不(bu)過(guo)，在(zai)實(shi)際(ji)設(she)計(ji)時(shi)
，真(zhen)正(zheng)實(shi)用(yong)的(de)技(ji)巧(qiao)是(shi)當(dang)這(zhe)些(xie)準(zhun)則(ze)和(he)法(fa)則(ze)因(yin)各(ge)種(zhong)設(she)計(ji)約(yue)束(shu)而(er)無(wu)法(fa)準(zhun)確(que)地(di)實(shi)施(shi)時(shi)如(ru)何(he)對(dui)它(ta)們(men)進(jin)行(xing)折(zhe)衷(zhong)處(chu)理(li)。當(dang)然(ran)，有(you)許(xu)多(duo)重(zhong)要(yao)的(de)RF設計課題值得討論，包括阻抗和阻抗匹配、絕緣層材料和層疊板以及波長和駐波等
，在全麵掌握各類設計原則前提下的仔細規劃是一次性成功設計的保證。

 

RF電路設計的常見問題

 

1、數字電路模塊和模擬電路模塊之間的幹擾

 

如果模擬電路（射頻）和(he)數(shu)字(zi)電(dian)路(lu)單(dan)獨(du)工(gong)作(zuo)，可(ke)能(neng)各(ge)自(zi)工(gong)作(zuo)良(liang)好(hao)。但(dan)是(shi)，一(yi)旦(dan)將(jiang)二(er)者(zhe)放(fang)在(zai)同(tong)一(yi)塊(kuai)電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)
，使(shi)用(yong)同(tong)一(yi)個(ge)電(dian)源(yuan)一(yi)起(qi)工(gong)作(zuo)，整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)很(hen)可(ke)能(neng)就(jiu)不(bu)穩(wen)定(ding)。這(zhe)主(zhu)要(yao)是(shi)因(yin)為(wei)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)頻(pin)繁(fan)地(di)在(zai)地(di)和(he)正(zheng)電(dian)源(yuan)（>3 V）之zhi間jian擺bai動dong，而er且qie周zhou期qi特te別bie短duan
，常chang常chang是shi納na秒miao級ji的de。由you於yu較jiao大da的de振zhen幅fu和he較jiao短duan的de切qie換huan時shi間jian。使shi得de這zhe些xie數shu字zi信xin號hao包bao含han大da量liang且qie獨du立li於yu切qie換huan頻pin率lv的de高gao頻pin成cheng分fen。在zai模mo擬ni部bu分fen
，從cong無wu線xian調tiao諧xie回hui路lu傳chuan到dao無wu線xian設she備bei接jie收shou部bu分fen的de信xin號hao一yi般ban小xiao於yulμV。因此數字信號與射頻信號之間的差別會達到120 dB。顯然．ruguobunengshishuzixinhaoyushepinxinhaohenhaodifenli。weiruodeshepinxinhaokenengzaodaopohuai，zheyangyilai，wuxianshebeigongzuoxingnengjiuhuiehua，shenzhiwanquanbunenggongzuo。

 

2、供電電源的噪聲幹擾

 

射(she)頻(pin)電(dian)路(lu)對(dui)於(yu)電(dian)源(yuan)噪(zao)聲(sheng)相(xiang)當(dang)敏(min)感(gan)
，尤(you)其(qi)是(shi)對(dui)毛(mao)刺(ci)電(dian)壓(ya)和(he)其(qi)他(ta)高(gao)頻(pin)諧(xie)波(bo)。微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)會(hui)在(zai)每(mei)個(ge)內(nei)部(bu)時(shi)鍾(zhong)周(zhou)期(qi)內(nei)短(duan)時(shi)間(jian)突(tu)然(ran)吸(xi)人(ren)大(da)部(bu)分(fen)電(dian)流(liu)，這(zhe)是(shi)由(you)於(yu)現(xian)代(dai)微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)都(dou)采(cai)用(yong) CMOS工藝製造。因此。假設一個微控製器以lMHz的內部時鍾頻率運行，它將以此頻率從電源提取電流。如果不采取合適的電源去耦．必將引起電源線上的電壓毛刺。如果這些電壓毛刺到達電路RF部分的電源引腳，嚴重時可能導致工作失效。

 

3
、不合理的地線

 

如果RF電路的地線處理不當
，可能產生一些奇怪的現象。對於數字電路設計，即使沒有地線層，大多數數字電路功能也表現良好。而在RF頻段，即使一根很短的地線也會如電感器一樣作用。粗略地計算
，每毫米長度的電感量約為l nH
，433 MHz時10 toni PCB線路的感抗約27Ω。如果不采用地線層，大多數地線將會較長，電路將無法具有設計的特性。

 

4、天線對其他模擬電路部分的輻射幹擾

 

在 PCB電路設計中
，板上通常還有其他模擬電路。例如

，許多電路上都有模，數轉換（ADC）或數／模轉換器（DAC）。射頻發送器的天線發出的高頻信號可能會到達ADC的模擬淙攵恕Ｒ蛭 魏蔚緶廢唄範伎贍莧縑煜咭謊⒊齷蚪郵誖F信號。如果ADC輸入端的處理不合理
，RF信號可能在ADC輸入的ESD二極管內自激。從而引起ADC偏差。

 

 

一、射頻電路布局原則

 

在設計RF布局時
，必須優先滿足以下幾個總原則：

 

