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射频印制电路板(PCB)的设计如何解决信号干扰

发布日期:2023-05-13浏览:279

射频印制电路板(PCB)的设计如何解决信号干扰


随着电子通信技术的开展,无线射频电路技术运用越来越广,其间的射频电路的功能目标直接影响整个产品的质量,射频印制电路板(PCB)的抗烦扰规划关于减小系统电磁信息辐射具有重要的含义。射频电路板的密度越来越高,PCB线路板规划的好坏对立烦扰才华影响很大,同一电路,不同的PCB线路板(射频电路板)规划结构,其功能目标会相差很大。电磁烦扰信号假设处理不妥,或许形成整个电路系统的无法正常作业,因此怎样防止和按捺电磁烦扰,前进电磁兼容性,就成为规划射频电路板时的一个非常重要的课题。

    电磁兼容性EMC是指电子系统在规矩的电磁环境中依照规划要求能正常作业的才华。电子系统所受的电磁烦扰不只来自电场和磁场的辐射,也有线路公共阻抗、导线间耦合和电路结构的影响。在研制规划电路时,希望规划的印制电路板尽或许不易受外界烦扰的影响,而且也尽或许小地烦扰影响其他电子系统。

    规划PCB板首要的任务是对电路进行分析,确认关键电路。这就是要辨认哪些电路是烦扰源,哪些电路是活络电路,澄清烦扰源或许通过什么途径烦扰活络电路。射频电路作业频率高,烦扰源主要是通过电磁辐射来烦扰活络电路,因此射频电路板抗烦扰规划的目的是减小PCB板的电磁辐射和PCB板上电路之间的串扰。

多层射频.jpg

    1、射频电路板规划

    1.1元器材的布局

    由于SMT一般选用红外炉暖流焊来实现元器材的焊接,因此元器材的布局影响到焊点的质量,从而影响到产品的成品率。而关于射频电路板规划而言,电磁兼容性要求每个电路模块尽量不产生电磁辐射,而且具有必定的抗电磁烦扰才华,因此元器材的布局也影响到电路本身的烦扰及抗烦扰才华,直接关系到所规划电路的功能。故在进行射频电路板规划时除了要考虑一般PCB规划时的布局外,主要还须考虑怎样减小射频电路中各部分之间的互相烦扰、怎样减小电路本身对其他电路的烦扰以及电路本身的抗烦扰才华。

    根据阅历,射频电路效果的好坏不只取决于射频电路板本身的功能目标,很大部分还取决于与CPU处理板间的互相影响,因此在进行射频电路板规划时,合理布局显得尤为重要。布局的总原则是元器材应尽或许同一方向摆放,通过挑选PCB板进入熔锡系统的方向来减少甚至防止焊接不良的现象;根据阅历元器材间最少要有0.5mm的间隔才华满意元器材的熔锡要求,若PCB板的空间容许,元器材的间隔应尽或许宽。关于双面板一般应规划一面为SMD及SMC元件,另一面则为分立元件。

    射频电路板布局中应留意:

    ①首要确认与其他PCB板或系统的接口元器材在PCB板(射频电路板)上的方位,有必要留意接口元器材间的协作问题(加元器材的方向等);

    ②根据单元电路在运用中对电磁兼容性活络程度不同进行分组。关于电路中易受烦扰部分的元器材在布局时还应尽量避开烦扰源(比方来自数据处理板上CPU的烦扰等);

    ③由于掌上用品的体积都很小,元器材间摆放很紧凑,因此关于体积较大的元器材,有必要优先考虑,确认出相应方位,并考虑互相间的协作问题;

    ④仔细分析电路结构,对电路进行分块处理(加高频扩展电路、混频电路及解调电路等),尽或许将强电信号和弱电信号分隔,将数字信号电路和仿照信号电路分隔,完结同一功能的电路应尽量安排在必定的规划之内,然后减小信号环路面积;各部分电路的滤波网络有必要就近衔接,这样不只可以减小辐射,而且可以减少被烦扰的机率,前进电路的抗烦扰才华。

天线振子.jpg

    1.2布线

    在根本完结元器材的布局后,就可开始布线了。布线的根本原则为:在组装密度容许情况下,尽量选用低密度布线规划,而且信号走线尽量粗细一起,有利于阻抗匹配。

    关于射频电路,信号线的走向、宽度、线间隔的不合理规划,或许形成信号传输线之间的穿插烦扰;其他,系统电源本身还存在噪声烦扰,所以在规划射频电路板时必定要概括考虑,合理布线。布线时,所有走线应远离PCB板的边框2mm左右,防止PCB板制造时形成断线或有断线的风险。

    电源线要尽或许宽,以减少环路电阻,一起使电源线、地线的走向和数据传递的方向一起,以前进抗烦扰才华;所布信号线应尽或许短,并尽量减少过孔数目;各元器材间的连线越短越好,以减少散布参数和互相间的电磁烦扰;对不相容的信号线应尽量互相远离,且尽量防止平行走线,而在正反两面的信号线应互相垂直;布线时在需求拐角的当地应以135°角为宜,防止拐直角。

    布线时与焊盘直接相连的线条不宜太宽,走线应尽量脱离不相连的元器材,防止短路;过孔不宜画在元器材上,且应尽量远离不相连的元器材,防止在高频微波射频电路板生产中呈现虚焊、连焊、短路等现象。在射频电路板规划中,电源线和地线的正确布线显得特别重要,合理的规划是打败电磁烦扰的最重要的手段。

    PCB板上相当多的烦扰源是通过电源和地线产生的,其间地线引起的噪声烦扰最大。地线简单构成电磁烦扰的主要原因在于地线存在阻抗。当有电流流过地线时,就会在地线上产生电压,然后产生地线环路电流,构成地线的环路烦扰。当多个电路共用一段地线时,就会构成公共阻抗耦合,然后产生所谓的地线噪声。

    因此,在对射频电路板的地线进行布线时应该做到:

    ①对电路进行分块处理时,射频电路根本上可分红高频扩展、混频、解调、本振等部分,要为各个电路模块供应一个公共电位参考点,即各模块电路各自的地线,这样信号就可以在不同的电路模块之间传输。然后,汇总于射频电路板接入地线的当地,即汇总于总地线。由于只存在一个参考点,因此没有公共阻抗耦合存在,然后也就没有互相烦扰问题;

    ②数字区与仿照区尽或许以地线进行阻隔,而且数字地与仿照地要别离,最后接于电源地;

    ③在各部分电路内部的地线也要留意单点接地原则,尽量减小信号环路面积,并与相应的滤波器电路的地线就近相接;

    ④在空间容许的情况下,各模块之间最好能以地线进行阻隔,防止互相之间的信号耦合效应。


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