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射频项目PCB实战设计一、射频基础知识介绍射频 Radio Frequency射频是电磁波按应用划分的定义,专指具有一定波长可用于无线电通信的电磁波。 频率范围定义比较混乱,资料中有30MHz至3GHz,也有300MHz至40GHz,与微波有重叠。 阻抗 Impedence 阻抗在Z0等于L/C的平方根,此处特指传输线的特征阻抗。 趋肤效应当高速电流通过导体时,电流将集中在导体表面流通。 耗散因数(介质损耗角)(缩写Df)损耗电流与充电电流的比值,耗散因数与损耗角的正切值,用来示意绝缘体或电解质在AC信号中吸收部分能量的趋向。(磁场横向传播,电场纵向传播) 介电常数(缩写Dk)介电常数描述电介质极化的参数,分为绝对介电常数和相对介电常数。无线电波微带线微带线是一种传输线,由导体条带、接地、介质构成。 射频属于微带线,主要在介质和空气中传播,传播速度比带状线快,所以射频信号一般走表层。 屏蔽腔(罩)二、射频板材的选用 低介电常数,越小越好 低介质损耗因子,越小越好 高玻璃化温度Tg 低热膨胀系数CET 耐离子迁移CAF 介质层厚度均匀 铜箔剥离强度低 表面平整光洁度高 一般PCB用普通FR4板材即可,如果射频5G以上最好用专门的射频板材(如NELCO N4000-13/ROGER RO4350等) 三、射频板布局基本原则 布局确定:单板功能,主要射频器件类型、叠层阻抗、结构尺寸、屏蔽罩的尺寸位置、特殊器件的加工说明(如需挖空、散热的器件尺寸)等。物理分区:根据单板的主信号流向规律安排主要器件,首先根据RF端口位置固定RF路径上的器件,并调整其朝向以将RF路径的长度减到最小,除要考虑普通布局外,还需考虑如何减少各部分间相互干扰和抗干扰能力,保证多个电路有足够的隔离,对于隔离度不够或敏感、有强烈的电力模型要考虑采用金属屏蔽罩将射频能量屏蔽在RF区域内。电器分区:布局一般分为电源、数字和射频三部分,要在空间上分开,使布局、走线不跨区域。 射频板的布局基本要求 1.RF链路一字型或L形 布局,尽量不采用Z形、U形、交叉布局 2.射频电路必须放在板边,不能放在板中间 3.发射电路远离接收电路 4.偏置电路供电部分与射频线垂直放置 5.不居中焊盘放置可以放置在微带线上,并且不能拐弯,如果空间紧张,两个接地电阻要求放在尽量短的高阻支线上 6.高功率放大器和低噪音放大器隔离 7.去耦电容靠近器件电源和地管脚 8.衰减器用于改善介质滤波器的端口匹配,靠近介质滤波器 射频板的布线基本原则 1.射频走线外层,不打孔,禁止跨切割 2.禁止RF信号走线伸出多余的线头 3.频率较高的射频微带线可以不涂绿油,中低频率的单板微带线建议涂盖绿油 4.数字、射频信号线不跨区域布线 5.布线基本顺序:射频线路-电源部分-数字基带部分-地 射频板的布线基本要求 阻抗:50OHM, 线宽尽量接近0603阻容器件焊盘尺寸 转弯:主要切角和弧角,推荐弧角 渐变线:防止线宽突变造成反射 射频线尽量短、远离其他信号3MM,包地铜隔离(2W),并加地过孔(孔间距150mil左右),相邻层必须是地。 屏蔽罩的设计 露铜宽度不小于0.8mm 器件焊盘应离屏蔽罩1-2mm,信号离屏蔽罩至少0.5mm 添加固定安装孔,孔直径1-3mm 屏蔽罩下面穿线时,去掉露铜,5G以下信号加铺丝印油墨 屏蔽罩上每隔150mil左右放置一个地过孔,多排交错 外形尽量方正,规整 多个屏蔽罩外形尽量一致,降低开模成本 天线的种类 鞭状天线、倒F天线、室内吸顶天线、平板天线、八木天线等 最后杜老师教大家一些技巧: 1.使用list摆放器件,在PDF中,按住ALT挪动框选器件,CTRL+C复制,然后在PCB文本下新建.txt文档,将复制内容PASTE,最后在PCB中中Symbol/pin name选中.txt文档即可。 或者有兴趣的朋友也可以录制脚本。 2.模块复用-这个论坛里面有相关详细步骤,在这就不说了。 总之短短三个小时的时间,学到了很多知识,在此感谢杜老师的无私付出,老师,辛苦了!期待下次的更加精彩培训。 |