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射頻電路板設(shè)計(jì) - 流程順暢的主要挑戰(zhàn)、解決方案和技巧！
射頻電路板設(shè)計(jì) - 流程順暢的主要挑戰(zhàn)、解決方案和技巧！
無論是在醫(yī)療、工業(yè)還是通信設(shè)備中，射頻電路板設(shè)計(jì)的使用都在增加。簡單地說，射頻信號是高頻模擬信號。射頻頻率范圍通常為300 kHz至300 GHz。這與微波頻率范圍相反，微波頻率范圍高于300 MHz。
盡管RF PCB具有廣泛的優(yōu)勢，但與高速數(shù)字信號板設(shè)計(jì)相比，RF電路板設(shè)計(jì)也面臨著一系列獨(dú)特的挑戰(zhàn)。讓我們詳細(xì)了解這些挑戰(zhàn)，同時了解幫助設(shè)計(jì)師有效緩解這些挑戰(zhàn)的有效技巧。
與射頻電路板設(shè)計(jì)相關(guān)的挑戰(zhàn)
對噪聲的敏感性——射頻信號對噪聲高度敏感，會導(dǎo)致振鈴和反射。重要的是確保信號正確終止。還建議優(yōu)化返回路徑并確保保持正確接地。
阻抗匹配——本質(zhì)上頻率和容差是負(fù)相關(guān)的 頻率越高，容差越小。如果跡線的總長度大于臨界長度，即信號波長的 1/16，則需要進(jìn)行阻抗控制。
回波損耗——必須盡量減少回波損耗。在沒有良好設(shè)計(jì)的情況下，返回信號將通過電源層，或通過PCB的多個層。在這種情況下，它將不受阻抗控制。出于這個原因，信號下方的接地層可以提供阻抗控制路徑，這一點(diǎn)很重要。使用接地層，接地回路電流被最小化，并且進(jìn)入電路元件的射頻泄漏也被最小化。
串?dāng)_——高頻設(shè)計(jì)也受到串?dāng)_的影響。事實(shí)上，串?dāng)_與有源線的邊緣速率成正比。在此，來自有源線路的耦合能量疊加在受擾線路上。隨著電路板密度的增加，串?dāng)_問題也隨之增加。為了解決這個問題，重要的是在信號走線周圍留出足夠的空間。同樣重要的是，跡線保持盡可能小。同樣重要的是，高速信號的路由距離盡可能遠(yuǎn)。減小線路與其參考平面之間的電介質(zhì)間距是另一種有效措施。類似地，在其特性阻抗上端接線路也可以限制串?dāng)_。
其他信號損失——其他信號損失包括集膚效應(yīng)損失和介電損失。因此，PCB設(shè)計(jì)人員需要查看層壓板屬性，例如：
耗散因數(shù)
介電常數(shù)值
例如，用于PCB或?qū)訅喊宓?span lang="EN-US">FR4材料具有高損耗因數(shù)。因此，使用FR4時插入損耗會更高。此外，FR4的介電常數(shù)值可以變化高達(dá)10%。反過來，這會影響阻抗。高頻層壓板具有更穩(wěn)定的頻率。
談到Dk值本身，在微波電路中，Dk值與電路元件的大小有關(guān)。因此，設(shè)計(jì)人員可以通過選擇具有更高Dk值的層壓板來減小電路尺寸。
射頻電路板設(shè)計(jì)的有效技巧
有許多有效的技巧有助于創(chuàng)建更好的設(shè)計(jì)和提高抗干擾能力。其中一些包括：
使用內(nèi)層作為電源接地層。通過這樣做，您將提供屏蔽并減少雜散電感。減少信號線的長度可以減少交叉干擾。
將電路布局旋轉(zhuǎn)45度。通過這樣做，將減少高頻信號的發(fā)射和耦合。較短的布局長度更適合通孔。此外，層與層之間的布局應(yīng)該是垂直的，以減少信號干擾。增加接地層的銅也有好處。
封裝重要的信號走線。這對提高信號的抗干擾能力大有幫助。當(dāng)涉及信號走線時，還建議避免環(huán)路并改用菊花鏈路。
橋接去耦電容。重要的是首先布置射頻并使射頻信號為50歐姆。
隔離的重要性怎么強(qiáng)調(diào)都不為過。