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如何在PCB的設計過程中，權衡利弊尋求一個合適的折中點，盡可能地減少這些干擾，甚至能夠避免部分電路的干涉，是射頻電路PCB設計成敗的關鍵。本文從PCB的LAYOUT角度，提供了一些處理的技巧，對提高射頻電路的抗干擾能力有較大的用處。由于射頻(RF)電路為分布參數電路，在電路的實際工作中容易產生趨膚效應和耦合效應，所以在實際的PCB設計中，會發現電路中的干擾輻射難以控制，如：數字電路和模擬電路之間相互干擾、供電電源的噪聲干擾、地線不合理帶來的干擾等問題。正因為如此，如何在PCB的設計過程中，權衡利弊尋求一個合適的折中點，盡可能地減少這些干擾，甚至能夠避免部分電路的干涉，是射頻電路PCB設計成敗的關鍵。文中從PCB的LAYOUT角度，提供了一些處理的技巧，對提高射頻電路的抗干擾能力有較大的用處。1、RF布局這里討論的主要是多層板的元器件位置布局。元器件位置布局的關鍵是固定位于RF路徑上的元器件，通過調整其方向，使RF路徑的長度最小，并使輸入遠離輸出，盡可能遠地分離高功率電路和低功率電路，敏感的模擬信號遠離高速數字信號和RF信號。在布局中常采用以下一些技巧。1.1一字形布局RF主信號的元器件盡可能采用一字形布局，如圖1所示。但是由于PCB板和腔體空間的限制，很多時候不能布成一字形，這時候可采用L形，最好不要采用U字形布局(如圖2所示)，有時候實在避免不了的情況下，盡可能拉大輸入和輸出之間的距離，至少1.5cm以上。圖1一字形布局圖2L形和U字形布局另外在采用L形或U字形布局時，轉折點最好不要剛進入接口就轉，如圖3左所示，而是在稍微有段直線以后再轉，如圖3右圖所示。圖3兩種方案1.2相同或對稱布局相同的模塊盡可能做成相同的布局或對稱的布局，如圖4、圖5所示。圖4相同布局圖5對稱布局1.3十字形布局偏置電路的饋電電感與RF通道垂直放置，如圖6所示，主要是為了避免感性器件之間的互感。圖6十字形布局1.445度布局為合理的利用空間，可以將器件45度方向布局，使射頻線盡可能短，如圖7所示。圖745度布局2、RF布線布線的總體要求是：RF信號走線短且直，減少線的突變，少打過孔，不與其它信號線相交，RF信號線周邊盡量多加地過孔。以下是一些常用的優化方式：2.1漸變線處理在射頻線寬比IC器件管腳的寬度大比較多的情況下，接觸芯片的線寬采用漸變方式，如圖8所示。圖8漸變線2.2圓弧線處理射頻線不能直的情況下，作圓弧線處理，這樣可以減少RF信號對外的輻射和相互問的耦合。有實驗證明，傳輸線的拐角采用變曲的直角，能最大限度的降低回損。如圖9所示。圖9圓弧線2.3地線和電源地線盡可能粗。在有條件的情況下，PCB的每一層都盡可能的鋪地，并使地連到主地上，多打地過孔，盡量降低地線阻抗。RF電路的電源盡量不要采用平面分割，整塊的電源平面不但增加了電源平面對RF信號的輻射，而且也容易被RF信號的干擾。所以電源線或平面一般采用長條形狀，根據電流的大小進行處理，在滿足電流能力的前提下盡可能粗，但是又不能無限制的增寬。在處理電源線的時候，一定要避免形成環路。電源線和地線的方向要與RF信號的方向保持平行但不能重疊，在有交叉的地方最好采用垂直十字交叉的方式。2.4十字交叉處理RF信號與IF信號走線十字交叉，并盡可能在他們之間隔一塊地。RF信號與其他信號走線交叉時，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。這里的其他信號走線也包括電源線。2.5包地處理對射頻信號、干擾源、敏感信號及其他重要信號進行包地處理，這樣既可以提高該信號的抗干擾能力，也可以減少該信號對其他信號的干擾。如圖10所示。圖10包地處理2.6銅箔處理銅箔處理要求圓滑平整，不允許有長線或尖角，若不能避免，則在尖角、細長銅箔或銅箔的邊緣處補幾個地過孔。2.7間距處理射頻線離相鄰地平面邊緣至少要有3W的寬度，且3W范圍內不得有非接地過孔。圖11間距同層的射頻線要作包地處理，并在地銅皮上加地過孔，孔間距應小于信號頻率所對應波長(λ)的1／20，均勻排列整齊。包地銅皮邊緣離射頻線2W的寬度或3H的高度，H表示相鄰介質層的總厚度。3、腔體處理對整個RF電路，應把不同模塊的射頻單元用腔體隔離，特別是敏感電路和強烈輻射源之間，在大功率的多級放大器中，也應保證級與級之間的隔離。整個電路支流放置好后，就是對屏蔽腔的處理，屏蔽腔體的處理有以下注意事項：整個屏蔽腔體盡量做成規則形狀，便于鑄模。對于每一個屏蔽腔盡量做成長方形，避免正方形的屏蔽腔。屏蔽腔的轉角采用弧形，屏蔽金屬腔體一般采用鑄造成型，弧形的拐角便于鑄造成型時候拔模。如圖12所示。圖12腔體屏蔽腔體的周邊是密封的，接口的線引入腔體一般采用帶狀線或微帶線，而腔體內部不同模塊采用微帶線，不同腔體相連處采用開槽處理，開槽的寬度為3mm，微帶線走在正中間。腔體的拐角放置3mm的金屬化孔，用來固定屏蔽殼，在每支長的腔體上也要均勻放置同等的金屬化孔，用來加固支撐作用。腔體一般做開窗處理，便于焊接屏蔽殼，腔體上一般厚2mm以上，腔體上加2排開窗過孔屏，過孔相互錯開，同一排過孔之間間距150MIL。4、結束語射頻電路PCB設計成敗的關鍵在于如何減少電路輻射，從而提高抗干擾能力，但是在實際的布局與布線中一些問題的處理是相沖突的，因此如何尋求一個折中點，使整個射頻電路的綜合性能達到最優，是設計者必須要考慮的問題。所有這些都要求設計者具有一定的實踐經驗和工程設計能力，但是要具備這些能力，每一個設計者都不可能一蹴而就的，只有從其他人那里借鑒經驗，加上自己的不停摸索和思考，才能不斷進步。本文總結工作中的一些設計經驗，有利于提高射頻電路PCB的抗干擾能力，幫助射頻電路設計初學者少走不必要的彎路。

關鍵字標籤：耐高溫離型膜製造