基于RF電路設(shè)計(jì)中的常見問題及解決方案

　　(3) RF 去耦

　　去耦電容應(yīng)該放置在盡可能靠近引腳的位置,每個(gè)需要去耦的引腳處都應(yīng)采用電容去耦。采用高品質(zhì)的陶瓷電容,介電類型最好是 NPO , X7R 在大多數(shù)應(yīng)用中也能較好工作。理想的選擇電容值應(yīng)使其串聯(lián)諧振等于信號(hào)頻率。例如434 MHz 時(shí),SMD 貼裝的100 p F 電容將良好工作,此頻率時(shí),電容的容抗約為4 Ω,過孔的感抗也在同樣范圍。串聯(lián)的電容和過孔對(duì)于信號(hào)頻率形成一個(gè)陷波濾波器,使之能有效的去耦。868 MHz 時(shí),33 p F 電容是一個(gè)理想的選擇。除了RF 去耦的小值電容,一個(gè)大值電容也應(yīng)放置在電源線路上去耦低頻,可選擇一個(gè)2. 2 μF陶瓷或10μF 的鉭電容。

　　(4) 電源的星形布線

　　星形布線是模擬電路設(shè)計(jì)中眾所周知的技巧(如圖1所示) 。星形布線―――電路板上各模塊具有各自的來自公共供電電源點(diǎn)的電源線路。在這種情況下,星形布線意味著電路的數(shù)字部分和RF 部分應(yīng)有各自的電源線路,這些電源線應(yīng)在靠近IC 處分別去耦。這是一個(gè)隔開來自數(shù)字

　　部分和來自RF 部分電源噪聲的有效方法。如果將有嚴(yán)重噪聲的模塊置于同一電路板上,可以將電感(磁珠) 或小阻值電阻(10 Ω) 串聯(lián)在電源線和模塊之間,并且必須采用至少10 μF 的鉭電容作這些模塊的電源去耦。這樣的模塊如RS 232 驅(qū)動(dòng)器或開關(guān)電源穩(wěn)壓器。

　　圖1 　電源的星形布線

　　(5) 合理安排PCB 布局

　　為減小來自噪聲模塊及周邊模擬部分的干擾,各電路模塊在板上的布局是重要的。應(yīng)總是將敏感的模塊( RF部分和天線) 遠(yuǎn)離噪聲模塊(微控制器和RS 232 驅(qū)動(dòng)器)以避免干擾。

　　(6) 屏蔽RF 信號(hào)對(duì)其他模擬部分的影響

　　如上所述,RF 信號(hào)在發(fā)送時(shí)會(huì)對(duì)其他敏感模擬電路模塊如ADC 造成干擾。大多數(shù)問題發(fā)生在較低的工作頻段(如27 MHz) 以及高的功率輸出水平。用RF 去耦電容(100P F) 連接到地來去耦敏感點(diǎn)是一個(gè)好的設(shè)計(jì)習(xí)慣。

　　(7) 在板環(huán)形天線的特別考慮

　　天線可以整體做在PCB 上。對(duì)比傳統(tǒng)的鞭狀天線,不僅節(jié)省空間和生產(chǎn)成本,機(jī)構(gòu)上也更穩(wěn)固可靠。慣例中,環(huán)形天線(loop antenna) 設(shè)計(jì)應(yīng)用于相對(duì)較窄的帶寬,這有助于抑制不需要的強(qiáng)信號(hào)以免干擾接收器。應(yīng)注意到環(huán)形天線(正如所有其他天線) 可能收到由附近噪聲信號(hào)線路容性耦合的噪聲。它會(huì)干擾接收器,也可能影響發(fā)送器的調(diào)制。因此在天線附近一定不要布數(shù)字信號(hào)線路,并建議在天線周圍保持自由空間。接近天線的任何物體都將構(gòu)成調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)的一部分,而導(dǎo)致天線調(diào)諧偏離預(yù)想的頻點(diǎn),使收發(fā)輻射范圍(距離) 減小。對(duì)于所有的各類天線必須注意這一事實(shí),電路板的外殼(外圍包裝) 也可能影響天線調(diào)諧。同時(shí)應(yīng)注意去除天線面積處的地線層面,否則天線不能有效工作。

　　(8) 電路板的連接

　　如果用電纜將RF 電路板連接到外部數(shù)字電路,應(yīng)使用雙絞線纜。每一根信號(hào)線必須和GND 線雙絞在一起(DIN/ GND , DOUT/ GND , CS/ GND , PWR _ UP/ GND) 。切記將RF 電路板和數(shù)字應(yīng)用電路板用雙絞線纜的GND線連接起來,線纜長(zhǎng)度應(yīng)盡量短。給RF 電路板供電的線路也必須與GND 雙絞(VDD/ GND) 。

　　4 　結(jié)論

　　迅速發(fā)展的射頻集成電路為從事無線數(shù)字音頻、視頻數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),無線遙控、遙測(cè)系統(tǒng),無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),無線網(wǎng)絡(luò)以及無線安全防范系統(tǒng)等設(shè)計(jì)的工程技術(shù)人員解決無線應(yīng)用的瓶頸提供了最大的可能。同時(shí),射頻電路的設(shè)計(jì)又要求設(shè)計(jì)者具有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和工程設(shè)計(jì)能力。本文是筆者在實(shí)際開發(fā)中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn),希望可以幫助眾多射頻集成電路開發(fā)者縮短開發(fā)周期,避免走不必要的彎路,節(jié)省人力和財(cái)力。