RF Placement,PCB布局原則規(guī)范有哪些？布局經(jīng)驗(yàn)與指導(dǎo)概述

一、Placement動(dòng)作在Layout之前，Placement既是為了layout滿足一定設(shè)計(jì)規(guī)范，又是為layout走線指明了方向。layout期間原則上不能再大動(dòng)placement，只能微調(diào)。這也要求進(jìn)行placement時(shí)必須深入考慮到layout。高質(zhì)量的placement會(huì)讓layout工程師感覺走線順暢合理。不合理的placement可能使得PCB不滿足設(shè)計(jì)規(guī)范，甚至?xí)?dǎo)致layout走線困難，最終調(diào)整placement。

二、射頻placement原則

0、通則：loss、阻抗連續(xù)、隔離度（EMC）

（1）走線：短、粗、順

短：意味著loss小

粗：意味著阻抗易控公差相對(duì)小，loss小

順：意味著易走線，線直，loss小

（2）RF信號(hào)線盡量走表層，少換層，避免過孔的寄生參數(shù)

（3）射頻電路盡量不要和BB共屏蔽罩，單芯片方案除外

1、射頻transceiver：

（1）盡量靠近BB芯片，使得到BB的IQ、SPI等線盡量短。

（2）接收Port位置應(yīng)方便接收差分線出線并走表層。

（3）如果有分集天線，盡量兼顧到主集和分集，但目前主流板型考慮分集天線較多，因?yàn)榉旨炀€環(huán)境通常較差，主集天線環(huán)境較好，且主集走線本來就很長(zhǎng)。

（4）方便TCXO的擺放，即盡量遠(yuǎn)離熱源

（5）方便去耦電容和濾波電容等外圍器件的擺放

（6）如果雙面布件，其背面盡量避開其他芯片，為方便出線和避免干擾

2、TCXO或crystal：

（1）盡量遠(yuǎn)離熱源，熱源包括PA,PMIC等，用于WCN的時(shí)鐘甚至還要與WCN芯片保持一定距離，因?yàn)閮?nèi)部集成了PA，也是熱源。

（2）時(shí)鐘如果是crystal，距離transceiver不能太遠(yuǎn)，一般會(huì)緊靠，因?yàn)樘h(yuǎn)會(huì)有寄生參數(shù)，如果是TCXO，那么可以距離較遠(yuǎn)。

3、天線開關(guān)、集成開關(guān)的FEM：

如sky7759X系列和sky7791X，一般放在PCB的邊角，空間上一般介于transceiver和天線之間，并盡量使得兩者之間線路順暢，Trx口朝著transceiver和duplexer， ANT口朝著天線。有時(shí)ANT口和TRX口不能都兼顧到，一般優(yōu)先考慮TRX口的走線，因?yàn)門RX口比較多（4個(gè)以上）。而ANT口只有一個(gè)，且增加的loss基本能接受。

4、LNA：

WCN中的LNA盡量靠近天線端擺放，以獲得小的系統(tǒng)噪聲系數(shù)。提高系統(tǒng)靈敏度。Cellular中盡量靠近FEM、duplexer。總之，LNA距離天線越近越好。

5、PA：

（1）電路上位于transceiver和switch（或FEM）之間，主要考慮RF通路線短、線順和線盡量走表層。

（2）有些平臺(tái)要求PA和transceiver放到不同的屏蔽罩里，或者要求兩者保持一定距離，特別是不成熟的平臺(tái)。因?yàn)楹笳逧MI性能原因。

（3）存在多個(gè)PA時(shí)，盡量分散開，避免熱源集中。

6、WCN芯片：

（1）盡量靠近天線饋點(diǎn)，走線應(yīng)盡可能短，以減小loss，

（2）需要單獨(dú)的屏蔽罩，因?yàn)轭l率較高，且GPS靈敏度非常低，極易被干擾。

（3）方便WCN的時(shí)鐘避開熱源。

（4）右上圖布局優(yōu)于右下圖

7、雙工器：

位于transceiver和FEM之間，擺放位置需綜合評(píng)估接收和發(fā)射通道，以RF通道長(zhǎng)度盡量短為原則，還要考慮接收和發(fā)射間隔離度，且匹配電路能緊靠本體放置。

