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設計篇 |關于射頻電路的電源設計需要注意的那些細節

2019-12-06 10:53 來源:互聯網 編輯:Emma

無論是開關電源設計還是射頻電路設計都是比較難掌握的,但是要找到射頻電路的設計突破口,才能有效的攻破防線!下面是專家總結一些關于射頻電路的設計要點,我們一起漲知識吧!

設計篇 |關于射頻電路的電源設計需要注意的那些細節

(1)電源線是EMI出入電路的重要途徑。通過電源線,外界的干擾可以傳入內部電路,影響RF電路指標。為了減少電磁輻射和耦合,要求DC-DC模塊的一次側、二次側、負載側環路面積最小。電源電路不管形式有多復雜,其大電流環路都要盡可能小。電源線和地線總是要靠近放置。

(2)如果電路中使用了開關電源,開關電源的外圍器件布局要符合各功率回流路徑最短的原則。濾波電容要靠近開關電源相關引腳。共模電感要靠近開關電源模塊。

(3)單板上長距離的電源線不能同時接近或穿過級聯放大器(增益大于45dB)的輸出和輸入端,避免電源線成為RF信號傳輸途徑,進而引起自激或降低扇區隔離度。長距離電源線的兩端都需要加上高頻濾波電容,甚至中間也要加上高頻濾波電容。

(4)RF PCB的電源入口處組合并聯三個濾波電容,利用這三種電容的各自優點分別濾除電源線上的低、中、高頻信號,例如:10uf,0.1uf,100pf。并且按照從大到小的順序依次靠近電源的輸入管腳。

(5)用同一組電源給小信號級聯放大器饋電,應當先從末級開始,依次向前級供電,使末級電路產生的EMI對前級的影響較小。且每一級的電源濾波至少有兩個電容:0.1uf,100pf。當信號頻率高于1GHz時,要增加10pf濾波電容。

(6)常用到小功率電子濾波器,濾波電容要靠近三極管管腳,高頻濾波電容更靠近管腳。三極管選用截止頻率較低的。如果電子濾波器中的三極管是高頻管,工作在放大區,外圍器件布局又不合理,在電源輸出端很容易產生高頻振蕩。

線性穩壓模塊也可能存在同樣的問題,原因是芯片內存在反饋回路,且內部三極管工作在放大區。在布局時要求高頻濾波電容靠近管腳,減小分布電感,破壞振蕩條件。

(7)PCB的POWER部分的銅箔尺寸應滿足其流過的最大電流要求,并應考慮余量(一般參考為1A/mm線寬)。

(8)電源線的輸入輸出不能交叉。

(9)注意電源去耦、濾波,防止不同單元通過電源線產生干擾,電源布線時電源線之間應相互隔離。電源線與其它強干擾線(如CLK)用地線隔離。

(10)小信號放大器的電源布線需要地銅皮及接地過孔隔離,避免其它EMI干擾竄入,進而惡化本級信號質量。

(11)不同電源層在空間上要避免重疊。主要是為了減少不同電源之間的干擾,特別是一些電壓相差很大的電源之間,電源平面的重疊問題一定要設法避免,難以避免時可考慮中間隔地層。

(12)PCB板層分配便于簡化后續的布線處理,對于一個四層PCB板(WLAN中常用的電路板),在大多數應用中用電路板的頂層放置元器件和RF引線,第二層作為系統地,電源部分放置在第三層,任何信號線都可以分布在第四層。

第二層采用連續的地平面布局對于建立阻抗受控的RF信號通路非常必要,它還便于獲得盡可能短的地環路,為第一層和第三層提供高度的電氣隔離,使得兩層之間的耦合最小。當然,也可以采用其它板層定義的方式(特別是在電路板具有不同的層數時),但上述結構是經過驗證的一個成功范例。

(13)大面積的電源層能夠使Vcc布線變得輕松,但是,這種結構常常是引發系統性能惡化的導火索,在一個較大平面上把所有電源引線接在一起將無法避免引腳之間的噪聲傳輸。反之,如果使用星型拓撲,則會減輕不同電源引腳之間的耦合。

良好的電源去耦技術與嚴謹的PCB布局、Vcc引線(星型拓撲)相結合,能夠為任何RF系統設計奠定穩固的基礎。盡管實際設計中還會存在降低系統性能指標的其它因素,但是,擁有一個“無噪聲”的電源是優化系統性能的基本要素。

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