基于RF電路設計中的常見(jiàn)問(wèn)題及解決方案

　　(3) RF 去耦

　　去耦電容應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采用電容去耦。采用高品質(zhì)的陶瓷電容,介電類(lèi)型最好是 NPO , X7R 在大多數應用中也能較好工作。理想的選擇電容值應使其串聯(lián)諧振等于信號頻率。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(guò)孔的感抗也在同樣范圍。串聯(lián)的電容和過(guò)孔對于信號頻率形成一個(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)大值電容也應放置在電源線(xiàn)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(xiàn)

　　星形布線(xiàn)是模擬電路設計中眾所周知的技巧(如圖1所示) 。星形布線(xiàn)―――電路板上各模塊具有各自的來(lái)自公共供電電源點(diǎn)的電源線(xiàn)路。在這種情況下,星形布線(xiàn)意味著(zhù)電路的數字部分和RF 部分應有各自的電源線(xiàn)路,這些電源線(xiàn)應在靠近IC 處分別去耦。這是一個(gè)隔開(kāi)來(lái)自數字

　　部分和來(lái)自RF 部分電源噪聲的有效方法。如果將有嚴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(xiàn)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 驅動(dòng)器或開(kāi)關(guān)電源穩壓器。

　　圖1 　電源的星形布線(xiàn)

　　(5) 合理安排PCB 布局

　　為減小來(lái)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。應總是將敏感的模塊( RF部分和天線(xiàn)) 遠離噪聲模塊(微控制器和RS 232 驅動(dòng)器)以避免干擾。

　　(6) 屏蔽RF 信號對其他模擬部分的影響

　　如上所述,RF 信號在發(fā)送時(shí)會(huì )對其他敏感模擬電路模塊如ADC 造成干擾。大多數問(wèn)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(lái)去耦敏感點(diǎn)是一個(gè)好的設計習慣。

　　(7) 在板環(huán)形天線(xiàn)的特別考慮

　　天線(xiàn)可以整體做在PCB 上。對比傳統的鞭狀天線(xiàn),不僅節省空間和生產(chǎn)成本,機構上也更穩固可靠。慣例中,環(huán)形天線(xiàn)(loop antenna) 設計應用于相對較窄的帶寬,這有助于抑制不需要的強信號以免干擾接收器。應注意到環(huán)形天線(xiàn)(正如所有其他天線(xiàn)) 可能收到由附近噪聲信號線(xiàn)路容性耦合的噪聲。它會(huì )干擾接收器,也可能影響發(fā)送器的調制。因此在天線(xiàn)附近一定不要布數字信號線(xiàn)路,并建議在天線(xiàn)周?chē)３肿杂煽臻g。接近天線(xiàn)的任何物體都將構成調諧網(wǎng)絡(luò )的一部分,而導致天線(xiàn)調諧偏離預想的頻點(diǎn),使收發(fā)輻射范圍(距離) 減小。對于所有的各類(lèi)天線(xiàn)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(xiàn)調諧。同時(shí)應注意去除天線(xiàn)面積處的地線(xiàn)層面,否則天線(xiàn)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字電路,應使用雙絞線(xiàn)纜。每一根信號線(xiàn)必須和GND 線(xiàn)雙絞在一起(DIN/ GND , DOUT/ GND , CS/ GND , PWR _ UP/ GND) 。切記將RF 電路板和數字應用電路板用雙絞線(xiàn)纜的GND線(xiàn)連接起來(lái),線(xiàn)纜長(cháng)度應盡量短。給RF 電路板供電的線(xiàn)路也必須與GND 雙絞(VDD/ GND) 。

　　4 　結論

　　迅速發(fā)展的射頻集成電路為從事無(wú)線(xiàn)數字音頻、視頻數據傳輸系統,無(wú)線(xiàn)遙控、遙測系統,無(wú)線(xiàn)數據采集系統,無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )以及無(wú)線(xiàn)安全防范系統等設計的工程技術(shù)人員解決無(wú)線(xiàn)應用的瓶頸提供了最大的可能。同時(shí),射頻電路的設計又要求設計者具有一定的實(shí)踐經(jīng)驗和工程設計能力。本文是筆者在實(shí)際開(kāi)發(fā)中總結的經(jīng)驗,希望可以幫助眾多射頻集成電路開(kāi)發(fā)者縮短開(kāi)發(fā)周期,避免走不必要的彎路,節省人力和財力。