线遥控器已经在生活中得到了越来越多 ...
无线射频（RF）、基带（BB）
Radio Freqency: RF(无线射频) 工作于某一频率,负责数据位流的传输与过滤,定义了在此频率下工作所需要满足的条件. BaseBand:BB(基带) 负责跳频及数据帧的传输(包括解码.编 ...
无线射频专题《射频合规，2.4GHz WIFI测试指标详解》
目录引言 Transmitter Power 发送功率 Transmit Spectrum Mask 发送信号频谱模版 Frequency Error 频率误差 EVM 矢量误差幅度 Band Ed ...
射频电路设计实录第二章，产品技术指标
射频电路设计实录(RF Design Record,简称RDR)是无线时代网站推出的系列射频技术文章,记录了一款产品的完整设计过程.本文是其中的第二章,产品技术指标. 2. 产品技术指标这个项目是无 ...
射频电路设计的常见问题及五大经验总结
射频电路板设计由于在理论上还有很多不确定性,因此常被形容为一种"黑色艺术",但这个观点只有部分正确,RF电路板设计也有许多可以遵循的准则和不应该被忽视的法则. 不过,在实际设计时, ...
蜂鸟无线LR43B无线射频接收模块调试记录
目录 1.设计目的 2.设计难点 3.初步方案 4.成功方案 5.代码实现 1.设计目的采用蜂鸟无线LR43B无线射频接收模块,对遥控器发送的无线信号解码.按下按键1,继电器打开:按下按键2,继电器 ...
射频电路设计——传输线理论(Transmission Line Analysis) 【下】
射频电路设计(RF Circuit Design)--传输线理论(Transmission Line Analysis) [下] 上篇传输线理论(Transmission Line Analysis ...
CC1120 Sub-1G 无线射频收发器驱动开发
目录 1.CC1120 无线射频收发器简介 1.1 基本特点 1.2 应用范围 1.3 技术参数 2.CC1120 硬件相关设计 2.1 CC1120 硬件接口电路 (引脚定义) 2.2 CC1120 ...

RF无线射频电路设计难点分析

RF无线射频电路设计难点分析相关推荐

最新文章

热门文章