射頻(RF) PCB設計，在目前公開出版的理論上具有很多不確定性
，常被形容為一種“黑色藝術”。通常情況下，對於微波以下頻段的電路( 包括低頻和低頻數字電路)

，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。對於微波以上頻段和高頻的PC類數字電路，則需要2~3個版本的PCB方能保證電路品質。而對於微波以上頻段的RF電路，則往往需要更多版本的PCB設計並不斷完善
，而且是在具備相當經驗的前提下。由此可知RF電設計上的困難。

 

 

如果模擬電路( 射頻) 和數字電路單獨工作，可能各自工作良好。但是
，一旦將二者放在同一塊電路板上 使用同一個電源一起工作， 整個係統很可能就不穩定。這主要是因為數字信號頻繁地在地和正電源( 》3 V) 之間擺動，而且周期特別短
，常常是納秒級的。由於較大的振幅和較短的切換時間
， 使得這些數字信號包含大量且獨立於切換頻率的高頻成分。在模擬部分
，從無線調諧回路傳到無線設備接收部分的信號一般小於1μV。因此數字信號與射頻信號之間的差別會達到120dB。顯然， ruguobunengshishuzixinhaoyushepinxinhaohenhaodifenli
，weiruodeshepinxinhaokenengzaodaopohuai
，zheyangyilai，wuxianshebeigongzuoxingnengjiuhuiehua
，shenzhiwanquanbunenggongzuo。

 

 

shepindianluduiyudianyuanzaoshengxiangdangmingan
，youqishiduimaocidianyaheqitagaopinxiebo。weikongzhiqihuizaimeigeneibushizhongzhouqineiduanshijianturanxirudabufendianliu，zheshiyouyuxiandaiweikongzhiqidoucaiyongCMOS工藝製造。因此，假設一個微控製器以1MHz的(de)內(nei)部(bu)時(shi)鍾(zhong)頻(pin)率(lv)運(yun)行(xing)，它(ta)將(jiang)以(yi)此(ci)頻(pin)率(lv)從(cong)電(dian)源(yuan)提(ti)取(qu)電(dian)流(liu)。如(ru)果(guo)不(bu)采(cai)取(qu)合(he)適(shi)的(de)電(dian)源(yuan)去(qu)耦(ou)，必(bi)將(jiang)引(yin)起(qi)電(dian)源(yuan)線(xian)上(shang)的(de)電(dian)壓(ya)毛(mao)刺(ci)。如(ru)果(guo)這(zhe)些(xie)電(dian)壓(ya)毛(mao)刺(ci)到(dao)達(da)電(dian)路(lu)RF部分的電源引腳，嚴重時可能導致工作失效。

 

 

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1nH，433MHz時10mmPCB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。

 

 

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的模擬輸入端。因為任何電路線路都可能如 天線一樣發出或接收RF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。

 

 

 

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信號。

 

物理分區和電氣分區設計原則

 

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
、方向和屏蔽等; 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)元器件位置布局原則。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方向，以便將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。

 

(2)PCB堆疊設計原則。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線布置在表層上。將RF路徑上的過孔尺寸減到最小，這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。

 

(3)射頻器件及其RF布線布局原則。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。RF與IF跡線應盡可能十字交叉，並盡可能在它們之間隔一塊地。正確的RF路徑對整塊PCB的性能非常重要
，這就是元器件布局通常在蜂窩電話PCB設計中占大部分時間的原因。

 

(4) 降低高/低功率器件幹擾耦合的設計原則。在蜂窩電話PCB上，通常可以將低噪音放大器電路放在PCB的某一麵，而將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。要用技巧來確保通孔不會把RF能量從板的一麵傳遞到另一麵，常用的技術是在二麵都使用盲孔。可以通過將通孔安排在PCB板二麵都不受RF幹擾的區域來將通孔的不利影響減到最小。

 

 

(1) gonglvchuanshuyuanze。fengwodianhuazhongdaduoshudianludezhiliudianliudouxiangdangxiao，yinci，buxiankuandutongchangbushiwenti。buguo，bixuweigaogonglvfangdaqidedianyuandandushedingyitiaojinkenengkuandedadianliuxian，yijiangchuanshuyajiangjiandaozuidi。weilebimiantaiduodianliusunhao
，xuyaocaiyongduogetongkonglaijiangdianliucongmouyicengchuandidaolingyiceng。

 

(2)gaogonglvqijiandedianyuanquou。ruguobunengzaigaogonglvfangdaqidedianyuanyinjiaoduanduitajinxingchongfendequou，namegaogonglvzaoshengjianghuifushedaozhengkuaibanshang，bingdailaiduozhongdewenti。gaogonglvfangdaqidejiedixiangdangguanjian
，jingchangxuyaoweiqishejiyigejinshupingbizhao。

 

(3)RF輸入/輸出隔離原則。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、huanchongqihelvboqi。zaizuihuaiqingkuangxia，ruguofangdaqihehuanchongqideshuchuyishidangdexiangweihezhenfufankuidaotamendeshuruduan
，nametamenjiuyoukenengchanshengzijizhendang。zaizuihaoqingkuangxia
，tamenjiangnengzairenhewenduhedianyatiaojianxiawendingdigongzuo。shijishang，tamenkenenghuibiandebuwending，bingjiangzaoyinhehutiaoxinhaotianjiadaoRF 信號上。

 

(4)濾波器輸入/輸(shu)出(chu)隔(ge)離(li)原(yuan)則(ze)。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)，那(na)麼(me)
，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)良(liang)好(hao)地(di)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)置(zhi)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)置(zhi)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(ci)外(wai)，整(zheng)塊(kuai)板(ban)上(shang)各(ge)個(ge)地(di)方(fang)的(de)接(jie)地(di)都(dou)要(yao)十(shi)分(fen)小(xiao)心(xin)，否(fou)則(ze)可(ke)能(neng)會(hui)在(zai)不(bu)知(zhi)覺(jiao)之(zhi)中(zhong)引(yin)入(ru)一(yi)條(tiao)不(bu)希(xi)望(wang)發(fa)生(sheng)的(de)耦(ou)合(he)通(tong)道(dao)。

 

(5)數字電路和模擬電路隔離。在所有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

，它同樣適用於RF PCB設(she)計(ji)。公(gong)共(gong)模(mo)擬(ni)地(di)和(he)用(yong)於(yu)屏(ping)蔽(bi)和(he)隔(ge)開(kai)信(xin)號(hao)線(xian)的(de)地(di)通(tong)常(chang)是(shi)同(tong)等(deng)重(zhong)要(yao)的(de)，由(you)於(yu)疏(shu)忽(hu)而(er)引(yin)起(qi)的(de)設(she)計(ji)更(geng)改(gai)將(jiang)可(ke)能(neng)導(dao)致(zhi)即(ji)將(jiang)完(wan)成(cheng)的(de)設(she)計(ji)又(you)必(bi)須(xu)推(tui)倒(dao)重(zhong)來(lai)。同(tong)樣(yang)應(ying)使(shi)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地填接地銅皮，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 走線布置一層與主地相連的地。如果不可能
，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RF走線之間的距離減到最小可使感性耦合減到最小。