RF電路與天線的EMC研究

標簽：EMI EMC

當射頻電路一切都按預先設(shè)定的方案設(shè)計完成之后，其性能不一定就會完全達標，其中會導致射頻性能不達標的一個重要因素有可能就是電磁干擾，而電磁干擾并不一定是因為射頻范疇內(nèi)電路布局、布線不合理造成，亦可能是因為其它方方面面的原因。大多數(shù)情況導致干擾出現(xiàn)都是當和其它電路，如數(shù)字電路部分、電源電路部分等組合后才產(chǎn)生的。

處理干擾問題是做設(shè)計工作必須的、更是射頻設(shè)計、預研工作重點之一。在此簡單談?wù)勎覀儗ι漕l方面電磁干擾的理解與認識。

電磁干擾(EMI)在電子系統(tǒng)與設(shè)備中無處不在，在射頻領(lǐng)域表現(xiàn)卻特別突出。雖然電磁干擾在射頻系統(tǒng)中表現(xiàn)千奇百怪，但表現(xiàn)最多、影響最突出的地方應(yīng)該是射頻系統(tǒng)的接收前端低噪聲放大的關(guān)鍵指針靈敏度的影響。其次是看得見、聽得到的視頻、音頻信號影響等等，這就是我們做射頻工作最為關(guān)心的。干擾來自何處?是射頻硬件本身的低噪聲及系統(tǒng)沒做好、還是天線沒做好?若我們堅信低噪聲及系統(tǒng)、天線等都沒問題，我們的思路就會不由自主地想到干擾方面：是干擾信號影響了射頻性能?

在大部分情況，若不是資深技術(shù)人員，要考慮到EMI干擾層面，一般都會是在射頻低噪放及系統(tǒng)、天線來回折騰好幾個回合，甚至浪費了大量時間，最后不得已才考慮到干擾層面上去。

無干擾、性能良好的產(chǎn)品都是使人高興的;有干擾產(chǎn)品隨功能不同影響就千奇百怪、各不相同。考慮干擾問題就成了我們最重要的議事日程?？紤]干擾的時候我們也許會問：何為干擾，干擾從何而來，怎樣去測試、量化干擾?重要的是怎樣去減少干擾?EMC問題就不期而遇。在長期的工作中我們對電磁干擾也曾有過刻骨銘心、深受其害的時候。因此在長期的工作中就不斷總結(jié)、分析、查找EMC相關(guān)問題處理技術(shù)與技巧。這些技術(shù)與技巧現(xiàn)在也是我們最寶貴的經(jīng)驗。經(jīng)過無數(shù)次驗證，處理干擾問題一般總是手到擒來。

電磁干擾(EMI)在電子系統(tǒng)與設(shè)備中無處不在，因此如何使電子系統(tǒng)與設(shè)備滿足電磁兼容(EMC)的要求是一項關(guān)鍵技術(shù)。

由于射頻和微波領(lǐng)域的高速發(fā)展，需求高潮正促使射頻工程師越來越關(guān)注RF電路設(shè)計技巧，RF電路板的設(shè)計是最令設(shè)計工程師感到頭疼的部分。如想一次獲得成功，仔細規(guī)劃和注重細節(jié)是必須加以高度重視的兩大關(guān)鍵設(shè)計規(guī)則。而在所有PCB設(shè)計盡可能將數(shù)字電路遠離模似電路是一條重要的設(shè)計規(guī)則。否則由于這方面的疏忽而引起的設(shè)計更改將可能導致一個即將完成的設(shè)計推倒重來。這一因疏忽而導致的嚴重后果將不言而喻。

由于射頻電路板PCB設(shè)計在理論上還有很多不確定性，因此常被形容為一種黑色藝術(shù)，但這個觀點只有部分正確。RF電路PCB設(shè)計也有許多可以遵循的準則和不應(yīng)該被忽視的法則。不過在實際設(shè)計時，真正實用技巧是當這些準則和法則因各種設(shè)計約束而無法準確地實施時，如何對它進行折衷處理。

今天的射頻電路設(shè)計大多以各種方式將所有東西集成在一起，這對射頻電路板PCB設(shè)計來說很不利?，F(xiàn)在業(yè)界競爭非常激烈，人們都在找辦法用最小的尺寸和最低的成本集成最多的功能。模似、數(shù)字和RF電路都緊密地擠在一起，用來隔開各自問題區(qū)域的空間非常小，而且考慮到成本因素，電路板層數(shù)往往又減到最小。令人感到不可思議的是，多用途芯片可將多種功能集成在一個非常小的裸片上，而且連接外界的引腳之間排列得又非常緊密，因此RF、IF、模擬和數(shù)字信號非常靠近，但它們通常在電氣上是不相干的。電源分配可能對設(shè)計者來說是個噩夢，為了延長電池壽命，電路的不同部分是根據(jù)需要而分時工作的，并由軟件來控制。這意味著可能需要為手機提供5到6種工作電源。雖然這樣，但在設(shè)計RF布局時，做為一個資深射頻專家，總會有許許多多的原則必須優(yōu)先加以考慮和滿足。

由于篇幅關(guān)系，以上各類問題就不再詳細討論，但射頻電路PCB板的設(shè)計的確需考慮很多因素?？梢哉f是點點滴滴，就如以上所述，如想一次獲得成功需仔細規(guī)劃和注重細節(jié)，從宏觀到微觀，盡量做好每一步。當原理圖設(shè)計完成后，不應(yīng)當馬上進行實質(zhì)性的布線工作，而是規(guī)劃與分析。把規(guī)劃和分析的結(jié)果標注在原理圖上;把分區(qū)的電路用不同顏色的彩筆劃圈;把重要的模擬線，數(shù)字線，RF射頻線加以標注。在布局和布板時心中有數(shù)，忙而不亂。