隨著通信技術的發展,無線射頻電路技術運用越來越廣泛,其中的射頻電路的性能指標直接影響整個產品的質量,射頻電路印制電路板的抗干擾設計對于減小系統電磁信息輻射具有重要的意義。射頻電路PCB的密度越來越高, PCB線路板設計的好壞對抗干擾能力影響很大,同一電路,不同的PCB設計結構,其性能指標會相差很大。電磁干擾信號如果處理不當,可能造成整個電路系統的無法正常工作,因此如何防止和抑制電磁干擾,提高電磁兼容性,就成為設計射頻電路PCB時的一個非常重要的課題。
設計印制板首要的任務是對電路進行分析,確定關鍵電路。這就是要識別哪些電路是干擾源,哪些電路是敏感電路,弄清干擾源可能通過什么路徑干擾敏感電路。射頻電路工作頻率高,干擾源主要是通過電磁輻射來干擾敏感電路,因此射頻電路PCB板抗干擾設計的目的是減小PCB板的電磁輻射和PCB板上電路之間的串擾。
一,射頻電路板設計
1.元器件的布局
由于SMT一般采用紅外爐熱流焊來實現元器件的焊接,因而元器件的布局影響到焊點的質量,進而影響到產品的成品率。而對于射頻電路PCB設計而言, 電磁兼容性要求每個電路模塊盡量不產生電磁輻射,并且具有一定的抗電磁干擾能力,因此元器件的布局也影響到電路本身的干擾及抗干擾能力,直接關系到所設計電路的性能。故在進行射頻電路PCB 設計時除了要考慮普通PCB設計時的布局外,主要還須考慮如何減小射頻電路中各部分之間的相互干擾、如何減小電路本身對其他電路的干擾以及電路本身的抗干擾能力。射頻電路效果的好壞不僅取決于射頻電路板本身的性能指標,很大部分還取決于與CPU處理板間的相互影響,因此在進行PCB設計時,合理布局顯得尤為重要。
布局中應注意 :
1.首先確定與其他PCB板或系統的接口元器件在PCB板上的位置,必須注意接口元器件間的配合問題。
2.因為有些電子用品的體積都很小,元器件間排列很緊湊,因此對于體積較大的元器件,必須優先考慮,確定出相應位置,并考慮相互間的配合問題。
3.分析電路結構,對電路進行分塊處理,比如:高頻放大電路、混頻電路及解調電路等 ,盡可能將強電信號和弱電信號分開,將數字信號電路和模擬信號電路分開,完成同一功能的電路應盡量安排在一定的范圍之內,從而減小信號環路面積,各部分電路的濾波網絡必須就近連接,這樣不僅可以減小輻射,而且可以減少被干擾的機率,提高電路的抗干擾能力。
4.根據單元電路在使用中對電磁兼容性敏感程度不同進行分組。對于電路中易受干擾部分的元器件在布局時還應盡量避開干擾源,比如;來自數據處理板上CPU的干擾等。
布線:
在基本完成元器件的布局后,就可開始布線了。布線的基本原則為:在組裝密度許可情況下,盡量選用低密度布線設計,并且信號走線盡量粗細一致,有利于阻抗匹配。
對于射頻電路,信號線的走向、寬度、線間距的不合理設計,可能造成信號傳輸線之間的交叉干擾。另外,系統電源自身還存在噪聲干擾,所以在設計時頻電路PCB時一定要綜合考慮,合理布線。電源線要盡可能寬,以減少環路電阻,同時使電源線、地線的走向和數據傳遞的方向一致,以提高抗干擾能力。所布信號線應盡可能短,并盡量減少過孔數目。各元器件間的連線越短越好,以減少分布參數和相互間的電磁干擾;對不相容的信號線應盡量相互遠離,且盡量避免平行走線,而在正反兩面的信號線應相互垂直,布線時在需要拐角的地方應以135°角為宜,避免拐直角。
布線時與焊盤直接相連的線條不宜太寬,走線應盡量離開不相連的元器件,以免短路。過孔不宜畫在元器件上,且應盡量遠離不相連的元器件,以免在生產中出現虛焊、連焊、短路等現象。
在射頻電路PCB設計中,電源線和地線的正確布線顯得尤其重要,合理的設計是克服電磁干擾的最重要的手段。PCB上相當多的干擾源是通過電源和地線產生的,其中地線引起的噪聲干擾最大。地線容易形成電磁干擾的主要原因在于地線存在阻抗。當有電流流過地線時,就會在地線上產生電壓,從而產生地線環路電流,形成地線的環路干擾。當多個電路共用一段地線時,就會形成公共阻抗耦合,從而產生所謂的地線噪聲。
所以在對射頻電路PCB的地線進行布線時應該做到以下幾點:
1.對電路進行分塊處理時射頻電路基本上可分成高頻放大、混頻、解調、本振等部分,要為各個電路模塊提供一個公共電位參考點,即各模塊電路各自的地線,這樣信號就可以在不同的電路模塊之間傳輸。
2.數字區與模擬區盡可能以地線進行隔離,并且數字地與模擬地要分離,最后接于電源地。
3.在各部分電路內部的地線也要注意單點接地原則,盡量減小信號環路面積,并與相應的濾波電路的地線就近相接。
4.在空間允許的情況下,各模塊之間最好能以地線進行隔離,防止相互之間的信號耦合效應。
射頻電路PCB設計的關鍵在于如何減少輻射能力以及如何提高抗干擾能力,合理的布局與布線是設計時頻電路PCB的保證。以上所述方法有利于提高射頻電路PCB設計的可靠性,解決好電磁干擾問題,進而達到電磁兼容的目的。愛彼電路(iPcb?)是專業高精密PCB電路板研發生產廠家,可批量生產4-46層pcb板,電路板,線路板,高頻板,高速板,HDI板,pcb線路板,高頻高速板,雙面,多層線路板,hdi電路板,混壓電路板,高頻電路板,軟硬結合板等