（1）盡可能地把高功率RF放大器（HPA）和低噪音放大器（LNA）隔離開來
，簡單地說，就是讓高功率RF發射電路遠離低功率RF接收電路；

 

（2）確保PCB板上高功率區至少有一整塊地，最好上麵沒有過孔
，當然，銅箔麵積越大越好
；

 

（3）電路和電源去耦同樣也極為重要；

 

（4）RF輸出通常需要遠離RF輸入；

 

（5）敏感的模擬信號應該盡可能遠離高速數字信號和RF信
；

 

二、物理分區、電氣分區設計分區

 

可以分解為物理分區和電氣分區。物理分區主要涉及元器件布局
、朝向和屏蔽等問題；電氣分區可以繼續分解為電源分配
、RF走線、敏感電路和信號以及接地等的分區。

 

1
、我們討論物理分區問題

 

元器件布局是實現一個優秀RF設計的關鍵，最有效的技術是首先固定位於RF路徑上的元器件，並調整其朝向以將RF路徑的長度減到最小
，使輸入遠離輸出

，並盡可能遠地分離高功率電路和低功率電路。

 

最有效的電路板堆疊方法是將主接地麵（主地）安排在表層下的第二層，並盡可能將RF線走在表層上。將RF路徑上的過孔尺寸減到最小不僅可以減少路徑電感
，而且還可以減少主地上的虛焊點，並可減少RF能量泄漏到層疊板內其他區域的機會。在物理空間上

，像多級放大器這樣的線性電路通常足以將多個RF區之間相互隔離開來

，但是雙工器、混頻器和中頻放大器/混頻器總是有多個RF/IF信號相互幹擾，因此必須小心地將這一影響減到最小。

 

2

、RF與IF走線應盡可能走十字交叉，並盡可能在它們之間隔一塊地

 

正確的RF路徑對整塊PCB板的性能而言非常重要，這也就是為什麼元器件布局通常在手機PCB板設計中占大部分時間的原因。在手機PCB板設計上，通常可以將低噪音放大器電路放在PCB板的某一麵，而高功率放大器放在另一麵，並最終通過雙工器把它們在同一麵上連接到RF端和基帶處理器端的天線上。需要一些技巧來確保直通過孔不會把RF能量從板的一麵傳遞到另一麵，常用的技術是在兩麵都使用盲孔。可以通過將直通過孔安排在PCB板兩麵都不受RF幹擾的區域來將直通過孔的不利影響減到最小。

 

有時不太可能在多個電路塊之間保證足夠的隔離，在這種情況下就必須考慮采用金屬屏蔽罩將射頻能量屏蔽在RF區域內
，金屬屏蔽罩必須焊在地上，必須與元器件保持一個適當距離，因此需要占用寶貴的PCB板空間。盡可能保證屏蔽罩的完整非常重要，進入金屬屏蔽罩的數字信號線應該盡可能走內層，而且最好走線層的下麵一層PCB是地層。RFxinhaoxiankeyicongjinshupingbizhaodibudexiaoquekouhediquekouchudebuxiancengshangzouchuqu，buguoquekouchuzhouweiyaojinkenengdiduobuyixiedi

，butongcengshangdediketongguoduogeguokonglianzaiyiqi。

 

3、恰當和有效的芯片電源去耦也非常重要

 

許多集成了線性線路的RF芯(xin)片(pian)對(dui)電(dian)源(yuan)的(de)噪(zao)音(yin)非(fei)常(chang)敏(min)感(gan)，通(tong)常(chang)每(mei)個(ge)芯(xin)片(pian)都(dou)需(xu)要(yao)采(cai)用(yong)高(gao)達(da)四(si)個(ge)電(dian)容(rong)和(he)一(yi)個(ge)隔(ge)離(li)電(dian)感(gan)來(lai)確(que)保(bao)濾(lv)除(chu)所(suo)有(you)的(de)電(dian)源(yuan)噪(zao)音(yin)。一(yi)塊(kuai)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)或(huo)放(fang)大(da)器(qi)常(chang)常(chang)帶(dai)有(you)一(yi)個(ge)開(kai)漏(lou)極(ji)輸(shu)出(chu)，因(yin)此(ci)需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)上(shang)拉(la)電(dian)感(gan)來(lai)提(ti)供(gong)一(yi)個(ge)高(gao)阻(zu)抗(kang)RF負載和一個低阻抗直流電源，同樣的原則也適用於對這一電感端的電源進行去耦。

 

youxiexinpianxuyaoduogedianyuancainenggongzuo
，yincinikenengxuyaoliangdaosantaodianronghedianganlaifenbieduitamenjinxingquouchuli，dianganjishaobingxingkaozaiyiqi，yinweizhejiangxingchengyigekongxinbianyaqibingxianghuganyingchanshengganraoxinhao，yincitamenzhijiandejulizhishaoyaoxiangdangyuqizhongyigeqijiandegaodu，huozhechengzhijiaopailieyijiangqihuganjiandaozuixiao。

 

4、電氣分區原則大體上與物理分區相同，但還包含一些其它因素

 

