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1、射频电路路板设计计技巧成功的RRF设计计必须仔仔细注意意整个设设计过程程中每个个步骤及及每个细细节，这这意味着着必须在在设计开开始阶段段就要进进行彻底底的、仔仔细的规规划，并并对每个个设计步步骤的进进展进行行全面持持续的评评估。而而这种细细致的设设计技巧巧正是国国内大多多数电子子企业文文化所欠欠缺的。近几年来来，由于于蓝芽设设备、无无线局域域网络(WLAAN)设设备，和和行动电电话的需需求与成成长，促促使业者者越来越越关注RRF电路路设计的的技巧。从过去去到现在在，RFF电路板板设计如如同电磁磁干扰(EMII)问题题一样，一直是是工程师师们最难难掌控的的部份，甚至是是梦魇。若想要要一次就就设计
2、成成功，必必须事先先仔细规规划和注注重细节节才能奏奏效。射频(RRF)电电路板设设计由于于在理论论上还有有很多不不确定性性，因此此常被形形容为一一种黑黑色艺术术(bblacck aart) 。但但这只是是一种以以偏盖全全的观点点，RFF电路板板设计还还是有许许多可以以遵循的的法则。不过，在实际际设计时时，真正正实用的的技巧是是当这些些法则因因各种限限制而无无法实施施时，如如何对它它们进行行折衷处处理。重重要的RRF设计计课题包包括：阻阻抗和阻阻抗匹配配、绝缘缘层材料料和层叠叠板、波波长和谐谐波.等，本文将将集中探探讨与RRF电路路板分区区设计有有关的各各种问题题。微过孔的的种类电路板上上不同性
3、性质的电电路必须须分隔，但是又又要在不不产生电电磁干扰扰的最佳佳情况下下连接，这就需需要用到到微过孔孔(miicrooviaa)。通通常微过过孔直径径为0.05mmm至0.220mmm，这些些过孔一一般分为为三类，即盲孔孔(bllindd viia)、埋孔(burry vvia)和通孔孔(thhrouugh viaa)。盲盲孔位于于印刷线线路板的的顶层和和底层表表面，具具有一定定深度，用于表表层线路路和下面面的内层层线路的的连接，孔的深深度通常常不超过过一定的的比率(孔径)。埋孔孔是指位位于印刷刷线路板板内层的的连接孔孔，它不不会延伸伸到线路路板的表表面。上上述两类类孔都位位于线路路板的内内层
4、，层层压前利利用通孔孔成型制制程完成成，在过过孔形成成过程中中可能还还会重叠叠做好几几个内层层。第三三种称为为通孔，这种孔孔穿过整整个线路路板，可可用于实实现内部部互连或或作为组组件的黏黏着定位位孔。采用分区区技巧在设计RRF电路路板时，应尽可可能把高高功率RRF放大大器(HHPA)和低噪噪音放大大器(LLNA)隔离开开来。简简单的说说RF接，就是是让高功功率RFF发射电电路远离离低功率率收电路路。如果果PCBB板上有有很多空空间，那那么可以以很容易易地做到到这一点点。但通通常零组组件很多多时，PPCB空空间就会会变的很很小，因因此这是是很难达达到的。可以把把它们放放在PCCB板的的两面，或者
5、让让它们交交替工作作，而不不是同时时工作。高功率率电路有有时还可可包括RRF缓冲冲器(bbufffer)和压控控振荡器器(VCCO)。设计分区区可以分分成实体体分区(phyysiccal parrtittionningg)和电电气分区区(Ellecttriccal parrtittionningg)。实实体分区区主要涉涉及零组组件布局局、方位位和屏蔽蔽等问题题；电气气分区可可以继续续分成电电源分配配、RFF走线、敏感电电路和信信号、接接地等分分区。实体分区区零组件布布局是实实现一个个优异RRF设计计的关键键，最有有效的技技术是首首先固定定位于RRF路径径上的零零组件，并调整整其方位位，使RRF
