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[分享] 射频电路的电源设计要点

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发表于 2022-9-9 17:17:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
成功的RF设计必须仔细注意整个设计过程中每个步骤及每个细节,这意味着必须在设计开始阶段就要进行彻底的、仔细的规划,并对每个设计步骤的进展进行全面持续的评估。而这种细致的设计技巧正是国内大多数电子企业文化所欠缺的。
近几年来,由于蓝牙设备、无线局域网络(WLAN)设备,和移动电话的需求与成长,促使业者越来越关注RF电路设计的技巧。从过去到现在,RF电路板设计如同电磁干扰(EMI)问题一样,一直是工程师们最难掌控的部份,甚至是梦魇。若想要一次就设计成功,必须事先仔细规划和注重细节才能奏效。
射频(RF)电路板设计由于在理论上还有很多不确定性,因此常被形容为一种「黑色艺术」(black art) 。但这只是一种以偏盖全的观点,RF电路板设计还是有许多可以遵循的法则。不过,在实际设计时,真正实用的技巧是当这些法则因各种限制而无法实施时,如何对它们进行折衷处理。重要的RF设计课题包括:阻抗和阻抗匹配、绝缘层材料和层叠板、波长和谐波...等。
该视频是描述了射频电路中,新建电路元器件封装大小的注意事项。
在 WiFi 产品的开发过程中,射频电路的布线(RF Circuit Layout Guide)是极为关键的一个过程。很多时候,我们可能在原理上已经设计的很完善,但是在实际的制板,上件过后发现很不理想,实际上这些都是布线(Layout)做的不够完善的原因。本文将以一个无线网卡的布线实例及本人的一点工作经验为大家讲解一下射频电路在布线中应该注意的一些问题。
电路板的叠构(PCB Stack Up)
在进行布线之前,我们首先要确定电路板的叠构,就像盖房子要先有房子的墙壁。电路板的叠构的确定与电路设计的复杂度,电磁兼容的考虑等很多因素有关。下图给出了四层板,六层板和八层板的常用叠构方式。
图片 1.png
在无线网卡的PCB叠构中,基本上不会出现单面板的情况,所以本文也不会对单面板的情况加以讨论。
两层板设计中应该注意的问题。
在四层板的设计中,我们一般会将第二层作为完整的地平面,同时,也会把重要的信号线走在顶层(当然包括射频走线),以便于很好的控制阻抗。在六层板或者更多层板的设计中,我们同样会将第二层作为完整的地平面,然后在顶层走最重要的信号线。
PS:可以使用Polar计算单端阻抗与阻抗等,有些Layout软件自身就集成了阻抗计算器,如Allegro。
阻抗控制
在我们进行原理设计与仿真之后,在Layout中很值得注意的一件事情就是阻抗控制。众所周知,我们应该尽量保证走线的特征是50欧姆,这主要和线宽有关,在本实例中,是两层半,在Polar中采用Surface Coplanar Line模型进行阻抗的计算,我们可以得到一组比较理想的值:
Height(H)=39.6mil, Track(W)=30mil,
Track(W1)=30mil,Thickness=1OZ=1.4mil,
Separation(S)=7mil, Dielectric(Er)=4.2,
对应的特征阻抗是52.14欧姆,符合要求。如下图中高亮的线就是这样的一条射频走线。
图片 2.png


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