降低RF電路寄生信號的八個(gè)設計規則

　　RF電路布局要想降低寄生信號，需要RF工程師發(fā)揮創(chuàng )造性。記住以下這八條規則，不但有助于加速產(chǎn)品上市進(jìn)程，而且還可提高工作日程的可預見(jiàn)性。

　　規則1：接地通孔應位于接地參考層開(kāi)關(guān)處

　　流經(jīng)所布線(xiàn)路的所有電流都有相等的回流。耦合策略固然很多，不過(guò)回流通常流經(jīng)相鄰的接地層或與信號線(xiàn)路并行布置的接地。在參考層繼續時(shí)，所有耦合都僅限于傳輸線(xiàn)路，一切都非常正常。不過(guò)，如果信號線(xiàn)路從頂層切換至內部或底層時(shí)，回流也必須獲得路徑。

　　圖1就是一個(gè)實(shí)例。頂層信號線(xiàn)路電流下面緊挨著(zhù)就是回流。當它轉移到底層時(shí)，回流就通過(guò)附近的通孔。不過(guò)，如果附近沒(méi)有用于回流的通孔時(shí)，回流就要通過(guò)最近可用的接地通孔。更遠的距離會(huì )產(chǎn)生電流環(huán)路，形成電感器。如果這種不必要的電流路徑偏移，碰巧又同另一條線(xiàn)路交叉，那么干擾就會(huì )更嚴重。這種電流環(huán)路其實(shí)相當于形成了一個(gè)天線(xiàn)!

　　圖1：信號電流從器件引腳經(jīng)過(guò)通孔流到較低層?；亓髟诒黄攘飨蜃罱赘淖冎敛煌瑓⒖紝又拔挥谛盘栔?。

　　接地參考是最佳策略，但高速線(xiàn)路有時(shí)候可布置在內部層上。接地參考層上下都放置非常困難，半導體廠(chǎng)商可能會(huì )受到引腳限制，把電源線(xiàn)安放在高速線(xiàn)路旁邊。參考電流要是需要在非DC耦合的各層或各網(wǎng)之間切換，應緊挨著(zhù)開(kāi)關(guān)點(diǎn)安放去耦電容。

　　規則2：將器件焊盤(pán)與頂層接地連接起來(lái)

　　許多器件在器件封裝底部都采用散熱接地焊盤(pán)。在RF器件上，這些通常都是電氣接地，而相鄰焊盤(pán)點(diǎn)有接地通孔陣列?？蓪⑵骷副P(pán)直接連接至接地引腳，并通過(guò)頂層接地連接至任何灌銅。如有多個(gè)路徑，回流會(huì )按路徑阻抗比例拆分。通過(guò)焊盤(pán)進(jìn)行接地連接相對于引腳接地而言，路徑更短、阻抗更低。

　　電路板與器件焊盤(pán)之間良好的電氣連接至關(guān)重要。裝配時(shí)，電路板通孔陣列中的未填充通孔也可能會(huì )抽走器件的焊膏，留下空隙。填滿(mǎn)通孔是保證焊接到位的好辦法。在評測中，還要打開(kāi)焊接掩模層確認沒(méi)有焊接掩模在器件下方的電路板接地上，因為焊接掩?？赡軙?huì )抬高器件或使其搖擺。

　　規則3：無(wú)參考層間隙

　　器件周邊到處都是通孔。電源網(wǎng)分解成本地去耦，然后降至電源層，通常提供多個(gè)通孔以最大限度減少電感，提高載流容量，同時(shí)控制總線(xiàn)可降至內層。所有這些分解最終都會(huì )在器件附近完全被鉗住。

　　每個(gè)這些通孔都會(huì )在內接地層上產(chǎn)生大于通孔直徑自身的禁入區，提供制造空隙。這些禁入區很容易在回流路徑上造成中斷。一些通孔彼此靠近則會(huì )形成接地層溝，頂層CAD視圖看不見(jiàn)，這將導致情況進(jìn)一步復雜化。圖2兩個(gè)電源層通孔的接地層空隙可產(chǎn)生重疊的禁入區，并在返回路徑上造成中斷?；亓髦荒苻D道繞過(guò)接地層禁入區，形成現在常見(jiàn)的發(fā)射感應路徑問(wèn)題。

　　圖2：通孔周?chē)拥貙拥慕雲^可能重疊，迫使回流遠離信號路徑。即便沒(méi)有重疊，禁入區也會(huì )在接地層形成鼠咬阻抗中斷。

　　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。