射頻板設計PCB疊層時,蘇州昆山PCB電路板SMT貼片廠家昆山精鼎電子PCBA推薦使用四層板結構,層設置架構如下
【Top layer】射頻IC和元件、射頻傳輸線、天線、去耦電容和其他信號線,
【Layer 2】地平面
【Layer 3】電源平面
【Bottomlayer】非射頻元件和信號線
完整的電源平面提供極低的電源阻抗和分布的去耦電容,同時射頻信號線有一個完整的參考地,為射頻信號提供完整恒定不變的參考,有利于射頻傳輸線阻抗的連續性。
地平面設計規則
作為射頻信號線鏡像回流地的平面要完整,并且獨立定義,同時不要有任何其他信號線在地平面上布置;
對于Top Layer和Bottom Layer空白部分,建議做鋪地處理,并且通過間距不大于λ/20的過孔將各部分地連在一起;
對于高密度電路板(例如含CSP封裝)不建議使用2層電路板,盡可能采用4層板進行設計;
盡量不要將地平面做分地處理,除非保證在地平面上電流不會形成環流;
射頻信號線下的地平面要盡可能的寬,地平面過窄會引起寄生參數同時增加衰減;
地平面、頂層的地已經連接兩層的過孔,應盡量保證射頻信號線做到完全的“屏蔽”,以增加產品的EMC能力。
同時建議通過地孔將電源平面包裹起來,避免不必要的電子輻射。
通常電源層相對于地層需要滿足“20H”原則,“20H原則”是指要確保電源平面邊緣比地平面(0V參考面)邊緣至少縮進相當于兩個平面之間間距的20倍,其中H就是指電源平面與地平面之間的距離,在20H時可以抑制70%的磁通泄漏,有效的提升EMI性能
射頻設計難題「電源退耦篇」
電源供電需要通過退耦電容濾除電源的噪聲,如圖,避免噪聲在不同設備(IC)之間流轉,同時電源噪聲會增加頻率合成器的相位噪聲,降低接收機的接收靈敏度,增加信號的雜散,對電路性能具有諸多不利影響。
電源退耦建議
退耦電容放置離電源越近越好;
退耦電容容值越小離供電管腳越近,為了達到對不同頻率噪聲進行退耦,常使用一大一小的電容組合;
盡量將退耦電容和電源設置在同一個平面,如果無法將所有的電容放置在同一個平面,優先小容值的電容;
供電電源經過退耦電容后進入IC,在退耦電容和IC管腳之間不要放置過孔。
為每個退耦電容就近連接到地,盡量避免共用地過孔。
對于設置了獨立電源層的電路板,使用獨立的過孔為每個用電“單位”供電,不要共用電源過孔。
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射頻設計難題「過孔」
過孔是連接不同信號層的關鍵“裝置”,然而他具有極高的寄生參數,會帶來很多寄生干擾和問題。
過孔規則
使用盡可能的多的過孔連接不同層,且間隔不大于信號波長的λ/20;
“地孔伴隨”,在信號線附近設置盡可能的多的過孔,以降低過孔的寄生電感,如圖;
焊盤和焊點不要共用過孔,盡量獨立;
盡量避免射頻信號跨層;
QFN封裝的器件,其底部焊盤盡可能多的過孔;
可以使用地孔來隔離干擾源和敏感電路;
首先需要根據成本和信號質量兩方面考慮,選擇合理的過孔大小,過孔越小其寄生參數越小,但其成本也越高。
電源和地的引腳推薦就近打過孔,過孔和引腳之間的引線越短越好,越短其寄生參數對電路影響越小。
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