6、路径径的长度度减到最最小。并并使RFF输入远远离RFF输出，并尽可可能远离离高功率率电路和和低功率率电路。最有效的的电路板板堆栈方方法是将将主接地地安排在在表层下下的第二二层，并并尽可能能将RFF线走在在表层上上。将RRF路径径上的过过孔尺寸寸减到最最小不仅仅可以减减少路径径电感，而且还还可以减减少主接接地上的的虚焊点点，并可可减少RRF能量量泄漏到到层叠板板内其它它区域的的机会。在实体空空间上，像多级级放大器器这样的的线性电电路通常常足以将将多个RRF区之之间相互互隔离开开来，但但是双工工器、混混频器和和中频放放大器总总是有多多个RFF/IFF信号相相互干扰扰，因此此必须小小心地将将这一影影
7、响减到到最小。RF与IF走线线应尽可可能走十十字交叉叉，并尽尽可能在在它们之之间隔一一块接地地面积。正确的的RF路径径对整块块PCBB板的性性能而言言非常重重要，这这也就是是为什么么零组件件布局通通常在行行动电话话PCBB板设计计中占大大部份时时间的原原因。在行动电电话PCCB板上上，通常常可以将将低噪音音放大器器电路放放在PCCB板的的某一面面，而高高功率放放大器放放在另一一面，并并最终藉藉由双工工器在同同一面上上将它们们连接到到RF天线线的一端端和基频频处理器器的另一一端。这这需要一一些技巧巧来确保保RF能量量不会藉藉由过孔孔，从板板的一面面传递到到另一面面，常用用的技术术是在两两面都使使
8、用盲孔孔。可以以藉由将将盲孔安安排在PPCB板板两面都都不受RRF干扰扰的区域域，来将将过孔的的不利影影响减到到最小。金属屏蔽蔽罩有时，不不太可能能在多个个电路区区块之间间保留足足够的区区隔，在在这种情情况下就就必须考考虑采用用金属屏屏蔽罩将将射频能能量屏蔽蔽在RFF区域内内，但金金属屏蔽蔽罩也有有副作用用，例如如：制造造成本和和装配成成本都很很高。外形不规规则的金金属屏蔽蔽罩在制制造时很很难保证证高精密密度，长长方形或或正方形形金属屏屏蔽罩又又使零组组件布局局受到一一些限制制；金属属屏蔽罩罩不利于于零组件件更换和和故障移移位；由由于金属属屏蔽罩罩必须焊焊在接地地面上，而且必必须与零零组件保保
9、持一个个适当的的距离，因此需需要占用用宝贵的的PCBB板空间间。尽可能保保证金属属屏蔽罩罩的完整整非常重重要，所所以进入入金属屏屏蔽罩的的数字信信号线应应该尽可可能走内内层，而而且最好好将信号号线路层层的下一一层设为为接地层层。RFF信号线线可以从从金属屏屏蔽罩底底部的小小缺口和和接地缺缺口处的的布线层层走线出出去，不不过缺口口处周围围要尽可可能被广广大的接接地面积积包围，不同信信号层上上的接地地可藉由由多个过过孔连在在一起。尽管有以以上的缺缺点，但但是金属属屏蔽罩罩仍然非非常有效效，而且且常常是是隔离关关键电路路的唯一一解决方方案。电源去耦耦电路此外，恰恰当而有有效的芯芯片电源源去耦(dec
10、coupple)电路也也非常重重要。许许多整合合了线性性线路的的RF芯片片对电源源的噪音音非常敏敏感，通通常每个个芯片都都需要采采用高达达四个电电容和一一个隔离离电感来来滤除全全部的电电源噪音音。(图一)图一芯片电电源去耦耦电路最小电容容值通常常取决于于电容本本身的谐谐振频率率和接脚脚电感，C4的值值就是据据此选择择的。CC3和C2的值值由于其其自身接接脚电感感的关系系而相对对比较大大，从而而RF去耦耦效果要要差一些些，不过过它们较较适合于于滤除较较低频率率的噪音音信号。RF去耦耦则是由由电感LL1完成成的，它它使RFF信号无无法从电电源线耦耦合到芯芯片中。因为所所有的走走线都是是一条潜潜在的
11、既既可接收收也可发发射RFF信号的的天线，所以，将射频频信号与与关键线线路、零零组件隔隔离是必必须的。这些去耦耦组件的的实体位位置通常常也很关关键。这这几个重重要组件件的布局局原则是是：C44要尽可可能靠近近IC接脚脚并接地地，C33必须最最靠近CC4，C2必须须最靠近近C3，而而且ICC接脚与与C4的连连接走线线要尽可可能短，这几个个组件的的接地端端(尤其是是C4)通常应应当藉由由板面下下第一个个接地层层与芯片片的接地地脚相连连。将组组件与接接地层相相连的过过孔应该该尽可能能靠近PPCB板板上的组组件焊盘盘，最好好是使用用打在焊焊盘上的的盲孔将将连接线线电感减减到最小小，电感感L1应该该靠近
