高速PCB设计指南 但是双工器、混频器和中频放大器/混频器总是有多个RF/F信号相互干扰,因此必须小心 地将这一影响减到最小。RF与I走线应尽可能走十字交叉,并尽可能在它们之间隔一块 地。正确的RF路径对整块PCB板的性能而言非常重要,这也就是为什么元器件布局通常 在蜂窝电话PCB板设计中占大部分时间的原因。 在蜂窝电话PCB板上,通常可以将低噪音放大器电路放在PCB板的某一面,而高功率 放大器放在另一面,并最终通过双工器把它们在同一面上连接到RF端和基带处理器端的天 线上。需要一些技巧来确保直通过孔不会把RF能量从板的一面传递到另一面,常用的技术 是在两面都使用盲孔。可以通过将直通过孔安排在PCB板两面都不受RF干扰的区域来将 直通过孔的不利影响减到最小 有时不太可能在多个电路块之间保证足够的隔离,在这种情况下就必须考虑采用金属屏 蔽罩将射频能量屏蔽在RF区域内,但金属屏蔽罩也存在问题,例如:自身成本和装配成本 都很贵 外形不规则的金属屏蔽罩在制造时很难保证高精度,长方形或正方形金属屏蔽罩又使元 器件布局受到一些限制:金属屏蔽罩不利于元器件更换和故障定位:由于金属屏蔽罩必须焊 在地上,必须与元器件保持一个适当距离,因此需要占用宝贵的PCB板空间 尽可能保证屏蔽罩的完整非常重要,进入金属屏蔽罩的数字信号线应该尽可能走内层, 而且最好走线层的下面一层PCB是地层。RF信号线可以从金属屏蔽罩底部的小缺口和地 缺口处的布线层上走出去,不过缺口处周围要尽可能地多布一些地,不同层上的地可通过多 个过孔连在一起 尽管有以上的问题,但是金属屏蔽罩非常有效,而且常常还是隔离关键电路的唯一解决 方案 此外,恰当和有效的芯片电源去耦也非常重要。许多集成了线性线路的RF芯片对电源 的噪音非常敏感,通常每个芯片都需要采用高达四个电容和一个隔离电感来确保滤除所有的 电源噪音(见图1)。 最小电容值通常取决于其自谐振频率和低引脚电感,C4的值就是据此选择的。C3和 C2的值由于其自身引脚电感的关系而相对较大一些,从而RF去耦效果要差一些,不过它 们较适合于滤除较低频率的噪声信号。电感Ll使RF信号无法从电源线耦合到芯片中。记 住:所有的走线都是一条潜在的既可接收也可发射RF信号的天线,另外将感应的射频信号 与关键线路隔离开也很必要 这些去耦元件的物理位置通常也很关键,图2表示了一种典型的布局方法。这几个重要 元件的布局原则是:C4要尽可能靠近IC引脚并接地,C3必须最靠近C4,C2必须最靠近 C3,而且IC引脚与C4的连接走线要尽可能短,这几个元件的接地端(尤其是C4)通常应当 通过下一地层与芯片的接地引脚相连。将元件与地层相连的过孔应该尽可能靠近PCB板上 元件焊盘,最好是使用打在焊盘上的盲孔以将连接线电感减到最小,电感应该靠近Cl 一热集成电路或放大器常常带有一个开漏极输出,因些需要一个上拉电感来提供一个 高阻抗RF负载和一个低阻抗直流电源,同样的原则也适用于对这一电感端的电源进行去 粗。有些芯片需要多个电源才能工作,因此你可能需要两到三套电容和电感来分别对它们进 行去耦处理,如果该芯片周围没有足够空间的话,那么可能会遇到一些麻烦。 记住电感极少并行靠在一起,因为这将形成一个空芯变压器并相互感应产生干扰信号, 因此它们之间的距离至少要相当于其中一个器件的高度,或者成直角排列以将其互感减到最 电气分区原则大体上与物理分区相同,但还包含一些其它因素。现代蜂窝电话的某些部 分采用不同工作电压,并借助软件对其进行控制,以延长电池工作寿命。这意味着蜂窝电话 需要运行多种电源,而这给隔离带来了更多的问题。电源通常从连接器引入,并立即进行去高速 PCB 设计指南 - 7 - 但是双工器、混频器和中频放大器/混频器总是有多个 RF/IF 信号相互干扰，因此必须小心 地将这一影响减到最小。