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PCB工藝

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射頻電路PCB板如何設(shè)計(jì)抗干擾?
2022-02-14
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隨著通信技術(shù)的發(fā)展,無線射頻電路技術(shù)運(yùn)用越來越廣泛,其中的射頻電路的性能指標(biāo)直接影響整個產(chǎn)品的質(zhì)量,射頻電路印制電路板的抗干擾設(shè)計(jì)對于減小系統(tǒng)電磁信息輻射具有重要的意義。射頻電路PCB的密度越來越高, PCB線路板設(shè)計(jì)的好壞對抗干擾能力影響很大,同一電路,不同的PCB設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),其性能指標(biāo)會相差很大。電磁干擾信號如果處理不當(dāng),可能造成整個電路系統(tǒng)的無法正常工作,因此如何防止和抑制電磁干擾,提高電磁兼容性,就成為設(shè)計(jì)射頻電路PCB時的一個非常重要的課題。

設(shè)計(jì)印制板首要的任務(wù)是對電路進(jìn)行分析,確定關(guān)鍵電路。這就是要識別哪些電路是干擾源,哪些電路是敏感電路,弄清干擾源可能通過什么路徑干擾敏感電路。射頻電路工作頻率高,干擾源主要是通過電磁輻射來干擾敏感電路,因此射頻電路PCB板抗干擾設(shè)計(jì)的目的是減小PCB板的電磁輻射和PCB板上電路之間的串?dāng)_。

一,射頻電路板設(shè)計(jì)

1.元器件的布局
由于SMT一般采用紅外爐熱流焊來實(shí)現(xiàn)元器件的焊接,因而元器件的布局影響到焊點(diǎn)的質(zhì)量,進(jìn)而影響到產(chǎn)品的成品率。而對于射頻電路PCB設(shè)計(jì)而言, 電磁兼容性要求每個電路模塊盡量不產(chǎn)生電磁輻射,并且具有一定的抗電磁干擾能力,因此元器件的布局也影響到電路本身的干擾及抗干擾能力,直接關(guān)系到所設(shè)計(jì)電路的性能。故在進(jìn)行射頻電路PCB 設(shè)計(jì)時除了要考慮普通PCB設(shè)計(jì)時的布局外,主要還須考慮如何減小射頻電路中各部分之間的相互干擾、如何減小電路本身對其他電路的干擾以及電路本身的抗干擾能力。射頻電路效果的好壞不僅取決于射頻電路板本身的性能指標(biāo),很大部分還取決于與CPU處理板間的相互影響,因此在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)時,合理布局顯得尤為重要。

布局中應(yīng)注意 :
1.首先確定與其他PCB板或系統(tǒng)的接口元器件在PCB板上的位置,必須注意接口元器件間的配合問題。

2.因?yàn)橛行╇娮佑闷返捏w積都很小,元器件間排列很緊湊,因此對于體積較大的元器件,必須優(yōu)先考慮,確定出相應(yīng)位置,并考慮相互間的配合問題。

3.分析電路結(jié)構(gòu),對電路進(jìn)行分塊處理,比如:高頻放大電路、混頻電路及解調(diào)電路等 ,盡可能將強(qiáng)電信號和弱電信號分開,將數(shù)字信號電路和模擬信號電路分開,完成同一功能的電路應(yīng)盡量安排在一定的范圍之內(nèi),從而減小信號環(huán)路面積,各部分電路的濾波網(wǎng)絡(luò)必須就近連接,這樣不僅可以減小輻射,而且可以減少被干擾的機(jī)率,提高電路的抗干擾能力。

4.根據(jù)單元電路在使用中對電磁兼容性敏感程度不同進(jìn)行分組。對于電路中易受干擾部分的元器件在布局時還應(yīng)盡量避開干擾源,比如;來自數(shù)據(jù)處理板上CPU的干擾等。

布線:
在基本完成元器件的布局后,就可開始布線了。布線的基本原則為:在組裝密度許可情況下,盡量選用低密度布線設(shè)計(jì),并且信號走線盡量粗細(xì)一致,有利于阻抗匹配。

對于射頻電路,信號線的走向、寬度、線間距的不合理設(shè)計(jì),可能造成信號傳輸線之間的交叉干擾。另外,系統(tǒng)電源自身還存在噪聲干擾,所以在設(shè)計(jì)時頻電路PCB時一定要綜合考慮,合理布線。電源線要盡可能寬,以減少環(huán)路電阻,同時使電源線、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致,以提高抗干擾能力。所布信號線應(yīng)盡可能短,并盡量減少過孔數(shù)目。各元器件間的連線越短越好,以減少分布參數(shù)和相互間的電磁干擾;對不相容的信號線應(yīng)盡量相互遠(yuǎn)離,且盡量避免平行走線,而在正反兩面的信號線應(yīng)相互垂直,布線時在需要拐角的地方應(yīng)以135°角為宜,避免拐直角。

布線時與焊盤直接相連的線條不宜太寬,走線應(yīng)盡量離開不相連的元器件,以免短路。過孔不宜畫在元器件上,且應(yīng)盡量遠(yuǎn)離不相連的元器件,以免在生產(chǎn)中出現(xiàn)虛焊、連焊、短路等現(xiàn)象。

在射頻電路PCB設(shè)計(jì)中,電源線和地線的正確布線顯得尤其重要,合理的設(shè)計(jì)是克服電磁干擾的最重要的手段。PCB上相當(dāng)多的干擾源是通過電源和地線產(chǎn)生的,其中地線引起的噪聲干擾最大。地線容易形成電磁干擾的主要原因在于地線存在阻抗。當(dāng)有電流流過地線時,就會在地線上產(chǎn)生電壓,從而產(chǎn)生地線環(huán)路電流,形成地線的環(huán)路干擾。當(dāng)多個電路共用一段地線時,就會形成公共阻抗耦合,從而產(chǎn)生所謂的地線噪聲。

所以在對射頻電路PCB的地線進(jìn)行布線時應(yīng)該做到以下幾點(diǎn):
1.對電路進(jìn)行分塊處理時射頻電路基本上可分成高頻放大、混頻、解調(diào)、本振等部分,要為各個電路模塊提供一個公共電位參考點(diǎn),即各模塊電路各自的地線,這樣信號就可以在不同的電路模塊之間傳輸。

2.數(shù)字區(qū)與模擬區(qū)盡可能以地線進(jìn)行隔離,并且數(shù)字地與模擬地要分離,最后接于電源地。

3.在各部分電路內(nèi)部的地線也要注意單點(diǎn)接地原則,盡量減小信號環(huán)路面積,并與相應(yīng)的濾波電路的地線就近相接。

4.在空間允許的情況下,各模塊之間最好能以地線進(jìn)行隔離,防止相互之間的信號耦合效應(yīng)。

射頻電路PCB設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于如何減少輻射能力以及如何提高抗干擾能力,合理的布局與布線是設(shè)計(jì)時頻電路PCB的保證。以上所述方法有利于提高射頻電路PCB設(shè)計(jì)的可靠性,解決好電磁干擾問題,進(jìn)而達(dá)到電磁兼容的目的。愛彼電路(iPcb?)是專業(yè)高精密PCB電路板研發(fā)生產(chǎn)廠家,可批量生產(chǎn)4-46層pcb板,電路板,線路板,高頻板,高速板,HDI板,pcb線路板,高頻高速板,雙面,多層線路板,hdi電路板,混壓電路板,高頻電路板,軟硬結(jié)合板等

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