簡單清晰解釋射頻電路的13條電源設計要點
發布時間:2019-07-16 責任編輯:xueqi
【導讀】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係統設計奠定穩固的基礎。盡管實際設計中還會存在降低係統性能指標的其它因素,但是,擁有一個“無噪聲”的電源是優化係統性能的基本要素。以下分享13條關於射頻電路的電源設計要點。

(1)電源線是EMI出入電路的重要途徑。通過電源線,外界的幹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、負載側環路麵積最小。電源電路不管形式有多複雜,其大電流環路都要盡可能小。電源線和地線總是要很近放置。
(2)如果電路中使用了開關電(dian)源(yuan),開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)外(wai)圍(wei)器(qi)件(jian)布(bu)局(ju)要(yao)符(fu)合(he)各(ge)功(gong)率(lv)回(hui)流(liu)路(lu)徑(jing)最(zui)短(duan)的(de)原(yuan)則(ze)。濾(lv)波(bo)電(dian)容(rong)要(yao)靠(kao)近(jin)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)相(xiang)關(guan)引(yin)腳(jiao)。使(shi)用(yong)共(gong)模(mo)電(dian)感(gan),靠(kao)近(jin)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)模(mo)塊(kuai)。
(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(增益大於45dB)的輸出和輸入端附近。避免電源線成為RF信號傳輸途徑,可能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,甚至中間也加高頻濾波電容。
(4)RF PCB的電源入口處組合並聯三個濾波電容,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。例如:10uf,0.1uf,100pf。並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。當信號頻率高於1GHz時,要增加10pf濾波電容。
(6)常chang用yong到dao小xiao功gong率lv電dian子zi濾lv波bo器qi,濾lv波bo電dian容rong要yao靠kao近jin三san極ji管guan管guan腳jiao,高gao頻pin濾lv波bo電dian容rong更geng靠kao近jin管guan腳jiao。三san極ji管guan選xuan用yong截jie止zhi頻pin率lv較jiao低di的de。如ru果guo電dian子zi濾lv波bo器qi中zhong的de三san極ji管guan是shi高gao頻pin管guan,工gong作zuo在zai放fang大da區qu,外wai圍wei器qi件jian布bu局ju又you不bu合he理li,在zai電dian源yuan輸shu出chu端duan很hen容rong易yi產chan生sheng高gao頻pin振zhen蕩dang。
線xian性xing穩wen壓ya模mo塊kuai也ye可ke能neng存cun在zai同tong樣yang的de問wen題ti,原yuan因yin是shi芯xin片pian內nei存cun在zai反fan饋kui回hui路lu,且qie內nei部bu三san極ji管guan工gong作zuo在zai放fang大da區qu。在zai布bu局ju時shi要yao求qiu高gao頻pin濾lv波bo電dian容rong靠kao近jin管guan腳jiao,減jian小xiao分fen布bu電dian感gan,破po壞huai振zhen蕩dang條tiao件jian。
(7)PCB的POWER部分的銅箔尺寸符合其流過的最大電流,並考慮餘量(一般參考為1A/mm線寬)。
(8)電源線的輸入輸出不能交叉。
(9)注意電源退耦、濾波,防止不同單元通過電源線產生幹擾,電源布線時電源線之間應相互隔離。電源線與其它強幹擾線(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幹擾竄入,進而惡化本級信號質量。
(11)不bu同tong電dian源yuan層ceng在zai空kong間jian上shang要yao避bi免mian重zhong疊die。主zhu要yao是shi為wei了le減jian少shao不bu同tong電dian源yuan之zhi間jian的de幹gan擾rao,特te別bie是shi一yi些xie電dian壓ya相xiang差cha很hen大da的de電dian源yuan之zhi間jian,電dian源yuan平ping麵mian的de重zhong疊die問wen題ti一yi定ding要yao設she法fa避bi免mian,難nan以yi避bi免mian時shi可ke考kao慮lv中zhong間jian隔ge地di層ceng。
(12)PCB板層分配便於簡化後續的布線處理,對於一個四層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,第二層作為係統地,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麵布局對於建立阻抗受控的RF信(xin)號(hao)通(tong)路(lu)非(fei)常(chang)必(bi)要(yao),它(ta)還(hai)便(bian)於(yu)獲(huo)得(de)盡(jin)可(ke)能(neng)短(duan)的(de)地(di)環(huan)路(lu),為(wei)第(di)一(yi)層(ceng)和(he)第(di)三(san)層(ceng)提(ti)供(gong)高(gao)度(du)的(de)電(dian)氣(qi)隔(ge)離(li),使(shi)得(de)兩(liang)層(ceng)之(zhi)間(jian)的(de)耦(ou)合(he)最(zui)小(xiao)。當(dang)然(ran),也(ye)可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)其(qi)它(ta)板(ban)層(ceng)定(ding)義(yi)的(de)方(fang)式(shi)(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範例。
(13)大麵積的電源層能夠使Vcc布(bu)線(xian)變(bian)得(de)輕(qing)鬆(song),但(dan)是(shi),這(zhe)種(zhong)結(jie)構(gou)常(chang)常(chang)是(shi)引(yin)發(fa)係(xi)統(tong)性(xing)能(neng)惡(e)化(hua)的(de)導(dao)火(huo)索(suo),在(zai)一(yi)個(ge)較(jiao)大(da)平(ping)麵(mian)上(shang)把(ba)所(suo)有(you)電(dian)源(yuan)引(yin)線(xian)接(jie)在(zai)一(yi)起(qi)將(jiang)無(wu)法(fa)避(bi)免(mian)引(yin)腳(jiao)之(zhi)間(jian)的(de)噪(zao)聲(sheng)傳(chuan)輸(shu)。反(fan)之(zhi),如(ru)果(guo)使(shi)用(yong)星(xing)型(xing)拓(tuo)撲(pu)則(ze)會(hui)減(jian)輕(qing)不(bu)同(tong)電(dian)源(yuan)引(yin)腳(jiao)之(zhi)間(jian)的(de)耦(ou)合(he)。
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