RF 与 IF 走线应尽可能走十字交叉，并尽可能在它们之间隔一块 地。正确的 RF 路径对整块 PCB 板的性能而言非常重要，这也就是为什么元器件布局通常 在蜂窝电话 PCB 板设计中占大部分时间的原因。 在蜂窝电话 PCB 板上，通常可以将低噪音放大器电路放在 PCB 板的某一面，而高功率 放大器放在另一面，并最终通过双工器把它们在同一面上连接到 RF 端和基带处理器端的天 线上。需要一些技巧来确保直通过孔不会把 RF 能量从板的一面传递到另一面，常用的技术 是在两面都使用盲孔。可以通过将直通过孔安排在 PCB 板两面都不受 RF 干扰的区域来将 直通过孔的不利影响减到最小。 有时不太可能在多个电路块之间保证足够的隔离，在这种情况下就必须考虑采用金属屏 蔽罩将射频能量屏蔽在 RF 区域内，但金属屏蔽罩也存在问题，例如：自身成本和装配成本 都很贵； 外形不规则的金属屏蔽罩在制造时很难保证高精度，长方形或正方形金属屏蔽罩又使元 器件布局受到一些限制；金属屏蔽罩不利于元器件更换和故障定位；由于金属屏蔽罩必须焊 在地上，必须与元器件保持一个适当距离，因此需要占用宝贵的 PCB 板空间。 尽可能保证屏蔽罩的完整非常重要，进入金属屏蔽罩的数字信号线应该尽可能走内层， 而且最好走线层的下面一层 PCB 是地层。RF 信号线可以从金属屏蔽罩底部的小缺口和地 缺口处的布线层上走出去，不过缺口处周围要尽可能地多布一些地，不同层上的地可通过多 个过孔连在一起。 尽管有以上的问题，但是金属屏蔽罩非常有效，而且常常还是隔离关键电路的唯一解决 方案。 此外，恰当和有效的芯片电源去耦也非常重要。许多集成了线性线路的 RF 芯片对电源 的噪音非常敏感，通常每个芯片都需要采用高达四个电容和一个隔离电感来确保滤除所有的 电源噪音(见图 1)。 最小电容值通常取决于其自谐振频率和低引脚电感，C4 的值就是据此选择的。C3 和 C2 的值由于其自身引脚电感的关系而相对较大一些，从而 RF 去耦效果要差一些，不过它 们较适合于滤除较低频率的噪声信号。电感 L1 使 RF 信号无法从电源线耦合到芯片中。记 住：所有的走线都是一条潜在的既可接收也可发射 RF 信号的天线，另外将感应的射频信号 与关键线路隔离开也很必要。 这些去耦元件的物理位置通常也很关键，图 2 表示了一种典型的布局方法。这几个重要 元件的布局原则是：C4 要尽可能靠近 IC 引脚并接地，C3 必须最靠近 C4，C2 必须最靠近 C3，而且 IC 引脚与 C4 的连接走线要尽可能短，这几个元件的接地端(尤其是 C4)通常应当 通过下一地层与芯片的接地引脚相连。将元件与地层相连的过孔应该尽可能靠近 PCB 板上 元件焊盘，最好是使用打在焊盘上的盲孔以将连接线电感减到最小，电感应该靠近 C1。 一块集成电路或放大器常常带有一个开漏极输出，因此需要一个上拉电感来提供一个 高阻抗 RF 负载和一个低阻抗直流电源，同样的原则也适用于对这一电感端的电源进行去 耦。有些芯片需要多个电源才能工作，因此你可能需要两到三套电容和电感来分别对它们进 行去耦处理，如果该芯片周围没有足够空间的话，那么可能会遇到一些麻烦。 记住电感极少并行靠在一起，因为这将形成一个空芯变压器并相互感应产生干扰信号， 因此它们之间的距离至少要相当于其中一个器件的高度，或者成直角排列以将其互感减到最 小。 电气分区原则大体上与物理分区相同，但还包含一些其它因素。现代蜂窝电话的某些部 分采用不同工作电压，并借助软件对其进行控制，以延长电池工作寿命。这意味着蜂窝电话 需要运行多种电源，而这给隔离带来了更多的问题。电源通常从连接器引入，并立即进行去