RF電路設計中降低寄生信號的八大途徑

　　甚至“友好型”接地通孔也會(huì )為相關(guān)金屬焊盤(pán)帶來(lái)電路板制造工藝要求的最小尺寸規格。通孔如果非?？拷盘柧€(xiàn)路，就會(huì )產(chǎn)生好像頂層接地空隙被老鼠咬掉一塊一樣的侵蝕。圖2是鼠咬示意圖。

　　由于禁入區由CAD軟件自動(dòng)生成，通孔在系統電路板上的使用又很頻繁，因此先期布局過(guò)程幾乎總會(huì )出現一些返回路徑中斷問(wèn)題。布局評測時(shí)要跟蹤每條高速線(xiàn)路，檢查相關(guān)回流層以避免中斷。讓所有可在任何區域產(chǎn)生接地層干擾的通孔更靠近頂層接地空隙是一個(gè)不錯的方法。

　　規則4：保持差分線(xiàn)路的差分性

　　回流路徑對信號線(xiàn)路性能至關(guān)重要，其應視為信號路徑的一部分。與此同時(shí)，差分對通常沒(méi)有緊密耦合，回流可能流經(jīng)相鄰層。兩個(gè)回流必須通過(guò)相等的電氣路徑布線(xiàn)。

　　即便在差分對的兩條線(xiàn)路不緊密耦合時(shí)，鄰近與共享型設計限制也會(huì )讓回流處于相同層。要真正保持低寄生信號，需要更好的匹配。差分組件下接地層的斷流器等任何計劃結構都應是對稱(chēng)的。同樣，長(cháng)度是否匹配可能也會(huì )產(chǎn)生信號線(xiàn)路中的波形曲線(xiàn)問(wèn)題?；亓鞑粫?huì )引起波形曲線(xiàn)問(wèn)題。一條差分線(xiàn)路的長(cháng)度匹配情況應在其它差分線(xiàn)路中體現。

　　規則5：RF信號線(xiàn)路附近沒(méi)有時(shí)鐘或控制線(xiàn)路

　　時(shí)鐘和控制線(xiàn)路有時(shí)可視為沒(méi)什么影響的鄰居，因為其工作速度低，甚至接近DC。不過(guò)，其開(kāi)關(guān)特性幾乎接近方波，可在奇數諧波頻率下生成獨特的音調。方波發(fā)射能源的基本頻率雖然不會(huì )產(chǎn)生什么影響，但其銳利的邊緣可能會(huì )有影響。在數字系統設計中，轉折頻率可估算必須要考慮的最高頻率諧波，計算方式為：Fknee=0.5/Tr，這里的Tr是上升時(shí)間。請注意，是上升時(shí)間，而不是信號頻率。不過(guò)銳利邊緣的方波也有強大的高階奇數諧波，其可能只在錯誤頻率下下降并耦合在RF線(xiàn)路上，違反嚴格的傳輸掩模要求。

　　時(shí)鐘和控制線(xiàn)路應由內部接地層或頂層接地灌流(ground pour)與RF信號線(xiàn)路隔離。如果不能使用接地隔離信號，那么線(xiàn)路布線(xiàn)應確保直角交叉。因為時(shí)鐘或控制線(xiàn)路發(fā)射的磁通線(xiàn)路會(huì )圍繞干擾源線(xiàn)路的電流形成放射柱形等高線(xiàn)，它們將不會(huì )在接收器線(xiàn)路中產(chǎn)生電流。放慢上升時(shí)間不但可降低轉折頻率，而且還有助于減少干擾源的干擾，但時(shí)鐘或控制線(xiàn)路也可充當接收器線(xiàn)路。接收器線(xiàn)路仍可作為將寄生信號導入器件的導管。

　　規則6：使用接地隔離高速線(xiàn)路

　　微波傳輸帶與帶線(xiàn)大多數都與相鄰接地層耦合。一些通量線(xiàn)路仍沿水平方向散發(fā)，并端接于相鄰跡線(xiàn)。一條高速線(xiàn)路或差分對上的音調在下一條跡線(xiàn)上終結，但信號層上的接地灌流會(huì )為通量線(xiàn)路帶來(lái)較低阻抗的終點(diǎn)，讓鄰近跡線(xiàn)不受音調干擾。

　　時(shí)鐘分布或合成器設備路由出來(lái)、用于承載相同頻率的跡線(xiàn)集群可能相鄰而行，因為干擾源音調已經(jīng)存在于接收器線(xiàn)路上。不過(guò)，分組的線(xiàn)路最終會(huì )分散。分散時(shí)，應在分散線(xiàn)路之間提供接地灌流，并在其開(kāi)始分散的地方灌入通孔，以便感應回流沿著(zhù)額定回流路徑流回。在圖3中，接地島末端的通孔可使感應電流流到參考層上。接地灌流上其它通孔之間的間隔不要超過(guò)一個(gè)波長(cháng)的十分之一，以確保接地不會(huì )成為共振結構?！　?/p>

圖3：差分線(xiàn)路分散處的頂層接地通孔為回流提供流動(dòng)路徑。

　　規則7：不要在噪聲較大的電源層進(jìn)行RF線(xiàn)路布線(xiàn)

　　音調進(jìn)入電源層就會(huì )擴散到每個(gè)地方。如果雜散音調進(jìn)入電源、緩沖器、混頻器、衰減器和振蕩器，就會(huì )對干擾頻率進(jìn)行調制。同樣，當電源到達電路板時(shí)，它還沒(méi)有徹底被清空而實(shí)現對RF電路系統的驅動(dòng)。應最大限度減少RF線(xiàn)路在電源層的暴露，特別是未過(guò)濾的電源層。

　　鄰近接地的大型電源層可創(chuàng )建高質(zhì)量嵌入式電容，使寄生信號衰減，并用于數字通信系統與某些RF系統。另一種方法是使用最小化電源層，有時(shí)更像是肥大跡線(xiàn)而不能說(shuō)是層，這樣RF線(xiàn)路更容易徹底避開(kāi)電源層。這兩種方法都可行，不過(guò)決不能將二者的最差特性湊在一起，也就是既使用小型電源層，又在頂部走線(xiàn)RF線(xiàn)路。

　　規則8：讓去耦靠近器件

　　去耦不僅有助于避免雜散噪聲進(jìn)入器件，還可幫助消除器件內部生成的音調，避免其耦合到電源層上。去耦電容越靠近工作電路系統，效率就越高。本地去耦受電路板跡線(xiàn)的寄生阻抗干擾較小，較短的跡線(xiàn)支持較小的天線(xiàn)，減少有害音調發(fā)射。電容器安放要結合最高自共振頻率，通常最小值、最小外殼尺寸、最靠近器件，以及越大的電容器，離器件越遠。在RF頻率下，電路板背面的電容器會(huì )產(chǎn)生通孔串連接地路徑的寄生電感，損失大量噪聲衰減優(yōu)勢。

　　總結

　　通過(guò)電路板布局評測，我們可發(fā)現可能發(fā)射或接收雜散RF音調的結構。要跟蹤每一條線(xiàn)路，有意識地明確其回流路徑，確保它能夠與線(xiàn)路并行，特別是要徹底檢查過(guò)渡。此外，還要將潛在干擾源與接收器隔離。按照一些簡(jiǎn)單直觀(guān)的規則降低寄生信號，可加速產(chǎn)品發(fā)布，降低調試成本。