12、CC1。一个集成成电路或或放大器器常常具具有一个个开集极极(oppen colllecctorr)输出出，因此此需要一一个上拉拉电感(pulllupp innducctorr)来提提供一个个高阻抗抗RF负载载和一个个低阻抗抗直流电电源，同同样的原原则也适适用于对对这一电电感的电电源端进进行去耦耦。有些些芯片需需要多个个电源才才能工作作，因此此可能需需要两到到三套电电容和电电感来分分别对它它们进行行去耦处处理，如如果该芯芯片周围围没有足足够的空空间，那那么去耦耦效果可可能不佳佳。尤其需要要特别注注意的是是:电感极极少平行行靠在一一起，因因为这将将形成一一个空芯芯变压器器，并相相互感应应产生干干扰
13、信号号，因此此它们之之间的距距离至少少要相当当于其中中之一的的高度，或者成成直角排排列以使使其互感感减到最最小。电气分区区电气分区区原则上上与实体体分区相相同，但但还包含含一些其其它因素素。现代代行动电电话的某某些部份份采用不不同工作作电压，并借助助软件对对其进行行控制，以延长长电池工工作寿命命。这意意味着行行动电话话需要运运行多种种电源，而这产产生更多多的隔离离问题。电源通通常由连连接线(connnecctorr)引入入，并立立即进行行去耦处处理以滤滤除任何何来自电电路板外外部的噪噪音，然然后经过过一组开开关或稳稳压器，之后，进行电电源分配配。在行动电电话里，大多数数电路的的直流电电流都相相
14、当小，因此走走线宽度度通常不不是问题题，不过过，必须须为高功功率放大大器的电电源单独独设计出出一条尽尽可能宽宽的大电电流线路路，以使使发射时时的压降降(vooltaage droop)能能减到最最低。为为了避免免太多电电流损耗耗，需要要利用多多个过孔孔将电流流从某一一层传递递到另一一层。此此外，如如果不能能在高功功率放大大器的电电源接脚脚端对它它进行充充分的去去耦，那那么高功功率噪音音将会辐辐射到整整块电路路板上，并带来来各种各各样的问问题。高高功率放放大器的的接地相相当重要要，并经经常需要要为其设设计一个个金属屏屏蔽罩。RF输出出必须远远离RFF输入在大多数数情况下下，必须须做到RRF输出出
15、远离RRF输入入。这原原则也适适用于放放大器、缓冲器器和滤波波器。在在最坏的的情况下下，如果果放大器器和缓冲冲器的输输出以适适当的相相位和振振幅反馈馈到它们们的输入入端，那那么它们们就有可可能产生生自激振振荡。它它们可能能会变得得不稳定定，并将将噪音和和互调相相乘信号号(innterrmoddulaatioon pprodductts)添添加到RRF信号号上。如果射频频信号线线从滤波波器的输输入端绕绕回输出出端，这这可能会会严重损损害滤波波器的带带通特性性。为了了使输入入和输出出得到良良好的隔隔离，首首先在滤滤波器周周围必须须是一块块主接地地面积，其次滤滤波器下下层区域域也必须须是一块块接地面面积，并并且此接接地面积积必须与与围绕滤滤波器的的主接地地连接起起来。把把需要穿穿过滤波波器的信信号线尽尽可能远远离滤波波器接脚脚也是个个好方法法。此外外，整块块电路板板上各个个地方的的接地都都要十分分小心，否则可可能会在在不知不不觉中引引入一条条不希望望发生的的耦合信信道。(图二)详细说说明了这这一接地地办法。有时可以以选择走走单端(sinnglee-enndedd)或平平衡的RRF信号号线(bbalaanceed RRF ttracces)，有关关串音(croossttalkk)和EMCC/EMMI的原原则在这这里同样样适用。平衡RRF信号号线如果果走线正正确的话话，可以以
