本帖最后由 criterion 于 2016-1-14 14:34 编辑 , A5 u, G: l1 K( |2 i
# C! G4 G7 k5 u: @4 k3 z
( i: _) d: ]* x" c; X
一、 RF布局
4 Q( l; [" |/ A1 b% }0 i1、发射电路(TX)与接收电路(RX)隔离开来。
& [( a: d7 D* F" H+ n0 v- i$ b4 q
这主要是避免Tx干扰Rx 不过因为PCB板子空间有限 如果是TDD系统 亦即分时多任务 Tx跟Rx是不会同时运作的 那么Tx跟Rx可以靠近一点没关系
/ M, q2 ~2 [- j( i0 h6 l5 x4 H% X
\0 B5 o1 C6 p# p" M; U- v+ F) R" k+ T1 u9 ~/ N* K) Q
2、发射端匹配电路靠近主芯片一端,接收端匹配电路靠近LAN端或FEM一端。
5 Z# Q- [8 F* |# Z r
- |1 \$ j4 l [9 Z% u假设整个BlockDiagram如下 : $ E7 I$ t8 \, `
4 F/ {7 ^; P% @2 C7 p P. ]Tx Matching要靠近FEM,Rx Matching要靠近Transceiver 而且要靠近阻抗不连续之处放
9 r5 u d* d: h3 j, t: Q$ [$ o& x! e2 p# g5 E2 b, \5 ]8 e) R
" Z, e& B4 u/ T& O% `7 E
( c+ H, M& m6 ?& A( {原因是转弯处会因阻抗不连续(不论圆弧转弯或45度转弯) 导致阻抗偏移 所以你要靠Matching再把阻抗调回来 简单讲 要越靠近Load端放置
$ g: @5 \, u- F j/ F& ^但这是在走线不是很长的情况下 如果走线很长 那匹配电路 不可放中间 : F1 P* n U. A) q3 o
5 f1 N" d f4 m2 |3 `; x M) g7 a3 K
* p. W* c9 ~ o, j
2 e, G8 }3 |' q# R
原因是因为 走线一长 阻抗就容易偏掉 走越长偏越多 所以Long Trace1偏掉的阻抗 Matching不见得调的回来 再者 就算Long Trace1没有使阻抗偏离50奥姆太远 但可能会因为其寄生电感(走线造成) 跟寄生电容(走线跟两旁GND, 以及下方GND造成) 以至于Matching调不太动 怎么调都很难回到50奥姆 7 X8 A4 A7 o5 M
就算Matching有把阻抗调回来50奥姆 但最后又会因为Long Trace2 使得最后进入FEM的阻抗又偏离50奥姆 那Matching不是白搞??
. \) v1 N: X- w; K' [
+ ]2 H0 G! W9 a" n/ [# \9 u2 }, F: \- g3 u$ f3 S
所以走线长的话 要放两组匹配 . h! ^& i, C) f
* N1 s7 @$ l& @6 i' N0 F- x) U! ~9 {9 A8 P& j& p% n& Z" v
/ N8 ~$ \! |! V一开始出来就要先放一组Matching 1 确保Transceiver输出调到50奥姆 而Long Trace导致的阻抗偏离 最后再靠Matching 2调回来 当然 如上述 Long Trace导致的阻抗偏离 以及其寄生电感电容 Matching 2不见得能调回来 但能救多少是多少 如果嫌两组pi型组件太多 至少也要两个L型 当然 走线最好还是不要太长 6 D- O' F+ g4 U3 M* d' r# W2 ]) V
; n8 D; K& ]) g& O* `) d 6、滤波器输入,输出隔离原则:如果射频信号线不得不从滤波器的输入端绕回输出端,那么,这可能会严重损害滤波器的带通特性。 % S) F5 w/ E% U, H
以SAW Filter为例 输入与输出的电感组件,不宜平行摆放过近, * I* i$ ^! V9 a9 r
4 a# a; ]/ c3 @: m: Z& V
' P% b$ Z5 Y$ w$ [, e) D; X6 a4 b
否则会因互感而影响Out-of-band噪声的抑制能力, 若真的因为Layout空间限制,不得已需靠近,至少要正交摆放,才能使互感量降到最低。 " i, o3 r/ y8 q8 S2 R
( U! D. \' X5 d9 K/ _
* R) A1 ]# K, J6 F+ d6 M$ u再者 SAW Filter目的是砍Outband Noise 亦即Input讯号 是含有Outband Noise的 如果走线过近 那么input走在线的Outband Noise 会耦合到Output走线 那就失去SAW Filter的用处了 + @' \6 C% a2 }& d2 g( X- d
