《RF电路的PCB设计技巧》.pdf

迅通科技—Nordic 代理 0755 莫远茂 RF电路的PCB设计技巧 如今PCB的技术主要按电子产品的特性及要求而改变，在近年来电子产品日 趋多功能、精巧并符合环保条例。故此，PCB的精密度日高，其软硬板结合应用 也将增加。 PCB是信息产业的基础，从计算机、便携式电子设备等，几乎所有的电子电 器产品中都有电路板的存在。随着通信技术的发展，手持无线射频电路技术运用 越来越广，这些设备(如手机、无线PDA等)的一个最大特点是：第一、几乎囊括 了便携式的所有子系统；第二、小型化，而小型化意味着元器件的密度很大，这 使得元器件（包括SMD、SMC、裸片等）的相互干扰十分突出。因此，要设计一个 完美的射频电路与音频电路的PCB，以防止并抑制电磁干扰从而提高电磁兼容性 就成为一个非常重要的课题。 因为同一电路，不同的PCB设计结构，其性能指标会相差很大。尤其是当今 手持式产品的音频功能在持续增加，必须给予音频电路PCB布局更加关注.据此本 文对手持式产品RF电路与音频电路的PCB的巧妙设计（即包括元件布局、元件布 置、布线与接地等技巧）作分析说明。 1、元件布局 先述布局总原则：元器件应尽可能同一方向排列，通过选择PCB进入熔锡系 统的方向来减少甚至避免焊接不良的现象；由实践所知，元器件间最少要有 0.5mm的间距才能满足元器件的熔锡要求，若PCB板的空间允许，元器件的间距应 尽可能宽。对于双面板一般应设计一面为SMD及SMC元件，另一面则为分立元件。 1.1 把PCB划分成数字区和模拟区 任何PCB设计的第一步当然是选择每个元件的PCB摆放位。我们把这一步称 为“布板考虑“。仔细的元件布局可以减少信号互连、地线分割、噪音耦合以及 占用电路板的面积。 电磁兼容性要求每个电路模块PCB设计时尽量不产生电磁辐射，并且具有一 定的抗电磁干扰能力，因此，元器件的布局还直接影响到电路本身的干扰及抗干 扰能力，这也直接关系到所设计电路的性能。 迅通科技—Nordic 代理 0755 莫远茂 因此，在进行RF电路PCB设计时除了要考虑普通PCB设计时的布局外，主 要还须考虑如何减小RF电路中各部分之间相互干扰、如何减小电路本身对其它 电路的干扰以及电路本身的抗干扰能力。 由经验实所知，对于RF电路效果的好坏不仅取决于RF电路板本身的性能指 标，很大部分还取决于与CPU处理板间的相互影响。由于RF电路包含数字电路和 模拟电路，为了防止数字噪声对敏感的模拟电路的干扰，必须将二者分隔开，把 PCB划分成数字区和模拟区有助于改善此类电路布局，显得尤为重要。 1.2 需要防止RF噪声耦合到音频电路 虽然手持式产品的RF部分通常被当作模拟电路处理，许多设计中需要关注 的一个共同问题是RF噪声，需要防止RF噪声耦合到音频电路，因RF噪声经过 解调后产生可闻噪音。为了解决这个问题，需要把RF电路和音频电路尽可能分 隔开。在将 PCB 划分成模拟、数字后，需要考虑模拟部分的元件布置。元件布局 要使音频信号的路径最短，音频放大器要尽可能靠近耳机插孔和扬声器放置，使 D类音频放大器的EMI辐射最小，耳机信号的耦合噪音最小。模拟音频信号源须 尽可能靠近音频放大器的输入端，使输入耦合噪声最小。所有输入引线对RF信 号来说都是一个天线，缩短引线长度有助于降低相应频段的天线辐射效应。 2、元件布置应注意的问题与应用举例 2.1 布局中应注意的问题： 认真分析电路结构。对电路进行分块处理（如高频放大电路、混频电路及解 调电路等），尽可能将强电信号和弱电信号分开，在将数字信号电路和模拟信号 电路分开后，也应注意将完成同一功能的电路应尽量安排在一定的范围之内，从 而减小信号环路面积；各部分电路的滤波网络必须就近连接，这样不仅可以减小 辐射，而且可以减少被干扰的几率及提高电路的抗干扰能力。 根据单元电路在使用中对电磁兼容性敏感程度不同进行分组。对于电路中易 受干扰部分的元器件在布局时还应尽量避开干扰源（比如来自数据处理板上CPU 的干扰等）。 2.2 元件布置对音频信号影响的举例 不合理的元件布局对音频信品质影响 迅通科技—Nordic 代理 0755-