1.滤波
1.1 电源和控制线的滤波
随着电子技术的发展,频率越来越高,以前没有对设备形成干扰的噪声,尖脉冲都已可能对设备构成威胁。 电源线和控制线是电磁干扰出入电路的主要途径。通过电源线或控制线,外界的干扰可以传入电路,干扰电路正常工作: 同样,电路中的干扰也可以通过电源线或控制线传到外部电路,对其他设备造成干扰。
(1)、可以采用EM1吸收磁珠/环,连接器用的EMI磁片,表面贴装 (SMT) EMI元件,用于抑制信号线、电源线上的噪声和尖锋干扰,它同时具有吸收静电脉冲能力 ,这种滤波器只允许直流或低频(一般为几KHz)信号通过,而对较高频率的干扰信号则有很大的衰减,使电子设备达到电磁兼容和静电放电的相应国内、国际标准。
(2)、机箱或箱内单元隔板的入出线上EM1滤波和射频隔离,可以采用螺纹固定方式的穿芯电容。
(3)、为抑制雷击、浪涌,可以采用突波吸收器,具有响应速度快的优点,当脉冲电流超过元件的承受能力时,会自动断开,即元件损坏时表现为开路状态。
(4)、射频PCB的直流电源入口处组合并联三个滤波电容,一般来说,这三个电容的容量相差100倍。利用这三种电容的各自优点分别 滤除电源线上的低、中、高频。例如: 10uf,0.1uf,100pf.
(5)、用同一组电源给小信号级联放大器馈电,建议先从末级开始,依次向前级供电。且每级的电源滤波至少有两个电容 :0.1uf,100pf。 当信号频率高于1GHz时,还要增加10pf滤波电容,10pf的滤波电容有很高的自谐振频率,且最靠近电源脚。
如图所示,电源从C107首先进入未级,C96和C154为未级放大器滤波电容,C96靠近未级电源R108的供电脚;C94、C228为前级放大器滤波电容,C94靠近前级电源R104的供电脚。
(6)、应注意退耦、滤波,防止不同单元通过电源线产生干扰,电源布线时电源线之间应相互隔离。
(7)、功放模块的电源滤波电容至少有三个元件,10uf、0.luf、 100pf,一定要靠近相关管脚且高频小容量电容100pf最靠近。 当信号频率高于1GHz时,还要增加10pf滤波电容。
1.2 频率合成器数据线、时钟线、使能线的滤波
频率合成器中的数据线 、时钟线、使能线在射频PCB中,是关键信号线,走线除了遵守数字PCB设计规则外,还要注意以下几点:
(1)、增加隔离措施 ,保证数据、时钟、使能线上不能有其他信号存在。 从屏蔽腔外部接到PCB的数据、时钟、使能线,要经过安装在屏蔽壁上的穿芯电容。还有一种简单的方法是在数据、时钟、使能线上加RC低通滤波器。如图所示。当然电阻电容的值要保证正确的编程时序。
(2)、数据、时钟、使能线不能在数字频率合成器芯片、晶体、晶体振荡器、变压器、光耦、电源模块等器件底部表面层走线。
(3)、数据、时钟、使能线要避免与同一层或相邻层的模拟信号线交叉走线。
2.接地
2.1 接地分类
理想的接地平面是一个零电位的物理体 ,任何干扰信号电平通过它,都不会产生电压降。实际的接地平面,有时在两接地点要产生几微伏甚至更大的电位差。
对于一个设计师,应考虑和分析地电位分布,以便寻找接地平面上的低电平点,作为敏感电路或设备的接地点。
通常采用的接地方式有: 浮地、单点接地、多点接地以及混合接地。
(1)、浮地的目的是将电路 (或设备) 与公共地,或可能引起环流的公共导线隔离开来 ,为了消除静电积累的影响,需要在设备与大地之间接进一个阻值很大的泄放电阻。
(2)、电路在低频工作时 (即地线长度小于工作频率的2/20时) 一般采用单点接地;(3)、地线长度大于0.152时,采用多点接地;
(4)、对于工作频率范围很宽的电路,考虑采用混合接地;
(5)、对于射频电路接地,要求接地线尽量要短或者大面积接地。
2.2 大面积接地
为减少地平面的阻抗,达到良好的接地效果,要遵守以下规则:
(1)、射频PCB的接地要求大面积接地;
(2)、在微带印制电路中,底面为接地面,必须确保完整的地平面;
(3)、由于趋肤效应的存在,要将地平面镀金或镀银,导电良好,以降低地线阻抗:(4)、使用紧固螺钉,使其与屏蔽腔腔体紧密结合。
2.3 分组就近接地
按照电路的结构 分布和电流的大小将整个电路分为 N组,各组电路就近接地 形成回路,要调整各组内滤波电容方向,缩小地回路。
接地线要短而直,禁止交叉重叠。减少公共地阻抗所产生的干扰。
2.4 射频器件接地
表面贴射频器件和滤波电容需要接地时,为减小器件接地电感,要求:
(I)、每个焊盘至少要有两根花盘脚接铺地铜皮; 如果工艺上允许,则采用全接触方式接地。
(2)、用至少两个金属化过孔在器件管脚旁就近接地;
(3)、增大过孔孔径和并联若干过孔;
(4)、有些元件的底部是接地的金属壳 ,要在元件的投影区内加一些接地孔 ,表面层的投影区内没有绿油。
2.5 接地时应该注意的问题
(1)、在工艺允许的前提下,缩短焊盘边缘与过孔焊盘边缘的距离;在工艺允许的前提下,接地的大焊盘必须直接盖在至少6个接地过孔上;(2)、(3)、接地线需要走一定的距离时,应缩短接地线长度,不能超过入/20,以防止天线效应导致信号辐射;
(4)、除特殊用途外,不得有孤立铜皮,铜皮上一定要加地线过孔;
(5)、禁止地线铜皮上伸出终端开路的线头,在开路终端上加一个接地过孔即可:(6)、输入和输出端射频电缆屏蔽层,在PCB上的焊接点就在走线未端周围的地线铜皮上,焊接点要有不少于6个过孔接地,保证射频信号接地的连续性;
(7)、微带印制电路的终端单一接地孔直径必须大于微带线宽,或采用终端大量成排密布小孔的方式接地。
2.6 接地平面的分布
射频双面PCB,顶层为信号层,底面为地平面。如果没有非接地的过孔,则整个底面都不要绿油,整个板紧贴在屏蔽腔的底面上,进一步减小地阻抗。
射频四层PCB,顶层为信号层,第二层和第四层为地平面,第三层走电源、控制线。特殊情况下在第三层要走一些射频信号线,但缺点是过孔对信号有影响 ,另外据测试结果表明,带状线的平坦度较差。每层都大面积敷地。文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-589665.html
随着设备的复杂和小型化,已出现更多层的射频PCB,如六层和八层,还有可能用HDI(高密度互联) 工艺做成的射频PCB。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-589665.html
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