/ T' i( V0 |8 O
% [2 _: D$ b% l2 y) A7 ^, D3 {/ X; K& Y% N3 Q
另外 在铺铜时 其GND Pad要跟表层GND隔开 切记不可共地 % Y, S! a! I% g% @' m+ E
, ?$ ?# P, l6 a2 M9 e5 j" _; e' C1 A$ ~, \* W# M
不然其Outband Noise 会透过共地 去干扰到输出讯号 亦即砍Outband Noise的效果 会大打折扣 0 O2 E, ?3 k$ l
1 y2 h6 Q5 l% Q7 Q' o
# c8 y8 v/ a% b9 H! @: `" E C/ A& v另外 输入跟输出的落地组件 不管电感电容 也不可共地 因为Outband Noise会透过共地 窜到输出讯号 亦即砍Outband Noise的效果 会大打折扣 6 `7 W3 ]0 i4 ?: E; y, m! v
0 g; O! u# h8 x. @/ [; v9 ]
' D$ [, L5 u( Z5 C二、 RF布线2
8 g* w) {$ {) e+ h, I1、将RF线布置在表层上,阻抗控制50 Ohm。将RF路径上的过孔尺寸减到最小。
7 Z0 Q9 r' f" I n) ~* c- @5 P# ?# w
; Q) s( X' w# z- m/ K
1 m; |. R, R% U l
寄生电容公式如下 : * _( i( i5 s0 j- i$ G1 y
: c8 Y) R1 w5 _: s
( k$ f2 ~& D- ~- a! `1 s: x* f- W
0 d9 \4 `" {4 K$ `& E' v$ z" v) TD1是Pad半径,D2是Anti-pad半径。影响寄生电容的主要参数为Pad半径。 若将所有变量固定,只探讨D1与Cvia的关系,可得出下面曲线 :
- }" U+ ^. q4 K& A5 J" V; x$ _, y' [: i* `! J
: n5 X, E) d0 P1 y4 x% z/ x由上图可知,Pad半径越大,其寄生电容越严重。 . i9 j7 G: P- z, |( ~" |
而寄生电感,其公式如下 :
2 \) J9 Q5 p+ T% D5 R3 e2 p* |3 w6 E
3 S6 \. Q' h8 |- {% P9 Q( W
h是Via长度,由上式我们发现寄生电感也与Pad半径有关, 半径越小,其寄生电感越大,但影响不大。影响寄生电感的主要参数为Via长度,h越大,其寄生电感越严重。
+ I- s. R0 R' {- q8 m0 N所以由以上可知 Pad半径越小 可有效减少寄生电容 而寄生电感只有极轻微地增加一点点 这是过孔尺寸减小的好处
. T: l! O$ e- ^7 f/ T0 A/ n
9 ?2 B, n$ a( Y0 e: u# D% E' s; z
但是 过孔尺寸减小 也意味着你这走线在换层时 线宽会变细 这会使得Insertion Loss变大 这是过孔尺寸减小的坏处 0 G7 L* L) k+ L: L) b) J. U
, v2 O) @* L @1 g% o: h$ { m& g
. @ w: ?, W" _6 L; @/ \对RF讯号而言 一般对于过孔尺寸 并无太严格的要求 若真要两害相权取一轻 那宁可过孔尺寸大些 因为寄生效应导致的阻抗偏移 可以靠匹配调回来 但Insertion Loss变大 这怎么调都调不回来 早在PCB洗出来时就注定了 ; ^0 \6 F7 }* T3 f5 u' A
$ L( ]7 n1 K: ?: O; W! \% x( ?( D' O
' v V2 ~4 q' _) g5 I% O% F
. { N' b1 [8 o4 {5 T
9 ]0 b/ {* ? N, O% V, Q' q2、射频信号线拐角走弧线。 * x3 H0 ]) F- j5 I/ }2 }# ?# K* h
" b3 Q9 j* G6 }! K. s
凡转弯是一定会阻抗不连续 弧线是可以把该损害降到最低 不过其实对RF走线 也并无太过严苛的要求 一般45度就可以了
9 s) l* I$ J! a: e
/ J( j' v; I6 H$ \$ T1 K* j9 p% A3、所有电源先经过滤波电容再到管脚,每个滤波电容都要有接地过孔。
2 x' ]% K0 h5 E4 _+ o% Z4 o