8、匹配電路：

匹配器件靠近需要匹配的器件來放，或者靠近阻抗不連續(xù)的地方放，盡量不要放到長(zhǎng)線的中間。最好三個(gè)一組

7、雙工器：

位于transceiver和FEM之間，擺放位 置需綜合評(píng)估接收和發(fā)射通道，以RF 通道長(zhǎng)度盡量短為原則，還要考慮接 收和發(fā)射間隔離度，且匹配電路能緊 靠本體放置。

8、匹配電路：

匹配器件靠近需要匹配的器件來放， 或者靠近阻抗不連續(xù)的地方放，盡量 不要放到長(zhǎng)線的中間。最好三個(gè)一組。

9、balun、接收SAW和balanced DPX：

一般靠近transceiver放置， 差分匹配阻抗比較大，太 長(zhǎng)了損耗大。

10、耦合器：

位于測(cè)試座和FEM之間，一 般都是靠近FEM的ANT端擺 放，但無強(qiáng)制要求，視情 況而定。

11、濾波電容、去耦電容：

兩者都是并聯(lián)到地，并 聯(lián)到地的電容通常起到濾波 或者儲(chǔ)能等作用。

濾波電容需要盡量緊靠 信號(hào)流入器件的pin腳擺放， 有源器件基本都需要加。 DCDC電源上往往有2個(gè)電 容，需要首尾各放一個(gè)（如下圖VDDWRF），不能堆在一 端。

12、電感：

需注意兩個(gè)電感盡量避免緊挨著并行 放到一起，因?yàn)閮蓚€(gè)電感之間存在互感， 調(diào)試其中一個(gè)的時(shí)候，另外一個(gè)也跟著變， 可以考慮相互垂直擺放。

13、電阻：

射頻用到電阻的幾個(gè)地方：衰減電路， vramp上的RC濾波電路，coupler上的50歐 姆。溫度檢測(cè)電路上的溫敏電阻，其他就 是0歐姆。要注意的就是溫敏電阻要靠近 PA放置。Vramp上的RC要靠近PA放，其他 要求不高。

14、RF測(cè)試座和RF cable連接器：

一般在結(jié)構(gòu)DXF里有標(biāo)識(shí)位置， 但結(jié)構(gòu)給的位置有時(shí)不是最優(yōu)，可以 考慮優(yōu)化，以走線短、順為原則。

三

幾種常見板型

1、整板

板型特點(diǎn)：

1、整個(gè)PCB板相對(duì)比較完整，除了邊緣結(jié)構(gòu)的避讓沒有大面積的殘缺部分 （如右圖）

2、PCB面積大，可利用走線空間大。

3、射頻與BB的重心分居PCB兩端，不好都兼顧

4、該板型的使用比較少

布局策略：

1、建議單面擺件，否則整機(jī)難以做薄

2、射頻屏蔽罩放主天線端

3、BB部分盡量靠近板中部放置，避免transceiver與BB之間走線過長(zhǎng)

4、FEM、transceiver、BB沿板邊縱向一字?jǐn)[開

5、WCN與分集天線分居PCB板另一端兩側(cè)

6、右圖placement是有問題的，transceiver距離BB太遠(yuǎn)，IQ線太長(zhǎng)。

2、半板

板型特點(diǎn)：

1、整個(gè)PCB板面積不到整板面積的一半

2、PCB面積小，可利用走線空間小。

3、射頻與BB的重心分居PCB兩側(cè)，非常緊湊

4、必須雙面部板，一般top層放器件，bottom層 放卡座等

5、該板型是當(dāng)前流行的板型之一

布局策略：

1、射頻屏蔽罩放與主集和分集天線饋點(diǎn)同側(cè)

2、BB部分盡量靠近板中部放置，避免 transceiver與BB之間走線過長(zhǎng)