手(shou)機(ji)的(de)某(mou)些(xie)部(bu)分(fen)采(cai)用(yong)不(bu)同(tong)工(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya)
，並(bing)借(jie)助(zhu)軟(ruan)件(jian)對(dui)其(qi)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)
，以(yi)延(yan)長(chang)電(dian)池(chi)工(gong)作(zuo)壽(shou)命(ming)。這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)手(shou)機(ji)需(xu)要(yao)運(yun)行(xing)多(duo)種(zhong)電(dian)源(yuan)
，而(er)這(zhe)給(gei)隔(ge)離(li)帶(dai)來(lai)了(le)更(geng)多(duo)的(de)問(wen)題(ti)。

 

電dian源yuan通tong常chang從cong連lian接jie器qi引yin入ru，並bing立li即ji進jin行xing去qu耦ou處chu理li以yi濾lv除chu任ren何he來lai自zi線xian路lu板ban外wai部bu的de噪zao聲sheng，然ran後hou再zai經jing過guo一yi組zu開kai關guan或huo穩wen壓ya器qi之zhi後hou對dui其qi進jin行xing分fen配pei。手shou機jiPCB板ban上shang大da多duo數shu電dian路lu的de直zhi流liu電dian流liu都dou相xiang當dang小xiao，因yin此ci走zou線xian寬kuan度du通tong常chang不bu是shi問wen題ti


，不bu過guo，必bi須xu為wei高gao功gong率lv放fang大da器qi的de電dian源yuan單dan獨du走zou一yi條tiao盡jin可ke能neng寬kuan的de大da電dian流liu線xian

，以yi將jiang傳chuan輸shu壓ya降jiang減jian到dao最zui低di。為wei了le避bi免mian太tai多duo電dian流liu損sun耗hao，需xu要yao采cai用yong多duo個ge過guo孔kong來lai將jiang電dian流liu從cong某mou一yi層ceng傳chuan遞di到dao另ling一yi層ceng。此ci外wai，如ru果guo不bu能neng在zai高gao功gong率lv放fang大da器qi的de電dian源yuan引yin腳jiao端duan對dui它ta進jin行xing充chong分fen的de去qu耦ou，那na麼me高gao功gong率lv噪zao聲sheng將jiang會hui輻fu射she到dao整zheng塊kuai板ban上shang，並bing帶dai來lai各ge種zhong各ge樣yang的de問wen題ti。

 

高功率放大器的接地相當關鍵，並經常需要為其設計一個金屬屏蔽罩。關注 濾波器 微信公眾號：Filter_CN，助你更上一層樓

，在大多數情況下，同樣關鍵的是確保RF輸出遠離RF輸入。這也適用於放大器

、緩huan衝chong器qi和he濾lv波bo器qi。在zai最zui壞huai情qing況kuang下xia，如ru果guo放fang大da器qi和he緩huan衝chong器qi的de輸shu出chu以yi適shi當dang的de相xiang位wei和he振zhen幅fu反fan饋kui到dao它ta們men的de輸shu入ru端duan
，那na麼me它ta們men就jiu有you可ke能neng產chan生sheng自zi激ji振zhen蕩dang。在zai最zui好hao情qing況kuang下xia，它ta們men將jiang能neng在zai任ren何he溫wen度du和he電dian壓ya條tiao件jian下xia穩wen定ding地di工gong作zuo。

 

實際上

，它們可能會變得不穩定
，並將噪音和互調信號添加到RF信(xin)號(hao)上(shang)。如(ru)果(guo)射(she)頻(pin)信(xin)號(hao)線(xian)不(bu)得(de)不(bu)從(cong)濾(lv)波(bo)器(qi)的(de)輸(shu)入(ru)端(duan)繞(rao)回(hui)輸(shu)出(chu)端(duan)，這(zhe)可(ke)能(neng)會(hui)嚴(yan)重(zhong)損(sun)害(hai)濾(lv)波(bo)器(qi)的(de)帶(dai)通(tong)特(te)性(xing)。為(wei)了(le)使(shi)輸(shu)入(ru)和(he)輸(shu)出(chu)得(de)到(dao)良(liang)好(hao)的(de)隔(ge)離(li)，首(shou)先(xian)必(bi)須(xu)在(zai)濾(lv)波(bo)器(qi)周(zhou)圍(wei)布(bu)一(yi)圈(quan)地(di)，其(qi)次(ci)濾(lv)波(bo)器(qi)下(xia)層(ceng)區(qu)域(yu)也(ye)要(yao)布(bu)一(yi)塊(kuai)地(di)，並(bing)與(yu)圍(wei)繞(rao)濾(lv)波(bo)器(qi)的(de)主(zhu)地(di)連(lian)接(jie)起(qi)來(lai)。把(ba)需(xu)要(yao)穿(chuan)過(guo)濾(lv)波(bo)器(qi)的(de)信(xin)號(hao)線(xian)盡(jin)可(ke)能(neng)遠(yuan)離(li)濾(lv)波(bo)器(qi)引(yin)腳(jiao)也(ye)是(shi)個(ge)好(hao)方(fang)法(fa)。

 

此外
，整塊板上各個地方的接地都要十分小心，否則會在引入一條耦合通道。有時可以選擇走單端或平衡RF信號線，有關交叉幹擾和EMC/EMI的原則在這裏同樣適用。平衡RF信號線如果走線正確的話
，可以減少噪聲和交叉幹擾，但是它們的阻抗通常比較高，而且要保持一個合理的線寬以得到一個匹配信號源、zouxianhefuzaidezukang

