手機(jī)電路板RF射頻PCB芯片功率去耦及電氣分區(qū)

由于理論上存在許多不確定性，射頻電路板設(shè)計(jì)常常被描述為“黑術(shù)”，但這種觀點(diǎn)只是部分正確。 射頻電路板設(shè)計(jì)也有許多可以遵循且不應(yīng)忽視的規(guī)則。 下面總結(jié)了手機(jī)PCB板射頻布局設(shè)計(jì)時(shí)必須滿足的條件。

1、正確有效的芯片電源去耦也非常重要。

許多集成了線性電路的射頻芯片對電源噪聲非常敏感。通常，每個(gè)芯片需要使用最多四個(gè)電容器和一個(gè)隔離電感器，以確保濾除所有電源噪聲。集成電路或放大器通常具有開漏輸出，因此需要上拉電感來提供高阻抗射頻負(fù)載和低阻抗直流電源。同樣的原理也適用于在該電感器端對電源進(jìn)行去耦。有些芯片需要多個(gè)電源才能工作，因此可能需要兩組或三組電容和電感分別對其進(jìn)行去耦。電感器很少并聯(lián)在一起，因?yàn)檫@樣會形成空芯變壓器并相互感應(yīng)產(chǎn)生干擾信號。因此，它們之間的距離應(yīng)至少等于其中一個(gè)器件的高度，或者應(yīng)以直角排列，以盡量減少它們的互感。

2、電氣分區(qū)的原理與物理分區(qū)基本相同，但還包括一些其他因素。

手機(jī)的某些部分采用不同的工作電壓并由軟件控制以延長電池壽命。這意味著手機(jī)需要運(yùn)行多個(gè)電源，這給隔離帶來了更多問題。電源通常從連接器引入，并立即去耦以濾除電路板外部的任何噪聲，然后經(jīng)過一組開關(guān)或調(diào)節(jié)器后分配。 手機(jī)PCB上大多數(shù)電路的直流電流都比較小，因此布線寬度通常不成問題。然而，必須為高功率放大器的電源單獨(dú)布線盡可能寬的大電流線路，以最小化傳輸壓降。為了避免過多的電流損耗，需要多個(gè)過孔將電流從一層傳輸?shù)搅硪粚印Ａ硗?，如果在大功率放大器的電源引腳端不能完全去耦，大功率噪聲會輻射到整板，造成各種問題。高功率放大器的接地非常重要，往往需要為其設(shè)計(jì)金屬屏蔽層。 在大多數(shù)情況下，確保射頻輸出遠(yuǎn)離射頻輸入也很重要。 這也適用于放大器、緩沖器和濾波器。 在最壞的情況下，如果放大器和緩沖器的輸出以適當(dāng)?shù)南辔缓头确答伒狡漭斎?，它們可能會產(chǎn)生自激振蕩。 在最好的情況下，它們將能夠在任何溫度和電壓條件下穩(wěn)定工作。實(shí)際上，它們可能會變得不穩(wěn)定，并向射頻信號添加噪聲和互調(diào)。 如果射頻信號線必須繞過濾波器的輸入端回到輸出端，可能會嚴(yán)重?fù)p害濾波器的帶通特性。為了實(shí)現(xiàn)輸入和輸出之間良好的隔離，首先必須在濾波器周圍鋪設(shè)一圈地，然后在濾波器的下層鋪設(shè)一塊地，并與濾波器周圍的主地相連。 讓需要穿過濾波器的信號線盡可能遠(yuǎn)離濾波器引腳也是一個(gè)好方法。

另外，整板的接地要非常小心，否則會引入耦合通道。 有時(shí)您可以選擇使用單端或平衡射頻信號線。 交叉干擾和 EMC/EMI 原理也適用于此。 如果布線正確，平衡射頻信號線可以減少噪聲和交叉干擾，但其阻抗通常較高。 要保持合理的線寬以獲得與信號源、走線和負(fù)載相匹配的阻抗，實(shí)際布線可能會遇到一些困難。 緩沖器可以用來提高隔離效果，因?yàn)樗梢詫⑼恍盘柗殖蓛刹糠植Ⅱ?qū)動(dòng)不同的電路。 特別是，本地振蕩器可能需要緩沖器來驅(qū)動(dòng)多個(gè)混頻器。 當(dāng)混頻器在射頻頻率達(dá)到共模隔離狀態(tài)時(shí)，將無法正常工作。 緩沖器可以很好地隔離不同頻率下的阻抗變化，使電路不會互相干擾。 緩沖區(qū)對于設(shè)計(jì)非常有幫助。 它們可以緊密跟隨要驅(qū)動(dòng)的電路，從而使大功率輸出接線非常短。 由于緩沖器的輸入信號電平較低，因此不易干擾板上的其他電路。 壓控振蕩器 (VCO) 可以將變化的電壓轉(zhuǎn)換為變化的頻率，用于高速通道切換。 然而，它們還將控制電壓中的小噪聲轉(zhuǎn)換為小的頻率變化，從而增加了射頻信號的噪聲。 PCB組裝、PCB設(shè)計(jì)和PCBA加工廠商將為您講解手機(jī)電路板RF射頻PCB芯片的功率去耦和電氣分區(qū)。