3、FEM、transceiver、BB橫向一字?jǐn)[開

4、射頻PA、FEM、transceiver三大件呈“品” 字布局

5、WCN與分集天線分居PCB板另一端兩側(cè)

3、“L”板（或叫“C”形板/“刀”形板）

板型特點(diǎn)：

1、整個(gè)PCB板為電池空間掏掉大半部分。

2、PCB面積小，可利用走線空間小。

3、整體器件布局基本同半板

4、必須雙面布板，一般top層放器件，bottom層放卡座等

5、不用半板是因?yàn)殡姵剡x型和屏的選型以及節(jié)省FPC

6、該板型是當(dāng)前流行的板型之一

布局策略：

1、射頻屏蔽罩放與主集和分集天線饋點(diǎn)同側(cè)

2、BB盡量靠近板中部放置，避免transceiver與BB之間走線過長(zhǎng)

3、transceiver、BB橫向擺開

4、射頻屏蔽罩內(nèi)PA、FEM、transceiver三大件呈“品”字布局

5、WCN與分集天線分居PCB板另一端兩側(cè)

6、注意該板型的主集射頻測(cè)試座不要放到下面靠近天線的地方

4、條形板（窄板）

板型特點(diǎn)：

1、PCB板只占據(jù)整機(jī)殼體的縱向一部分，可認(rèn)為是橫向的半板

2、PCB面積通常比半板稍大，可利用走線空間稍大。

3、板型決定了其FEM、transceiver、BB只能縱向一字?jǐn)[開

4、該板型在手機(jī)項(xiàng)目上使用較少，多見于平板項(xiàng)目。

布局策略：

1、射頻屏蔽罩放與主集和分集天線饋點(diǎn)同側(cè)

2、BB部分盡量靠近板中部放置，方便散線

3、FEM、transceiver、BB 縱向一字?jǐn)[開

4、射頻PA、FEM、transceiver三大件呈“品” 字布局

5、WCN靠近其天線饋點(diǎn)放置

四

實(shí)際項(xiàng)目案例與點(diǎn)評(píng)

1、案例一：

（1）WCN位置合理，但天線凈空小

（2）（2）分集測(cè)試座位置不利于過測(cè)試，線長(zhǎng)loss大

（3）transceiver距離BB遠(yuǎn)，IQ線過長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致吞吐量問題。

（4）射頻屏蔽罩形狀限制，3G4G PA稍遠(yuǎn)，呈“品”字最好 （5）熱敏電阻稍偏 （6）天線凈空面積小

2、案例二：

（1）transceiver和BB相對(duì)位置

（2）WCN距離天線遠(yuǎn)

（3）雙工位于FEM和PA之間loss小，但 空間擁擠匹配擺放不方便

（4）該項(xiàng)目LNA電源上的濾波電容放到 了其他位置，導(dǎo)致靈敏度干擾問題

（5）天線凈空太小，實(shí)際測(cè)試確實(shí)差

（6）FEM位置合理

（7）LNA位置較差，靠Transceiver放了，應(yīng)靠FEM放。

3、案例三：

（1）transceiver和BB相對(duì)位置OK

（2）WCN靠近天線位于bottom層，基本 合理，但其TCXO距離PMIC稍近

（3）雙工位于FEM和PA之間loss小，且 走表層，合理

（4）器件和走線疏密控制相對(duì)較好

（5）FEM位置合理

（6）LNA位置基本合理

（7）該項(xiàng)目placement相對(duì)比較合理， 是個(gè)不錯(cuò)的參考

五

總結(jié)

上面列出了placement過程中一些射頻器件的理想擺放方式，然而一些項(xiàng)目由于外觀和成本等考慮，射頻屏蔽罩的位置、大小、形狀導(dǎo)致射頻器件無法放在最佳的位置，這時(shí)需要做出一些犧牲，否則項(xiàng)目無法進(jìn)行下去，這時(shí)就要具體情況具體分析，做好風(fēng)險(xiǎn)控制，這里不詳敘。