，shijibuxiankenenghuiyouyixiekunnan。huanchongqikeyiyonglaitigaogelixiaoguo
，yinweitakebatongyigexinhaofenweilianggebufen，bingyongyuqudongbutongdedianlu
，tebieshibenzhenkenengxuyaohuanchongqilaiqudongduogehunpinqi。

 

當混頻器在RF頻(pin)率(lv)處(chu)到(dao)達(da)共(gong)模(mo)隔(ge)離(li)狀(zhuang)態(tai)時(shi)
，它(ta)將(jiang)無(wu)法(fa)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)。緩(huan)衝(chong)器(qi)可(ke)以(yi)很(hen)好(hao)地(di)隔(ge)離(li)不(bu)同(tong)頻(pin)率(lv)處(chu)的(de)阻(zu)抗(kang)變(bian)化(hua)，從(cong)而(er)電(dian)路(lu)之(zhi)間(jian)不(bu)會(hui)相(xiang)互(hu)幹(gan)擾(rao)。緩(huan)衝(chong)器(qi)對(dui)設(she)計(ji)的(de)幫(bang)助(zhu)很(hen)大(da)，它(ta)們(men)可(ke)以(yi)緊(jin)跟(gen)在(zai)需(xu)要(yao)被(bei)驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)的(de)後(hou)麵(mian)，從(cong)而(er)使(shi)高(gao)功(gong)率(lv)輸(shu)出(chu)走(zou)線(xian)非(fei)常(chang)短(duan)，由(you)於(yu)緩(huan)衝(chong)器(qi)的(de)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)電(dian)平(ping)比(bi)較(jiao)低(di)，因(yin)此(ci)它(ta)們(men)不(bu)易(yi)對(dui)板(ban)上(shang)的(de)其(qi)它(ta)電(dian)路(lu)造(zao)成(cheng)幹(gan)擾(rao)。壓(ya)控(kong)振(zhen)蕩(dang)器(qi)（VCO）可ke將jiang變bian化hua的de電dian壓ya轉zhuan換huan為wei變bian化hua的de頻pin率lv，這zhe一yi特te性xing被bei用yong於yu高gao速su頻pin道dao切qie換huan
，但dan它ta們men同tong樣yang也ye將jiang控kong製zhi電dian壓ya上shang的de微wei量liang噪zao聲sheng轉zhuan換huan為wei微wei小xiao的de頻pin率lv變bian化hua，而er這zhe就jiu給geiRF信號增加了噪聲。

 

5、要保證不增加噪聲必須從以下幾個方麵考慮

 

首先，控製線的期望頻寬範圍可能從DC直到2MHz，而通過濾波來去掉這麼寬頻帶的噪聲幾乎是不可能的
；其次，VCO控製線通常是一個控製頻率的反饋回路的一部分
，它在很多地方都有可能引入噪聲
，因此必須非常小心處理VCO控製線。要確保RF走線下層的地是實心的，而且所有的元器件都牢固地連到主地上
，並與其它可能帶來噪聲的走線隔離開來。

 

此外，要確保VCO的電源已得到充分去耦，由於VCO的RF輸出往往是一個相對較高的電平
，VCO輸出信號很容易幹擾其它電路，因此必須對VCO加以特別注意。事實上

，VCO往往布放在RF區域的末端
，有時它還需要一個金屬屏蔽罩。諧振電路（一個用於發射機

，另一個用於接收機）與VCO有關

，但也有它自己的特點。簡單地講
，諧振電路是一個帶有容性二極管的並行諧振電路

，它有助於設置VCO工作頻率和將語音或數據調製到RF信號上。所有VCO的設計原則同樣適用於諧振電路。由於諧振電路含有數量相當多的元器件、板上分布區域較寬以及通常運行在一個很高的RF頻率下，因此諧振電路通常對噪聲非常敏感。

 

信(xin)號(hao)通(tong)常(chang)排(pai)列(lie)在(zai)芯(xin)片(pian)的(de)相(xiang)鄰(lin)腳(jiao)上(shang)
，但(dan)這(zhe)些(xie)信(xin)號(hao)引(yin)腳(jiao)又(you)需(xu)要(yao)與(yu)相(xiang)對(dui)較(jiao)大(da)的(de)電(dian)感(gan)和(he)電(dian)容(rong)配(pei)合(he)才(cai)能(neng)工(gong)作(zuo)
，這(zhe)反(fan)過(guo)來(lai)要(yao)求(qiu)這(zhe)些(xie)電(dian)感(gan)和(he)電(dian)容(rong)的(de)位(wei)置(zhi)必(bi)須(xu)靠(kao)得(de)很(hen)近(jin)，並(bing)連(lian)回(hui)到(dao)一(yi)個(ge)對(dui)噪(zao)聲(sheng)很(hen)敏(min)感(gan)的(de)控(kong)製(zhi)環(huan)路(lu)上(shang)。要(yao)做(zuo)到(dao)這(zhe)點(dian)是(shi)不(bu)容(rong)易(yi)的(de)。

 

自動增益控製（AGC）放大器同樣是一個容易出問題的地方，不管是發射還是接收電路都會有AGC放大器。AGC放大器通常能有效地濾掉噪聲
，不過由於手機具備處理發射和接收信號強度快速變化的能力，因此要求AGC電路有一個相當寬的帶寬
，而這使某些關鍵電路上的AGC放大器很容易引入噪聲。設計AGC線路必須遵守良好的模擬電路設計技術
，而這跟很短的運放輸入引腳和很短的反饋路徑有關，這兩處都必須遠離RF


