- 射頻電路板設(shè)計(jì)技巧

有時(shí)可以選擇走單端(single-ended)或平衡的RF信號(hào)線(xiàn)(balanced RF traces)，有關(guān)串音(crosstalk)和EMC/EMI的原則在這里同樣適用。平衡RF信號(hào)線(xiàn)如果走線(xiàn)正確的話(huà)，可以減少噪音和串音，但是它們的阻抗通常比較高。而且為了得到一個(gè)阻抗匹配的信號(hào)源、走線(xiàn)和負(fù)載，需要保持一個(gè)合理的線(xiàn)寬，這在實(shí)際布線(xiàn)時(shí)可能會(huì)有困難。

圖二　濾波器四周被接地面（綠色區(qū)域）包圍
緩沖器

緩沖器可以用來(lái)提高隔離效果，因?yàn)樗砂淹粋€(gè)信號(hào)分為兩個(gè)部份，并用于驅(qū)動(dòng)不同的電路。尤其是本地振蕩器可能需要緩沖器來(lái)驅(qū)動(dòng)多個(gè)混頻器。當(dāng)混頻器在RF頻率處到達(dá)共模隔離(common mode isolation)狀態(tài)時(shí)，它將無(wú)法正常工作。緩沖器可以很好地隔離不同頻率處的阻抗變化，從而電路之間不會(huì)相互干擾。

緩沖器對(duì)設(shè)計(jì)的幫助很大，它們可以緊跟在需要被驅(qū)動(dòng)電路的后面，從而使高功率輸出走線(xiàn)非常短，由于緩沖器的輸入信號(hào)電平比較低，因此它們不易對(duì)板上的其它電路造成干擾。

壓控振蕩器

壓控振蕩器(VCO)可將變化的電壓轉(zhuǎn)換為變化的頻率，這一特性被用于高速頻道切換，但它們同樣也將控制電壓上的微量噪音轉(zhuǎn)換為微小的頻率變化，而這就給RF信號(hào)增加了噪音?？傊趬嚎卣袷幤魈幚磉^(guò)以后，再也沒(méi)有辦法從RF輸出信號(hào)中將噪音去掉。困難在于VCO控制線(xiàn)(control line)的期望頻寬范圍可能從DC到2MHz，而藉由濾波器來(lái)去掉這么寬的頻帶噪音幾乎是不可能的；其次，VCO控制線(xiàn)通常是一個(gè)控制頻率的反饋回路的一部份，它在很多地方都有可能引入噪音，因此必須非常小心處理VCO控制線(xiàn)。

諧振電路

諧振電路(tank circuit)用于發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，它與VCO有關(guān)，但也有它自己的特點(diǎn)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，諧振電路是由一連串具有電感電容的二極管并連而成的諧振電路，它有助于設(shè)定VCO工作頻率和將語(yǔ)音或數(shù)據(jù)調(diào)變到RF載波上。

所有VCO的設(shè)計(jì)原則同樣適用于諧振電路。由于諧振電路含有數(shù)量相當(dāng)多的零組件、占據(jù)面積大、通常運(yùn)行在一個(gè)很高的RF頻率下，因此諧振電路通常對(duì)噪音非常敏感。信號(hào)通常排列在芯片的相鄰接腳上，但這些信號(hào)接腳又需要與較大的電感和電容配合才能工作，這反而需要將這些電感和電容的位置盡量靠近信號(hào)接腳，并連回到一個(gè)對(duì)噪音很敏感的控制環(huán)路上，但是又要盡量避免噪音的干擾。要做到這點(diǎn)是不容易的。

自動(dòng)增益控制放大器

自動(dòng)增益控制(AGC)放大器同樣是一個(gè)容易出問(wèn)題的地方，不管是發(fā)射還是接收電路都會(huì)有AGC放大器。AGC放大器通常能有效地濾掉噪音，不過(guò)由于行動(dòng)電話(huà)具備處理發(fā)射和接收信號(hào)強(qiáng)度快速變化的能力，因此要求AGC電路有一個(gè)相當(dāng)大的頻寬，這就使AGC放大器很容易引入噪音。

設(shè)計(jì)AGC線(xiàn)路必須遵守模擬電路的設(shè)計(jì)原則，亦即使用很短的輸入接腳和很短的反饋路徑，而且這兩處都必須遠(yuǎn)離RF、IF或高速數(shù)字信號(hào)線(xiàn)路。同樣，良好的接地也必不可少，而且芯片的電源必須得到良好的去耦。如果必須在輸入或輸出端設(shè)計(jì)一條長(zhǎng)的走線(xiàn)，那么最好是選擇在輸出端實(shí)現(xiàn)它，因?yàn)?，通常輸出端的阻抗要比輸入端低得多，而且也不容易引入噪音。通常信?hào)電平越高，就越容易將噪音引入到其它電路中。

接地

要確保RF走線(xiàn)下層的接地是實(shí)心的，而且所有的零組件都要牢固地連接到主接地上，并與其它可能帶來(lái)噪音的走線(xiàn)隔離開(kāi)來(lái)。此外，要確保VCO的電源已得到充分去耦，由于VCO的RF輸出往往是一個(gè)相當(dāng)高的電平，VCO輸出信號(hào)很容易干擾其它電路，因此必須對(duì)VCO加以特別注意。事實(shí)上，VCO往往放在RF區(qū)域的末端，有時(shí)它還需要一個(gè)金屬屏蔽罩。

在所有PCB設(shè)計(jì)中，盡可能將數(shù)字電路遠(yuǎn)離模擬電路是一個(gè)大原則，它同樣也適用于RF PCB設(shè)計(jì)。公共模擬接地和用于屏蔽和隔開(kāi)信號(hào)線(xiàn)的接地通常是同等重要的。同樣應(yīng)使RF線(xiàn)路遠(yuǎn)離模擬線(xiàn)路和一些很關(guān)鍵的數(shù)字信號(hào)，所有的RF走線(xiàn)、焊盤(pán)和組件周?chē)鷳?yīng)盡可能是接地銅皮，并盡可能與主接地相連。微型過(guò)孔（microvia）構(gòu)造板在RF線(xiàn)路開(kāi)發(fā)階段很有用，它毋須花費(fèi)任何開(kāi)銷(xiāo)就可隨意使用很多過(guò)孔，否則在普通PCB板上鉆孔將會(huì)增加開(kāi)發(fā)成本，這在大批量產(chǎn)時(shí)是不經(jīng)濟(jì)的。

將一個(gè)實(shí)心的整塊接地面直接放在表面下第一層時(shí)，隔離效果最好。將接地面分成幾塊來(lái)隔離模擬、數(shù)字和RF線(xiàn)路時(shí)，其效果并不好，因?yàn)樽罱K總是有一些高速信號(hào)線(xiàn)要穿過(guò)這些分開(kāi)的接地面，這不是很好的設(shè)計(jì)。

還有許多與信號(hào)和控制線(xiàn)相關(guān)的課題需要特別注意，但它們超出了本文探討的范圍。

結(jié)語(yǔ)