" L; F( u, y6 e M这是为了把Noise导到GND 确保流入管脚的电源是干净的 . R' A; Y1 U. e! S& z h8 v
但是要注意 摆放位置一定要极靠近管脚 否则外来Noise 会直接窜入管脚
) A! x0 _- q6 N1 W# b# `7 Z还有 该落地电容 必须独立的GND 直接打Via连到Main GND 不可跟表层共地 9 _& A' M4 b$ R4 a) U5 L
; E* Q1 j9 ~1 L- i, H3 t) q* j% q- y4 A9 `2 O2 n A ~4 c
) O, r3 W6 z' o( H1 _, d两个用意 一个是怕Noise透过共地 去污染其他电源走线或IC 另一个用意是 如果共地 这样会使得Noise的Return Path拉长 亦即其Loop area加大 那么EMI辐射干扰也会变大
' ]- [. o, e, w- H
2 z9 b& G7 A1 i' M
4 |" Y0 s D" A( d3 k% b' o6、敏感信号线,功率检测信号(TSSI)包地处理。
: \' @& g8 h' l
7 h: ]# \4 ?2 x% C6 |+ Q以RF组件来讲 一般会特别包地的有 & \) `" d/ D$ O* @& [
1. RF讯号走线(包含TSSI, PDET, FBRX, CPL走线) 2. 控制讯号走线 3. I/Q讯号走线 4. XTAL讯号走线 ! ?- [; {" [$ K1 q6 E4 I& k
B- @$ U C _* s
" p9 }; C2 h9 P z* ]
' ~, q5 Y& ]9 ]0 x3 d2 C" }, P: c7、控制线尽快走内层,防止走表层时能量向外辐射。
; V0 ~6 c4 k5 F( g! h& Y) k7 m) v9 S: w" P7 ~( @
走表层时 尤其不可走板边 由下图可知,不管是表层走线,或内层走线,其电场本来就会往外辐射, 因此内层走线除了可获得良好的屏蔽效果外,同时也会因上下两层的GND吸附其往外辐射的电场,使其辐射干扰大大降低。 而表层走线则是一部分的辐射电场,会被其下层的GND吸附,另一部分则直接辐射出去,故产生的辐射干扰会比内层走线大。 * ?6 m. l' y8 G9 Z. o4 a1 s9 o
. U4 ~. H( f$ c% ]% K f
& K4 O8 j- e3 w! R( w9 Z: O2 H而倘若表层走线,直接走在PCB边缘,会因下层GND吸附的电场极其有限, 导致其电场几乎都辐射向外,以至于产生的辐射干扰大为增加, 该现象称之为EDGE Effect,或称为Fringing Effect,如下图: + W0 h! P* q) l, P
1 V, V7 H) _) o) s: [- D
7 G' i* `" y9 o; t; l+ X9 [# `0 Y" m
所以 如果是Tx/高速数字讯号/电源走线 走板边会产生辐射干扰 , N" a0 P0 g8 u8 m
因此走线与PCB边缘的距离,至少需为20倍的板厚,该法则称之为20H Rule。
~( W' w2 E( K6 i1 S
7 q4 N( Y2 S" R' \; ]- d. I7 c! h* x: y- o
7 x) O; h) ^8 q5 h6 T( o
' @8 @; z2 I2 i d3 _! a$ p6 h若采用20H Rule,可抑制将近70%的辐射电场。
$ ~0 C' q; I/ {3 N# N$ G0 i6 [! [" _: G$ j9 A5 [
7 k( l/ O/ g$ i) r
8、多路PA供电采用星型网络拓扑结构,独立的引线在引脚之间提供了空间上的隔离, * U) c6 Y- G, A" G
有利于减小它们之间的耦合。另外,每条引线还具有一定的寄生电感,它有助于滤除电源线上的高频噪声。
( Y* `; y W- H星状走线 最重要是分支点位置 & }/ d9 {/ b3 e7 m2 [% a+ D/ B5 K
; H; Y. |4 S2 ~
: k3 j5 e- I& N/ I! b; h2 L% L0 P5 j
1 d+ r/ ]% T4 l- R# p# I- d" j道不同 一开始就要不相为谋 不要最后一刻才来分道扬镳 如果一开始就分支 就算Pin1有Noise 也不会流到Pin2跟Pin3 而且分支点到Pin的引线 刚好可以利用其寄生电感 充当RF Choke / x9 D0 L2 Y" t+ C
1 Z4 v+ e# r' A2 q2 C% |3 v. P# Z/ J: z# X* w
! M* p) k& I9 u/ h+ s" j; y. H |