射频电路板抗干扰设计

1、射频电路板抗干扰设计随着通信技术的进展,无线技术运用越来越广,其中的射频电路的性能指标挺直影响囫囵产品的质量,射频电路印制电路板( )的抗干扰设计对于减小系统电磁信息辐射具有重要的意义。射频电路pcb的密度越来越高, pcb设计的好坏对抗干扰能力影响很大,同一电路,不同的pcb设计结构,其性能指标会相差很大。电磁干扰信号假如处理不当,可能造成囫囵电路系统的无法正常工作,因此如何防止和抑制电磁干扰,提高电磁兼容性,就成为设计射频电路pcb时的一个十分重要的课题。电磁兼容性是指系统在规定的电磁环境中根据设计要求能正常工作的能力。电子系统所受的电磁干扰不仅来自电场和磁场的辐射,也有线路公共阻抗、导线

2、间耦合和电路结构的影响。在研制设计电路时,希翼设计的印制电路板尽可能不易受外界干扰的影响,而且也尽可能小地干扰影响别的电子系统。设计印制板首要的任务是对电路举行分析,确定关键电路。这就是要识别哪些电路是干扰源,哪些电路是敏感电路,弄清干扰源可能通过什么路径干扰敏感电路。射频电路工作频率高,干扰源主要是通过电磁辐射来干扰敏感电路,因此射频电路pcb板抗干扰设计的目的是减小pcb板的电磁辐射和pcb 板上电路之间的串扰。1 射频电路板设计1. 1 元器件的布局因为smt普通采纳炉热流焊来实现元器件的焊接,因而元器件的布局影响到焊点的质量,进而影响到产品的成品率。而对于射频电路pcb设计而言, 电磁

3、兼容性要求每个电路模块尽量不产生电磁辐射,并且具有一定的抗电磁干扰能力,因此元器件的布局也影响到电路本身的干扰及抗干扰能力,挺直关系到所设计电路的性能。故在举行射频电路pcb 设计时除了要考虑一般pcb设计时的布局外,主要还须考虑如何减小射频电路中各部分之间的互相干扰、如何减小电路本身对其他电路的干扰以及电路本身的抗干扰能力。按照阅历,射频电路效果的好坏不仅取决于射频电路板本身的性能指标,很大部分还取决于与cpu处理板间的互相影响,因此在举行pcb设计时,合理布局显得尤为重要。布局的总原则是元器件应尽可能同一方向罗列,通过挑选pcb进入熔锡系统的方一直削减甚至避开焊接不良的现象;按照阅历元器件

4、间最少要有 0.5mm的间距才干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。对于双面板普通应设计一面为smd及smc元件,另一面则为分立元件。布局中应注重 :1)首先确定与其他pcb 板或系统的接口元器件在pcb板上的位置,必需注重接口元器件间的协作问题(加元器件的方向等) ;2)由于掌上用品的体积都很小,元器件间罗列很紧凑,因此对于体积较大的元器件,必需优先考虑,确定出相应位置,并考虑互相间的协作问题;3)仔细分析电路结构,对电路举行分块处理(加高频放大电路、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,将数字信号电路和模拟信号电路分开,完成同一功能的电路

5、应尽量支配在一定的范围之内,从而减小信号环路面积;各部分电路的滤波网络必需就近衔接,这样不仅可以减小辐射,而且可以削减被干扰的机率,提高电路的抗干扰能力;4)按照单元电路在用法中对电磁兼容性敏感程度不同举行分组。对于电路中易受干扰部分的元器件在布局时还应尽量避免干扰源(比如来自数据处理板上cpu的干扰等) 。1. 2 布线在基本完成元器件的布局后,就可开头布线了。布线的基本原则为:在组装密度许可状况下,尽量选用低密度布线设计,并且信号走线尽量粗细全都,有利于阻抗匹配。对于射频电路,信号线的走向、宽度、线间距的不合理设计,可能造成信号传输线之间的交错干扰;另外,系统电源自身还存在噪声干扰,所以在

6、设计时频电路pcb时一定要综合考虑,合理布线。布线时,全部走线应远离pcb板的边框2 mm左右,以免pcb板制作时造成断线或有断线的隐患。电源线要尽可能宽,以削减环路,同时使电源线、地线的走向和数据传递的方向全都,以提高抗干扰能力;所布信号线应尽可能短,并尽量削减过孔数目;各元器件间的连线越短越好,以削减分布参数和互相间的电磁干扰;对不相容的信号线应尽量互相远离,且尽量避开平行走线,而在正反两面的信号线应互相垂直;布线时在需要拐角的地方应以135角为宜,避开拐直角。布线时与焊盘挺直相连的线条不宜太宽,走线应尽量离开不相连的元器件,以免短路;过孔不宜画在元器件上,且应尽量远离不相连的元器件,以免

7、在生产中浮现虚焊、连焊、短路等现象。在射频电路pcb设计中,电源线和地线的正确布线显得尤其重要,合理的设计是克服电磁干扰的最重要的手段。pcb上相当多的干扰源是通过电源和地线产生的,其中地线引起的噪声干扰最大。地线简单形成电磁干扰的主要缘由在于地线存在阻抗。当有流过地线时,就会在地线上产生,从而产生地线环路电流,形成地线的环路干扰。当多个电路共用一段地线时,就会形成公共阻抗耦合,从而产生所谓的地线噪声。因此,在对射频电路pcb的地线举行布线时应当做到:1)对电路举行分块处理时,射频电路基本上可分成高频放大、混频、解调、本振等部分,要为各个电路模块提供一个公共电位参考点,即各模块电路各自的地线,

8、这样信号就可以在不同的电路模块之间传输。然后,汇总于射频电路pcb 接入地线的地方,即汇总于总地线。因为只存在一个参考点,因此没有公共阻抗耦合存在,从而也就没有互相干扰问题;2)数字区与模拟区尽可能以地线举行隔离,并且数字地与模拟地要分别,最后接于电源地;3)在各部分电路内部的地线也要注重单点接地原则,尽量减小信号环路面积,并与相应的滤波电路的地线就近相接;4)在空间允许的状况下,各模块之间最好能以地线举行隔离,防止互相之间的信号耦合效应。2 试验测试下面几个试验测试事例,解释了不同缘由带来的干扰及其实际的解决方法。2. 1 电源线和地线带来的干扰图1取自某高压控制庇护pcb的部分电路。图1a

9、为原设计电路。因为电源线和地线的印制导线宽度太细,电路在工作时局受外界干扰;图1b是经过改进后的电路,其电源线和地线加粗至5 mm,解决了电路的干扰问题。图1某高压控制庇护pcb的部分电路2. 2 元器件布局不合理带来的干扰图2取自某雷达放射机磁场控制庇护pcb的部分电路。重新布局元器件后改进的pcb 电路(2b)较改进前的pcb 电路(2a)在抗干扰性能上有很大的充实。图2某雷达放射机磁场控制庇护pcb的部分电路2. 3 布线不合理带来的干扰图3取自某雷达cfa电源控制庇护pcb的部分电路。图3a为原设计电路。因为布线时将高压取样信号线布于闭环取样回路中,使闭环取样电路在工作时易受外界的干扰,造成常常误报过压故障;而图3b是经过改进后的pcb电路,因为避免了高压取样信号线带来的干扰,改进后的pcb电路工作