设计RF PCB的九条标准.pdf

RF PCB 的九条标准 1）小功率的RF 的PCB 设计中，主要使用标准的FR4 材料（绝缘特性好、材质均匀、介电常数ε =4，10%）。主要使用4 层~6 层板，在成本非常敏感的情况下可以使用厚度在1mm 以下的双面 板，要保证反面是一个完整的地层，同时由于双面板的厚度在1mm 以上，使得地层和信号层之 间的FR4 介质较厚，为了使得RF 信号线阻抗达到50 欧，往往信号走线的宽度在2mm 左右，使 得板子的空间分布很难控制。对于四层板，一般情况下顶层只走RF 信号线，第二层是完整的地， 第三层是电源，底层一般走控制RF 器件状态的数字信号线（比如设定ADF4360 系列PLL 的clk、 data、LE 信号线。）第三层的电源最好不要做成一个连续的平面，而是让各个RF 器件的电源走线 呈星型分布，最后接于一点。第三层RF 器件的电源走线不要和底层的数字线有交叉。 2 ）对于一个混合信号的PCB，RF 部分和模拟部分应当远离数字数字部分（这个距离通常在 2cm 以上，至少保证1cm），数字部分的接地应当与RF 部分分隔开。严禁使用开关电源直接给 RF 部分供电。主要在于开关电源的纹波会将RF 部分的信号调制。这种调制往往会严重破坏射频 信号，导致致命的结果。通常情况下，对于开关电源的输出，可以经过大的扼流圈，以及π滤波 器，再经过线性稳压的低噪音LDO （Micrel 的MIC5207、MIC5265 系列，对于高电压，大功率的 RF 电路，可以考虑使用LM1085、LM1083 等）得到供给RF 电路的电源。 3 ）RF 的PCB 中，各个元件应当紧密的排布，确保各个元件之间的连线最短。对于ADF4360-7 的电路，在pin-9、pin-10 引脚上的VCO 电感与ADF4360 芯片间的距离要尽可能的短，保证电感 与芯片间的连线带来的分布串联电感最小。对于板子上的各个RF 器件的地（GND ）引脚，包括电 阻、电容、电感与地（GND ）相接的引脚，应当在离引脚尽可能近的地方打过孔与地层（第二 层）连通。 4 ）在选择在高频环境下工作元器件时，尽可能使用表贴器件。这是因为表贴元件一般体积 小，元件的引脚很短。这样可以尽可能减少元件引脚和元件内部走线带来的附加参数的影响。尤 其是分立的电阻、电容、电感元件，使用较小的封装（0603\0402 ）对提高电路的稳定性、一致性 是非常有帮助的； 5 ）在高频环境下工作的有源器件，往往有一个以上的电源引脚，这个时候一定要注意在每个 电源的引脚附近（1mm 左右）设置单独的去偶电容，容值在100nF 左右。在电路板空间允许的情 况下，建议每个引脚使用两个去偶电容，容值分别为1nF 和100nF。一般使用材质为X5R 或者 X7R 的陶瓷电容。对于同一个RF 有源器件，不同的电源引脚可能为这个器件（芯片）中不同的官 能部分供电，而芯片中的各个官能部分可能工作在不同的频率上。比如ADF4360 有三个电源引 脚，分别为片内的VCO 、PFD 以及数字部分供电。这三个部分实现了完全不同的功能，工作频率 也不一样。一旦数字部分低频率的噪音通过电源走线传到了VCO 部分，那么VCO 输出频率则可 能被这个噪音调制，出现难以消除的杂散。为了防止这样的情况出现，在有源RF 器件的每个官能 部分的供电引脚除了使用单独的去偶电容外，还必须经过一个电感磁珠（10uH 左右）再连到一 起。这种设计对于那些包含了LO 缓冲放大和RF 缓冲放大的有源混频器LO-RF、LO-IF 的隔离性能 的提升是非常有利的。 6 ）对于PCB 上RF 信号的馈入、馈出，一定要使用专门的RF 同轴连接器。其中最为常用的是 SMA 型的连接器。对于SMA 的连接器而言，又分为直插式的和微带式的。对于频率在3GHz 以下 的信号，而且信号的功率不大，并且我们不计较微弱的插损，则完全可以使用直插式的SMA 连接 器。如果信号的频率进一步提高，则我们需要慎重选择RF 连接线材以及RF 的连接器。此时直插 式的SMA 连接器由于其结构（主要是拐弯）可能会导致比较大的信号插损。此时可以使用质量较 好（关键在于连接器所使用了PTFE 绝缘子材料）的微带SMA 连接器来解决问题。同样如果你的 频率不高，但是苛求插损、功率等方面的指标，同样可以考虑微带SMA 连接器。另外小型的RF 连接器还有SMB、SMC 等型号，对于SMB 连接器而言，一般这一类连接器只支持2GHz 以下的信 号传输，而且SMB 连接器采用的卡扣结构在高振动场合会出现“闪断”的情况。所以在选择SMB 连接器时要慎重考虑。