基于RF電路設(shè)計中的常見問題及解決方案

　　(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,介電類型最好是 NPO , X7R 在大多數(shù)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,SMD 貼裝的100 p F 電容將良好工作,此頻率時,電容的容抗約為4 Ω,過孔的感抗也在同樣范圍。串聯(lián)的電容和過孔對于信號頻率形成一個陷波濾波器,使之能有效的去耦。868 MHz 時,33 p F 電容是一個理想的選擇。除了RF 去耦的小值電容,一個大值電容也應放置在電源線路上去耦低頻,可選擇一個2. 2 μF陶瓷或10μF 的鉭電容。

　　(4) 電源的星形布線

　　星形布線是模擬電路設(shè)計中眾所周知的技巧(如圖1所示) 。星形布線―――電路板上各模塊具有各自的來自公共供電電源點的電源線路。在這種情況下,星形布線意味著電路的數(shù)字部分和RF 部分應有各自的電源線路,這些電源線應在靠近IC 處分別去耦。這是一個隔開來自數(shù)字

　　部分和來自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(qū)動器或開關(guān)電源穩(wěn)壓器。

　　圖1 　電源的星形布線

　　(5) 合理安排PCB 布局

　　為減小來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) 遠離噪聲模塊(微控制器和RS 232 驅(qū)動器)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)送時會對其他敏感模擬電路模塊如ADC 造成干擾。大多數(shù)問題發(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) 連接到地來去耦敏感點是一個好的設(shè)計習慣。

　　(7) 在板環(huán)形天線的特別考慮

　　天線可以整體做在PCB 上。對比傳統(tǒng)的鞭狀天線,不僅節(jié)省空間和生產(chǎn)成本,機構(gòu)上也更穩(wěn)固可靠。慣例中,環(huán)形天線(loop antenna) 設(shè)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(正如所有其他天線) 可能收到由附近噪聲信號線路容性耦合的噪聲。它會干擾接收器,也可能影響發(fā)送器的調(diào)制。因此在天線附近一定不要布數(shù)字信號線路,并建議在天線周圍保持自由空間。接近天線的任何物體都將構(gòu)成調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)的一部分,而導致天線調(diào)諧偏離預想的頻點,使收發(fā)輻射范圍(距離) 減小。對于所有的各類天線必須注意這一事實,電路板的外殼(外圍包裝) 也可能影響天線調(diào)諧。同時應注意去除天線面積處的地線層面,否則天線不能有效工作。

　　(8) 電路板的連接

　　如果用電纜將RF 電路板連接到外部數(shù)字電路,應使用雙絞線纜。每一根信號線必須和GND 線雙絞在一起(DIN/ GND , DOUT/ GND , CS/ GND , PWR _ UP/ GND) 。切記將RF 電路板和數(shù)字應用電路板用雙絞線纜的GND線連接起來,線纜長度應盡量短。給RF 電路板供電的線路也必須與GND 雙絞(VDD/ GND) 。

　　4 　結(jié)論

　　迅速發(fā)展的射頻集成電路為從事無線數(shù)字音頻、視頻數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),無線遙控、遙測系統(tǒng),無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),無線網(wǎng)絡(luò)以及無線安全防范系統(tǒng)等設(shè)計的工程技術(shù)人員解決無線應用的瓶頸提供了最大的可能。同時,射頻電路的設(shè)計又要求設(shè)計者具有一定的實踐經(jīng)驗和工程設(shè)計能力。本文是筆者在實際開發(fā)中總結(jié)的經(jīng)驗,希望可以幫助眾多射頻集成電路開發(fā)者縮短開發(fā)周期,避免走不必要的彎路,節(jié)省人力和財力。