RF 布线的注意事项

关键字 :NXPRF走线

射频布线

所有的走线都是一条潜在的既可接收也可发射 RF 信号的天线,所以,将射频信号与关键线路、零组件隔离是必须的。

射频信号线的阻抗必须是受控的,要保证其回流路径的正确。尽可能的优化布线,使射频线最短、保证特征阻抗的连续性,不使用过孔就能实现连接,如果要使用过孔则优先考虑盲埋孔组合,不使用通孔,实在要走通孔则在此通孔附近至少伴随一个地过孔。

特征阻抗的连续性

信号在传输的过程中,如果传输路径上的特性阻抗发生变化,信号就会在阻抗不连续的结点产生反射。

影响特性阻抗的因素有:介电常数、介质厚度、线宽、铜箔厚度。


【1】渐变线

一些 RF 器件封装较小,SMD 焊盘宽度可能小至 12mils,而 RF 信号线宽可能达 50mils 以上,要用渐变线,禁止线宽突变。渐变线如图所示,过渡部分的线不宜太长。


【2】拐角

RF 信号线如果走直角,拐角处的有效线宽会增大,阻抗不连续,引起信号反射。为了减小不连续性,要对拐角进行处理,有两种方法:切角和圆角。圆弧角的半径应足够大,一般来说,要保证:R>3W。如图右所示。



【3】大焊盘

当 50 欧细微带线上有大焊盘时,大焊盘相当于分布电容,破坏了微带线的特性阻抗连续性。可以同时采取两种方法改善:首先将微带线介质变厚,其次将焊盘下方的地平面挖空,都能减小焊盘的分布电容。如下图。



【4】过孔

在射频和高速 PCB 设计中所有的信号地以最短的路径连接到地层非常关键,

  1. 过孔主要呈现为感性,
  2. 对于 RF 电路的接地孔本着永远不共用的原则。

一个 1.6mm  深、孔径为 0.2mm 的过孔具有大约 1—3nH 的电感,在 2.5GHz/5.0GHz 的频率时其等效电抗大约为 12Ω 和 24Ω。因此,一个接地过孔并不能够为 RF 信号提供真正的接地,对于高品质的电路板设计,应该在 RF 电路部分提供尽可能多的接地过孔,特别是对于那些需要有大面积接地的 IC ,其封装中的裸露接地焊盘要做好充分接地。不良的接地会出现许多不希望的问题,如产生有害的辐射,降低增益和噪声系数指标。

不仅仅是电容应该所有的接地都不共用一个过孔,如果去耦电容使用了同一接地过孔,由于过孔的电感效应,这些连接点的过孔将会承载来自两个电源的全部 RF 干扰,不仅丧失了去耦电容的功能,而且还为系统中的级间噪声耦合提供了另外一条通路。



天线 ANT 处理

PCB 的天线设计要点:

一样遵循 RF 布线规则,线尽量短,不使用过孔,保证其阻抗要求。优化天线匹配网络,天线 RF 馈电焊盘应采用圆角矩形盘,并且焊盘含周边 ≥1mm 的面积下 PCB 所有层面要挖掉铜箔。以尽可得减小其寄生参数对天线的影响。天线布线采取地保护布线,但要注意地线与其的距离要 ≥ 4H。天线区域内不要放置其他不相关器件,特别是像 LDO、电池座摄像头或摄像头接插件、LCD、马达、SPEAKERRECEIVERFPC 排线和低频驱动器件等。能不把这些器件放在靠近天线的位置就尽量不要放,就是要放最好离开 20mm 的距离,而且要用地隔离。针对不同的天线还有不同的处理要求,如 PIFA 天线要求天线的投影区域要铺完整的地铜箔,而单极天线则相反,因此要多和天线生产厂技术人员沟通也是很必要的。

参考文献
http://bbs.eeworld.com.cn/thread-1152064-1-1.html

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