、IF或高速數字信號走線。

 

同(tong)樣(yang)，良(liang)好(hao)的(de)接(jie)地(di)也(ye)必(bi)不(bu)可(ke)少(shao)，而(er)且(qie)芯(xin)片(pian)的(de)電(dian)源(yuan)必(bi)須(xu)得(de)到(dao)良(liang)好(hao)的(de)去(qu)耦(ou)。如(ru)果(guo)必(bi)須(xu)要(yao)在(zai)輸(shu)入(ru)或(huo)輸(shu)出(chu)端(duan)走(zou)一(yi)根(gen)長(chang)線(xian)，那(na)麼(me)最(zui)好(hao)是(shi)在(zai)輸(shu)出(chu)端(duan)，通(tong)常(chang)輸(shu)出(chu)端(duan)的(de)阻(zu)抗(kang)要(yao)低(di)得(de)多(duo)，而(er)且(qie)也(ye)不(bu)容(rong)易(yi)感(gan)應(ying)噪(zao)聲(sheng)。通(tong)常(chang)信(xin)號(hao)電(dian)平(ping)越(yue)高(gao)，就(jiu)越(yue)容(rong)易(yi)把(ba)噪(zao)聲(sheng)引(yin)入(ru)到(dao)其(qi)它(ta)電(dian)路(lu)。在(zai)所(suo)有(you)PCB設計中
，盡可能將數字電路遠離模擬電路是一條總的原則，它同樣也適用於RF PCB設計。公共模擬地和用於屏蔽和隔開信號線的地通常是同等重要的
，因此在設計早期階段
，仔細的計劃、考慮周全的元器件布局和徹底的布局*估都非常重要，同樣應使RF線路遠離模擬線路和一些很關鍵的數字信號

，所有的RF走線、焊盤和元件周圍應盡可能多填接地銅皮，並盡可能與主地相連。如果RF走線必須穿過信號線，那麼盡量在它們之間沿著RF走線布一層與主地相連的地。如果不可能的話，一定要保證它們是十字交叉的，這可將容性耦合減到最小，同時盡可能在每根RF走線周圍多布一些地，並把它們連到主地。

 

此外，將並行RFzouxianzhijiandejulijiandaozuixiaokeyijiangganxingouhejiandaozuixiao。yigeshixindezhengkuaijiedimianzhijiefangzaibiaocengxiadiyicengshi，gelixiaoguozuihao
，jinguanxiaoxinyidianshejishiqitadezuofayeguanyong。zaiPCBbandemeiyiceng，yingbushangjinkenengduodedi
，bingbatamenliandaozhudimian。jinkenengbazouxiankaozaiyiqiyizengjianeibuxinhaocenghedianyuanfenpeicengdedikuaishuliang，bingshidangtiaozhengzouxianyibianninengjiangdilianjieguokongbuzhidaobiaocengshangdegelidikuai。yingdangbimianzai PCB各(ge)層(ceng)上(shang)生(sheng)成(cheng)遊(you)離(li)地(di)

，因(yin)為(wei)它(ta)們(men)會(hui)像(xiang)一(yi)個(ge)小(xiao)天(tian)線(xian)那(na)樣(yang)拾(shi)取(qu)或(huo)注(zhu)入(ru)噪(zao)音(yin)。在(zai)大(da)多(duo)數(shu)情(qing)況(kuang)下(xia)

，如(ru)果(guo)你(ni)不(bu)能(neng)把(ba)它(ta)們(men)連(lian)到(dao)主(zhu)地(di)，那(na)麼(me)你(ni)最(zui)好(hao)把(ba)它(ta)們(men)去(qu)掉(diao)。

 

三、PCB板設計時應注意幾個方麵

 

1、電源、地線的處理

 

既使在整個PCB板中的布線完成得都很好，但由於電源、 地線的考慮不周到而引起的幹擾，會使產品的性能下降，有時甚至影響到產品的成功率。所以對電、地線的布線要認真對待，把電
、地(di)線(xian)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)噪(zao)音(yin)幹(gan)擾(rao)降(jiang)到(dao)最(zui)低(di)限(xian)度(du)，以(yi)保(bao)證(zheng)產(chan)品(pin)的(de)質(zhi)量(liang)。對(dui)每(mei)個(ge)從(cong)事(shi)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)設(she)計(ji)的(de)工(gong)程(cheng)人(ren)員(yuan)來(lai)說(shuo)都(dou)明(ming)白(bai)地(di)線(xian)與(yu)電(dian)源(yuan)線(xian)之(zhi)間(jian)噪(zao)音(yin)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)原(yuan)因(yin)，現(xian)隻(zhi)對(dui)降(jiang)低(di)式(shi)抑(yi)製(zhi)噪(zao)音(yin)作(zuo)以(yi)表(biao)述(shu)：

 

（1）、眾所周知的是在電源、地線之間加上去耦電容。

 

（2）、盡量加寬電源、地線寬度，最好是地線比電源線寬，它們的關係是：地線＞電源線＞信號線，通常信號線寬為：0.2～0.3mm，最經細寬度可達 0.05～0.07mm，電源線為1.2～2.5 mm。 對數字電路的PCB可用寬的地導線組成一個回路， 即構成一個地網來使用（模擬電路的地不能這樣使用）

