射频集成电路设计中的常见问题及方案解析

时间:2022-03-17作者:佚名

1. RF无线射频电路设计中的常见问题

射频(RF) PCB设计,在目前公开出版的理论上具有很多不确定性,常被形容为一种“黑色艺术”。通常情况下,对于微波以下频段的电路( 包括低频和低频数字电路) ,在全面掌握各类设计原则前提下的仔细规划是一次性成功设计的保证。对于微波以上频段和高频的PC类数字电路,则需要2~3个版本的PCB方能保证电路品质。而对于微波以上频段的RF电路,则往往需要更多版本的PCB设计并不断完善,而且是在具备相当经验的前提下。由此可知RF电设计上的困难。

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1μV。因此数字信号与射频信号之间的差别会达到120dB。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。

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入大部分电流,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1MHz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。

不合理的地线

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1nH,433MHz时10mmPCB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。

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。

2. RF电路设计原则及方案

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:

( 1)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;

( 2)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;

相关阅读

户外照明的基本概念

1、亮度 亮度是指观察者受到的某个表面的明亮程度,单位是坎德拉/平方米(cd/m2)。 2、照明均匀度 被照物上产生暗区会降低目标的可见度,因此被照物上良好的照明均匀度是很重要的...
2022-07-15

评判城市夜景照明优劣的三个标准

城市亮化 工程的快速发展不可避免的出现了光污染问题,对人民的日常生活、出行安全和动植物的生长造成了严重的影响。 因此,为了共同创造一个美好绿色的城市照明 环境,我们需...
2022-07-15

商业街灯光亮化应有自己独一无二的设计风格

伴随着经济发展水平和物质水平的提升,大家对审美观的追求也愈来愈高。商业街是生活的一部分。夺目的商业街,离不了灯光效果。 商业街灯光亮化 已变成商业街构建繁华热闹商业...
2022-08-28
商业街灯光亮化应有自己独一无二的设计风格

城市广场环境设计目标

形象、功能、环境是现代广场灯光规划设计的基本内容。这是我们谈的所谓评价规划设计城市广场灯光环境时应该考虑的三个方面,我们在进行城市广场灯光环境设计过程中应当考虑的...
2022-07-15

什么是亮化照明工程?亮化工程包含哪些?

伴随着经济发展的快速发展和人民生活水平的整体提升,国内的亮化照明工程行业在短短的十多年里获得了飞速发展。亮化照明工程早已变成常见的灯光照明设计。在我国从古至今就会...
2022-10-15
什么是亮化照明工程?亮化工程包含哪些?

热销商品

FEITA 镊子碳纤维合成塑料防静电无尘净化塑胶手动工具镊子93302

FEITA镊子93302采用高强度碳纤维合成塑料材质,兼具轻量化与耐用性,适用于精密操作场景。其独特的防静电设计有效避免静电对电子元件的损害,广泛应用于半导体、光学、...
1.2

江南国标rvv铜芯电缆软线3 4多芯平方rvvp护套信号屏蔽线线缆电线

江南国标rvv铜芯电缆软线34多芯平方rvvp护套信号屏蔽线线缆电线,是一种高性能的电缆产品,适用于各种信号传输和控制场合。该电缆采用优质铜芯,具有优良的导电性能和...
1.96

内六角扳手套装单个内六方螺丝刀进口S2款加长特长平头内6角2.5mm

这款进口S2材质内六角扳手套装,专为精密机械维修与装配设计,采用高品质S2合金钢制造,具备卓越的硬度、耐磨性与抗扭强度,有效防止使用过程中断裂或变形。套装中包含2....
1.4

橡胶条U型防撞包边条橡胶卡条玻璃嵌条配电箱机柜u型条密封条封王

橡胶条U型防撞包边条是一种多功能密封与防护配件,广泛应用于配电箱、机柜、玻璃门窗及各类设备边缘。采用优质橡胶材质,具备优异的弹性、耐老化、防水防尘和抗冲击...
0.8

10副装护目镜打磨劳保防飞溅男女骑行机械实验防风沙灰尘防护眼镜

这款10副装护目镜专为多场景防护设计,适用于打磨、机械加工、实验操作、骑行及户外作业等环境。采用高透光防雾镜片,有效抵御飞溅物、风沙、灰尘及化学液体喷溅,保障...
19.8

网站栏目