RF電路與天線的EMC研究

　　當(dāng)射頻電路一切都按預(yù)先設(shè)定的方案設(shè)計(jì)完成之后，其性能不一定就會(huì)完全達(dá)標(biāo)，其中會(huì)導(dǎo)致射頻性能不達(dá)標(biāo)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?yàn)樯漕l范疇內(nèi)電路布局、布線不合理造成，亦可能是因?yàn)槠渌椒矫婷娴脑?。大多?shù)情況導(dǎo)致干擾出現(xiàn)都是當(dāng)和其它電路，如數(shù)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(shè)計(jì)工作必須的、更是射頻設(shè)計(jì)、預(yù)研工作重點(diǎn)之一。在此簡(jiǎn)單談?wù)勎覀儗?duì)射頻方面電磁干擾的理解與認(rèn)識(shí)。

　　電磁干擾(EMI)在電子系統(tǒng)與設(shè)備中無(wú)處不在，在射頻領(lǐng)域表現(xiàn)卻特別突出。雖然電磁干擾在射頻系統(tǒng)中表現(xiàn)千奇百怪，但表現(xiàn)最多、影響最突出的地方應(yīng)該是射頻系統(tǒng)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(hào)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(tǒng)沒(méi)做好、還是天線沒(méi)做好?若我們堅(jiān)信低噪聲及系統(tǒng)、天線等都沒(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(hào)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(tǒng)、天線來(lái)回折騰好幾個(gè)回合，甚至浪費(fèi)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(cè)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(zhǎng)期的工作中我們對(duì)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(zhǎng)期的工作中就不斷總結(jié)、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(xiàn)在也是我們最寶貴的經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次驗(yàn)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(tǒng)與設(shè)備中無(wú)處不在，因此如何使電子系統(tǒng)與設(shè)備滿足電磁兼容(EMC)的要求是一項(xiàng)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(shè)計(jì)技巧，RF電路板的設(shè)計(jì)是最令設(shè)計(jì)工程師感到頭疼的部分。如想一次獲得成功，仔細(xì)規(guī)劃和注重細(xì)節(jié)是必須加以高度重視的兩大關(guān)鍵設(shè)計(jì)規(guī)則。而在所有PCB設(shè)計(jì)盡可能將數(shù)字電路遠(yuǎn)離模似電路是一條重要的設(shè)計(jì)規(guī)則。否則由于這方面的疏忽而引起的設(shè)計(jì)更改將可能導(dǎo)致一個(gè)即將完成的設(shè)計(jì)推倒重來(lái)。這一因疏忽而導(dǎo)致的嚴(yán)重后果將不言而喻。

　　由于射頻電路板PCB設(shè)計(jì)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)觀點(diǎn)只有部分正確。RF電路PCB設(shè)計(jì)也有許多可以遵循的準(zhǔn)則和不應(yīng)該被忽視的法則。不過(guò)在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，真正實(shí)用技巧是當(dāng)這些準(zhǔn)則和法則因各種設(shè)計(jì)約束而無(wú)法準(zhǔn)確地實(shí)施時(shí)，如何對(duì)它進(jìn)行折衷處理。

　　今天的射頻電路設(shè)計(jì)大多以各種方式將所有東西集成在一起，這對(duì)射頻電路板PCB設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)很不利?，F(xiàn)在業(yè)界競(jìng)爭(zhēng)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(shù)字和RF電路都緊密地?cái)D在一起，用來(lái)隔開(kāi)各自問(wèn)題區(qū)域的空間非常小，而且考慮到成本因素，電路板層數(shù)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(shù)字信號(hào)非?？拷?，但它們通常在電氣上是不相干的。電源分配可能對(duì)設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)是個(gè)噩夢(mèng)，為了延長(zhǎng)電池壽命，電路的不同部分是根據(jù)需要而分時(shí)工作的，并由軟件來(lái)控制。這意味著可能需要為手機(jī)提供5到6種工作電源。雖然這樣，但在設(shè)計(jì)RF布局時(shí)，做為一個(gè)資深射頻專家，總會(huì)有許許多多的原則必須優(yōu)先加以考慮和滿足。

　　由于篇幅關(guān)系，以上各類問(wèn)題就不再詳細(xì)討論，但射頻電路PCB板的設(shè)計(jì)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(xì)規(guī)劃和注重細(xì)節(jié)，從宏觀到微觀，盡量做好每一步。當(dāng)原理圖設(shè)計(jì)完成后，不應(yīng)當(dāng)馬上進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的布線工作，而是規(guī)劃與分析。把規(guī)劃和分析的結(jié)果標(biāo)注在原理圖上;把分區(qū)的電路用不同顏色的彩筆劃圈;把重要的模擬線，數(shù)字線，RF射頻線加以標(biāo)注。在布局和布板時(shí)心中有數(shù)，忙而不亂。