RF電路與天線(xiàn)的EMC研究

標簽：EMI EMC

當射頻電路一切都按預先設定的方案設計完成之后，其性能不一定就會(huì )完全達標，其中會(huì )導致射頻性能不達標的一個(gè)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電路布局、布線(xiàn)不合理造成，亦可能是因為其它方方面面的原因。大多數情況導致干擾出現都是當和其它電路，如數字電路部分、電源電路部分等組合后才產(chǎn)生的。

處理干擾問(wèn)題是做設計工作必須的、更是射頻設計、預研工作重點(diǎn)之一。在此簡(jiǎn)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)在電子系統與設備中無(wú)處不在，在射頻領(lǐng)域表現卻特別突出。雖然電磁干擾在射頻系統中表現千奇百怪，但表現最多、影響最突出的地方應該是射頻系統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(jiàn)、聽(tīng)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(lái)自何處?是射頻硬件本身的低噪聲及系統沒(méi)做好、還是天線(xiàn)沒(méi)做好?若我們堅信低噪聲及系統、天線(xiàn)等都沒(méi)問(wèn)題，我們的思路就會(huì )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(huì )是在射頻低噪放及系統、天線(xiàn)來(lái)回折騰好幾個(gè)回合，甚至浪費了大量時(shí)間，最后不得已才考慮到干擾層面上去。

無(wú)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?？紤]干擾問(wèn)題就成了我們最重要的議事日程?？紤]干擾的時(shí)候我們也許會(huì )問(wèn)：何為干擾，干擾從何而來(lái)，怎樣去測試、量化干擾?重要的是怎樣去減少干擾?EMC問(wèn)題就不期而遇。在長(cháng)期的工作中我們對電磁干擾也曾有過(guò)刻骨銘心、深受其害的時(shí)候。因此在長(cháng)期的工作中就不斷總結、分析、查找EMC相關(guān)問(wèn)題處理技術(shù)與技巧。這些技術(shù)與技巧現在也是我們最寶貴的經(jīng)驗。經(jīng)過(guò)無(wú)數次驗證，處理干擾問(wèn)題一般總是手到擒來(lái)。

電磁干擾(EMI)在電子系統與設備中無(wú)處不在，因此如何使電子系統與設備滿(mǎn)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(lái)越關(guān)注RF電路設計技巧，RF電路板的設計是最令設計工程師感到頭疼的部分。如想一次獲得成功，仔細規劃和注重細節是必須加以高度重視的兩大關(guān)鍵設計規則。而在所有PCB設計盡可能將數字電路遠離模似電路是一條重要的設計規則。否則由于這方面的疏忽而引起的設計更改將可能導致一個(gè)即將完成的設計推倒重來(lái)。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(gè)觀(guān)點(diǎn)只有部分正確。RF電路PCB設計也有許多可以遵循的準則和不應該被忽視的法則。不過(guò)在實(shí)際設計時(shí)，真正實(shí)用技巧是當這些準則和法則因各種設計約束而無(wú)法準確地實(shí)施時(shí)，如何對它進(jìn)行折衷處理。

今天的射頻電路設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設計來(lái)說(shuō)很不利?，F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、數字和RF電路都緊密地擠在一起，用來(lái)隔開(kāi)各自問(wèn)題區域的空間非常小，而且考慮到成本因素，電路板層數往往又減到最小。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(gè)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、模擬和數字信號非?？拷?，但它們通常在電氣上是不相干的。電源分配可能對設計者來(lái)說(shuō)是個(gè)噩夢(mèng)，為了延長(cháng)電池壽命，電路的不同部分是根據需要而分時(shí)工作的，并由軟件來(lái)控制。這意味著(zhù)可能需要為手機提供5到6種工作電源。雖然這樣，但在設計RF布局時(shí)，做為一個(gè)資深射頻專(zhuān)家，總會(huì )有許許多多的原則必須優(yōu)先加以考慮和滿(mǎn)足。

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