 

（3）
、用大麵積銅層作地線用
，在印製板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用。或是做成多層板，電源，地線各占用一層。

 

2、數字電路與模擬電路的共地處理

 

現在有許多PCB不再是單一功能電路（數字或模擬電路），而(er)是(shi)由(you)數(shu)字(zi)電(dian)路(lu)和(he)模(mo)擬(ni)電(dian)路(lu)混(hun)合(he)構(gou)成(cheng)的(de)。因(yin)此(ci)在(zai)布(bu)線(xian)時(shi)就(jiu)需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)它(ta)們(men)之(zhi)間(jian)互(hu)相(xiang)幹(gan)擾(rao)問(wen)題(ti)，特(te)別(bie)是(shi)地(di)線(xian)上(shang)的(de)噪(zao)音(yin)幹(gan)擾(rao)。數(shu)字(zi)電(dian)路(lu)的(de)頻(pin)率(lv)高(gao)

，模(mo)擬(ni)電(dian)路(lu)的(de)敏(min)感(gan)度(du)強(qiang)，對(dui)信(xin)號(hao)線(xian)來(lai)說(shuo)，高(gao)頻(pin)的(de)信(xin)號(hao)線(xian)盡(jin)可(ke)能(neng)遠(yuan)離(li)敏(min)感(gan)的(de)模(mo)擬(ni)電(dian)路(lu)器(qi)件(jian)，對(dui)地(di)線(xian)來(lai)說(shuo)
，整(zheng)人(ren)PCB對外界隻有一個結點

，所以必須在PCB內部進行處理數、模共地的問題，而在板內部數字地和模擬地實際上是分開的它們之間互不相連，隻是在PCB與外界連接的接口處（如插頭等）。數字地與模擬地有一點短接，請注意
，隻有一個連接點。也有在PCB上不共地的，這由係統設計來決定。

 

3、信號線布在電（地）層上

 

zaiduocengyinzhibanbuxianshi
，youyuzaixinhaoxiancengmeiyoubuwandexianshengxiayijingbuduo
，zaiduojiacengshujiuhuizaochenglangfeiyehuigeishengchanzengjiayidingdegongzuoliang
，chengbenyexiangyingzengjiale
，weijiejuezhegemaodun
，keyikaolvzaidian（地）層上進行布線。首先應考慮用電源層，其次才是地層。因為最好是保留地層的完整性。

 

4、大麵積導體中連接腿的處理

 

在大麵積的接地（電）中zhong
，常chang用yong元yuan器qi件jian的de腿tui與yu其qi連lian接jie，對dui連lian接jie腿tui的de處chu理li需xu要yao進jin行xing綜zong合he的de考kao慮lv
，就jiu電dian氣qi性xing能neng而er言yan
，元yuan件jian腿tui的de焊han盤pan與yu銅tong麵mian滿man接jie為wei好hao
，但dan對dui元yuan件jian的de焊han接jie裝zhuang配pei就jiu存cun在zai一yi些xie不bu良liang隱yin患huan如ru：①焊接需要大功率加熱器。②容易造成虛焊點。所以兼顧電氣性能與工藝需要，做成十字花焊盤，稱之為熱隔離（heat shield）俗稱熱焊盤（Thermal），這樣，可使在焊接時因截麵過分散熱而產生虛焊點的可能性大大減少。多層板的接電（地）層腿的處理相同。

 

5
、布線中網絡係統的作用

 

在許多CAD係(xi)統(tong)中(zhong)，布(bu)線(xian)是(shi)依(yi)據(ju)網(wang)絡(luo)係(xi)統(tong)決(jue)定(ding)的(de)。網(wang)格(ge)過(guo)密(mi)
，通(tong)路(lu)雖(sui)然(ran)有(you)所(suo)增(zeng)加(jia)，但(dan)步(bu)進(jin)太(tai)小(xiao)
，圖(tu)場(chang)的(de)數(shu)據(ju)量(liang)過(guo)大(da)，這(zhe)必(bi)然(ran)對(dui)設(she)備(bei)的(de)存(cun)貯(zhu)空(kong)間(jian)有(you)更(geng)高(gao)的(de)要(yao)求(qiu)，同(tong)時(shi)也(ye)對(dui)象(xiang)計(ji)算(suan)機(ji)類(lei)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)的(de)運(yun)算(suan)速(su)度(du)有(you)極(ji)大(da)的(de)影(ying)響(xiang)。而(er)有(you)些(xie)通(tong)路(lu)是(shi)無(wu)效(xiao)的(de)，如(ru)被(bei)元(yuan)件(jian)腿(tui)的(de)焊(han)盤(pan)占(zhan)用(yong)的(de)或(huo)被(bei)安(an)裝(zhuang)孔(kong)
、定ding們men孔kong所suo占zhan用yong的de等deng。網wang格ge過guo疏shu
，通tong路lu太tai少shao對dui布bu通tong率lv的de影ying響xiang極ji大da。所suo以yi要yao有you一yi個ge疏shu密mi合he理li的de網wang格ge係xi統tong來lai支zhi持chi布bu線xian的de進jin行xing。標biao準zhun元yuan器qi件jian兩liang腿tui之zhi間jian的de距ju離li為wei0.1英寸（2.54mm）
，所以網格係統的基礎一般就定為 0.1英寸（2.54 mm）或小於0.1英寸的整倍數，如：0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。

