降低RF電路寄生信號(hào)的八個(gè)設(shè)計(jì)規(guī)則

　　RF電路布局要想降低寄生信號(hào)，需要RF工程師發(fā)揮創(chuàng)造性。記住以下這八條規(guī)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(yù)見(jiàn)性。

　　規(guī)則1：接地通孔應(yīng)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(hào)線(xiàn)路并行布置的接地。在參考層繼續(xù)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(hào)線(xiàn)路從頂層切換至內(nèi)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(hào)線(xiàn)路電流下面緊挨著就是回流。當(dāng)它轉(zhuǎn)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(yuǎn)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(yán)重。這種電流環(huán)路其實(shí)相當(dāng)于形成了一個(gè)天線(xiàn)!

　　圖1：信號(hào)電流從器件引腳經(jīng)過(guò)通孔流到較低層。回流在被迫流向最近通孔改變至不同參考層之前位于信號(hào)之下。

　　接地參考是最佳策略，但高速線(xiàn)路有時(shí)候可布置在內(nèi)部層上。接地參考層上下都放置非常困難，半導(dǎo)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(yīng)緊挨著開(kāi)關(guān)點(diǎn)安放去耦電容。

　　規(guī)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(duì)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(píng)測(cè)中，還要打開(kāi)焊接掩模層確認(rèn)沒(méi)有焊接掩模在器件下方的電路板接地上，因?yàn)楹附友谀？赡軙?huì)抬高器件或使其搖擺。

　　規(guī)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(nèi)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(nèi)接地層上產(chǎn)生大于通孔直徑自身的禁入?yún)^(qū)，提供制造空隙。這些禁入?yún)^(qū)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(dǎo)致情況進(jìn)一步復(fù)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?yún)^(qū)，并在返回路徑上造成中斷?；亓髦荒苻D(zhuǎn)道繞過(guò)接地層禁入?yún)^(qū)，形成現(xiàn)在常見(jiàn)的發(fā)射感應(yīng)路徑問(wèn)題。

　　圖2：通孔周?chē)拥貙拥慕雲(yún)^(qū)可能重疊，迫使回流遠(yuǎn)離信號(hào)路徑。即便沒(méi)有重疊，禁入?yún)^(qū)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(guī)格。通孔如果非?？拷盘?hào)線(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?yún)^(qū)由CAD軟件自動(dòng)生成，通孔在系統(tǒng)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(xiàn)一些返回路徑中斷問(wèn)題。布局評(píng)測(cè)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(qū)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(cuò)的方法。