 

 

四
、高頻PCB設計技巧和方法

 

1
、傳輸線拐角要采用45°角，以降低回損

 

2
、要采用絕緣常數值按層次嚴格受控的高性能絕緣電路板。這種方法有利於對絕緣材料與鄰近布線之間的電磁場進行有效管理。

 

3、要完善有關高精度蝕刻的PCB設計規範。要考慮規定線寬總誤差為+/-0.0007英寸、對布線形狀的下切（undercut）和橫斷麵進行管理並指定布線側壁電鍍條件。對布線（導線）幾何形狀和塗層表麵進行總體管理
，對解決與微波頻率相關的趨膚效應問題及實現這些規範相當重要。

 

4、突出引線存在抽頭電感
，要避免使用有引線的組件。高頻環境下，最好使用表麵安裝組件。

 

5、對信號過孔而言，要避免在敏感板上使用過孔加工（pth）工藝
，因為該工藝會導致過孔處產生引線電感。

 

6
、要提供豐富的接地層。要采用模壓孔將這些接地層連接起來防止3維電磁場對電路板的影響。

 

7、要選擇非電解鍍鎳或浸鍍金工藝，不要采用HASL法進行電鍍。

 

8
、阻(zu)焊(han)層(ceng)可(ke)防(fang)止(zhi)焊(han)錫(xi)膏(gao)的(de)流(liu)動(dong)。但(dan)是(shi)，由(you)於(yu)厚(hou)度(du)不(bu)確(que)定(ding)性(xing)和(he)絕(jue)緣(yuan)性(xing)能(neng)的(de)未(wei)知(zhi)性(xing)
，整(zheng)個(ge)板(ban)表(biao)麵(mian)都(dou)覆(fu)蓋(gai)阻(zu)焊(han)材(cai)料(liao)將(jiang)會(hui)導(dao)致(zhi)微(wei)帶(dai)設(she)計(ji)中(zhong)的(de)電(dian)磁(ci)能(neng)量(liang)的(de)較(jiao)大(da)變(bian)化(hua)。一(yi)般(ban)采(cai)用(yong)焊(han)壩(ba)（solder dam）來作阻焊層的電磁場。

 

zhezhongqingkuangxia，womenguanlizheweidaidaotongzhoudianlanzhijiandezhuanhuan。zaitongzhoudianlanzhong，dixiancengshihuanxingjiaozhide，bingqiejiangejunyun。zaiweidaizhong，jiedicengzaiyouyuanxianzhixia。zhejiuyinrulemouxiebianyuanxiaoying，xuzaishejishilejie、預測並加以考慮。當然
，這種不匹配也會導致回損，必須最大程度減小這種不匹配以避免產生噪音和信號幹擾。

 

五、電磁兼容性設計

 

電磁兼容性是指電子設備在各種電磁環境中仍能夠協調、youxiaodijinxinggongzuodenengli。diancijianrongxingshejidemudeshishidianzishebeijinengyizhigezhongwailaideganrao，shidianzishebeizaitedingdediancihuanjingzhongnenggouzhengchanggongzuo
，tongshiyounengjianshaodianzishebeibenshenduiqitadianzishebeidedianciganrao。

 

1


、選擇合理的導線寬度

 

由you於yu瞬shun變bian電dian流liu在zai印yin製zhi線xian條tiao上shang所suo產chan生sheng的de衝chong擊ji幹gan擾rao主zhu要yao是shi由you印yin製zhi導dao線xian的de電dian感gan成cheng分fen造zao成cheng的de，因yin此ci應ying盡jin量liang減jian小xiao印yin製zhi導dao線xian的de電dian感gan量liang。印yin製zhi導dao線xian的de電dian感gan量liang與yu其qi長chang度du成cheng正zheng比bi
，與yu其qi寬kuan度du成cheng反fan比bi

，因yin而er短duan而er精jing的de導dao線xian對dui抑yi製zhi幹gan擾rao是shi有you利li的de。時shi鍾zhong引yin線xian
、行驅動器或總線驅動器的信號線常常載有大的瞬變電流，印製導線要盡可能地短。對於分立元件電路
，印製導線寬度在1.5mm左右時，即可完全滿足要求；對於集成電路，印製導線寬度可在0.2～1.0mm之間選擇。

 

2、采用正確的布線策略

 

采(cai)用(yong)平(ping)等(deng)走(zou)線(xian)可(ke)以(yi)減(jian)少(shao)導(dao)線(xian)電(dian)感(gan)

，但(dan)導(dao)線(xian)之(zhi)間(jian)的(de)互(hu)感(gan)和(he)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong)增(zeng)加(jia)，如(ru)果(guo)布(bu)局(ju)允(yun)許(xu)，最(zui)好(hao)采(cai)用(yong)井(jing)字(zi)形(xing)網(wang)狀(zhuang)布(bu)線(xian)結(jie)構(gou)
，具(ju)體(ti)做(zuo)法(fa)是(shi)印(yin)製(zhi)板(ban)的(de)一(yi)麵(mian)橫(heng)向(xiang)布(bu)線(xian)
，另(ling)一(yi)麵(mian)縱(zong)向(xiang)布(bu)線(xian)，然(ran)後(hou)在(zai)交(jiao)叉(cha)孔(kong)處(chu)用(yong)金(jin)屬(shu)化(hua)孔(kong)相(xiang)連(lian)。

 

3、有效地抑製串擾

 

為wei了le抑yi製zhi印yin製zhi板ban導dao線xian之zhi間jian的de串chuan擾rao，在zai設she計ji布bu線xian時shi應ying盡jin量liang避bi免mian長chang距ju離li的de平ping等deng走zou線xian，盡jin可ke能neng拉la開kai線xian與yu線xian之zhi間jian的de距ju離li
，信xin號hao線xian與yu地di線xian及ji電dian源yuan線xian盡jin可ke能neng不bu交jiao叉cha。在zai一yi些xie對dui幹gan擾rao十shi分fen敏min感gan的de信xin號hao線xian之zhi間jian設she置zhi一yi根gen接jie地di的de印yin製zhi線xian，可ke以yi有you效xiao地di抑yi製zhi串chuan擾rao。

 

4、為了避免高頻信號通過印製導線時產生的電磁輻射，在印製電路板布線時，還應注意以下幾點：

 

（1）盡量減少印製導線的不連續性，例如導線寬度不要突變，導線的拐角應大於90度禁止環狀走線等。

 

（2）時鍾信號引線最容易產生電磁輻射幹擾

，走線時應與地線回路相靠近
，驅動器應緊挨著連接器。

 

（3）總線驅動器應緊挨其欲驅動的總線。對於那些離開印製電路板的引線，驅動器應緊緊挨著連接器。

 

（4）數據總線的布線應每兩根信號線之間夾一根信號地線。最好是緊緊挨著最不重要的地址引線放置地回路
，因為後者常載有高頻電流。

 

（5）在印製板布置高速
、中速和低速邏輯電路時

，應按照圖1的方式排列器件。

 

5、抑製反射幹擾

 

為(wei)了(le)抑(yi)製(zhi)出(chu)現(xian)在(zai)印(yin)製(zhi)線(xian)條(tiao)終(zhong)端(duan)的(de)反(fan)射(she)幹(gan)擾(rao)，除(chu)了(le)特(te)殊(shu)需(xu)要(yao)之(zhi)外(wai)，應(ying)盡(jin)可(ke)能(neng)縮(suo)短(duan)印(yin)製(zhi)線(xian)的(de)長(chang)度(du)和(he)采(cai)用(yong)慢(man)速(su)電(dian)路(lu)。必(bi)要(yao)時(shi)可(ke)加(jia)終(zhong)端(duan)匹(pi)配(pei)，即(ji)在(zai)傳(chuan)輸(shu)線(xian)的(de)末(mo)端(duan)對(dui)地(di)和(he)電(dian)源(yuan)端(duan)各(ge)加(jia)接(jie)一(yi)個(ge)相(xiang)同(tong)阻(zu)值(zhi)的(de)匹(pi)配(pei)電(dian)阻(zu)。根(gen)據(ju)經(jing)驗(yan)，對(dui)一(yi)般(ban)速(su)度(du)較(jiao)快(kuai)的(de)TTL電路
，其印製線條長於10cm以上時就應采用終端匹配措施。匹配電阻的阻值應根據集成電路的輸出驅動電流及吸收電流的最大值來決定。

 

6
、電路板設計過程中采用差分信號線布線策略

 

布線非常靠近的差分信號對相互之間也會互相緊密耦合
，這種互相之間的耦合會減小EMI發射，通常（當然也有一些例外）差(cha)分(fen)信(xin)號(hao)也(ye)是(shi)高(gao)速(su)信(xin)號(hao)
，所(suo)以(yi)高(gao)速(su)設(she)計(ji)規(gui)則(ze)通(tong)常(chang)也(ye)都(dou)適(shi)用(yong)於(yu)差(cha)分(fen)信(xin)號(hao)的(de)布(bu)線(xian)，特(te)別(bie)是(shi)設(she)計(ji)傳(chuan)輸(shu)線(xian)的(de)信(xin)號(hao)線(xian)時(shi)更(geng)是(shi)如(ru)此(ci)。這(zhe)就(jiu)意(yi)味(wei)著(zhe)我(wo)們(men)必(bi)須(xu)非(fei)常(chang)謹(jin)慎(shen)地(di)設(she)計(ji)信(xin)號(hao)線(xian)的(de)布(bu)線(xian)，以(yi)確(que)保(bao)信(xin)號(hao)線(xian)的(de)特(te)征(zheng)阻(zu)抗(kang)沿(yan)信(xin)號(hao)線(xian)各(ge)處(chu)連(lian)續(xu)並(bing)且(qie)保(bao)持(chi)一(yi)個(ge)常(chang)數(shu)。

 

在差分線對的布局布線過程中

，我們希望差分線對中的兩個PCB線完全一致。這就意味著，在實際應用中應該盡最大的努力來確保差分線對中的PCB線具有完全一樣的阻抗並且布線的長度也完全一致。差分PCB線xian通tong常chang總zong是shi成cheng對dui布bu線xian
，而er且qie它ta們men之zhi間jian的de距ju離li沿yan線xian對dui的de方fang向xiang在zai任ren意yi位wei置zhi都dou保bao持chi為wei一yi個ge常chang數shu不bu變bian。通tong常chang情qing況kuang下xia，差cha分fen線xian對dui的de布bu局ju布bu線xian總zong是shi盡jin可ke能neng地di靠kao近jin。

 

 

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